JPS62134692A - Musical sound generator - Google Patents

Musical sound generator

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Publication number
JPS62134692A
JPS62134692A JP60274772A JP27477285A JPS62134692A JP S62134692 A JPS62134692 A JP S62134692A JP 60274772 A JP60274772 A JP 60274772A JP 27477285 A JP27477285 A JP 27477285A JP S62134692 A JPS62134692 A JP S62134692A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
sampling
sampling clock
circuit
musical
Prior art date
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Pending
Application number
JP60274772A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
安澤 雅行
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.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP60274772A priority Critical patent/JPS62134692A/en
Publication of JPS62134692A publication Critical patent/JPS62134692A/en
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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、外部音源から発する音響アナログ信号信号を
サンプリングし、  A/Dコンバータでデジタル化し
た後メモリに一旦記憶させ、デジタル演算によりピッチ
変換を行い、音階を付与して楽音を発生する装置(以下
サンプリングツール付楽音発生装置という)に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention samples an acoustic analog signal emitted from an external sound source, digitizes it with an A/D converter, stores it in a memory temporarily, and converts the pitch by digital calculation. The present invention relates to a device (hereinafter referred to as a musical tone generating device with a sampling tool) that generates musical tones by adding musical scales.

特にA/Dコンバータにおけるサンプリング時間及びサ
ンプリングクロックの制御に関する。
In particular, it relates to control of sampling time and sampling clock in an A/D converter.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

外部の音響アナログ信号を人力として取り入れ。 Incorporates external acoustic analog signals as human power.

A/Dコンバークでデジタル化して、楽音波形データを
得、これをメモリーに一時記憶させた後。
After digitizing with an A/D converter to obtain musical waveform data and temporarily storing it in memory.

デジタルυIWによりピッチ変換し、楽音を合成発生さ
せる装置において、  A/Dコンバータにおけるサン
プリング時間と A/D変換サンプリングクロック周波
数の積がメモリの記憶容量に見合うようにすることを条
件として、サンプリング時間及びサンプリング周波数を
調節可能とすることにより、メモリの記憶容量の変更な
しに外部の音響アナログ信号の時間長に応じてサンプリ
ング時間を自由に伸縮調整可能とした。
In a device that performs pitch conversion using digital υIW and synthesizes and generates musical tones, the sampling time and By making the sampling frequency adjustable, the sampling time can be freely expanded or contracted according to the time length of the external acoustic analog signal without changing the storage capacity of the memory.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より外部の音響アナログ信号を入力として取り入れ
、  A/Dコンバータでデジタル化して楽音波形基礎
データをfl、 これをメモリに一時記憶させた後、デ
ジタル演算によりピッチ変換し、楽音を合成し2発生さ
せる。いわゆるサンプリングツール付楽音発生装置が知
られていた。例えば鳥の鳴き声を取り入れ、これに音階
を付して演奏するキーボード電子楽器である。
Conventionally, external acoustic analog signals are taken in as input, digitized with an A/D converter to create basic musical waveform data, temporarily stored in memory, pitch converted using digital calculations, and musical tones synthesized. let A so-called musical sound generator with a sampling tool has been known. For example, it is an electronic keyboard instrument that incorporates the sounds of birds and adds a scale to it.

さて、デジタル化された楽音波形基礎データを一時記憶
するメモリは、大容量のもの(例えば64にバイト)が
使われる。そしてA/Dコンバータは32KIIZのサ
ンプリングクロックパルスで動作する。すなわち1秒間
に約32,000回アナログ信号データから数値をサン
プリングし、デジタルデータを得る。サンプリングを2
秒実行すると、計約64.000(11のデジタルデー
タが得られ、メモリの全容量が満たされる。従って最大
長2秒連続する外部音源からの音を採取できる。なお3
2KIIZのサンプリングクロックを用いると、理論上
最大16KIIZの音響アナログ信号をデジタル化でき
る。人間の可聴周波数領域が2011Zから20に+1
2の間であるので。
Now, a large capacity memory (64 bytes, for example) is used for temporarily storing the digitized basic musical waveform data. The A/D converter operates with 32 KIIZ sampling clock pulses. That is, numerical values are sampled from analog signal data approximately 32,000 times per second to obtain digital data. Sampling 2
If executed for seconds, a total of approximately 64,000 (11) pieces of digital data will be obtained, filling the entire memory capacity. Therefore, it is possible to collect sounds from an external sound source that are continuous for a maximum of 2 seconds.
Using a 2KIIZ sampling clock, it is theoretically possible to digitize a maximum of 16KIIZ audio analog signals. Human audible frequency range increases by 1 from 2011Z to 20
Because it is between 2.

