JPS6175392A - 電子楽器における時変高調波の信号コンボル−シヨン発生装置 - 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】 発明の背景 発明の分野 本発明は、電子楽音合成に関するものであ）。

特に２つの信号スペクトルをコンボルー）　（ｃｏｎｕ
ｏｌｓｔａ　）することによる時変高調波強度（ａｔデ
ｅ〜ｔｈ）をもった楽音発生に関する。

発明の概要 その各々が作動された鍵スイッチに割当てられる多数の
楽音発生器を有する鍵盤作動式電子楽器が開示されてい
る。発生した楽音波形は１時変マスキング関数で波形を
処理することによって時変スペクトルを有する楽音を発
生させるために変換される。

先行技術の説明 鍵盤電子楽器Ｏ設ｉｔ上の達成困難な目標は、従来の音
響楽器の容易に識別できる音を現実的に模倣する能力を
うろことである。従来のオルガノの音を注目すべき例外
として、音響楽器によシ発生される殆んどすべての楽音
はその組成が時間とともに変化する楽音スペクトルを示
すということが長い間認められてきた。周期的に且つ果
てしなくくシ返される波形を有する単純な楽音は聞く人
をきわめて急速に疲れさせる。

時変高調波楽音構造を発生させるのに用いられる最も一
般的な楽音発生システムは“シンセサイザと呼ばれる一
般的なシステムである。シンセサイザシステムはその主
要な構成要素としてスライド型ホルマントフィルタを含
む。このスライド型ホルマントフィルタは低域型又は高
域壓の周波数領域フィルタとして一般に実施され、電気
制御信号に応答してフィルタしゃ新局波数全変化させる
能力を有するものとして構成されている。

アナログ楽音シンセサイザはスライド型ホルマント周波
数応答を与えるため電圧制御周波数フィルタを一般に使
用する。そのようなフィルタは制御信号の作用によって
アナログ楽音波形スペクトル応答を変えることができる
。デジタル楽音発生器は、楽音波形を与えるため後にア
ナログ信号に変換されるデジタルシーケンスの波形点の
スペクトル内容を変える九めにデジタルフィルタを用い
ることによって、アナログシステムにおいて得られたの
と同様の対応するスペクトル変化を生じさせることがで
きる。ホルマントフィルタサブシステムとして用いる九
めのデジタルフィルタの実施については、“デジタルス
ライド型ホルマントフィルタを用いた楽音発生器”と題
する米国特許第４．２６７．７６１号に記述されている
。

スライド型ホルマントフィルタを用φたシンセサイザに
は減算合成（ｓｕｂｔｒｅＬｃｔｉｆｇ　５ｙｎｔｈｅ
ｓｉｓ　）楽音発生器という一般的名称が与えられてい
る。この術語が妥当である理由は、スライド型ホルマン
トフィルタはフィルタの入力端子にすでに存在する周波
数成分の強さを減少させるためにのみ動作するからであ
る。ホルマントフィルタがＭ形システム素子でおれば、
新たな高調波成分は発生しない。

楽音の時変高調波を発生させるためにスライド型フィル
タホルマントを用いる方法の代わシの方法は、楽音波形
の時変非線形変換を用いることである。そのような波形
ひずみシステムの例は′ツウドネススベクトル変化を用
いた複音シンセサイザと題する米国特許第４，５００，
４５２号に開示されている。波形ひずみとスライド型ホ
ルマントフィルタとの組合せは、“ラウドネスおよびホ
ルマントスペクトル変化の組合せによる楽音発生装置”
と題する米国特許第４，３００，４３４号に開示されて
いる。

楽音波形にひずみを与える一般的な技術は何らかの形の
信号変調を用いることである。楽音の基本周波数におい
て単純な正弦波信号の時変ひずみを生じさせるため周波
数変調サブシステムを用いる楽器が設計されているうそ
のようなシステムは“時変上音をもった楽音発生器“と
題する米国特許８４，１７５，４４４号に開示されてい
る。最も有用な音楽的効果は変調周波数が搬送周波数に
近い、又は等しい場合に得られることが実験的に発見さ
れている。

発明の要約 米国特許第４．Ｏ８５，６４４号（特願昭５ｌ−９３５
１９）に記述されている種類の複音シンセサイザにおい
ては、計算サイクルとデータ転送サイクルが独自に反復
して実行されてデータを与え、このデータが楽音波形に
変換される。一連の計算サイクルが実施され、その各計
算サイクルの期間中に主データセットが発生する。−主
データセットは１周期の楽音波形を定める１セントのデ
ータ点を含む。

