JPS6214834B2 - - Google Patents

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JPS6214834B2
JPS6214834B2 JP53104345A JP10434578A JPS6214834B2 JP S6214834 B2 JPS6214834 B2 JP S6214834B2 JP 53104345 A JP53104345 A JP 53104345A JP 10434578 A JP10434578 A JP 10434578A JP S6214834 B2 JPS6214834 B2 JP S6214834B2
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Japan
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frequency
phase
waveform
sine wave
vibration waveform
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JP53104345A
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JPS5532028A (en
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Masatada Wachi
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Nippon Gakki Co Ltd
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Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/067,693 priority patent/US4282790A/en
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Priority to US06/774,092 priority patent/USRE32862E/en
Publication of JPS6214834B2 publication Critical patent/JPS6214834B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
    • G10H7/08—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform
    • G10H7/10—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/131—Mathematical functions for musical analysis, processing, synthesis or composition
    • G10H2250/261—Window, i.e. apodization function or tapering function amounting to the selection and appropriate weighting of a group of samples in a digital signal within some chosen time interval, outside of which it is zero valued

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は楽音合成装置に関するものである。
近時集積回路技術の発展にともなつてデイジタ
ル技術を利用した種々の楽音合成技術が開発され
ているが、いずれも欠点を有している。たとえば
所望の楽音波形をメモリ装置に記憶し、これを楽
音周波数に比例する周波数のサンプリングパルス
等で読出す方式の楽音合成装置では、発生楽音の
音色はメモリ装置にあらかじめ記憶された波形に
よつて定まり、異なる音色に対しては別のメモリ
装置を用意せねばならず、更に音色の時間変化も
付加しにくいという欠点がある。また楽音の基本
波成分と高調波成分とを加算して所望の楽音波形