はぼ全域をカバーできる。Can cover the entire area.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら従来の技術には以下の問題点がある。すな
わち採取しようとする自然界の音の中には5鐘の音や鳥
の鳴き声のように2秒以上継続するものも多々ある。し
てみると、従来の技術では採取できない自然音が存在す
ることになり、利用範囲が限られていた。
However, the conventional technology has the following problems. In other words, among the sounds of the natural world that we try to collect, there are many that last more than two seconds, such as the sound of five bells and the chirping of birds. As a result, there were natural sounds that could not be collected using conventional techniques, and the scope of their use was limited.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記問題点を解決することを目的とする。その
ために以下の構成手段を(4た。すなわち外部の音源よ
り得られる音響アナログ信号を入力として取り入れ、 
 A/Dコンバータでデジタル化して楽音波形基礎デー
タを得、これを大容量メモリに一時記憶させた後、デジ
タル演算により所望のピッチを与え楽音を合成し、再発
させる装置において、  A/Dコンバータにおけるア
ナログ入力信号の変換サンプリング時間と、変換サンプ
リングクロック周波数の積がメモリの記憶容量に見合う
ようにすることを条件として、サンプリング時間及びサ
ンプリング周波数をfIli!整可能とすることにより
メモリ素子の追加等要せずして、外部の音響アナログ信
号の継続時間長に応じてサンプリング時間を選択できる
構成とした。
The present invention aims to solve the above problems. For this purpose, the following configuration means (4) are adopted:
In an A/D converter, basic musical waveform data is obtained by digitizing it with an A/D converter, which is temporarily stored in a large-capacity memory, and then digitally calculated to give a desired pitch to synthesize the musical tone and reproduce it. The sampling time and sampling frequency are fIli!, provided that the product of the conversion sampling time of the analog input signal and the conversion sampling clock frequency is commensurate with the storage capacity of the memory. By making it possible to adjust the sampling time, the sampling time can be selected according to the duration of the external acoustic analog signal without the need for adding a memory element.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面に従って本発明の好適な実施例を詳細に説明す
る。
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図はサンプリングツール付楽音発生装置の回路ブロ
ック図である。lは音響アナログ信号入力回路である。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a musical tone generator with a sampling tool. 1 is an audio analog signal input circuit.