主データセットは１セットの記憶された高調波係数を用
いて計算される。主データセットが計算された後に転送
サイクルが開始され、その計算サイクルの期間中に主デ
ータセットは複数のノートレジスタに転送される。各楽
音発生器に対応づけられたノートレジスタがある。ノー
トレジスタに記憶されたデータはノートクロックによっ
て逐次反復して読出されるので、メモリア・ドレスアド
バンスレートは作動された鍵盤スイッチに対応づけられ
た楽音基本周波数の固定した倍数に対応する。

ノートレジスタから読出された信号のスペクトルは、こ
のデータと時変マスク関数とを乗算することによって時
変方式で変化される。この出力信号は時変スペクトルを
有する。

アナログ楽音発生器に対する本発明の実施例が呈示され
ている。

発明の詳細な説明 本発明は、２つの信号のスペクトルをコンボルートする
（　ａｏｍｒｏｌｕｔｔｒ　）することによって時間の
関数として音色の波形が変更される複音発生７ステムを
指向する。この楽音変更システムは、離散的７−リエ変
換アルゴリズムを実行することによって楽音波形を合成
する種類°の楽器に組込まれている。

この種類の楽音発生システムは“複音シンセサイザと題
する米国特許第４，０８５，６４４号（特願昭５１−９
３５１９　）に詳述されている。この特許はこ＼に参考
のために述べられている。下記の説明せにおいて、参考
のために述べである特許に記述されているすべてのシス
テム素子は、参考のため述べである特許に現われる同一
数字の素子に対応する２桁数字によって識別されている
。− 第１図は、米国特許第４，０８５，６４４号（特願昭５
ｌ−ｑｓ５１ｑ　）に記述されているシステムの変形お
よび付加物として記述されている本発明の１実施例を示
す。この参考の危めに述べである特許に記述されている
ように、複音シンセサイザは楽器鍵盤スイッチ１２の配
列を含む。１つ又は複数の鍵盤スイッチがスイッチ状態
を変え作動されると（“オン”のスイッチ位置になると
）、音調検出・割当装置１４は状態変化を作動された状
態となした検出された鍵盤スイッチを符号化し９作動さ
れた鍵スイッチに対して対応するノート情報を記憶する
。

楽音発生器１０１というラベルの付ｉた楽音発生器は、
音調検出・割当装置１４によプ発生された情報を用いて
作動された各鍵スイッチに割当てられる。

音調検出・割当装置サブシステムの適当な構成は米国特
許第４，０２２，０９８号（特願昭５１−１１０６５２
　）に記述されている。この特許はこ＼に参考のために
述べておる。

１つ又は複数の鍵スイッチが作動されると実行制御回路
１６は反復する一連の計算サイクルを開始する。各計算
サイクルの期間中に、主データセットが計算される。主
データセット中の６４のデータワードは、楽音の可聴波
形の１周期の６４の等間隔に置かれた６４の点の振幅に
対応する。一般原則は。

可聴楽音スペクトルの最大高調波数は、完全な１波形周
期のデータ点数の１／２にすぎないというものである。

従って、６４のデータワードを含む主データセットは最
高３２の高調波を有する楽音波形に対応する。

参考のために述べた米国特許第４，０８５，６４４号（
特願昭５ｌ−９３５１９）に記述されているように１反
復する一連の計算サイクルの期間中に主データセットを
連続的に再計算し記憶し、このデータをノートレジスタ
にロードする一方で作動された錐スイッチが鍵盤上で作
動され７′？、ま＼になっているか又は押錐されたま＼
になっているようにすることができることが望ましい。

楽音発生器１０１というラベルが付いているシステムブ
ロックに含まれる各楽音発生器に対応づけられた１つの
ノートレジスタがある。

参考のために述べである米国特許第４，０８５，６４４
号（特願昭５ｌ−９５５１９）に記述されている方法に
よって、高調波カウンタ２０は各計算サイクルの開始時
にその最小カウント状態又は零カラン・ト状態に初期設
定される。ワードカウンタ１９が実行制御回路１６によ
って増分されそのモジュロカウンティング実施の故にそ
の最小、又は零カウント状態に戻る度毎に、実行制御回
路１６は信号を発生させ、この信号は高調波力つ／り２
０のカウント状態を増分させる。ワードカウンタ１９は
主データセットを構成するデータワードの数でらる６４
ヲモジエロとしてカウントするように実施されてｉる。

高調波カウンタ２Ｇはモジュロ３２をカウントするよう
に実施されている。この数は６４データワード金含む主
データセットと一致する最大高調波数に対応する。

各計算サイクルの開始時に、加算器−アキュムレータ２
１のアキュムレータは実行制御回路１６によって零値に
初期設定される。ワードカウンタが増分される度毎に、
加算器−アキュムレータ２１は高調波力つ／り２０の現
在のカウント状態をアキュムレータに含まれる合計に加
算する。この加算はモジュロ６４となるように実施され
る。