を合成する方式の楽音合成装置では、高次高調波
の含有率まで精密に制御された高品質の楽音を合
成するには多くの高調波数を必要とし、これを時
分割処理する場合には高い周波数のクロツクを必
要とし、またクロツクの周波数を低くするために
は並列処理を行わねばならず装置規模が大きくな
るという欠点がある。
この発明は従来の電子楽器の楽音合成における
上述の欠点を除去し、簡単な回路構成によつて所
望の高調波成分を発生しかつその高調波成分のス
ペクトル分布を容易に制御することができて広範
囲な音色の楽音を発生することができる楽音合成
装置を提供することを目的とするものである。
この発明に係る楽音合成装置は、発生すべき楽
音の音高に対応して該楽音の１周期内の各位相を
順次指示する複数ビツトからなるデイジタルの位
相情報を発生する位相情報発生手段と、この位相
情報発生手段から発生された位相情報に基づき、
楽音の１周期を互いに異なる時間幅からなる複数
の位相区間に区分してなる各位相区間のうち現在
の位相区間を特定し、この現在の位相区間を表わ
す情報を出力する位相区間特定手段と、この位相
区間特定手段の出力に基づき、前記各位相区間毎
に周波数が異なる振動波形を発生する振動波形発
生手段と、前記位相区間特定手段の出力に基づ
き、前記各位相区間に対応して所定の振幅制御情
報を発生する振幅制御情報発生手段と、前記振動
波形発生手段から発生する各位相区間毎の振動波
形の振幅を前記振幅制御情報発生手段から発生す
る振幅制御情報によつて制御する振幅制御手段と
を具え、前記各位相区間の時間幅と前記振動波形
発生手段で発生する各位相区間毎の振動波形の周
波数との関係が、時間幅が短い位相区間に対応す
る振動波形の周波数ほど、それよりも時間幅が長
い位相区間に対応する振動波形の周波数よりも高
くなるように設定されていることを特徴とするも
のである。
なお、理解を容易にするために、上述の発明の
各構成要素と第６図に示されたこの発明の一実施
例の各要素との対応を示せば、概ね、位相情報発
生手段は周波数情報メモリ１２及びアキユムレー
タ１３の部分に対応し、位相区間特定手段はデコ
ーダ３に、振動波形発生手段はアドレス切換装置
４及び正弦波メモリ２の部分に、振幅制御情報発
生手段は係数発生装置１４及びセレクタ５の部分
に、振幅制御手段は乗算器６に、夫々対応する。
次に、添付図面を参照した実施例の詳細説明に
先立つて、上述の構成からなるこの発明の作用に
つき概略説明する。ある音高の楽音を発生すべき
とき、位相情報発生手段では、その音高に対応し
て該楽音の１周期内の各位相を順次指示する複数
ビツトからなるデイジタルの位相情報が発生され
る。位相区間特定手段では、この位相情報に基づ
き、楽音１周期内の互いに異なる時間幅からなる
複数の位相区間のうち現在の位相区間（すなわち
現在の位相情報に対応する位相区間）を特定し、
この現在の位相区間を表わす情報を出力する。楽
音１周期内の互いに異なる時間幅からなる複数の
位相区間についての一例は、第１図において時間
窓W1〜W5として示されている。振動波形発生手
段では、位相区間特定手段の出力に基づき、前記
各位相区間毎に周波数が異なる振動波形を発生す
る。これにより、各位相区間毎に周波数が異なる
振動波形が時分割的に発生されることになり、こ
の一例は第１図におけるTWのようになる。この
場合、一つの位相区間に対応するTWの部分的振
動波形のスペクトルエンベロープは例えば第２図
のS3kのようになる。振幅制御情報手段では、各
位相区間に対応して所定の振幅制御情報を発生
し、振幅制御手段では、各位相区間毎の振動波形
の振幅をこの振幅制御情報によつて夫々独立に制
御する。こうして最終的に得られる楽音のスペク
トルエンベロープは例えば第３図のようになる。
ここで各スペクトルエンベロープの山は各位相区
間（時間窓W1〜W5）の毎のTWの部分的振動波形
のスペクトルエンベロープであり、夫々の山のレ
ベルは上記振幅制御情報に応じて夫々独立に制御
されている。
前記各位相区間の時間幅と前記振動波形発生手
段で発生する各位相区間毎の振動波形の周波数と
の関係が、時間幅が短い位相区間に対応する振動
波形の周波数ほど、それよりも時間幅が長い位相
区間に対応する振動波形の周波数よりも高くなる
ように設定されている、というこの発明の特徴は
第１図のTWによく示されている。更には、第４
図、第１２図、第１４図、第１９図にもよく示さ
れている。
