JPS61141497A - Waveform generator for electronic musical instrument - Google Patents

Waveform generator for electronic musical instrument

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Publication number
JPS61141497A
JPS61141497A JP59263995A JP26399584A JPS61141497A JP S61141497 A JPS61141497 A JP S61141497A JP 59263995 A JP59263995 A JP 59263995A JP 26399584 A JP26399584 A JP 26399584A JP S61141497 A JPS61141497 A JP S61141497A
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JP
Japan
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section
information data
fourier transform
fast fourier
inverse fast
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Pending
Application number
JP59263995A
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Japanese (ja)
Inventor
美昭 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子楽器の波形発生装置に係り、特に逆高速フ
ーリエ変換(IFFT:インバース・ファースト・フー
リエ・トランスフオーム)を用いて、より複雑な音色の
楽音波形をパイプライン処理にて発生する電子楽器の波
形発生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a waveform generator for an electronic musical instrument, and in particular uses an inverse fast Fourier transform (IFFT) to generate more complex tones. The present invention relates to a waveform generator for an electronic musical instrument that generates musical sound waveforms through pipeline processing.

従来の技術及び問題点 従来の電子楽器の発生装置の中には大規模集積回路(L
SI)に適するように、音源回路をディジタル回路構成
とするものがあった(例えば特公昭52−31731号
、特開昭58−65493号等)。
Prior Art and Problems Conventional electronic musical instrument generators include large-scale integrated circuits (L).
There are some sound source circuits having a digital circuit configuration suitable for SI (for example, Japanese Patent Publication No. 52-31731, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-65493, etc.).

しかるに、これらの従来装置はキーアドレスコードに応
じた周波数情報を送出する周波数記憶装置として、低速
動作のリード・オンリ・メモリ(ROM)を使用してい
るため、発生すべき波形が固定で、波形変化を行なうこ
とが困難であったり、またデータ節約のため、近似波形
を発生してそれらを合成することにより、小規模の波形
メモリで大規模アドレスを有する波形メモリを用いたの
と同様に、周波数可変精度の高い波形を発生す    
1することができても、自然な音色を作り出すことが困
難である等の問題点があった。
However, since these conventional devices use a slow-operating read-only memory (ROM) as a frequency storage device that sends frequency information according to the key address code, the waveform to be generated is fixed and the waveform If it is difficult to make changes or to save data, you can generate approximate waveforms and synthesize them, similar to using a waveform memory with a large address with a small waveform memory. Generates waveforms with high frequency variable accuracy
1, there were problems such as difficulty in producing a natural tone.

そこで、本発明は複数個の列ユニットを直列接・続して
IFFT演算を行ない、これにより入力周波数情報を時
間情報に変換したデータを選択出力することにより、上
記問題点を解決した電子楽器の波形発生装置を提供する
ことを目的とする。
Therefore, the present invention provides an electronic musical instrument that solves the above problems by connecting a plurality of column units in series to perform IFFT calculations, and thereby selectively outputting data obtained by converting input frequency information into time information. The purpose of the present invention is to provide a waveform generator.

問題点を解決するための手段 本発明になる電子楽器の波形発生装置は、逆高速フーリ
エ変換部と、DA変換及び選択出力手段とよりなる。逆
高速フーリエ変換部は発生すべき楽音信号波形の周波数
情報データが供給され、逆高速フーリエ変換の各ステー
ジのバタフライ演算を行なう列ユニットが逆高速フーリ
エ変換のステージ数だけ複数個直列に接続されており、
入力周波数情報データを時間情報データに変換する。ま
た、DA変換及び選択出力手段は、逆高速フーリエ変換
部の出力時間情報データセットから一のデータセットを
選択し、かつ、アナログ信号波形に変換して楽音信号波
形として出力する。
Means for Solving the Problems The waveform generation device for an electronic musical instrument according to the present invention includes an inverse fast Fourier transform section and a DA conversion and selection output means. The inverse fast Fourier transform section is supplied with frequency information data of the musical tone signal waveform to be generated, and a plurality of column units for performing butterfly calculations at each stage of the inverse fast Fourier transform are connected in series, corresponding to the number of stages of the inverse fast Fourier transform. Ori,
Convert input frequency information data to time information data. Further, the DA conversion and selection output means selects one data set from the output time information data sets of the inverse fast Fourier transform section, converts it into an analog signal waveform, and outputs it as a musical tone signal waveform.

