JPS5934955Y2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、操作鍵音高に対応した基本波お・よびその
高調波に相当する各成分を発生させ、これら各成分にそ
れぞれ対応する振幅係数を乗じてその乗算値を台底する
ことにより楽音を形成するようにした高調波合成方式の
電子楽器に関し、特に上記各取分に乗じる振幅係数を該
取分の周波数に対応して設定することにより固定フォル
マント特性の楽音を発生し得るようにした電子楽器の改
良に関する。

Ａ、従来技術とその欠点 ディジタル技術を利用した高調波合成方式の電子楽器と
しては、特開昭４８−９０２１７号に開示されているも
のが代表的であるが、この特開昭４８−９０２１７号に
開示されている電子楽器は基本波およびその高調波の各
取分に乗じる高調波振幅係数を各高調波（基本波を含む
）の次数のみに基づいて発生させるようにしているため
、高調波振幅係数は操作鍵音高が変化しても何ら変化せ
ず、その発生楽音はいわゆる可動フォルマント特性を示
すものとなっている。

このため、管楽器等のように気道を利用した楽器の発生
楽音に近似した固定フォルマント特性の楽音を発生させ
ることが困難なものとなっていた。

しかして、従来において、このような問題点を解決する
ために、基本波およびその高調波の各成分に乗じる高調
波振幅係数を該各成分の周波数に対応して設定するよう
基本波に対応した（操作鍵音高に対応した）周波数ナン
バと各高調波成分の次数を示す次数ナンバとの乗算値に
基づいて発生させるようにし、これによって固定フォル
マント特性を示す楽音を容易に発生し得るようにした電
子楽器がこの考案の出願人によって提案されている。

しかしながら、この先願の電子楽器は周波数ナンバの値
が大きくなれば、つまり基本波の周波数が高くなれば発
生する高調波成分の数が減少し、この結果発生楽音の勢
力（エネルギー）、つまり音量が低下してしまうという
欠点を有する。

すなわち、第１図ａの一点鎖線に示すような固定フォル
マント特性の楽音を発生させようとした場合、基本波の
周波数が低い領域では第１図すの太実線で示すように多
くの高調波成分が発生されるが、基本波の周波数が高い
領域では第１図Ｃの太実線で示すように高調波成分は僅
かしか発生されない。

このため、先願の電子楽器においては、操作鍵音高によ
って発生する高調波成分の数が変化し、この結果発生楽
音の音量が操作鍵音高によってばらつくという欠点を有
している。

Ｂ、この考案の目的と概要説明 この考案は、上述した電子楽器の欠点に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは固定フォルマント特性を
もつ楽音を発生する際、音高による音量のばらつきを除
去し、固定フォルマント特性でありながら全ての音域で
均等な音量の楽音を発生し得るようにした電子楽器を提
供することにある。

このためにこの考案においては、操作鍵音高に対応した
音量補正係数を発生させ、この音量補正係数によって発
生楽音の音量を制御するようにしている。

Ｃ０この考案の横取および動作説明 （１） この考案の構成説明 第２図はこの考案による電子楽器の一実施例を示すブロ
ック図で、１は鍵盤部に設けられたキースイッチ回路で
あって、鍵盤部の各鍵に対応したキースイッチを有し、
ある鍵が押鍵されると対応するキースイッチが動作し、
その出力線に論理値“ｉｔｓの信号を出力する。

このキースイッチ回路１には単音優先回路が内蔵されて
おり、同時に２個以上のキースイッチが動作した場合、
優先順位の高いキースイッチに対応する出力線にのみ“
１″信号が出力されるように横取されている。

２は各鍵の音高に対応した周波数ナンバＲを各アドレス
に記憶している周波数ナンバメモリであって、この周波
数ナンバメモリ２はキースイッチ回路１の出力によって
アドレスされて操作鍵の音高に対応した周波数ナンバＲ
が読み出される。

３は一定周期のクロックパルスｔ。

を出力するクロック発振器、４はクロックパルスｔ。

をＷ分周（Ｗ：各サンプル点において合成しようとする
高調波の総数）して計算区間タイミング信号ｔｘを出力
するカウンタ、５は周波数ナンバメモリ２がら出力され
る周波数ナンバＲを計算区間タイミング信号ｔｘの発生
毎に累算して楽音波形振幅の計算すべきサンプル点を示
す累算値ｑＲ（ｑ＝Ｌ ２． ３・・・・・・）を形
成し、さらにこの累算値ｑ、Ｒをクロックパルスｔｃの
発生毎に順次加算して各サンプル点にお゛ける第ｎ穴（
ｎ：１．２．・・・・・・Ｗ）高調波の位相を示す累算
値ｎｑＲを形成し、この累算値ｎｑＲに基づいて各高調
波の正弦振幅値ｓ ｉｎ Ｗ ｎｑ Ｒを順次時分割的
に発生する高調波取分発生回路であって累算器やサイン
テーブル等で横取される。