加算器−アキュムレータ２１のアキュムレータの内容は
、正弦波関数表（テーブル）２４から三角関数正弦波関
数値をアクセスするためにメモリアドレスデコーダ２３
によって用いられる。正弦波関数表２４はＤＣ）間隔で
０〈φ≦６４に対する三角開数ｓｉｎ　（２πφ７６４
）の値を記憶する固定メモリとして実施するのが有利で
ある。Ｄは表（テーブル）分解定数である。

メモリアドレスデコーダ２５は高調波カウンタ２０のカ
ウント状態に応答して高調波係数メモリ２６に記憶され
た高調波係数を続出す。乗算器２８は正弦波関数表２４
から読出された三角関数値と高調波係数メモリ２６から
読出された高調波係数値との積の値を発生させる。乗算
器２８によって作られ発生した積値は１人力として加算
器３３に与えられる。

主レジスタ３４の内容は各計算サイクルの開始時′に零
値に初期設定される。ワードカウンタ１９が増分される
度毎に、主レジスタ６４の内容はワードカウンタ１９の
カウント状態に対応するアドレスにおいて読出され、入
力として加算器６３に与えられる。

加算器３５への入力の合計は、ワードカウンタ１９のカ
ウント状態に等しい、又は対応するメモリ位置において
主レジスタ３４に記憶される・。ワードカラ／り１９が
１サイクル６４カウントの完全な３２サイクルだけ循環
すると、主レジスタ３４は乗算器２８に与えられた１セ
ットの高調波係数によって決定されるスペクトル関数を
有する楽音波形の完全な１周期を構成する主データセッ
トを含む。

反復する一連の計算サイクルのうちの各計算サイクルに
引きつづいて、転送サイクルが開始され実行される。転
送サイクルの期間中に、主レジスタ３４に記憶され友主
データセットはコピーされ１セットのノートレジスタに
記憶される。楽音発生器１０１というラベルが付いてい
るシステムブロックに含唸れる楽音発生器の各々に対応
づけられた１つのノートレジスタがめる。

ノートレジスタの各々に記憶された生データセットは、
楽音発生器１０１というラベルが付いているシステムブ
ロックに含まれている楽音発生器の各々に対応づけられ
ているノートクロックによって与えられるタイミング信
号に応答して逐次反復して読出される。

ノートレジスタから読出されたデータは後述する方法で
変換され、変換されたデータはＤ−Ａ変換器４７によっ
てアナログ信号に変換される。その結果生じたアナログ
信号は音響システム１１によって可聴楽音に変えられる
。この音響システム１１は可聴楽音全発生させるため従
来の増幅器およびスピーカの組合せを含む。

ノートレジスタから読出された主データセットの変換は
、第２図に示されている信号コンボルータによって行わ
れる。第２図は１つの楽音発生器に対する論理ブロック
を明示する。同様な論理が楽音発生器１０１というラベ
ルが付−たシステム論理ブロックに含まれる楽音発生器
の各々に対応づけられていることが理解される。

楽音スイッチＳ２が閉じられると、タイミング信号に応
答してノートレジスタ３５から読出されたデータ語は１
人力として加算器１０４に与えられる。

加算器１０４からの出力はＤ−Ａ変換器に与えられてア
ナログ楽音波形に変換される。

後述する方法により一スク発生器１０２はノートレジス
タ３７によって与えられたタイミング信号に応答して時
変マスク関数を発生させる。マスクゲート１０５はノー
トレジスタ６５から続出された主データセットのデータ
点と発生したマスクによって与えられた時変マスク関数
とを乗算する。その最終的な結果はコンボルートされた
信号（６ｏｓｙ・Ｉｎｔａｄｓｉｇｎａｌ→と呼ばれる
。スイッチＳ１が閉じられると。

コンボルートされた信号が入力データ源の１つとして加
算器１０４に与えられる。加算器１０４の機能は、Ｄ−
Ａ変換器４７と音響システム１１との組合せによって可
聴楽音に変換される主データセットデータとコンボルー
トされた信号の選択された組合せを与える。

第３図はマスク発生器１０２の１実施例を示す。

サイクルカラ／り１０５はノートクロック３７によって
与えられるタイミング信号によって増分される。

サイクルカラ／り１０５はノートレジスタ３５に記憶さ
れている主データをなすデータワードの数である６４ヲ
モジエロとしてカウントするように実施されている。サ
イクルカフ／り１０５０カウント状態ハノートレジスタ
５５に記憶された主データセットのデータフードを読出
すためメモリアドレスとして用いられる。