この特徴による作用及び効果を説明する。第２
図のS3kのような一つの位相区間に対応するTW
の部分的振動波形のスペクトルエンベロープの帯
域幅（仮りにこれをＢとする）と時間窓すなわち
位相区間の時間幅（仮りにこれをＴとする）との
間には、Ｂ・Ｔ＝Ｃなる反比例の関係があること
が知られている。ここで、Ｃは時間窓の種類によ
つて決まる定数である。従つて、位相区間つまり
時間窓の時間幅Ｔを小さくすればスペクトルエン
ベロープの帯域幅Ｂは広がり、逆に、大きくすれ
ば帯域幅Ｂは狭まる。これは第３図にもよく示さ
れている。第３図では横軸の周波数が対数になつ
ているため、各位相区間つまり時間窓に対応する
スペクトルエンベロープの帯域幅があまり変わら
ないように見えるが、リニアに換算すると、位相
区間つまり時間窓の時間幅が小さくなるほどスペ
クトルエンベロープの帯域幅が広がつていること
が伴る。例えば、T0／２の時間幅に対応するス
ペクトルエンベロープS4の帯域幅が約6f0である
のに対して、T0／32の時間幅に対応するスペク
トルエンベロープS64の帯域幅が約96f0となつて
いる。また、第２図あるいは第３図からも明らか
なように、各位相区間つまり時間窓に対応するス
ペクトルエンベロープの中心は当該位相区間つま
り時間窓に対応する振動波形の周波数となる。
従つて、この発明における上述の特徴によれ
ば、時間幅が短い位相区間に対応する振動波形の
周波数ほど、それよりも時間幅が長い位相区間に
対応する振動波形の周波数よりも高くなるように
設定されるので、例えば第３図に示すように、各
位相区間つまり時間窓に対応するスペクトルエン
ベロープのうち周波数帯域が高いものほどその帯
域幅が広がる、という作用をもたらす。その結
果、少数の時間窓と振動波形の組合せで高次高調
波成分を多数含む楽音を簡単に合成することがで
きる、という効果を奏する。しかも、楽音の音色
に大きな影響を与える低次高調波成分の領域にお
いてはスペクトルエンベロープの帯域幅が相対的
に狭くなるので、低次の各高調波成分の振幅を個
別に（できるだけ少数の高調波成分毎に別々に）
制御し易くなり、構成が簡単であるにも関わらず
所望の音色を確実に実現することができる、とい
う効果を奏する。反面、高次高調波成分に関して
は高次になるほど多数の高調波成分を大まかに一
括して振幅制御することになるが、高次高調波成
分は一般にレベルが小さくなるので個々別々の振
幅制御はそれほど必要なく、多数の高次高調波成
分を大まかに一括して振幅制御しても差し支えな
いので、一向に不都合は生じない。
以下図面についてこの発明の実施例を説明す
る。第１図はこの発明の一実施例において発生さ
れる楽音波形の一例を示す波形図であつて、図に
おいて横軸は時間ｔ、縦軸はそれぞれの波形を表
し、TWは楽音波形、W1，W2，W3，W4，W5は
それぞれの時間窓であつて、時間窓の意味につい
ては後節で説明する。発生すべき楽音の周期は
T0で、楽音波形TWはｔ＝０からｔ＝T0／２の間
はＡ sin4（２π／Ｔ０）ｔ，ｔ＝T0／２からｔ＝T0／ ２＋T0／４の間はＡ sin8（２π／Ｔ０）ｔ，ｔ＝T0／ ２＋T0／４からｔ＝T0／２＋T0／４＋T0／８の
間はＡ sin16（２π／Ｔ０）ｔ，ｔ＝T0／２＋T0／４ ＋T0／８からｔ＝T0／２＋T0／４＋T0／８＋
T0／16の間はＡ sin32（２π／Ｔ０）ｔ，ｔ＝T0／２ ＋T0／４＋T0／８＋T0／16からｔ＝T0／２＋
T0／４＋T0／８＋T0／16＋T0／32の間はＡ
sin64（２π／Ｔ０）ｔで表される。すなわちＡ sin
ｋ （２π／Ｔ０）ｔで表される正弦波が2T0／ｋの幅の時
間 窓の間発生される。ここにｋ＝４，８，16，32，
64である。このことは無限に長い時間連続してい
る正弦波Ａ sin ｋ（２π／Ｔ０）ｔをT0時間ごとに 2T0／ｋの時間だけ通過させ其他の時間は遮断し
たことと等価であり、その意味で時間幅2T0／ｋ
を示す第１図の矩形波W1，W2，W3，W4，W5を
それぞれ時間窓又は時間窓関数という。
さて第１図に示す楽音波形TWをフーリエ分析
することは容易であるが、一般的な概念を明らか
にするため楽音波形TWのそれぞれの部分を正弦
波Ａ sin ｋ（２π／Ｔ０）ｔとそれに対応して幅2T0
／ ｋを有する時間窓関数との積として分析する。第
２図は第１図に示す波形のスペクトル構成を説明
するスペクトル図で、横軸は周波数を示し、縦