６はクロックパルスｔｃをカウントし、そのカウント出
力を各高調波の次数を示す次数ナンバｎとして出力する
カウンタ、７はカウンタ６から出力される次数ナンバｎ
と周波数ナンバメモリ２から出力される周波数ナンバＲ
とを乗算してその乗算値ｎＲを後述する振幅係数メモリ
８にアドレス信号として出力する乗算器、８は例えば第
３図に示すような所望のフォルマント特性に対応して各
周波数における振幅レベル（レベル係数）を記憶してい
る振幅係数メモリであって、乗算器７から出力される乗
算値ｎＲ（各高調波の周波数を表わしている）によりア
ドレスされて対応する振幅レベルを振幅係数ＣｎＲとし
で読み出す。

９は高調波成分発生回路５から出力される各高調波の正
弦振幅値ｓ ｉｎｇ ｎｑ Ｒと振幅係数メモリ８から
出力される振幅係数Ｃｎ Ｒとを乗算して各高調波の振
幅値Ｆｎ＝ＣｎＲ−８ｉｎＭ−ｎｑＲを出力する高調波
振幅乗算器、１０は各音高（または各音域）に対応した
定数Ａを各アドレスに記憶し、周波数ナンバＲによって
アドレスされることによって操作鍵音高（または音域）
に対応した定数Ａを音量補正係数Ａとして出力する音量
補正係数メモリ、１１は高調波振幅乗算器９がら出力さ
れる各高調波別の振幅値Ｆｎを順次累算して、その累算
値ΣＦｎを計算区間タイミング信号ｔｘの発生毎にゲー
ト１２を介して乗算器１３に供給する累算器、１３はゲ
ート１２を介して累算器１１から供給される各サンプル
点における各高調波別の振幅値Ｆｎの算累値ΣＦｎにｎ
＝を 音量補正係数Ａを乗算してその乗算値ΣＦｎＡをＤ−Ａ
変換器１４に供給する音量補正用の乗算器である。

そして、乗算器１３から出力される乗算値ΣＦｎ−Ａは
Ｄ−Ａ変換器１４によってアナログ信ｊｌ＝１ 号に変換され、サウンドシステム１５がら楽音としで発
生される。

なお゛、サウンドシステム１５には、キースイッチ回路
１から出力されるキニオン信号ＫＯＮ （いずれかの鍵
が押鍵されたことを示す信号）によって動作を開始する
エンベロープ波形発生器が設けられており、このエンベ
ロープ波形発生器から出力されるエンベロープ波形に基
づいて発生楽音にアタック、サスティン、ディケイ等の
振幅エンベロープが付与される。

、（２）この実施例の動作説明 このように構成された電子楽器において、鍵盤部である
鍵が押鍵されると、対応するキースイッチが閉じて、キ
ースイッチ回路１の対応する出力線に゛１″信号が出力
される。

このキースイッチ回路１の出力信号は、周波数ナンバメ
モリ２をアドレスして周波数ナンバメモリ２がら押下鍵
の音高に対応した周波数ナンバＲを読み出して出力する
。

この周波数ナンバＲは高調波成分発生回路５に入力され
、これによってこの高調波成分発生回路５から各高調波
（基本波も含む）の正弦振幅値５ｉｎ−ｎｑ Ｒが出力
される。

一方、カウンタ６はクロック発振器３から出力されるク
ロックパルスｔ。

をカウントし、そのカウント出力を次数ナンバｎとして
乗算器７に供給する。

乗算器７は周波数ナンバメモリ２から出力される周波数
ナンバＲとカウンタ６から出力される次数ナンバｎとを
乗算し、その乗算値ｎＲを振幅係数メモリ８にアドレス
信号として供給する。

これにより、振幅係数メモリ８からは、乗算器７から出
力される乗算値ｎＲによって指定された振幅係数ＣｎＲ
が読み出される。

この場合、乗算器７から出力される乗算値ｎＲの「Ｒ」
は発生すべき楽音の基本周波数を表わすものであり、ま
た「ｎ」は楽音を構成する高調波の次数を表わすもので
ある。

従って、乗算値ｎＲは各高調波の周波数を表わしている
ことになり、このため振幅係数メモリ８からは各周波数
（ｎＲ）に対する振幅係数ＣｎＲが読み出される。

この場合、乗算値ｎＲは高調波成分発生回路５から出力
される各高調波の正弦振幅値ｓ ｉｎｇｎｑ Ｒに対応
するものであるため、高調波振幅乗算器９にお・いては
各高調波の周波数に対応した振幅係数ＣｎＲによる各高
調波の振幅設定が行なわれる。

このようにして、高調波振幅乗算器９において振幅設定
された各高調波別の振幅値Ｆｎは、累算器１１にお゛い
て順次累算され、その累算値ΣＦｎはｎ＝１ 計算区間タイミング信号ｔｘの発生毎にゲート１２を介
して乗算器１３に供給される。