自然界に発生する音をマイクロホンで電気信号化したア
ナログ信号や2他の音響機r:i(例えばラジオ、テレ
ビ、テープレコーダ9 レコードプレーヤー等)から供
給されるアナログ信号を受は入れ、取り込む回路である
。音響アナログ電気信何の例を第2図に示す。固有の継
続時間、固有のエンベロープ2及び固有の周波数3を有
する。入力された音響アナログ信号(以下単にアナログ
データという)は入力増幅回路4によって増幅された後
、 ^/Dコンバータ5に上がりデジタルデータに変換
される。 A/Dコンバータ自体は周知であり、詳細な
説明は省略するが、アナログデータをサンプリング、ク
ロックパルスに同期して所定時間毎にランチ又はサンプ
リングし、離散的点データの集合に変換する素子である
。得られたデジタルデータはデジタル記憶回路6に一旦
メモリされる。ところでデジタル記憶回路6のメモリ容
量は有限であり、コスト及びcpuの処理能力によって
決められる。本装置の場合メモリ容量は64にバイ1−
(すなわち約64 、0OOf囚のデジタルデータを記
憶できる)としたが、これに限られるものではない。
A circuit that accepts and captures analog signals obtained by converting sounds generated in the natural world into electrical signals using a microphone, and analog signals supplied from other audio devices (e.g., radios, televisions, tape recorders, record players, etc.). be. An example of an acoustic analog electrical signal is shown in FIG. It has a unique duration, a unique envelope 2 and a unique frequency 3. The input acoustic analog signal (hereinafter simply referred to as analog data) is amplified by the input amplifier circuit 4, and then goes to the ^/D converter 5 where it is converted into digital data. The A/D converter itself is well known, and a detailed explanation will be omitted, but it is an element that samples analog data, launches or samples it at predetermined time intervals in synchronization with clock pulses, and converts it into a set of discrete point data. . The obtained digital data is temporarily stored in the digital storage circuit 6. By the way, the memory capacity of the digital storage circuit 6 is finite and is determined by the cost and processing power of the CPU. In the case of this device, the memory capacity is 64 bytes.
(In other words, it is possible to store digital data of approximately 64,000 yen), but the present invention is not limited to this.

さて以上の説明を前提として5本願発明の特徴部分であ
る。サンプリングクロック選択回路7について説明する
。サンプリングクロック選択回路7は表1に示す4種類
の異なった周期を有するサンプリングクロックパルスを
手動により一つ選択してΔ/Dコンバータ5に供給する
ものである。
Now, based on the above explanation, here are five characteristic parts of the present invention. The sampling clock selection circuit 7 will be explained. The sampling clock selection circuit 7 manually selects one of the four sampling clock pulses having different periods shown in Table 1 and supplies it to the Δ/D converter 5.

表1 今32KIIZのサンプリングクロックを選択すると。Table 1 If you select the 32KIIZ sampling clock now.

1秒間に32.000回のアナログデークラッチが行わ
れ、 32,0007囚のデジタルデータがi与られる
。そしてサンプリングを2秒維持して行い2合計64,
000個のデジタルデータを得るが、これはデジタル記
憶回路6のメモリ容量に見合う。この場合理論的に^/
D変換可能な音響アナログ波形の周波数帯域は上限が1
6KIIZとなる。可聴帯域上限が20KH2なので、
はぼ充分である。次に16KH2のサンプリングクロッ
クパルスを選択すると、1秒間に16.。
32,000 analog data clutches are performed per second, giving 32,0007 digital data i. Then, the sampling is maintained for 2 seconds and the total of 2 is 64,
000 pieces of digital data are obtained, which corresponds to the memory capacity of the digital storage circuit 6. In this case, theoretically
The upper limit of the frequency band of acoustic analog waveforms that can be converted into D is 1.
It will be 6KIIZ. Since the audible band upper limit is 20KH2,
That's quite enough. Next, if you select a sampling clock pulse of 16KH2, 16KH2 per second. .

00回のラッチを行うので4秒間のサンプリング継続時
間が得られ、A/D変換可能帯域上限は8 KIIZに
低下する。又8 KIIZのサンプリングクロックパル
スを選ぶと、サンプリング時間は8秒と長くなり、A/
D変換可能帯上限は4 XIIZとなる。さらに4 X
IIZのサンプリングクロックパルスを選ぶと。
Since latching is performed 00 times, a sampling duration of 4 seconds is obtained, and the upper limit of the A/D convertible band is reduced to 8 KIIZ. Also, if you select the 8 KIIZ sampling clock pulse, the sampling time will be as long as 8 seconds, and the A/
The upper limit of the D conversion band is 4XIIZ. 4 more
If you select IIZ's sampling clock pulse.

サンプリング時間は16秒、A/D変換可能帯域上限は
2 KIIZとなる。以下サンプリングクロックパルス
周波数とサンプリング時間の積がメモリ容量に見合うよ
うに設定されている。
The sampling time is 16 seconds, and the upper limit of the A/D convertible band is 2 KIIZ. Below, the product of the sampling clock pulse frequency and the sampling time is set to match the memory capacity.

