JPS61179496A - 波形発生装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタル回路を用いた電子楽器に係り、特
にリングモジュレーションを用いた波形発生方式に関す
るものである。

〔従来の技術〕

リングモジュレーション効果は２つの異なった周波数の
信号を用いて音程感のはっきりしないゴング、チャイム
などの合成音を得るものであり。

従来２人力信号を乗算することにより行われていた。

例えばへ信号をＡｃｏｓωへｔとし、Ｂ信号をａｃｏｓ
ω８Ｌとすれば、リングモジュレータを用いて乗算した
出力信号は Ａ−Ｂ（ｃｏｓ（Ｃ４＋　（ｄＢ　）　Ｌ　＋　Ｃ０５
（ω＾−ω８）ｔ）／２となり、入力信号の倍音とは全
く関係のないＣ８＋ω６　とＣ８−ωδなる部分音を発
生することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の電子楽器では、このリングモジュレーション効果
を得るために、独立の乗算器を電子楽器内に設ける必要
があり、楽器内の電子回路が複雑化することが問題とな
っている。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の欠点に鑑み、簡単な回路構成でリン
グモジュレーション効果が施された出力波形を得ること
を可能にした電子楽器の波形発生方式を提供することを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち２本発明は続出手段からある周波数で読み出さ
れた波形情報を保持手段に一旦保持し。

この波形手段と次に続出手段から読み出される他の周波
数を有する波形情報とを乗算回路にて乗算し、入力波形
とは異なる倍音の周波数を含む出力波形信号を発生する
ようにした電子楽器の波形発生方式である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照しながら詳述す
る。

第２図は電子楽器の波形発生方式のブロック図である。

同図において鍵盤１の第１の出力は周波数情報発生回路
２に入力し、第２の出力は、変調信号発生回路３とエン
ベロープ制御信号発生回路４に入力する。鍵盤１の第１
の出力は鍵の位置情報であり８周波数情報発生回路２で
はその鍵に対応した周波数情報すなわち位相角情報を発
生する。

例えば、特定のクロックによって順次位相角情報を位相
角計算回路５に出力する。位相角計算回路５は順次入力
する位相角情報に自己の出力のフィードバック情報を順
次加算すなわち累算して、その加算結果を１周期の単位
で波形発生回路６の入力端子Ｎに出力する。したがって
、波形発生回路６の入力端子Ｎに入力する信号は逐次変
化する１周期の波形位相を示すアドレス信号である。

一方、鍵盤１の第２の出力は鍵の押し下げに応じて発生
されるタイミング信号であり、タイミング信号が入力す
る変調信号発生回路３では例えば。

入力信号を時間と共に高調波成分を変化させるための変
調信号に変換して加算回路７に出力する。

加算回路７では、演奏者等のボリューム操作による手動
制御信号と上述の変調信号とを加算して波形発生回路６
の入力端子Ｍに出力する。

波形発生回路６では、入力端子Ｎに入力する上述のアド
レス信号に入力端子Ｍから入力する変調信号を第１の乗
算回路により乗算し、アドレス信号が波形−周期を指定
する間に波形−周期より多い周期のアドレスを指定し、
修正アドレス信号を得る。さらに波形メモリから修正ア
ドレス信号に従って波形情報を読み出し、読み出された
波形情報は第２の乗算回路を介して出力端子Ｏからエン
ベロープ乗算回路８に出力される。

ここでエンベロープ乗算回路８は通常エンベロープ制御
信号発生回路４から入力する信号と波形情報とを乗算し
、その出力波形にエンベロープカーブ例えばＡＤＳＲカ
ーブを付与する回路であるが１本実施例では波形情報を
リングモジュレーションに供するため、このエンベロー
プ乗算回路８を介さず再度波形発生回路６の入力端子Ｐ
に波形情報を出力してもよい。再度波形発生回路６に入
力された出力波形は一旦波形発生回路６内のう・ノチ回
路に保持され、リングモジュレーション指示信号（以下
、リング信号ＲＩＮＧで示す）に同期して、上述の第２
の乗算回路で波形メモリから読み出される次の波形信号
と乗算（リングモジュレーション）されてエンベロープ
乗算回路８に出力される。

エンベロープ乗算回路８の出力はラッチ回路９を介して
ディジタルアナログコンバータに出力され、出力波形は
アナログ信号に変換される。尚。

上述のリング信号ＲＩＮＧは波形発生回路６に入力する
だけでなく９周波数情報発生回路２にも入力し１位相角
計算回路５からの波形発生回路６に入力する信号をリン
グモジニレ−シラン時とラッチ時とで異なる信号として
いる。