軸は各スペクトルの強さを示し、Ｓ1kは幅2T0／
ｋの時間窓のスペクトル、Ｓ2kは正弦波Ａ sin
ｋ（２π／Ｔ０）ｔのスペクトル、Ｓ3kは上記正弦波と これに対応する時間窓との積のスペクトル、すな
わちスペクトルＳ2kの周波数成分とスペクトルＳ
1kの各周波数成分とのたたみこみ（convolution）
の周波数成分を示すスペクトルである。幅2T0／
ｋの矩形波時間窓のスペクトルはそのエンベロー
プが第２図Ｓ1kで示すとおり（sin ｘ／ｘ）の形
になることはよく知られている所である。時間窓
関数がT0の周期で繰返されるときは、時間窓関
数は線スペクトルとなり、その線スペクトルは
＝０の直流からはじまつて０＝１／Ｔ０の周波数間 隔ごとに配列される。また時間窓関数の時間幅が
変化しなければ、その繰返し周期T0が変化して
もそのスペクトルエンベロープの形は変化しな
い。たとえばｋ＝８とすると、上記線スペクトル
の配列点は第２図Ｓ1kの横軸に丸を付けた点にな
る。Ｓ1kで示されるようなスペクトルエンベロー
プの周波数成分と正弦波Ａ sin ｋ（２π／Ｔ０）ｔの 周波数成分とのたたみこみは第２図Ｓ3kで示すエ
ンベロープの形のスペクトルになる。
第３図は第１図に示す楽音波形TWのスペクト
ルエンベロープを示すスペクトル図で、ｋ＝４，
８，16，32，64に対するそれぞれのスペクトルエ
ンベロープS4，S8，S16，S32，S64をたとえば第
２図について説明した要領で算出し、スペクトル
の強さを縦軸に、対数スケールの周波数を横軸に
して表したものである。
以上を要約すれば、この発明の一実施例におい
ては第１図にTWとして示す楽音波形を発生し、
その波形は第３図に示すようなスペクトルエンベ
ロープを持つということである。
第１図の楽音波形TWは簡単なデイジタル回路
で容易に発生することができ、しかも発生したス
ペクトル分布は第２図のスペクトルＳ3kにＡ／ｋとし て示されるようにｋが２倍になればスペクトルの
強さが半分になる6db／octaveの好適な周波数特
性を有し、かつ時間窓W1，W2，W3，W4，W5の
部分の正弦波の振幅を単一の制御回路によつて
各々独立に時分割的に制御して所望のスペクトル
分布を容易に得ることができる等、楽音波形とし
て多くの有利な点を備えている。
また第２図のスペクトルエンベロープＳ1kに示
すように、時間窓の時間幅2T0／ｋとそのスペク
トルエンベロープの帯域幅（たとえば第２図のス
ペクトルエンベロープにおける＝０から＝
ｋ／2T0までの幅）とは逆比例の関係にあるの
で、時間窓の時間幅を変化することによつてその
時間窓に対応する周波数帯域幅を変化することが
できる。先に説明したように、たとえば第１図に
おいて時間窓W1，W2，W3，W4，W5の部分の振
幅は単一の制御回路によつて各々独立に時分割的
に制御することができるので、時間窓の時間幅を
変化することは、上述の各々独立に時分割的に制
御することができる周波数帯域幅が変化すること
を意味する。すなわち時間窓の時間幅を変化する
ことによつて、独立して制御できる周波数帯域幅
の広さ、換言すれば成分周波数の制御における周
波数分解能を変化することができる。この発明で
は時間窓の時間幅を設計の要求に応じて適当な値
に設定することにより独立して制御できる周波数
帯域幅を要求に適合したものにすることができ
る。
第４図はこの発明の他の実施例において発生さ
れる楽音波形の一例を示す波形図であつて、第１
図と同一記号は同一意味を有し、第１図において
はＡ sin ｋ（２π／Ｔ０）ｔで表される正弦波が2T0
／ ｋの幅の時間窓を通過したのに対し、第４図にお
いてはＡ sin ｋ（２π／Ｔ０）ｔで表される正弦波が T0／ｋの幅の時間窓を通過する。また第４図に
おいてｋ＝２，４，８，16，32，64であつて、第
４図における時間窓W1，W2，W3，W4，W5はそ
れぞれｋ＝２，４，８，16，32に対応する時間窓
であり、W6がｋ＝64に対応する時間窓である。
第４図を第１図と比較すれば明らかなように、第
４図においては通過する正弦波の周期に対する時
間窓の時間幅の割合が第１図の場合に比して半減
しており、第１図では各時間窓を正弦波２周期が
通過したのに対し、第４図では各時間窓を正弦波
１周期が通過する。したがつて第４図の各時間窓
を通過する波形のスペクトルエンベロープは第１
図の場合に比し２倍の周波数帯域幅を持つことに