作用 逆高速フーリエ変換部が行なう逆高速フーリエ変換(I
FFT>に関しては多くの文献(例えば、E、O,BR
IGHAM著、宮司、合弁共訳し高速フーリエ変換」、
科学技術出版社、°74.166頁〜182頁)に記載
されており、公知であるのでその詳細な説明は省略する
が、その原理は離散的フーリエ変換(OFT:ディスク
リート・フーリエ・トランスフオーム)とその逆変換(
10FT:インバース・ディスクリート・フーリエ・ト
ランスフオーム)を定義する次式 %式%(31 の計算で、同じ乗騨を何回も繰り返すことがないように
、長い数列の少数個毎に分割して何回にも分けて行なう
ことにより、乗算回数を減らして演算時間を短縮したア
ルゴリズムである。なお、(1)式及び2式中、xpは
時間関数のサンプル値系列で、Xkは周波数スペクトル
のサンプル値系列で、またp及びkは夫々0からN−1
までの範囲の正の整数を示す。また(′l)〜■式中、
pk@:Sとおくと、Wpkは wplc =ws =cos((2πs)/N) −jsin((2πS)/N)      (4)で示
される。このWlは位相回転因子と呼ばれる変数である
The inverse fast Fourier transform (I
FFT>, there are many documents (e.g., E, O, BR
"Fast Fourier Transform" by IGHAM, jointly translated by Miyaji and Miyaji,
Since it is well known, detailed explanation will be omitted, but its principle is the discrete Fourier transform (OFT). and its inverse transformation (
10FT: Inverse Discrete Fourier Transform This is an algorithm that reduces the number of multiplications and shortens the calculation time by dividing it into multiple times.In equations (1) and 2, xp is the sample value series of the time function, and Xk is the sample value sequence of the frequency spectrum. value series, and p and k are respectively 0 to N-1
Indicates a positive integer in the range up to . Also, in the formula ('l)~■,
When pk@:S is set, Wpk is expressed as wplc = ws = cos ((2πs)/N) −jsin((2πS)/N) (4). This Wl is a variable called a phase rotation factor.

巾式を直接的に計算する場合はWは複素数であるし、x
pも複素数であってもよいので、Nz回の複素数の乗算
と、N(N−1>回の複素数の加算とを必要とするのに
対し、FFTによれば入力データ列のデータ数Nの半数
であるN/2と、ステージ数(計算例の列数)である1
0(12Nとの積で表わされる乗算回数と、その2倍の
複素数の加算を要する。従って、演算時間が乗算回数に
比例すると仮定すると、FFTは上記直接的な計算方法
に比し大幅に演算時間を短縮することができる。
When calculating the width expression directly, W is a complex number and x
Since p may also be a complex number, it requires Nz multiplications of complex numbers and N(N-1> additions of complex numbers), whereas according to FFT, the number of data N in the input data string is N/2, which is half, and 1, which is the number of stages (number of columns in the calculation example)
It requires the number of multiplications represented by the product of 0(12N) and the addition of twice as many complex numbers. Therefore, assuming that the calculation time is proportional to the number of multiplications, FFT requires significantly more calculations than the above direct calculation method. It can save time.

同様にIFFT演算もIDFTに比し大幅に演算時間を
短縮することができる。
Similarly, IFFT calculation can also significantly reduce calculation time compared to IDFT.

前記逆高速フーリエ変換部内の前記一の列ユニットは所
定の一のステージのバタフライ演算を常時行なうことが
できる構成とされているから、この列ユニットがステー
ジ数だけ直列接続された前記逆高速フーリエ変化部によ
って、逐次入来する入力周波数情報データを連続してパ
イプライン処理ができる。以下、本発明の各実施例につ
いて図面と共に説明する。
Since the one column unit in the inverse fast Fourier transform section is configured to be able to constantly perform the butterfly calculation of one predetermined stage, the inverse fast Fourier transform unit in which this column unit is connected in series for the number of stages The section allows continuous pipeline processing of sequentially arriving input frequency information data. Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例 第1図は本発明装置の第1実施例のブロック系統図を示
す。同図中、入力端子1には発生すべき楽音信号波形の
周波数情報データ(これは電子楽器内の例えば中央処理
装置(CPU)から出力される。)が入来する。この周
波数情報データは、発生すべき楽音信号が第2図(A)
にf1〜r6で示す如き周波数スペクトラムを有してい
るもの     1とすると、その周波数(fIが基本
波+  12〜f6が高調波)、振幅及び位相に基づい
て生成されだ実数部データと虚数部データとからなる。
Embodiment FIG. 1 shows a block system diagram of a first embodiment of the apparatus of the present invention. In the figure, frequency information data of a musical tone signal waveform to be generated (this is output from, for example, a central processing unit (CPU) within an electronic musical instrument) is input to an input terminal 1. This frequency information data indicates that the musical tone signal to be generated is shown in Fig. 2 (A).
If it has a frequency spectrum as shown by f1 to r6, then the real part data and imaginary part data are generated based on the frequency (fI is the fundamental wave + 12 to f6 are harmonics), amplitude, and phase. It consists of data.

これらの実敗部データと虚数部データは例えば各16ビ
ツトで、32ビツトのパラレルデータ用入力端子1に供
給され、かつ、図示を省略した入力端子よりアドレス信
号及びアクセス信号が逆高速フーリエ変換部2及びコン
トローラ3に夫々供給される。
These real loss part data and imaginary part data are each 16 bits, for example, and are supplied to the 32-bit parallel data input terminal 1, and the address signal and access signal are input from the input terminal (not shown) to the inverse fast Fourier transform unit. 2 and controller 3, respectively.

