JPS6138478B2

JPS6138478B2 -

Info

Publication number: JPS6138478B2
Application number: JP53074656A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kashio
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1978-06-20
Filing date: 1978-06-20
Publication date: 1986-08-29
Also published as: JPS552247A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、各音程間で良好なビート効果の得ら
れるようにしたデイジタル制御による電子楽器に
於ける音階制御装置に関する。現在一般に使用されている平均率音階は、A₄
＝440（Hz）を基準とし、各音階はこの基準周波
数の¹²√２の等比級数で表わされものであるが、
ピアノ等に於ける自然楽器での各音階は必ずしも
この等比級数に一致せず、その調率は一般に高音
で高く、低音で低い調率特性曲線によつて決めら
れている。これは、音に対する人間の感覚によれ
ば、オクターブは正確に１：２の比率ではなく、
高音或いは低音への移行に従い微妙に変化してい
る為であり、前記平均率に合わせた音程のままで
は高音域ではぶら下つた感じが、また低音域では
上ずつた感じがし、快い音にはならないのであ
る。そして、快い感覚の音は、実際の自然楽器に
存在する倍音の非調和性及びこの非調性に基づく
ビート音の発生に基因するもので、従つて、“つ
やのある”或いは“自然な感じのする”音には少
なくとも各音程間での快いビート効果が重要な要
素となつてくるのである。一方、デイジタル方式による従来の電子楽器は
例えば第１図に示す如く構成されている。即ち、
演奏キーボード（図示せず）上の所定の演奏キー
の押圧操作に基づく対応するキーコードはチヤン
ネルＡ、Ｂ、……、Ｎのうちのいずれかの空チヤ
ンネルに入力され、キーコードのバツフアメモリ
１ａ、１ｂ、１ｃに記憶される。尚、各チヤンネ
ルＡ、Ｂ、、……、Ｎは全く同様な構成であり、
以下ではチヤンネルＡについてのみ説明する。し
かして、バツフアメモリ１ａに記憶されたキーコ
ードは音階指定コード及びオクターブ指定コード
に分割され夫々音階クロツクセレクタ２及びオク
ターブセレクタ３に印加される。音階クロツクセ
レクタ２は所定周波数の原クロツクを発生する原
クロツク発生器４の出力により¹²√２の等比級数
で表わされる最高オクターブの12音に対応する各
周波数を出力する音階カウンタ５の出力を上記音
階指定コードに基づいて選択的に取り出し、1/2
分周回路６ａ、６ｂ、６ｃが直列接続されたオク
ターブ分周回路６に入力する。オクターブセレク
タ３は、この分周回路６の６ａ、６ｂ、６ｃのい
ずれかの出力を上記オクターブ指定コードに基づ
いて選択するもので、ここからの出力は１サイク
ルカウンタ７にカウンタクロツクとして送出する
のである。この１サイクルカウンタは、１サイク
ルの楽音波形をデイジタル的に記憶しているメモ
リ（後述）のアドレス信号となるもので、結局、
オクターブ、音階に応じて楽音波形の１サイクル
の読み出し周期が異なることになる。しかして、
１サイクルカウンタ７の出力は複数の楽音波形を
記憶しているメモリ及びフイルタ等種々の楽音制
御を行う回路を含む楽音コントロール部８に入力
され、１サイクルカウンタ７によつて示されたア
ドレス信号に従つて楽音波形が適宜の処理をされ
て音響発生部９に印加され、ここから発音される
のである。ところで、上記した種の分周音源方式では、第
２図に示した如く例えばオクターブ関係にある２
音S₁、S₂の周期は正確に２：１になつてしまうも
のである。即ち、第２図に於いて、周期O₁とO₂
は完全に一致（△印）するようになつてしまい、
この為ビート効果は全く得られず、“つやのな
い”、“自然性に欠ける”、“電気くさい”音となつ
てしまうものであつた。また、このような現象
は、音階カウンタ５によつて作成される完全５度
の関係にある音についても言えるものであり、そ
の周波数比が正確に２：３になつてしまうことに
より上記したビート効果は得られないものであつ
た。このように、従来の電子楽器に於いては、オク
ターブ内の各音階間の周波数比が電子的な音階カ
ウンタを用いて作成される為一義的に定まつてし
まい、また、オクターブは1/2分周によることか
ら快いビート効果をもつた“つやのある”或いは
“自然な感じのする”音を得ることは極めて困難
であつた。本発明は以上の実情に鑑みて成されたもので、
楽音波形の１サイクルを複数ステツプで計数する
１サイクル計数手段の計数状態を正規の音高クロ
ツクよりもオクターブ毎に、異なる所定タイミン
グで増若しく減するデイジタル制御によつて、オ
クターブ間或いは各オクターブ内の音階周期を比
例関係からわずかに偏倚したものとしビート効果
を得る電子楽器に於ける音階制御装置を提供する
ものである。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述
する。第３図に於いて、演奏キーボード１０上の
各演奏キーを曲に基づいて押圧操作することによ
り、操作キーの分配入力制御回路１１によつて制
御され、対応するキーコードがチヤンネルX₁、
X₂、X₃、………、Ｘ_oのうちのいずれかの空チヤ
ンネルに入力され、キーコードのバツフアメモリ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、……、１２ｎに記憶さ
れる。各チヤンネルX₁、X₂、X₃、………、Ｘ_oは
全て同様な構成になつており、バツフアメモリ１
２ａ、１２ｂ、１２ｃ、……、１２ｎのうちの記
憶されたキーコードに従つて同時的にパラレル処
理されるようになるもので以下ではチヤンネル
X₁についての回路構成で説明する。バツフアメ
モリ１２ａに記憶されたキーコードは音階指定コ
ード及びオクターブ指定コードからなり、音高ク
ロツク作成部１３に供給される。この音高クロツ
ク作成部１３はバツフアメモリ１２ａに記憶され
たキーコードに対応するオクターブ内の音階に従
う周波数の音高クロツクが補正回路１４を通過し
て１サイクルカウンタ１５に送出される。１サイ
クルカウンタ１５は楽音波形をデイジタル制御で
発生させる為に波形の１サイクルを複数ステツプ
で計数する複数ビツト、例えば７ビツトで128進
のバイナリカウンタで構成され、その計数値は逐
次音高クロツク作成部１３に供給され、音高クロ
ツク制御が行われる。従つて、音高クロツク作成
部１３中での原クロツク発生器（図示せず）から
出力される原クロツクφ_０をそのまま計数して１
サイクルカウンタ１５が128φ_０で１循する場合
を今、最高オクターブの最高音階C₇とし、これ
を基準として考えると、１オクターブ内の各音階
B₆〜C₃#は次頁に示す第１表から解る様に¹²√２
の関係で周波数が低くなるように設定される。こ
の第１表に示した値は、１サイクルカウンタ１５
の128進の計数時間が原クロツクφ_０の136φ_０、
144φ_０、……、242φ_０に相当することを意味し
ており、従つて、原クロツクφ_０の連続計数を１
サイクルカウント中に第１表に示した値となるよ
うに計数停止（第１表のクロツク数差