サイクルカウンタ１０５が増分されそのモジュロカラ／
ティング実施の故にその最小カウント状態に戻る度毎に
サイクルカウンタ１０５はリセット信号全発生させる。

このリセット信号によりオフセットカウンタ１０６が増
分される。オフセットカウンタ１０６はモジＳ口６４を
カウントするように実施されている。オフセットカウン
タ１ｏ６ハＡＤｓＲ発生器１１１（アタック／ディケイ
／カスティン／レリース）によって与えられる初期信号
に応答してその最小カウント状態にリセットされる。音
調検出・割当装置１４によって与えられた新たな信号検
出データを用いて、　ＡＤＳＥ発生器１１１は１作動さ
れた鍵盤スイッチに割当てられている楽音発生器に対す
るＡＤＳＲエンペローグ関数発生器のアタック相を開始
した時に初期信号を発生させる。

ＡＤＳＲ発生器の適当な実施例はＡＤＳＥ　工ｙベロー
グ発生器“と題する米国特許第４，０７９，６５０号（
特願昭５２−７１８８）に記述されている。この特許は
こ＼に参考のために述べである。

比較器１０７はオフセットカウンタ１０６の内容とサイ
クルカラ／り１０５の内容とを比較する。２つのカウン
タが同じカウント状態を有すると、比較器１０７は同等
信号を発生させる。この方法にょシ。

同等信号が発生する時間は、サイクルカラ／り１０５が
その最小カウント状態にらる時間について周期的に変化
する。

クリップ７ｐツブＦ／Ｆ１ｏ８は比較器１０７が発生さ
せた同等信号に応答してセットされる。Ｆ／ｐ　１０８
がセットされると、その出力Ｑは２進論理状態Ｑ＝“１
ｎとなる。

Ｑ＝“１”となると、ゲート１０９はノートクロック３
７によって与えられるタイミング信号を転送して可変カ
ウンタ１１０を増分させる。可変カウンタがその最大カ
ウント状態に達すると、このカウンタはリセット信号を
発生させ１次のタイミング信号を受信すると、この可変
カウンタはその最小カウント状態に戻る。可変カラ／り
１１０からのこのリセット信号に応答してＦ／ｐ　１０
８はリセットされ。

それによ）ゲート１０９がノートクロック５７からのタ
イミング信号が可変カウンタ１１０に達するのを抑止す
るようにする。可変カウンタ１１０の最大カウント状態
はカラ／り制御信号によって選択することができる。

７リツプ７０ツブＦ／ｐ　１０Ｂの出力状態Ｑは、マス
クゲート１０３に入力信号として与えられる時変マスク
関数である。マスク発生器１０２はシステムブ占ツク１
０５．１０６．１０７．１０８．１０９および１１０を
含む。

第３図に示されている手段によって生じる時変マスク関
数は周期的に作られる反復するパルス様信号を発生させ
る。この信号の幅は可変カラ／り１０の最大カウント’
６変えることによって変更できる。時変マスク関数の周
波数はオフセットカウンタ１０６の最大カウント状態に
よって決定される。

この最大カウントはオフセット制御信号によって変える
ことができる。

通常は乗算器として実施されるマスクゲート１０３は、
第３図に示されている手段が発生させる種類のパルス様
時変マスク関数用の簡単なデータゲートとして実施する
ことができる。

この変換システムは、もし２つの時間領域信号関数が一
諸に乗算されると、その積の信号は２つの入力信号の数
理的コンボルーシＭ／でおるスペクトルを有するという
信号の周知の特性を利用している。従って信号ｚ（ｔ）
が信号ｙ（ｇ）と乗算されると１時間領域におけるその
積。

Ｓ（シン＝ｚ（ｔ）・ｙ＜ｔ）　　　　　式１は下記の
周波数領域（ｄｏｍａｉｎ　）関数を有する。

ＺＣｆ）＝ＸＣｆ）”ＹＣｌン　　　　　　　　式２但
し、　ＸＣｆ）はＺ（Ｃ）のフーリエ変換でラシ。

ＹＣｌ）はｙ（ｔ）の７−リエ変換でアシ、星印は数学
的コンポルーシ目ンｍｔ　示ｆ。

第４図は第３図に示されている手段によって生じ九時変
マスク関数変換のコンピュータシミュレーションＯ結果
を示す。転送サイクル後にノートレジスタ３５に記憶さ
れている選択された主データは、単純な正弦波信号に対
する６４０等間隔におかれた点からなる。第４図のスペ
クトルの一番上の行の各スペクトルはそのすぐ下に描か
れてわる波形に対応する。スペクトルの一番下の行の各
スペクトルはそのすぐ上に描かれている波形に対応する
。スペクトルに対するチックマークは最高Ｏｄ＆から測
定した一１１Ｊｄｂの間隔に対応する。