逆高速フーリエ変換部2は互いに直列接続された一個の
列ユニット2−1〜2−mと、コントローラ3の出力信
号に基づいて列ユニット2−1〜2−mに別々に所定の
前記位相回路因子W を供給する係数メモリ2−0とか
らなる。上記一の値は入力データ数をNとすると前記し
たステージ数1002 Nに選定されている。また列ユ
ニット2−1〜2−1の夫々は同−回路構成とされてお
り、例えば第3図に示す如き回路構成とされている。
The inverse fast Fourier transform unit 2 has one column unit 2-1 to 2-m connected in series, and a predetermined phase circuit to the column units 2-1 to 2-m separately based on the output signal of the controller 3. and a coefficient memory 2-0 supplying the factor W. The above-mentioned value 1 is selected to be the number of stages 1002N, where N is the number of input data. Further, each of the column units 2-1 to 2-1 has the same circuit configuration, for example, as shown in FIG. 3.

第3図において、入力端子10に入来した実数部データ
及び虚数部データよりなる入力データは2組のメモリユ
ニット11及び12に夫々供給される。メモリユニット
11はデータ数をNとすると、N/2段のシフトレジス
タ11a及び11bからなり、またメモリユニット12
も同様にN/2段のシフトレジスタ12a及び12bか
らなる。なお、シフトレジスタ11b、12bの出力端
はシフトレジスタ11a、12aの入力端にも接続され
ている。メモリユニット11.12はデータ並べ換えと
、次のステージとの同期化のためのバッファリングの2
つの機能を夫々有している。セレクタ13はコントロー
ラ3からのIl]lll信号を入力端子17に供給され
シフトレジスタ11a及び11bからの両出力データを
バタフライ演算回路14に供給するか、シフトレジスタ
12a及び12bからの両出力データをバタフライ演算
回路14に供給する。メモリユニットが11.12で示
す如く2組設けられているのは、バタフライ演算回路1
4を常時稼動させるためである。
In FIG. 3, input data consisting of real part data and imaginary part data inputted to an input terminal 10 is supplied to two sets of memory units 11 and 12, respectively. The memory unit 11 consists of N/2 stage shift registers 11a and 11b, where the number of data is N, and the memory unit 12
Similarly, it is made up of N/2 stage shift registers 12a and 12b. Note that the output terminals of the shift registers 11b and 12b are also connected to the input terminals of the shift registers 11a and 12a. Memory units 11 and 12 are used for data sorting and buffering for synchronization with the next stage.
Each has two functions. The selector 13 is supplied with the Il]llll signal from the controller 3 to an input terminal 17 and supplies both output data from the shift registers 11a and 11b to the butterfly operation circuit 14, or outputs both output data from the shift registers 12a and 12b to the butterfly operation circuit 14. The signal is supplied to the arithmetic circuit 14. Two sets of memory units are provided as shown in 11.12 in the butterfly calculation circuit 1.
This is to keep 4 in constant operation.

バタフライ演算回路14はこの列ユニットに予め定めら
れたステージの位相回転因子が入力端子15より供給さ
れると共に、セレクタ13より実数部データと虚数部デ
ータとが夫々供給され逆高速フーリエ変換のバタフライ
演算を行ない、これにより得られたデータを出力端子1
6へ出力する。
The butterfly arithmetic circuit 14 is supplied with the phase rotation factor of a predetermined stage to this column unit from the input terminal 15, and is also supplied with real part data and imaginary part data from the selector 13, respectively, and performs butterfly computation of inverse fast Fourier transform. and send the obtained data to output terminal 1.
Output to 6.

かかる構成の列ユニットは第1図に2−1〜2−一で示
す如く、ステージ数に等しい一個設けられ、かつ、それ
らが直列接続されているため、逐次入来するデータをパ
イプライン処理することができる。かかる構成自体は公
知である(例えば、間板。
As shown by 2-1 to 2-1 in FIG. 1, the number of column units having such a configuration is equal to the number of stages, and since they are connected in series, sequentially arriving data is processed in a pipeline. be able to. Such configurations are known per se (for example interplates).

高橋:“モジュラ構造の一次元配列FFTプロセッサ”
、情報処理学会第29口金国大会予稿集。
Takahashi: “Modular one-dimensional array FFT processor”
, Proceedings of the 29th National Conference of the Information Processing Society of Japan.

P、131〜132)。P, 131-132).

なお、第3図中のメモリユニット11.12及びセレク
タ13よりなる回路部をランダム・アクセス・メ王す(
RAM)に置換して、所謂イン・ブレイス型のアルゴリ
ズムを用いてIFFT演算を行なう構成としてもよい。
Note that the circuit section consisting of the memory units 11 and 12 and the selector 13 in FIG.
It is also possible to perform the IFFT calculation using a so-called in-brace type algorithm.