さてサンプリングクロ7りの選択基準について第2図を
参照しながら説明する。音響波形(例えば雨だれの音等
)の継続時間が2秒以内のときは32KIIZのサンプ
リングクロックを手動で選択する。
Now, the selection criteria for the sampling pattern will be explained with reference to FIG. If the duration of the acoustic waveform (for example, the sound of raindrops) is less than 2 seconds, manually select the sampling clock of 32KIIZ.

又音源が鐘等の場合で、維持時間が8秒以上と予想され
るときは4 KIIZのサンプリングクロックを選択す
る。このように音源の振動時間に合わせて適当にサンプ
リングクロック周波数を選ぶのである。なお、サンプリ
ングクロック周波数を小さくし、サンプリング時間を長
くすると、  A/D変換可能帯域上限が下がり、高周
波数の高音がカットされるという問題が考えられる。し
かしながら一般に自然界の音は、高音はど早く減衰し、
低音はど余韻を引く傾向にあるので、実用的には問題は
ないと考えられる。
If the sound source is a bell or the like, and the sustain time is expected to be 8 seconds or more, select the 4 KIIZ sampling clock. In this way, the sampling clock frequency is appropriately selected according to the vibration time of the sound source. Note that if the sampling clock frequency is made smaller and the sampling time is made longer, the upper limit of the A/D convertible band will be lowered, resulting in the problem that high-frequency trebles will be cut. However, in general, when it comes to sounds in the natural world, high-pitched sounds attenuate quickly;
Since the bass tends to have a lingering sound, there is no problem in practical terms.

さて再び第1図にもどる。8は高速フーリエ変換回路で
あってメモリされているデジタル楽音波形基礎データの
所定周期分(以下ステージという)を時系列的に次々取
り出しスペクトル分解を行なう。そして強度の大きい高
調波群を所定本数分選んで1次段のステージメモリ9に
記憶させる。IOはピンチ変換回路であって高周波群の
周波数を変換し、所望のピンチすなわち音階を付与する
Now, let's go back to Figure 1. Reference numeral 8 denotes a fast Fourier transform circuit which successively extracts predetermined periods (hereinafter referred to as stages) of the stored digital tone waveform basic data in time series and performs spectral decomposition. Then, a predetermined number of high-intensity harmonics are selected and stored in the primary stage memory 9. IO is a pinch conversion circuit that converts the frequency of the high frequency group and gives a desired pinch, that is, a musical scale.

11は倍音加算回路であり、高周波群を加算合成して楽
音波形を得る。12はD/^コンバータであり、デジタ
ル楽音波形をアナログ信号に変換する。これを出力増幅
回路13で増幅した後。
Reference numeral 11 denotes an overtone addition circuit which adds and synthesizes high frequency groups to obtain a musical sound waveform. 12 is a D/^ converter, which converts the digital musical sound waveform into an analog signal. After this is amplified by the output amplification circuit 13.

電気音響変換装置14により楽音とする。The electroacoustic transducer 14 produces musical sounds.

第3図はサンプリングクロック選択回路7の具体例であ
る。15は水晶発振器で32KllZのクロックパルス
を発振し、その出力は多段分周回路と手動スイッチ17
の1つに接続される。16はフリップフロップを連ねた
多段分周回路であって1/2分周を直列的に行い、各段
から16  KIZ、 8に+12及び4  KIIZ
のクロックパルスを出力する。
FIG. 3 shows a specific example of the sampling clock selection circuit 7. 15 is a crystal oscillator that oscillates a clock pulse of 32KllZ, and its output is connected to a multistage frequency divider circuit and a manual switch 17.
connected to one of the 16 is a multi-stage frequency divider circuit in which flip-flops are connected in series to perform 1/2 frequency division, 16 KIZ from each stage, +12 to 8 and 4 KIIZ
Outputs the clock pulse.