この時、音量補正係数メモリ１０は周波数ナンバＲによ
ってアドレスされ、この周波数ナンバＲによって指定さ
れた例えば周波数ナンバＲに比例した定数Ａを音量補正
係数Ａとして出力している。

この場合、周波数ナンバＲは、前述のように楽音の基本
周波数（すなわち音高）を表わすものであって音高が高
くなるに従って大きな値となる。

したがって、このメモリ１０から読み出される音量補正
係数Ａも音高が高くなる（周波数ナンバＲが大きくなる
）に従って大きな値になる。

乗算器１３はゲート１２を介して累算器１１から人力さ
れた累算値ΣＦｎに音量補正係ｎ＝１ Ａを乗算してその乗算値ΣＦｎ−ＡをＤ−Ａ変換器１４
に供給する。

そして、Ｄ−Ａ変換器１４に人力された乗算値ΣＦｎ−
Ａはアナログ信号に変換さｎ＝１ れてサウンドシステム１５に供給され、サウンドシステ
ム１５から楽音として発生される。

この場合、各高調波別の振幅値Ｆｎは、振幅係数ＣｎＲ
が操作鍵音高によって変化するためにこれに対応して変
化する。

このため、サウンドシステム１５から発生される楽音は
、操作鍵音高によって音色が変化するものとなり、振幅
係数メモリ８に記憶する振幅係数ＣｎＲを第３図で示し
たような所望のフォルマント特性に対応させることによ
り固定フォルマント特性を示す楽音が発生される。

同時に、各高調波別の振幅値Ｆｎの累算値ΣＦｎを操作
鍵音高（周波ｎ＝１ 数ナンバＲ）に対応した音量補正係数Ａによって音高が
高くなるに従って楽音音量が増大するように補正してい
るため、固定フォルマント特性を示す発生楽音の音高に
よる音量のバラツキを除去し、全ての音域で均等な音量
の楽音を発生できる。

なお、この実施例において、次数ナンバｎと周波数ナン
バＲとの乗算器７を用いて行なっているが、次数ナンバ
ｎおよび周波数ナンバＲをそれぞれ対数化した対数次数
ナンバｌｏｇｎおよび対数周波数ナンバｌｏｇＲとして
発生させ、ｎ Ｘ Ｒの演算を「ｌｏｇ ｎ ＋ ｌｏ
ｇ ＲＪという加算処理で行なった後その加算結果を自
然数に変換して乗算値ｎＲを作るようにすれば、演算処
理速度の向上が計れる。

音量補正係数Ａと累算値ΣＦｎの乗算についても同様ｎ
＝１ である。

また、音量補正用係数メモリ１０を周波数ナンバＲによ
ってアドレスするのに代えてキースイッチ回路１の出力
でアドレスするようにしてもよい。

この場合、メモリ１０に記憶する定数（音量補正係数）
Ａは各音高に正確に対応させる必要はなく、また例えば
半オクターブ等の音域に対応させるようにしてもよい。

さらに、音量補正用の乗算器１３の挿入位置は適宜変更
し得るものであり、例えばＤ−Ａ変換器１４の出力側に
設けてもよい。

この場合には音量補正係数Ａはアナログ信号となる。

Ｄ、この考案の効果 以上説明したように、この考案による電子楽器は固定フ
ォルマント特性を示す楽音の音量を操作鍵音高に対応し
た音量補正係数によって補正するようにしたため、操作
鍵音高による音量のばらつきがなく、全ての音域で均等
な音量をもつ固定フォルマント特性を示す楽音を発生さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高調波合成方式の電子楽器の欠点を説明
するための図、第２図はこの考案による電子楽器の一実
施例を示すブロック図、第３図は振幅係数メモリの記憶
波形の一例を示す図である。 １・・・・・・キースイッチ回路、２・・・・・・周波
数ナンバメモリ、５・・・・・・高調波成分発生回路、
８・・・・・・振幅係数メモリ、１０・・・・・・音量
補正係数メモリ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 楽音を構成する基本波成分およびその高調波成分を発生
   させ、これら各取分の振幅をそれぞれ対応する振幅係数
   によって重み付けした後それらを台底することによって
   楽音を形成する高調波合成方式の電子楽器において、前
   記振幅係数を、所望のフォルマント特性に対応して１組
   のレベル係数を具備し、且つ、前記各取分の周波数に対
   応して該レベル係数をそれぞれとり出して出力する振幅
   係数発生手段により得るとともに、低い音高から高い音
   高になるに従って徐々に楽音音量を増大させるための音
   量補正係数であって、発音すべき楽音の音高または音域
   に対応し所定の該音量補正係数を発生する音量補正係数
   発生手段を設け、この音量補正係数発圧手段から発生さ
   れる音量補正係数に従って発音される楽音の音量を制御
   することにより、楽音エネルギーが全ての音域でほぼ均
   等になるようにしたことを特徴とする電子楽器。