第1図の最終段の列ユニット2−raより逆フーリエ変
換されて取り出された時間情報データは、メモリ部4を
構成するn個の区間メモリ4−1〜4−nに夫々同時に
供給される。区間メモリ4−1〜4−nの夫々はデータ
出力長Tの期間分の時開情報データを書き込める記憶容
量を有しており、またコントローラ3の出力読み出しク
ロックパルスによりどれか一つのみが読み出され、1又
は2以上の区間メモリが害き込みクロックパルスにより
書き込み動作を行なう。ここで区間メモリ4−1〜4−
nがnWA(通常はn=2)設けられているのは、逆高
速フーリエ変換部2でIFFT演算が終了したーの時間
情報データセットが一の区間メモリから読み出されてい
る途中で、次のIFF■演算が終了して次の一の時間情
報データセットが取り出されることがあるから、これを
記憶する必要があるからである。また、本実施例では上
置法の一の時間情報データセットが一の区間メモリに書
き込まれた時点で、その時に他の一の区間メそりからそ
の直前の一の時間情報データセットが読み出されている
途中であっても、直ちに上記一の区間メモリに書き込ま
れた次の一の時間情報データセットが読み出され始める
。           1例えば、第2図(B)に示
す時間情報データセットが区間メモリ4−1より時刻t
aからj+ までのデータ出力長Tの期間読み出される
場合において、第2図(C)に示す時間情報データセッ
トが区間メモリ4−2に時刻℃2で書き込まれたものと
すると、時刻toから t2までの期間は区間メモリ4
−1から時間情報データが読み出され、時刻t2より区
間メモリ4−2から最新の時間情報データが読み出され
始める。従って、メモリ部4よりDA変換器5へ出力さ
れる時間情報データは第2図(D)に示す如くになる。
The time information data extracted from the final stage column unit 2-ra in FIG. . Each of the section memories 4-1 to 4-n has a storage capacity capable of writing time-open information data for a period of data output length T, and only one of them can be read by the output read clock pulse of the controller 3. one or more section memories perform a write operation by the corrupted clock pulse. Here, section memory 4-1 to 4-
The reason why nWA (usually n = 2) is provided is that the time information data set of 1 after the IFFT calculation has been completed in the inverse fast Fourier transform unit 2 is being read from the section memory of 1. This is because the next time information data set may be retrieved after the completion of the IFF* calculation, so it is necessary to store this data. In addition, in this embodiment, when one time information data set of the superposition method is written to one interval memory, at that time, one time information data set immediately before it is read from another interval memory. Even during the process, the next time information data set written in the first section memory starts to be read out immediately. 1. For example, the time information data set shown in FIG. 2(B) is stored at time t from the section memory 4-1.
In the case where data is read out for a period of data output length T from a to j+, assuming that the time information data set shown in FIG. The period up to is section memory 4.
The time information data is read from time t2, and the latest time information data starts being read from the section memory 4-2 from time t2. Therefore, the time information data output from the memory section 4 to the DA converter 5 becomes as shown in FIG. 2(D).

なお、第2図(B)〜(D)に示す信号波形は便宜上、
アナログ信号波形として図示したが、区間メモリ4−1
〜4−nの出力信号波形は実際には2値のディジタル信
号波形であることは勿論である。
For convenience, the signal waveforms shown in FIGS. 2(B) to 2(D) are
Although shown as an analog signal waveform, the section memory 4-1
It goes without saying that the output signal waveforms of 4-n are actually binary digital signal waveforms.

このように、1回のIFFT演算で得られるデータ出力
f%Tの途中で、次のIFFT演算結果が得られた場合
は区間メモリに書き込まれるや否や直ちに最新のIFF
T演算結果、ずなわら時間情報データを出力するため、
データ出力長Tの長さに拘らず出力を即時切換えること
ができる。従って、指定された音が出始めてからその音
が消えるまでの副でも別の音を指定して音色を時々刻々
と変化させることができる。またIFFT演算速度は現
在、約1ms〜1018程度で行なえるので、演奏者が
演奏中に音の切換えで必要とされるリアルタイム性(音
を指定してからその音が出始めるまでの時間が数+ms
程度)は十分に確保される。
In this way, if the next IFFT operation result is obtained in the middle of the data output f%T obtained from one IFFT operation, the latest IFF is immediately updated as soon as it is written to the interval memory.
To output the T calculation result, Zunawara time information data,
The output can be switched immediately regardless of the data output length T. Therefore, the timbre can be changed moment by moment by specifying another tone even as a sub-tone after the specified tone begins to be output until the specified tone disappears. In addition, the IFFT calculation speed can currently be approximately 1ms to 1018 times, so the real-time performance required for switching sounds during a performer's performance (the time it takes from specifying a sound until the sound begins to be produced) is +ms
degree) will be ensured sufficiently.

メモリ4より上記の如く選択出力された時間情報データ
はDA変換器5によりディジタル−アナログ変換されて
アナログ信号とされた後、低域フィルタ6により補II
IIF波され、更に増幅器7を通して出力端子8へ楽音
信号波形として出力される。
The time information data selectively output from the memory 4 as described above is digital-to-analog converted by the DA converter 5 into an analog signal, and then converted into an analog signal by the low-pass filter 6.
The IIF wave is further outputted to the output terminal 8 through the amplifier 7 as a musical tone signal waveform.

出力端子8の出力楽音信号波形はスピーカ(図示 。The output musical tone signal waveform of the output terminal 8 is output from the speaker (shown in the figure).

せず)より、高品位で自然な音色で発音される。Pronounced with higher quality and natural tone than without).

上記の第1実施例ではメモリ部4からは一の時間情報デ
ータのみしか出力されないから、複雑な波形を発生する
ことができるが単一音のみに限られ、複数音(複数ボイ
ス)を発生することはできない。これに対し、以下説明
する第2及び第3実施例は複数音(複数ボイス)を発生
す出力することができる波形発生装置である。
In the first embodiment described above, only one piece of time information data is output from the memory unit 4, so although it is possible to generate a complex waveform, it is limited to only a single sound, and multiple sounds (multiple voices) can be generated. It is not possible. In contrast, the second and third embodiments described below are waveform generators capable of generating and outputting multiple sounds (multiple voices).