【表】に相当してクロツクを抜く）させることによつて
行われる。即ち、第１表での数値が大きい程周期
は長く低い音となる。しかして、オクターブが低
くなる程、この値は倍の関係の値となるように制
御されるもので、この音高クロツク作成部１３で
はオクターブ、音階に応じて原クロツクφ_０によ
る１サイクルカウンタ１５の計数歩進の停止制御
所謂、クロツク抜きが行われるように例えばマト
リツクス回路構成にて、その原クロツクφ_０の停
止タイミングが指定されるようになつている。而
して、１サイクルカウンタ１５による各計数値は
楽音コントロール部１６に供給され、楽音波形の
１サイクルのアドレス信号となり、例えばあらか
じめ設定記憶されている楽音波形のステツプ読み
出し信号となつたり、楽音波形をステツプに応答
して逐次形成する為に用いられるのである。そし
て、この楽音コントロール部１６は更にフイルタ
等の音色制御等の楽音制御を行い音響発生部１７
を介して楽音発音させるのである。しかして、バツフアメモリ１２ａに記憶された
オクターブの音階は、平均音階率に従つて第１表
に基づいて決められている音高クロツク作成部１
３からの対応する音高クロツクによつて１サイク
ルカウンタ１５を計数歩進させることになるもの
であるが、チヤンネルX₁、……、Ｘ_oの中の複数
に、異なるオクターブの同一音階のキーコードが
記憶されていると、音階周期が一致してしまい従
来例で説明した如くビート効果は得られない。ま
た、同一オクターブ内の完全５度にある音階間
（第１表のC₇とF₆）に於いても同様となつてしま
う。そこで、１サイクルカウンタ１５の上位に１サ
イクルカウンタ１５の１サイクル毎に計数歩進さ
れる２ビツトのバイナリカウンタからなる上位ビ
ツトカウンタ１８を設けてなる。上位ビツトカウ
ンタ１８の各ビツト出力はオクターブ毎に異なる
所定値を検出する検出回路１９に供給され、また
この検出回路１９にはバツフアメモリ１２ａに記
憶されたキーコードのうちのオクターブ指定コー
ドが入力されている。即ち、１サイクルカウンタ
１５に更に上位ビツトカウンタ１８を付加するこ
とにより最大1024進の計数動作を行うカウンタが
構成されてなる。検出回路１９ではオクターブ毎
に、最高オクターブO₁では上位ビツトカウンタ
１８の「11」計数状態での「1024」計数値を、オ
クターブO₂では上位ビツトカウンタ１８の
「01」計数状態での「512」計数値を、オクターブ
O₃では上位ビツトカウンタ１８の「10」計数状
態での「256」計数値を、最低オクターブO₄で上
位ビツトカウンタ１８の「00」計数状態での
「128」計数値をオクターブ毎の所定値として検出
するものである。即ち、オクターブO₁では1024
計数中で１回、オクターブO₂では1024計数中で
２回、オクターブO₃では1024計数中に３回、オ
クターブO₄では1024計数中に４回検出出力を発
生することになる。しかして、この検出回路１９
の検出出力は１サイクルカウンタ１５の特定値例
えば「０」計数時に同期してアンド回路からなる
タイミング発生回路２０より取り出され、オア加
算回路からなる補正回路１４を介して１サイクル
カウンタ１５に直ちに＋１歩進信号を供給する。
従つて、音高クロツク作成部１３で決められた正
規の音高クロツクに対して余分に＋１される為１
サイクルカウンタ１５の１循時間即ち周期が微か
に短かくなるようにされる。即ち、第２表、第３表、第４表、第５表は各オ
クターブO₁〜O₄による各音階の音階周期を決め
る正規のクロツク数比と補正後の音階周期を決め
るクロツク数比を示したものであり、これによれ
ば、オクターブ間或いは同一オクターブ内の音階
周期の節は一致することがなくビート効果を得る
ことが出来るのである。