時変マスク関数は、ノートクロック３７が発生させた信
号に対する８つのタイミングパルスに等しい幅を有する
ように選択された。２００波形曲線は。

時変マスク関数に対する６４０周期のうちの最初の２０
のタイムシーケンスを表わす。時変信号スペクトルは第
２図に示した信号変換サブシステムによって生じること
は明らかである。

第５図は第５図に示したサブシステムの代わりの実施例
を示す。この代わシの実施例においては。

ノートクロック３７はアキュムレータに含まれる合計に
選択された周波数ナンバーが反復して加算される周波数
ナンバーシステムによって置換されている。アキュムレ
ータの内容の最上位のピットは。

ノートレジスタ３５から読出されたデータに対するメモ
リアドレスを進めるのに用いられる。

鍵盤スイッチが作動され次ことを音調検出・割当装置１
４が検出すると、対応する周波数ナンバーが周波数ナン
バーメモリ１２０から読出される。周波数ナンバーメモ
リ１２０は、値２−（Ｍ−ＮＶｌｚを有する２進数形式
で記憶したデータワードを含むアドレス可能な固定メモ
リ（ＥＯＭ）として実施することができる。但し、Ｎは
＃＋１．２．・・・１ＭＯ値の範凹を有し１Ｍは楽器鍵
盤上の鍵スイッチの数に等しい。周波数ナンバーは主ク
ロック１５の周波数に関連して発生した楽音の周波数の
比率を表わす。

周波数ナンバーの詳細な説明は″複音シンセサイザ用音
調周波数発生器”と題する米国特許第４．１１４，４９
６号（特願昭５３−１０４１）に含まれている。

この特許はこ＼に参考のために述べである。

周波数ナンバーメモリ１２０から読出された周波数ナン
バーは周波数ナンバーラッチ１２１に記憶される。主ク
ロック１５によって与えられたタイミング信号に応答し
て１周波数ナンバーラッチ１２１に記憶されている周波
数ナンバーは加算器−アキュムレータ１２２に含まれる
アキュムレータの内容に加算される。アキュムレータに
含まれる累算された和の６つの最上位ビットは、ノート
レジスタ３５から主データセット点を読出すのにメモリ
アドレスデコーダ１２５によって用いられる。

加算器−アキュムレータ１２２のアキュムレータの内容
の６つの最上位ビットのすべてが“０”値を有する度毎
に、信号が発生しこの信号はオフセクトカウンタ１０６
のカウント状態を増分するのに用いられる。この状態は
位相基準を設ける。比較器１０７はカウンタ１０６のカ
ウント状態とメモリアドレスデコーダ１２３が発生させ
たアドレスとを比較する。これら２つの比較した値が同
一の値を有すると同等信号が発生する。

多くの種類の時変スペクトルを得るために利用できる追
加のシステムパラメータは、オフセットカウンタ１０６
が主データセット１構成するデータ点の数である６４だ
けをモジュロとしてカウントするように制限されなめよ
うにオフセットカウンタ１０６を実施することでおる。

カウンタのモジュロ値又は最大カウントはカウント制御
信号によって予め選択することができる。その代わシに
、　ＡＤＳＲ発、生器１１１によりて与えられるような
時変関数を用いてモジュロ値を時間とともに変化させる
ことができる。ＡＤＳＲ発生器１１１はまた。楽音発生
器が楽器鍵盤上の新たに作動された鍵スイッチに割当て
られた時にオフセットカウンタ１０６を初期設定するの
に用いられる。

第６図は時変マスク関数を用いるための代わ）の実施例
を示す。この実施例では、マスク関数はマスクメモリ１
１３に記憶される。加算器１１２はオフセットカウンタ
１０６のカウント状態とサイクルカウンタ１０５のカウ
ント状態によって作られたメモリアドレスとを加算する
。加算器１１２によって生じた合計されたデータ、は、
マスクメモリ１１３に記憶されているマスク関数の値を
読出すためにメモリアドレスとして用いられる。加算器
１１２は。

マスクメモリ１１３に記憶されたマスク関数を構成する
データワードの数でらる６４をモジュロとして実施され
ている。最終的な結果として、マスク関数データセット
は、ノートレジスタ３５に記憶されている主データセッ
ト点を読出すのに用いられるのと同じメモリアドバンス
速度でマスクメモリ１１３から逐次反復して読出される
。しかしマスク関数は、オフセットカウンタ１０６のア
ドバンシングヵウンタ状態によって作られるオフセット
アドレスの故に１時間増大的方法で主データセット点の
初期位相に関して遅延する。