第4図は本発明装置の第2実施例のブロック系統図を水
式。同図中、第1図と同一構成部分には同一符号を付し
、その説明を省略する。区間メモリ4−1〜4−nから
選択的に読み出されたn系統の時間情報データは対応す
るDA変換器18−1〜18−〇に供給される。DA変
換器18−1〜18−nは[)A変換部18を構成して
おり、入力時間情報データをディジタル−アナログ変換
し、これによりiqられたアナログ信号を対応するフェ
ーダ19−1−19−〇に供給する。フェーダ19−1
・−19−〇は夫々公知の構成の電子ボリウムであって
、コントローラ3よりの制御信号により、互いに独立し
てオン状態とオフ状態のいずれか一方の状態にIIIJ
lllされ、オン状態のときには時間の経過と共に出力
アナログ信号レベルを減衰させ、最終的にゼロとする時
間減衰特性を入力アナログ信号に付与し、オフ状態のと
きには入力アナログ信号をレベル減衰させることなく、
そのまま通過させるよう構成されている。従って、例え
ば時刻1.からtlまでの期間■の間、DA変換器18
−1より第5図(A)に示す如くアナログ信号が出力さ
れる場合において、その途中の時刻t2で同図(B)に
示す如<DA変換器18−2よりアナログ信号の出力が
開始されるものとすると、フェーダ19−1が時刻t2
と対応した時刻t4(通常はjz = j4)でオフか
らオン状態へ切換制御せしめられる。このため、フェー
ダ19、−1の出力アナログ信号のエンベロープは時刻
t4から第5図(A)に破線1a及びIbで示す如くに
減衰していき時刻tsでゼロになる。
FIG. 4 is a block system diagram of the second embodiment of the device of the present invention. In the figure, the same components as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. The n series of time information data selectively read out from the section memories 4-1 to 4-n are supplied to the corresponding DA converters 18-1 to 18-0. The DA converters 18-1 to 18-n constitute the [)A converter 18, which performs digital-to-analog conversion on input time information data, and sends the iqed analog signal to the corresponding fader 19-1-19. −Supply to 〇. Fader 19-1
・-19-0 are electronic volume controllers each having a known configuration, and can be turned into either the on state or the off state independently of each other by a control signal from the controller 3.
When in the on state, the output analog signal level is attenuated over time and finally becomes zero, giving the input analog signal a time attenuation characteristic, and when in the off state, the level of the input analog signal is not attenuated.
It is configured to pass through as is. Therefore, for example, time 1. During the period ■ from tl to tl, the DA converter 18
-1, when an analog signal is output as shown in FIG. 5(A), the output of the analog signal is started from the DA converter 18-2 as shown in FIG. 5(B) at time t2 on the way. , the fader 19-1 is set at time t2.
At time t4 corresponding to (usually jz = j4), switching from the off state to the on state is controlled. Therefore, the envelope of the output analog signal of the fader 19, -1 attenuates from time t4 as shown by broken lines 1a and Ib in FIG. 5(A), and becomes zero at time ts.

フェーダ19−1〜19−nの各出力アナログ信号は加
算器20に供給され、ここで加算合成された後低域フィ
ルタ6へ出力される。従って、本実施例では上記時刻t
4から t5までの期間は、フェーダ19−2の出力ア
ナログ信号に、フェーダ19−1の出力アナログ減衰信
号が重畳される。
The output analog signals of the faders 19-1 to 19-n are supplied to an adder 20, where they are added and synthesized and then output to the low-pass filter 6. Therefore, in this embodiment, the above time t
During the period from 4 to t5, the output analog attenuation signal of the fader 19-1 is superimposed on the output analog signal of the fader 19-2.

このように、フェーダ19−1によって例えば時刻t2
で次の音が入力され、時刻t4で前の音を     1
′切るときに、前の音に時間減衰特性を与えるフェーデ
ィングが行なわれる。フェーダ19−2〜19−nも同
様のフェーディングを行なう。
In this way, for example, at time t2, the fader 19-1
The next sound is input at time t4, and the previous sound is input at time t4.
When the sound is turned off, fading is performed to give the previous sound a time decay characteristic. The faders 19-2 to 19-n also perform similar fading.

このフェーディングは逆高速フーリエ変換部2で入力デ
ータの操作によっても作ることができるが、独立のフェ
ーダを19−1〜19−nの如くに各系統別に設けた方
がリアルタイム性に優れ、しかも入力データ操作のため
の複雑さが回避されるので望ましい。
This fading can also be created by manipulating the input data in the inverse fast Fourier transform section 2, but it is better to provide independent faders for each system like 19-1 to 19-n for better real-time performance. This is desirable because complexity for input data manipulation is avoided.

なお、複数の系統nはボイスの数に一致してもしなくて
もよく、またボイスの番号と一致して固定される必要も
ない。空いている系統を次々と用いればよい。
Note that the plurality of systems n may or may not match the number of voices, and need not be fixed to match the number of voices. It is sufficient to use vacant systems one after another.