17は手動スイッチで54つのクロックパルスのうちの
いずれか一つを選ぶ。18はタイマーであって手動スイ
ッチ17に連動して計時を開始し。
17 is a manual switch to select one of the 54 clock pulses. 18 is a timer which starts timing in conjunction with the manual switch 17.

所定時間、オアゲート19を介してA/Dコンバータ5
に選択されたクロックパルスを供給する。
A/D converter 5 via OR gate 19 for a predetermined time.
the selected clock pulses.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、サンプリングツール付楽音発生装置に
おいて、  A/Dコンバータにおけるサンプリング時
間とサンプリングクロック周波数の積がメモリ容量に見
合うように、サンプリング時間及びサンプリング周波数
を調整可能とすることにより、メモリの記憶容量の追加
なしに外部の音響振動の継続時間長に応じてサンプリン
グ時間を自由に伸縮調整できるという効果が生じる。
According to the present invention, in a musical tone generator with a sampling tool, the sampling time and the sampling frequency can be adjusted so that the product of the sampling time and the sampling clock frequency in the A/D converter corresponds to the memory capacity. The effect is that the sampling time can be freely expanded or contracted according to the duration of external acoustic vibration without adding storage capacity.

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

第1図はサンプリングツール付楽音発生装置の回路ブロ
ック図、第2図は音客アナログ電気信号波形図、第3図
はサンプリングクロック選択回路図である。 ■・・音グアナログ信号入力回路 5・・ へ/Dコンバータ 6・・デジタル記憶回路 7・・サンプリングクロック選択回路 8・・高速フーリエ変換回路 10・・ピッチ変換回路 11・・倍音加算回路 12・・電気音響変換袋ヱ 以上 サンプ°ルア゛ツール付栗音を土装置のブロッフ図第 
l 図
FIG. 1 is a circuit block diagram of a musical tone generator with a sampling tool, FIG. 2 is a waveform diagram of a musical analog electrical signal, and FIG. 3 is a sampling clock selection circuit diagram. ■...Sound analog signal input circuit 5...To/D converter 6...Digital storage circuit 7...Sampling clock selection circuit 8...Fast Fourier transform circuit 10...Pitch conversion circuit 11...Overtone addition circuit 12... Electro-acoustic converter bag 〇 sample lure ゛ tool with chestnut soil device block diagram No.
l figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 外部音源から発する音響アナログ信号を、入力回路に取
り入れ、A/Dコンバータでデジタル楽音波形データに
変換し、デジタル記憶回路に一旦メモリした後、演算処
理により音階を付与して楽音を合成し、発生させる楽音
発生装置において、A/Dコンバータにおけるサンプリ
ング時間と、サンプリングクロック周波数の積が、デジ
タル記憶回路の容量に見合うように、所望サンプリング
時間内に所定の周波数のサンプリングクロックをA/D
コンバータに供給するサンプリングクロック選択回路を
設けたことを特徴とする楽音発生装置。
An acoustic analog signal emitted from an external sound source is input into an input circuit, converted into digital musical waveform data by an A/D converter, and once stored in a digital storage circuit, a musical tone is synthesized by adding a scale through arithmetic processing and generated. In a musical tone generating device that outputs a sampling clock of a predetermined frequency to the A/D converter, a sampling clock of a predetermined frequency is output to the A/D converter within a desired sampling time such that the product of the sampling time in the A/D converter and the sampling clock frequency corresponds to the capacity of the digital storage circuit.
A musical tone generating device characterized by being provided with a sampling clock selection circuit for supplying to a converter.
JP60274772A 1985-12-06 1985-12-06 Musical sound generator Pending JPS62134692A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006523851A (en) * 1999-04-07 2006-10-19 アール. シュワルツ,スティーブン Sampling adjustment method and apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006523851A (en) * 1999-04-07 2006-10-19 アール. シュワルツ,スティーブン Sampling adjustment method and apparatus

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