本発明の概念は各データ点に対し“０“又は“１”の２
進状態値のみを有するマスク関数の使用に限定又は制限
されるものではな−。マスクメモリ１１３に他のよ〕一
般的なマスク関数を記憶することは自明の拡張であるの
で、各点に対していかなるデータ値を選ぶことができる
。これらのよシー′般的なマスク関数に対しては、マス
クゲート１０３は従来の２進データ乗算器として実施さ
れる。

第７図は（１−ａｔ％乞）の形を有する時変マスク関数
に対するコンビーータシミエレーション計算の結果を示
す。この関数は第６図のマスクメモリ１１３に記憶搭れ
る。ノートレジスタ３５に記憶された主データセラト株
、１つの正弦波信号に対する６４の等間隔におかれた点
からなる。ｓｉｎ　”／ｚ関数は図示する目的の九めに
選ばれた。とい９訳は。

そのテーバ重みつき形（ｔａｐｅｒｅｄ　ｗｅｉｇｈｔ
ｔｔｓｇ　ｆｏｒｍ　）は。

パルス状直交関数（ｒａｅｔａｎｇｓｌａｒ　ｆｘｓａ
ｔ、ｔｏ％）の急勾配の側によって作られるのと同じく
らい多数の時変コンポルニション変換プロセスによる新
高調波を発生させないからである。（＊　−ａｔｓ　ｇ
／ｚ　）は第１メモリテドレス位置に記憶捧れたその第
１最大値とともにマスクメモリ１１３に記憶され次。第
７図の波形とスペクトルとの関係は上記に明示した第４
図におけるそれらの関係と同じである。

本発明はデジタル楽音発生システムとの共用に制限又は
限定されるものではない。本発明は個々の楽音発生器が
互に分離されており成る特定の波形点又は位相基準を開
始基準点として用いるように決定する手段があるいかな
るアナログ又はデジタル楽音発生システムにも応用でき
る。

第８図はアナログ楽音発生器に対するサブシステムとし
て実施された本発明の１実施例を示す。

波形発生器１２５は入力アナログ楽音波形信号を発生さ
せる。より高次の高調波を減衰させるために低域フィル
タが用いられているので、出力信号は本質的には単純な
正弦波である。入力波形が正スロープの零交差を有する
と、零交差検出器１２７はパルス状位相信号を発生させ
る。この検出器１２７はまた。入力波形が負スロープの
零交差を有するとパルス状位相信号を発生させるように
も実施することができる。低域フィルタ１２６と零交差
検出＠　１２７の組合せは位相検出システムとして機能
する。

零交差検出器１２７が発生させた零検出信号は。

オフセットカウンタ１０６を増分させフリップ７０ツブ
Ｆ／Ｆ１０８をセットするのに用いられる。

７リツプフロツプＩ’７ｐ　１０８がセットされると。

ゲート１０９はタイミングクロック１３０が発生させた
タイミング信号を転送して可変カウンタ１１０Ｏカウン
ト状態を増分させる。可変カウンタ１１０がその最大カ
ク／ト状！Ｕに増分されると、フリップ７０ツブＪ’／
Ｆ　１０８　ｔ”　’）セットする信号が発生する。

７リツプ７０ツブ１０８の出力状態Ｑはマスクゲート１
０５によシ時変マスク関数として用いられる。

マスクゲート１０３は波形発生器１２５が発生させた波
形と時変マスク関数とを乗算し、その積の信号ハ音響シ
ステム１１に与えられる。

アナログ信号楽音波形発生器に対する本発明の第２０代
わ９の実施例が第９図に示されている。

このシステムのための基本的アナログ信号発生器は９割
当てられた周波数ナンバーに応答してカラ／りを反復し
て減分することによって選択された周波数の方形波を発
生させる一般的な型のものでおる。

カウントダウンカウンタ１３１は、タイミングクロック
１３０が発生させたタイミング信号と応答して９周波数
ナンバーラッチに記憶された周波数ナンバーによって減
分される。周波数ナンバーラッチ１２１に記憶された周
波数ナンバーは１作動された鍵スイッチの検出に応答し
て周波数ナンバーメモリからアクセスされる。カウント
ダウンカウンタ１３１からの出力は波形フィルタを用い
ることによって通常の方法で波形発生器１２５によって
用いられる。

カウントダウンカウンタ１５１がそのモジェロカウンテ
ィング実施の故にその最大カウント状態にリセットされ
る度毎に、信号が発生しこの信号はオフセットカフ／り
１０６のカウント状態を増分するのに用いられる。新た
に作動された腐スイッチが検出されると、オフセットカ
ウンタ１０６はＡＤＳＲ発生器１１１が発生させた信号
によってその最小カウント状態にリセットされる。