【表】

【表】また、第２表〜第５表で（−）符号を付してあ
るのは１サイクルカウンタ１５に対しての補正を
＋１でなく逆に次の音高クロツクを１つ休止させ
て周期を微かに長くなるようにしてもよいことを
意味しているものである。尚、上記実施例ではチヤンネルX₁、……、Ｘ_o
を並列的に設けたが、これは１つのチヤンネルの
みの構成とし、複数のキーコードを記憶するバツ
フアメモリの複数を順次ダイナミツクにスキヤン
ニングするようにしたものでもよく、また音高ク
ロツク作成部１３も各種考えられるものであり実
施例に限定されるものではない。更に、１サイク
ルカウンタ１５のサイクル計数値及び上位ビツト
数も実施例に限定されないし、楽音コントロール
部１６の構成等も全く実施例に限定されるもので
はなく、要は本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能なことは勿論である。以上詳述した如く本発明によれば、楽音の１サ
イクルを複数ステツプで計数する１サイクル計数
手段と、それに連なる上位ビツトの計数を行う上
位ビツト計数手段とを設け、発生すべき楽音のオ
クターブに応じて上位ビツト計数手段から異なる
計数値が出力するタイミングにて上記１サイクル
計数手段の計数態様を変更して、発生すべき楽音
の周波数をオクターブ毎に変化するようにしたこ
とにより、簡単な制御回路によつてビート効果を
もたらすことが可能であり、しかも位相のずれに
よつて同音階名の楽音の打ち消し合いが生じるの
を防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子楽器に於ける音高クロツク
の作成回路、第２図は第１図の説明に用いられる
波形周期の説明図、第３図は本発明の構成図であ
る。 X₁，X₂，……，Ｘ_o……チヤンネル、１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ，……１２ｎ……バツフアメモ
リ、１３……音高クロツク作成部、１４……補正
回路、１５……１サイクルカウンタ、１８……上
位ビツトカウンタ、１９……検出回路、２０……
タイミング発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】１楽音の１サイクルを複数ステツプで計数する
１サイクル計数手段と、この１サイクル計数手段
の計数速度を各音階に応じて制御する音階制御手
段とを有する電子楽器に於て、上記１サイクル計数手段に連なる上位ビツトの
計数を行う上位ビツト計数手段と、上記上位ビツト計数手段から発生すべき楽音の
オクターブに応じて選択された計数値が出力する
タイミングにて上記１サイクル計数手段の計数態
様を変更して、発生すべき楽音の周波数をオクタ
ーブ毎に正規の値からわずかずつ異ならせてビー
ト効果を得るようにした制御手段とを具備したことを特徴とする電子楽器に於ける
音階制御装置。