次に本発明装置の第3実施例について第6図に示すブロ
ック系統図と共に説明する。第6図中、第4図と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実
施例はフェーダ21−1〜21−nがディジタル電子ボ
リウム構成とされており、例えばシフトレジスタで構成
され、コントローラ3からの制御信号により時々刻々と
シフト市を制御されて、その入力ディジタル信号(時間
情報データ)に対してそのディジタルレベル情報にレベ
ル減衰特性を選択的に付与した後DA変換部22を構成
するDA変換器22−1〜22−nへ供給する。すなわ
ち、本実施例は上記第2実施例に比し、DA変換器とフ
ェーダとの接続順序を入れ替え、かつ、フェーダ19−
1〜19−nを21−1〜21−nで示す如くディジタ
ル信号処理を行なう回路構成とした単に特徴を有するも
のであり、第2実施例と同様の効果を有する。
Next, a third embodiment of the device of the present invention will be described with reference to a block system diagram shown in FIG. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. In this embodiment, the faders 21-1 to 21-n have a digital electronic volume configuration, for example, a shift register, and the shift position is controlled every moment by control signals from the controller 3, and the input digital After selectively imparting a level attenuation characteristic to the digital level information (time information data), the digital level information is supplied to the DA converters 22-1 to 22-n constituting the DA converter 22. That is, in this embodiment, compared to the second embodiment, the connection order of the DA converter and the fader is changed, and the fader 19-
This embodiment has the simple feature that 1 to 19-n are configured as circuits for performing digital signal processing as shown by 21-1 to 21-n, and has the same effects as the second embodiment.

次に本発明装置の第4実施例について第7図のブロック
系統図と共に説明する。第7図中、第4図と同一構成部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。論7図に
おいて、DA変換器18−1〜18−〇の夫々に対応し
てサンプリング可変設定器23−1〜23−nが設けら
れている。サンプリング可変設定器23−1〜23−n
はコントローラ3の出力制御信号に基づいて、対応する
DA変換器18−1〜18−nのサンプリング周波数を
可変制御する。ここで、サンプリング周波数はDA変換
器18−1〜18−nの入力サンプル値のDA変換速度
で、サンプリング周波数に応じて前記Tが変化する。従
って、例えば音^に応じてサンプリング可変設定器23
−1〜23−nのうち所定の一のサンプリング可変設定
器18−1により対応する一のDA変換器18−1のサ
ンプリング周波数が可変される。この音高に関するデー
タは入力端子1の入力データ3に含まれてお゛す、コン
トローラ3によって識別される。
Next, a fourth embodiment of the device of the present invention will be described with reference to the block system diagram shown in FIG. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. In FIG. 7, sampling variable setters 23-1 to 23-n are provided corresponding to DA converters 18-1 to 18-0, respectively. Sampling variable setter 23-1 to 23-n
variably controls the sampling frequency of the corresponding DA converters 18-1 to 18-n based on the output control signal of the controller 3. Here, the sampling frequency is the DA conversion speed of the input sample values of the DA converters 18-1 to 18-n, and the T changes according to the sampling frequency. Therefore, for example, depending on the sound ^, the sampling variable setting device 23
-1 to 23-n, the sampling frequency of the corresponding one DA converter 18-1 is varied by a predetermined sampling variable setter 18-1. Data regarding this pitch is included in the input data 3 of the input terminal 1 and is identified by the controller 3.

本実施例によれば、1つの入力データによりDA変換器
18−1〜18−nのサンプリング周波数を可変して複
数の音階を得ることができる。すなわち、例えば1つの
入力データに対し、半音高い音階、四半音高い音階及び
四半音低い音階を共用し、すべての音階に対応して各種
入力データをもたせる必要がないので、入力データの標
準パターン(入力データ送信側で予め備える)の数を減
少させることができる。
According to this embodiment, a plurality of musical scales can be obtained by varying the sampling frequencies of the DA converters 18-1 to 18-n using one input data. That is, for example, for one input data, it is not necessary to share a scale a semitone higher, a scale a quarter tone higher, and a scale lower a quarter tone, and provide various input data corresponding to all the scales, so the standard pattern of input data ( (prepared in advance on the input data transmitting side) can be reduced.

なお、第7図において、区間メモリ4−1〜4−nのう
ちいずれか一の区間メモリ4−iより演算結果である時
間情報データが出力されている場合は、その時間情報デ
ータが供給されるDA変換器18−1のみがサンプリン
グ可変設定器23−1の出力によって動作しており、そ
の動作途中で他の区間メモリ4−jから最新の時間情報
データが読み出され始めると同時にDA変換器18−1
の動作は停止せしめられDA変換器18−jのみより指
定されたサンプリング周波数でアナログ信号が切換出力
される。従って、加算器20にはDA変換器18−1〜
18−〇のうち、いずれか一のDA変換器のみよりアナ
ログ信号が供給されることになる。
In addition, in FIG. 7, if time information data that is a calculation result is output from any one of the section memories 4-1 to 4-n, the time information data is not supplied. Only the DA converter 18-1 is operated by the output of the sampling variable setting unit 23-1, and during its operation, the DA converter starts reading out the latest time information data from the other section memory 4-j at the same time. Vessel 18-1
The operation of the DA converter 18-j is stopped and an analog signal is switched and outputted at the designated sampling frequency only from the DA converter 18-j. Therefore, the adder 20 includes the DA converters 18-1 to 18-1.
An analog signal is supplied from only one of the DA converters 18-0.