周波数ナノバーラッチ１２１に記憶された周波数ナンバ
ーは、加算器−アキュムレータ１２２に含まれるアキュ
ムレータの内容に反復して加算される。

このアキュムレータに含まれる和は加算器１１２によっ
てオフセットカウンタ１０６のカウント状態と合計され
る。加算器１１２からの出力の和はマスクメモリ１１５
からデータ値ｆ、読出すためメモリアドレスとして用い
られる。

マスクメモリ１１５に記憶されたデータ値からの出力２
進デジタル値は内部的にアナログ信号に変換され、この
信号はマスクゲート１０３に転送される。この実施例に
おいては、マスクゲート１０５は。

波形発生器１２５の波形出力と時変マスク関数のアナロ
グ値とを乗算するように動作する電圧制御増幅器として
実施されている。

以下本発明の実施の態様を列記する。

１、　前記マスク発生器は。

前記波形メモリ手段に記憶されているデータ点の数に等
しい多数のデータ点ｆｒ、１周期に持つ前記時変マスク
関数を周期的に発生させるマスク波形発生器手段と。

前記メモリアドレッシング手段に応答し、前記波形メモ
リ手段から読出された前記データワードの初期位相に関
連して前記時変マスク関数の初期位相を経時的に変化さ
せる位相オフセット手段とを含む。

特許請求の範囲第１項による装［。

Ｚ　前記メモリアドレッシング手段は。

タイミング信号を与える論理クロックと。

前記波形メモリに記憶されたデータ点の数をモジュロと
して前記タイミング信号をカウントし。

前記サイクルカラ／りのカウント状態がその最小カウン
ト状態に戻るとリセット信号を発生させるサイクルカウ
ンタとを含む。

前記第１項による装置。

五　前記マスク波形発生器手段は。

前記の各リセット信号によって増分され、予め選択され
たモジュロ数をモジュロとしてカウントするオフセット
カウンタと。

前記サイクルカウンタおよび前記オフセットカウンタの
カウント状態に応答し、前記カウント状態が互に等しい
と同等信号を発生させる比較器と。

前記同等信号に応答して矩形信号を発生させ。

制御信号に応答して前記矩形信号の幅を選択的に変化さ
せる可変幅パルス発生器とを含む。

前記第２項による装置。

４、　前記乗算手段は。

前記矩形信号が零値を有する場合には前記波形メモリか
ら読出されたデータを不変のま＼前記楽音発生手段へ転
送させ、前記矩形信号が非零値金有する場合には前記波
形メモリから読出されたデータを前記楽音発生手段へ転
送させないゲートを含む。

前記第３項による装置。

５、　前記マスク波形発生器手段は。

前記の各リセット信号によりて増分され、予め選択され
次モジーロ数をモジュロとしてカウントするオフセット
カウンタと。

前記サイクルカウンタおよび前記オフセットカウンタの
カウント状態の和を与え、前記和は前記波形メモリ手段
に記憶されたデータ点の数をモジュロとする加算器と。

マスク関数を構成する１セットのデータ点を記憶するマ
スクメモリと。

前記加算器が発生させた和に応答して前記マスクメモリ
からデータ点を読出し、前記の読出されたデータ点を時
変マスク関数として前記乗算手段に与えるマスクメモリ
アドレッシング手段とを含む。

前記第２項による装置。

６、　前記マスク発生器は。

前記楽音波形の周期に等しい周期を有する前記時変マス
ク関数を発生させるマスク波形発生器手段と。

前記位相信号に応答し、前記時変マスク関数の初期位相
を前記楽音波形の前記の予め選択された位相に関連して
変化させる位相オフセット手段とを含む。

特許請求の範囲第２項による装置。

Ｚ　前記マスク波形発生器は。

前記位相信号によって増分され、予め選択されたモジュ
ロ数をモジュロとしてカウントするオフセットカウンタ
と。

タイミング信号を与える論理クロックと。

前記タイミング信号をカウントする遅延カウンタと。

前記位相信号に応答してカウント信号を発生させ、終了
信号に応答しては前記カウント信号を発生させないラッ
チ回路と。

前記カウント信号に応答して前記タイミング信号を前記
遅延カウンタに与える遅延カウンタゲーティング手段と
。

前記遅延カウンタおよび前記オフセットカウンタのカウ
ント状態に応答し、前記カウント状態が互に等しいと同
等信号を発生させる比較器と。

前記同等信号に応答して矩形信号を発生させ。

前記終了信号を発生させ、制御信号に応答して前記矩形
信号の幅を選択的に変化させる可変幅パルス発生器とを
含む。

前記第６項による装置。

８、　前記乗算手段嬬。

前記矩形信号が零値を有する場合には前記楽音波形を変
化させずにそのま＼前記楽音発生手段に転送し、前記矩
形信号が非零値を有する場合には前記楽音波形を前記楽
音発生手段に転送しないゲートを含む。