なる。第５図は第４図に示す楽音波形のスペクト
ルエンベロープの形を示すスペクトル図であつ
て、図にＳ（W1）〜Ｓ（W6）の記号で各時間窓W1
〜W6を通過する波形のスペクトルエンベロープ
を示す。但し第３図に示すと同様に第５図におい
てもｋが２倍になればスペクトルの強さが半分に
なり、Ｓ（W1）からＳ（W6）まで各時間窓ごとに
スペクトルの強さが6db段階で低下し、たとえば
Ｓ（W6）のスペクトルの強さはＳ（W1）のスペク
トルの強さに対し1/64となつているが、第５図で
は図面を見易くするためこのスペクトルの強さの
低下を補正した形で表してある。
次に第４図に示す楽音波形TWを発生する回路
の一例について説明する。第６図はこの発明の一
実施例を示すブロツク図で、図において１１は鍵
盤部、１２は周波数情報メモリ、１３はアキユム
レータ、１４は係数発生装置、２は512語の容量
を有する正弦波メモリ、３はデコーダ、４はアド
レス切換装置、５はセレクタ、６は乗算回路、７
はデイジタル・アナログ変換装置（以下DACと
略記する）、８はサウンドシステムである。
鍵盤部１１で押下された鍵の音高に対応するデ
イジタル数値F0が周波数情報メモリ１２から出
力され、クロツクパルスφごとにアキユムレータ
１３において累算されてアキユムレータ１３の
MSB（最上位ビツト）のキヤリイ端子からオー
バフローパルスCAを出力する。このオーバフロ
ーパルスCAの周波数が０となるように設計す
る。ここに０＝１／Ｔ０は第４図に示す楽音波形TW の繰返し周波数であり、上記押下された鍵に対応
してそれぞれその値が定められている。このアキ
ユムレータ１３の上位10ビツトが正弦波メモリ２
の読出し用とデコーダ３におけるゲート波形発生
用に用いられる。第６図において導線に短い斜線
を付し小円で囲んだ数字を付記したものはその導
線で伝送されるデイジタル信号を構成する１語の
ビツト数を示すことにする。（以下の図面に対し
ても同様である。） アキユムレータ１３の出力の上位10ビツトから
MSBの１ビツトを除いた９ビツトをアドレスと
して正弦波メモリ２を読出せばその出力に２０
の正弦波を得る。すなわち第４図に示す時間窓
W1に相当する部分である。第４図に示すように
時間窓がW1からW6まで変化する間に正弦波メモ
リ２から読出される正弦波の周波数を階段的に変
化するためデコーダ３とアドレス切換装置４とが
設けられる。
第７図はデコーダ３の一例を示す回路図で、こ
のデコーダ３はアキユムレータ１３の上位10ビツ
トの出力（c9〜c0）のうちc9，c8，c7，c6，c5，c4
で示す上位６ビツトを入力し、第４図にW1，
W2，W3，W4，W5，W6で示す時間窓を出力する
デコーダであり、３０１〜３０６はそれぞれイン
バータ、３１１〜３１６はそれぞれアンドゲート
で、図の縦と横の線の交点に小丸を付した部分が
対応するアンドゲートの入力端子への接続を示す
（以下の図面においても同様な表示を用いる。）。
第７図に示す接続によつて第４図に時間窓W1〜
W6として示すゲート波形を発生できることは明
らかである。
第８図はデコーダ３の他の例を示す回路図で、
第８図において３２は７段のリングカウンタ、３
２１〜３２６はアンドゲート、３３はオアゲート
であり、c9〜c4は第７図のc9〜c4と同じく、また
CAはアキユムレータ１３のオーバフローパル
ス、KONは鍵盤部１１において操作された鍵の
状態を示す信号である。リングカウンタ３２はキ
ーオン信号KONによつて初期設定されオアゲー
ト３３の出力によつてシフトされるので、リング
カウンタ３２の各段からは第７図の場合と同様な
時間窓W1〜W6に相当するゲート波形を発生でき
ることは明らかである。
第９図はアドレス切換装置４の内部接続を示す
接続図で、その入力はアキユムレータ１３の上位
10ビツト（c9〜c0）の出力のうちMSB（c9）を除い
た９ビツト（c8〜c0）で、その制御入力はデコー
ダ３から出力される時間窓W1〜W6である。また
アドレス切換装置４の出力は正弦波メモリ２のア
ドレスとなるa8〜a0の９ビツトで、c8〜c0とa8〜
a0の接続は時間窓W1〜W6に従つて第９図に示す
ように変更される。すなわちW1の間はc8はa8
に、c7はa7にそれぞれ接続され正弦波メモリ２か
ら２０の正弦波が読出されるが、たとえばW2
の間はc7がa8に、c6がa7に接続され、a0は常に論
理「０」に保たれるので、正弦波メモリ２は512