しかし、DA変換器18−1〜18−nと加算器20と
の間に、フェーダ19−1〜19−nを設けることによ
り、複数ボイスを得ることもできる。
However, by providing faders 19-1 to 19-n between the DA converters 18-1 to 18-n and the adder 20, a plurality of voices can be obtained.

上記の各実施例において、逆高速フーリエ変換部2.コ
ントローラ3.メモリ部4.0A変換部18.22.フ
ェーダ21−1〜21−n、サンプリング可変設定器2
3−1〜23−n等はコン    1デンサ、抵抗等の
アナログ回路素子を用いないでディジタル回路素子で構
成できるので、大規模集積回路(LSI)化に適する。
In each of the above embodiments, the inverse fast Fourier transform unit 2. Controller 3. Memory section 4.0A conversion section 18.22. Faders 21-1 to 21-n, sampling variable setting device 2
3-1 to 23-n, etc. can be constructed with digital circuit elements without using analog circuit elements such as capacitors and resistors, and are therefore suitable for large-scale integration (LSI).

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、一系統の逆高速フーリエ
変換部で、入力周波数情報データから時間情報データへ
のIFFT演算をパイプライン処理することができるか
ら、IFFT演算の途中で次々と新しい入力データのI
FFT演算を開始させることができ、また自然な音色の
、すなわち意図した原音に極めて近似した楽音信号波形
を発生することができ、入力データの僅かな変化で音色
を容易に制御することができ、最新のIFFT演算結果
である時間情報データを選択出力するから、指定された
音が出始めてからその音が消えるまでの間でも別の音を
指定して音色を時々刻々と変化させることができ、その
音色の切換えのリアルタイム性を確保することができ、
かつ、切換えの時間が一定に保たれ演奏し易く、またデ
ィジタル信号処理方式であるため大規模集積回路に適し
、更にフェーダを設ける構成としたため時間減衰特性を
リアルタイム性を十分確保して得ることができ、また更
にサンプリング可変設定器を複数系統のDA変換器に夫
々対応して設けたため、入力データの複数の音階に対す
る共用化を図ることができる等の数々の特長を有するも
のである。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the IFFT operation from input frequency information data to time information data can be pipeline-processed using a single system of inverse fast Fourier transform units. New input data one after another
FFT calculation can be started, and a musical tone signal waveform with a natural tone, that is, very close to the intended original sound, can be generated, and the tone can be easily controlled by slight changes in input data. Since time information data, which is the latest IFFT calculation result, is selectively output, it is possible to specify another sound and change the timbre from moment to moment even from the time the specified sound starts to the time it disappears. It is possible to ensure real-time switching of the tone,
In addition, the switching time is kept constant, making it easy to play, and since it uses a digital signal processing method, it is suitable for large-scale integrated circuits.Furthermore, since it is configured with a fader, it is possible to obtain time decay characteristics with sufficient real-time performance. Furthermore, since the sampling variable setting device is provided corresponding to each of the plurality of systems of DA converters, it has many features such as being able to share input data for a plurality of scales.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第4図、第6図及び第7図は夫々本発明装置の
各実施例を示すプロツク系統図、第2図は第1図図示ブ
ロック系統の動作説明用周波数スペクラトム及び信号波
形を夫々示す図、第3図は本発明装置の要部の一例の1
0ツク系統図、第5図は第4図図示ブロック系統の動作
説明用信号波形図である。 1・・・入力端子、2・・・逆高速フーリエ変換部、2
−0・・・係数メモリ、2−1〜2−1・・・列ユニッ
ト、3・・・コントローラ、4・・・メモリ部、4−1
〜4−n・・・区間メモリ、5.18−1〜18−n、
22−1〜22−n・・・DA変換器、8・・・楽音信
号波形出力端子、11.12・・・メモリユニット、1
3・・・セレクタ、14・・・バタフライ演算回路、1
5・・・位相回転因子入力端子、17・・・制御信号入
力端子、18.22・DA変換部、19−1〜19−n
。 21−1〜21−n・・・フェーダ、20・・・加算器
、23−1〜23−n・・・サンプリング可変設定器。
1, 4, 6, and 7 are block system diagrams showing each embodiment of the device of the present invention, and FIG. 2 shows a frequency spectrum and signal waveform for explaining the operation of the block system shown in FIG. 1. FIG. 3 shows one example of the essential parts of the device of the present invention.
FIG. 5 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the block system shown in FIG. 4. 1... Input terminal, 2... Inverse fast Fourier transform unit, 2
-0...Coefficient memory, 2-1 to 2-1...Column unit, 3...Controller, 4...Memory section, 4-1
~4-n... section memory, 5.18-1 ~ 18-n,
22-1 to 22-n...DA converter, 8...Music signal waveform output terminal, 11.12...Memory unit, 1
3...Selector, 14...Butterfly calculation circuit, 1
5... Phase rotation factor input terminal, 17... Control signal input terminal, 18.22 DA conversion section, 19-1 to 19-n
. 21-1 to 21-n...Fader, 20...Adder, 23-1 to 23-n...Sampling variable setting device.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)発生すべき楽音信号波形の周波数情報データが供
給され、逆高速フーリエ変換の各ステージのバタフライ
演算を行なう列ユニットが逆高速フーリエ変換のステー
ジ数だけ複数個直列に接続されて、入力周波数情報デー
タを時間情報データに変換する逆高速フーリエ変換部と
、該逆高速フーリエ変換部より取り出された時間情報デ
ータセットを一旦記憶し、その中から選択された所定の
一のデータセットのアナログ信号を楽音信号波形として
出力するDA変換及び選択出力手段とよりなることを特
徴とする電子楽器の波形発生装置。