第１図は、上述の波形発生回路６の詳細な回路構成を示
すブロック図である。

波形発生回路６は第１の乗算回路１０．波形メモリ１１
．第２の乗算回路１２．ラッチ回路１３゜包絡線信号発
生回路１４を主に構成されている。

波形発生回路６の入力端子Ｍに入力した変調信号Ｍ　ｏ
　”Ｍ　＋　＋は乗算回路１０の入力端子Ｂｏ〜Ｂ＋＋
に入力し、入力端子Ｎに入力するアドレス信号Ｎ　ｏ　
＝Ｎ　＋　＋は２乗算回路１０の入力端子Ａｏ＝Ａ＋＋
に入力する。乗算回路１０では２両入力信号を乗算し２
乗算結果の下位８ビツトを出力端子Ｑ　ｏ　＝　Ｑ　ｔ
から波形メモリ１１に出力する。

即ち、入力端子Ａからの信号（Ａとする）と入力端子Ｂ
からの信号（Ｂとする）と２−１２とを乗じた値、即ち
ＡＸＢ÷２１２の値が出力する。なお。

乗算結果の上位４ビツトは使用されていないが。

これは再入力信号の乗算を等価的に１６倍するためにし
たものである。波形メモリ１１には余弦波が例えば１周
期分記憶されていて、その振幅値は８ビツトであり、出
力波形情報を出力端子Ｏｏ〜０７、から乗算回路１２に
出力する。なお、波形メモリ１１には必ずしも１周期分
の波形情報を記憶する必要はない。この波形メモリ１１
より出力される波形は変調信号によって変化した位相角
すなわち時間軸が歪んだ波形となる。

一方アドレス信号Ｎ３〜Ｎ＋ｏ及びＮ＋＋はＮＯＲ回路
１４ａ〜１４ｈで構成される包路線信号発生回路１４に
も入力し、アドレス信号Ｎ３〜ＮｅｏはＮＯＲ回路１４
ａ　〜１４ｈの一方の入力端子に入力し、アドレス信号
Ｎ＋＋はＮＯＲ回路１４ａ−１４ｈの他の入力端子の全
てに入力する。

包路線信号発生回路１４では、入力アドレス信号から包
路線信号を作成し、ゲート回路１５ａ〜１５ｈ、ＯＲゲ
ート１７ａ　〜１７ｈを介して乗算回路１２の入力端子
Ａ　ｏ　＝　Ａ　Ｖに入力する。この乗算回路１２は、
入力端子Ａからの信号（Ａとする）と入力端子Ｂからの
信号（Ｂとする）と２−ｇとを乗じた値、即ちＡｘＢ÷
２　の値を出力する。

また乗算回路１２の１クロツク前のデータをラッチして
いるランチ回路１３の出力もゲート回路１６　ａ〜１６
　ｈ、　ＯＲゲート１７ａ〜１７ｈを介して乗算回路１
２の入力端子Ａ　ｏ　＝　Ａ　？に入力する。ここでゲ
ート回路１５ａ〜１５ｈはレゾナンス信号Ｒｅ５ｏｎａ
ｎｃｅによって駆動し、ゲート回路１６８〜１６ｈはリ
ング信号ＲＩＮＧ及びφ信号によって駆動し、レゾナン
ス信号Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅとリング信号ＲＩＮＧの切換
は図示しないマニュアルスイッチ等により行う。またリ
ング信号ＲＩＮＧ及びφ信号はＡＮＤゲート１８に入力
し、共に論理“１”の時、ＡＮＤゲート１８からゲート
回路１６ａ〜１６ｈのゲートに論理″１”を出力する。

さらに、φ信号はインバータ１９．ＡＮＤゲート２０を
介してＯＲゲート１７ａ〜１７ｈの入力端子に入力して
いる。

以上のような構成の波形発生回路において、まず、出力
波形にレゾナンス効果を持たせる場合の動作説明を簡単
に行う。

第３図（ａ）は位相角計算回路５から波形発生回路６に
与えられるアドレス信号を１６進表現で示したものであ
り、出力楽音の周波数に応じて決定される一周期間に０
００からＦＦＦまで変化する。