前記第７項による装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の１実施例の概略図である。 第２図は、信号コンボルータの概略図である。 第６図は、マスク発生器の概略図である。 ｉ’を図は、システムシミュレーション計算のスペクト
ルおよび波形プロットでるる。 第５図は２本発明の代わシの実施例の概略図である。 第６図は１本発明の更に別の実施例の概略図でるる。 第７図は、　　ｍｉｓ　Ｘ／Ｘマスク関数システムシミ
ュレーション■スペクトルおよび波形プロットである。 第８図は、アナログ信号楽音発生器に対する本発明の１
実施例の概略図で必る。 第９図は、アナログ信号楽音発生器に対する本発明の別
の実施例の概略図である。 第１図において、１１は音響システム、１２は楽器鍵盤
スイッチ、１４は音調検出・側車装置、１５は主クロッ
ク、１６は実行制御回路、１９はワードカウンタ、２０
は高調波カウンタ、２１は加算器−アΦユムレータ、２
２はゲート、２３．２５はメモリアドレスデコーダ、２
４は正弦波関数表、２６は高調波係数メモリ、２８は乗
算器、６３は加算器、５４は主レジスタ、３７はノート
クロック、４２はクロック選択回路、４７はＤ−Ａ変換
器、１０１は楽音発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、楽音の波形を定める点の振幅に対応する複数のデー
   タワードを予め選択された１セットの高調波係数から計
   算し、楽音波形に変換する手段に逐次転送する楽器との
   組合せにおいて、 波形メモリ手段と、 前記の予め選択された高調波係数に応答して計算し、楽
   音波形を定める点の振幅に対応する前記複数のデータワ
   ードを計算して前記第１波形メモリ手段に記憶する手段
   と、 前記波形メモリ手段に記憶されたデータワードを読出す
   メモリアドレッシング手段と、 時変マスク関数を発生させるマスク発生器と、前記波形
   メモリ手段から読出された前記データと前記時変マスク
   関数とを乗算して積のデータワードを作る乗算手段と、 前記積データワードに応答して楽音を発生させる手段と
   、を具える 時変高調波の信号コンボルーション発生装置。 ２、楽音波形を発生させる波形発生器を有する楽器との
   組合せにおいて、 前記楽音波形に応答し、前記楽音波形が予め選択された
   位相を有する場合に位相信号を発生させる位相検出手段
   と、 前記位相信号に応答して時変マスク関数を発生させるマ
   スク発生器と、 前記楽音波形と前記時変マスク関数とを乗算して積の波
   形を発生させる乗算手段と、 前記積波形に応答して楽音を発生させる手段とを含む、 時変高調波の信号コンボルーション発生装置。 ３、鍵スイッチ配列を有する鍵盤作動楽器において、 タイミング信号を与える論理クロックと、 １セットの周波数ナンバーを記録する周波数ナンバーメ
   モリと、 前記鍵スイッチ配列中の作動された鍵スイッチに応答し
   て前記周波数ナンバーメモリから周波数ナンバーメモリ
   を読出す割当装置手段と、 前記タイミング信号に応答して前記の読出された周波数
   ナンバーによって減分され、予めセットされた数をモジ
   ュロとしてカウントし、その最小カウント状態にリセッ
   トされるとリセット信号を発生させるカウントダウンカ
   ウンタと、 前記カウントダウンカウンタのカウント状態に応答して
   楽音波形を発生させる波形発生器手段と、前記リセット
   信号によって増分され、予め選択されたモジュロ数をモ
   ジュロとしてカウントするオフセットカウンタと、 前記の読出された周波数ナンバーをアキュムレータに連
   続的に加算し、前記加算は前記カウントダウンカウンタ
   の最大カウント状態をモジュロとする加算器−アキュム
   レータと、 前記オフセットカウンタのカウント状態と前記加算器−
   アキュムレータのアキュムレータの内容との和を与える
   加算器と、 マスク関数を記憶するマスクメモリと、 前記加算器によって与えられた和に応答して前記マスク
   関数の値を読出すマスクメモリアドレッシング手段と、 前記楽音波形と前記マスクメモリから読出された値とを
   乗算して積の波形を発生させる乗算手段と、 前記積波形に応答して楽音を発生させる手段とを含む、 時変高調波の信号コンボルーション発生装置。