(1) Frequency information data of the musical tone signal waveform to be generated is supplied, and a plurality of column units that perform butterfly calculations at each stage of the inverse fast Fourier transform are connected in series for the number of stages of the inverse fast Fourier transform, and the input frequency An inverse fast Fourier transform unit that converts information data into time information data, and an analog signal of a predetermined data set selected from among the time information data sets extracted from the inverse fast Fourier transform unit. 1. A waveform generator for an electronic musical instrument, comprising: DA conversion and selection output means for outputting a musical tone signal waveform as a musical tone signal waveform.
(2)該DA変換及び選択出力手段は、該逆高速フーリ
エ変換部の出力端に対して並列に設けられており、該逆
高速フーリエ変換部より取り出された時間情報データを
データ出力長毎に順次一旦記憶する複数個の区間メモリ
と、該複数個の区間メモリから順次取り出される該時間
情報データを順次ディジタル−アナログ変換して出力す
る一のDA変換器とよりなることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の電子楽器の波形発生装置。
(2) The DA conversion and selection output means is provided in parallel to the output end of the inverse fast Fourier transform section, and converts the time information data extracted from the inverse fast Fourier transform section into data output lengths. A patent claim characterized by comprising a plurality of section memories that are temporarily stored in sequence, and a DA converter that sequentially converts the time information data sequentially taken out from the plurality of section memories into digital-to-analog and outputs the resultant data. A waveform generator for an electronic musical instrument according to item 1.
(3)該DA変換及び選択出力手段は、該逆高速フーリ
エ変換部の出力端に対して並列に設けられており、該逆
高速フーリエ変換部より取り出された時間情報データを
データ出力長毎に順次一旦記憶する複数個の区間メモリ
と、該複数個の区間メモリの出力側に夫々対応して複数
系統設けられており、該区間メモリの出力時間情報デー
タをディジタル−アナログ変換し、かつ、時間減衰特性
を選択的に付与されたアナログ信号を別々に出力するD
A変換器及びフェーダと、複数系統の該DA変換器及び
フェーダより取り出されたアナログ信号を加算合成して
楽音信号波形として出力する加算器とよりなることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子楽器の波形発
生装置。
(3) The DA conversion and selection output means is provided in parallel to the output end of the inverse fast Fourier transform section, and converts the time information data extracted from the inverse fast Fourier transform section into data output lengths. A plurality of systems are provided corresponding to a plurality of section memories that are stored once in sequence and the output sides of the plurality of section memories, respectively, and convert the output time information data of the section memories from digital to analog, and D that separately outputs analog signals to which attenuation characteristics are selectively applied.
Claim 1, characterized in that it consists of an A converter, a fader, and an adder that adds and synthesizes analog signals taken out from a plurality of systems of the DA converters and faders and outputs the resultant signal as a musical tone signal waveform. The waveform generator for the electronic musical instrument described above.
(4)該DA変換及び選択出力手段は、該逆高速フーリ
エ変換部の出力端に対して並列に設けられており、該逆
高速フーリエ変換部より取り出された時間情報データを
データ出力長毎に順次一旦記憶する複数個の区間メモリ
と、該複数個の区間メモリの出力側に夫々対応して複数
系統設けられており、該区間メモリの出力時間情報デー
タを少なくとも別々にディジタル−アナログ変換して該
複数系統のアナログ信号を出力するDA変換部と、該D
A変換部内の該複数個のDA変換器に夫々対応して設け
られ、対応する該DA変換器のサンプリング周波数を該
入力周波数情報データに応じて変更するサンプリング可
変設定器とよりなることを特徴とする特許請求の範囲第
3項記載の電子楽器の波形発生装置。
(4) The DA conversion and selection output means is provided in parallel to the output end of the inverse fast Fourier transform section, and converts the time information data extracted from the inverse fast Fourier transform section into data output lengths. A plurality of systems are provided corresponding to a plurality of section memories that are stored once in sequence and the output sides of the plurality of section memories, respectively, and the output time information data of the section memories is at least separately digital-to-analog converted. a DA converter that outputs the plurality of analog signals;
It is characterized by comprising a sampling variable setting device that is provided corresponding to each of the plurality of DA converters in the A conversion section and changes the sampling frequency of the corresponding DA converter according to the input frequency information data. A waveform generator for an electronic musical instrument according to claim 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63110493A (en) * 1986-10-28 1988-05-14 株式会社河合楽器製作所 Waveform generator for electronic musical instrument

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63110493A (en) * 1986-10-28 1988-05-14 株式会社河合楽器製作所 Waveform generator for electronic musical instrument
JPH0652476B2 (en) * 1986-10-28 1994-07-06 株式会社河合楽器製作所 Waveform generator for electronic musical instruments

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