また乗算回路１０の出力端子Ｑ　ｏ　＝　Ｑ　７からは
。

例えば同図（ｂ）に示す一周期に１６回の割合でＯＯか
らＦＦまで変化する修正アドレス信号を得、修正アドレ
ス信号によってアドレス指定された波形メモリ１１より
例えば同図（Ｃ）に示すような余弦波を含む出力波形信
号が乗算回路１２に供給される。

尚、この時のＭはＦＦＦであり、その結果として１６倍
の位相角信号すなわちアドレス信号が波形メモリ１１に
加わる。

一方乗算回路１２では入力端子Ａ　ｏ　＝　Ａ　７に入
力する同図（ｄ）に示す包路線信号発生回路１４からの
信号と上述の出力波形信号とを乗算して同図（ｅｌに示
す波形信号をエンベロープ乗算回路８．ラッチ回路９を
介して第４図に示すφＦＩＮのタイミングでディジタル
−アナログコンバータに出力する。この波形信号は変調
信号に従った高調波成分を含む信号であり、上述の変調
信号を変化させことにより逐次時間と共に高調波成分を
変化させることができ、出力波形にレゾナンス効果を与
えている。

次に、出力波形にリングモジュレーション効果を施す場
合を説明する。この時は、第５図（ａ）に示すアドレス
信号が、波形メモリ１１により同図中）に示す余弦波を
含む出力波形信号に変換される。

その後、第６図（ａ）に示すようにφ信号を論理″０”
とすることにより、インバータ１９を介してアントゲ−
）２０の一方の入力には“１”が加わる。

またリングモジュレーションのモードにこの時セットさ
れているのでリング信号ＲＩＮＧは１”であり、アンド
ゲート２０の他方の入力にも“１″が加わり、その出力
も“１”となる。これにより。

乗算回路１２の入力端子Ａａ＝Ａｔに論理“１”が加わ
り２乗算回路１２の出力Ｑ　ｏ　＝　Ｑ　ｔは波形メモ
リ１１の出力Ｏｏ〜０７を出力し、ラッチ回路１３に波
形データを保持する。この時、第５図山）に示す信号を
５ＩＮＡとすれば第６図（Ｃ）に示すφ２ＦＩＮのタイ
ミングに同期して、第６図（ｅ）に示すように、保持さ
れることになる。

次に、同図中）に示すφＦＩＮのタイミングと同期して
、波形メモリ１１から第５図（Ｃ）に示す５ＩＮＢなる
信号を乗算回路１２に入力する。即ち、この実施例にお
いては、リングモジュレーション効果を得るときは、変
調信号を所定値９例えば、”ＯＦＦ”とし、φ信号のレ
ベルが“１”。

“０”に変化するのにあわせて、異なる速度の位相角情
報を発生し、モ４都なる周波数の波形信号を得るように
している。このほか１例えば、変調信号を前記φ出力に
従って変更することで、異なる周波数を有する２つの波
形信号を得てもよい。

そして、第６図（ｂｌ、　（Ｃ）に示すφ２ＦＩＮのタ
イミングとφＦＩＮタイミングとの間の時間だけφ信号
に論理“１”が与えられるのでアンドゲートＬ８ａの出
力は“１″となり、さらにオアゲート１７ａ〜１７ｈの
一方の入力にはアンドゲート２０の出力“Ｏ”が加わる
ので、ラッチ回路１３に保持されていた５ＩＮＡの波形
が乗算回路１２に与えられる。

乗算回路１２では上述の５ＩＮＢと５ＩＮＡの波形を乗
算し、第５図（ｄ）に示す合成波形を出力する。この出
力波形は第６図中）に示すタイミングで。

ラッチ回路９に取り込まれる。

同様に次のφ２ＦＩＮのタイミングで、再度５ＩＮＡの
波形を乗算回路１２を介してラッチ回路１３に保持し、
φ２ＦＩＮのタイミングとφＦＩＮのタイミングとの間
の時間だけφ信号を論理“１”にすることにより、ゲー
ト回路１６ａ〜１６ｈにリング信号ＲＩＮＧを与えて５
ＩＮＡと５ＩＮＢの波形を合成し、ラッチ回路９に出力
する。

このようにして、順次ランチ回路９に取り込まれた合成
波形は、ディジタル−アナログコンバータを介してアナ
ログ信号として出力される。このアナログ信号は５ＩＮ
Ａと５ＩＮＢとの波形の有する倍音とは全く別の周波数
を含む波形であり。

電子楽器ではゴング音やチャイム音として利用すること
ができる。

以上のように本実施例によれば、リングモジュレーシッ
ン効果をディジタル回路を用いて行う場合、従来の波形
発生回路内のレゾナンス回路を共用して行うことができ
、ランチ回路１３．ゲート回路１６ａ〜１６ｈ等の簡単
な回路を付加するだけで構成できる。

なお２本実施例では５ＩＮＡの波形をラッチ回路１３に
保持し、リング信号に同期して乗算回路１２で後に０乗
算回路１２に入力した５ＩＮＢの波形と合成したが、逆
に５ＩＮＢをラッチ回路１３に保持し１乗算回路１２に
５ＩＮＡの波形を後に入力させ１乗算回路１２で５ＩＮ
Ａと５ＩＮＢの波形を合成しても同様に実施することが
できる。

また、波形メモリ１１に三角波等の波形を記憶させてお
くことにより、他の効果音を出力することができ、同様
に乗算回路１０の変調信号を変えることによっても他の
合成波形を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように２本発明によれば。

簡・車な回路構成で、２つの波形を合成したリングモジ
ュレーシッン効果を実現することができ、電“　子楽器
における金属的な特殊音としてゴング、チャイムなどの
楽音に利用することができる。

また本発明のリングモジュレーション回路は。

レゾナンス回路と共用使用しているため、リングモジュ
レーション効果とレゾナンス効果を簡単に切換えて実現
できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はその波形発生
回路のブロック図、第２図は電子楽器の回路ブロック図
、第３図（ａ）〜（ｅ）はレゾナンス効果を説明するた
めの波形図、第４図（ａ）、　（ｂ）は同実施例を説明
するための信号図、第５図（ａ）〜（ｄ）はリングモジ
ュレーション効果を説明するための波形図。 第６図は同実施例を説明するための信号図である。 １・・・鍵盤、　　　　２・・・周波数情報発生回路、
　　　　３・・・変調信号発生回路。 ４・・・エンベロープ制御信号発生回路。 ５・・・位相角計算回路、　　　　６・・・波形発生回
路、　　　　７・・・加算回路、　　　　８・・・エン
ベロープ乗算回路、　　　　　９．１３・・・ラッチ回
路、　　　　　１０．１２・・・乗算回路。 １１・・・波形メモリ、　　　　　１４・・・包絡線信
号発生回路、　　　　１４ａ〜１４ｈ・・・Ｎ。 Ｒ回路、　　　　　１５ａ　〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈ
・・・ゲート回路。 特許　出願人　　　カシオ計算−株式会社代理人弁理士
　　　大　　昔　　義　　之第３図 第４図 第５図 第６図 （ｅ）　　％’ｊｔｒ−，Ｗ９　　　　　　　５ＩＮＡ
”ＮＡ手続補正書 昭和ｌ／年２り上す日 昭和５９年特許願第１５９２８２号 ２、発明の名称 電子楽器の波形発生方式 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　東京都新宿区西新宿２丁目６番１号名称　　（
１４４）カシオ計算機株式会社代表者　　樫　尾　忠　
雄 ４、代理人［株］１０２嘗（０３）　２３８−００３１
住所　　東京都千代田区麹町６丁目１番１８号６、補正
の対象 ８、補正の内容 明８１［１書の第１５頁第８行目に［を説明するための
波形図、第４図（ａ）、　（ｂ）は同実施」とあるを「
を説明するための波形図第４図は同実施」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）波形情報を記憶した記憶手段と、該記憶手段に記
   憶された波形情報を読み出すためのアドレス信号を順次
   生成するアドレス信号生成手段と、このアドレス信号生
   成手段が出力する前記アドレス信号を変調信号に応じて
   変調して修正アドレス信号を得る修正アドレス信号生成
   手段と、この修正アドレス信号生成手段が出力する前記
   修正アドレス信号にて前記記憶手段から前記波形情報を
   読み出す手段と、この読み出された前記波形情報が供給
   されるとともに、レゾナンス効果の際には包絡信号が与
   えられ、リングモジュレーション効果の際には保持手段
   に保持された異なる波形情報が第１のタイミングで与え
   られて乗算する乗算手段と、この乗算手段の出力を前記
   リングモジュレーション効果の際には、前記第１のタイ
   ミングで外部へ出力するようにし、前記第１のタイミン
   グ以外の第２のタイミングで前記保持手段に保持される
   ようにした手段とからなることを特徴とする電子楽器の
   波形発生方式。