語のうち１語おきに256語だけ読出され、したが
つて４０の正弦波が読出されることになる。こ
のようにして正弦波メモリ２の出力は第４図の波
形TWに示すようになる。
第１０図は係数発生装置１４の一例を示すブロ
ツク図で、１４０は係数メモリ、１４１は係数メ
モリ切換スイツチ、１４２はカウンタ、１４３は
比較的低い周波数のパルスを発生するクロツク発
生器、１４４はナンドゲート、１４５はアンドゲ
ートである。第６図に示すようにデコーダ３の出
力において時間窓W1〜W6が順次切換えられる
と、アドレス切換装置４を介して正弦波メモリ２
から読出される正弦波の周波数が順次切換えられ
るが、この切換に同期してセレクタ５において係
数が順次切換えられて出力され、乗算回路６にお
いては、時間窓によつて定められる周波数の正弦
波の振幅を、対応する係数により制御して出力す
ることとなる。第６図に示す実施例では６種の時
間窓W1〜W6にそれぞれ対応する６種の係数b1〜
b6が係数発生装置１４からセレクタ５に入力され
る。
希望の音色を有する楽音を発生するにはこれら
の係数を適当な値に設定することが必要であり、
また自然楽器におけるような音色の時間的変化を
実現するためにはそれぞれの係数をそれぞれ適当
な時間関数として変化させることが必要であり、
更に発生する音色の種類を変更するにはそれぞれ
の係数の時間関数の形を変えることが必要であ
る。このような要求から第１０図に示す係数メモ
リ１４０は、アドレスの変化に対応して変化する
値が出力される係数b1〜b6の記憶を複数組備え、
どの組の係数b1〜b6を選ぶかは演奏者が係数メモ
リ切換スイツチ１４１の切換によりあらかじめ決
定しておくものとする。
係数メモリ１４０はカウンタ１４２の計数値に
よつてアドレスされるが、カウンタ１４２にはク
ロツク発生器１４３から適当な周波数のパルスが
入力されてその計数値を増加させる。クロツク発
生器１４３はその出力周波数を調整することがで
きるものとする。また第１０図に示す実施例では
係数メモリ１４０のアドレスの最大値はカウンタ
１４２の計数の最大値と一致するように設計さ
れ、カウンタ１４２の出力の全ビツトが論理
「１」となるとナンドゲート１４４を介してアン
ドゲート１４５を不動作にしカウンタ１４２への
パルス入力を阻止する。鍵盤部１１において新た
に鍵が押下されたことを示すキーオン信号KON
によつてカウンタ１４２がクリアされる。したが
つて係数メモリ１４０に記憶されている係数b1〜
b6は信号KONから次の信号KONまで、あるいは
信号KONからアンドゲート１４５によつてパル
ス入力が阻止されるまで６個の係数b1〜b6が並列
に読出されてセレクタ５に入力される。
係数b1〜b6が第４図に示す時間窓W1〜W6内の
正弦波の振幅をそれぞれ制御するので、第５図の
スペクトル図について言えば、係数b1〜b6がそれ
ぞれ対応するスペクトルエンベロープＳ（W1）〜
Ｓ（W6）の振幅を制御することになる。すなわ
ち、この発明の実施例では、単一の乗算回路６に
よりスペクトルエンベロープＳ（W1）〜Ｓ
（W6）を互に独立して制御することができる。
乗算回路６の出力はDAC７へ入力されてアナ
ログ電圧に変換され、サウンドシステム８により
楽音として発音されるが、DAC７とサウンドシ
ステム８については従来よく知られているので、
詳細な説明は省略する。
さきに第１図と第４図との比較において説明し
たように、第４図における時間窓の時間幅は当該
時間窓を通過する正弦波の周期に対して比較的狭
く設定されており、その為第５図に示すように独
立して制御することができる周波数帯域幅が比較
的広くなり、隣接するスペクトルエンベロープが
重なりあつている。すなわち、スペクトルの制御
における周波数分解能が比較的低いということが
できる。この分解能を向上するためには時間窓の
時間幅を増大すればよく、たとえば第１図のTW
に示すような楽音波形を発生すれば、第６図の回
路におけるよりも制御における周波数分解能を向
上することができる。
第１１図はこの発明の他の実施例を示すブロツ
ク図で、第６図と同一符号は同一又は相当部分を
示し、重複した説明は省略する。第１１図におい
て２０は1024語の容量を有する正弦波メモリ、２
１は512語の容量を有する正弦波メモリ、２２は
256語の容量を有する正弦波メモリ、６１，６
２，６３はそれぞれ乗算回路、６４は加算回路で
ある。
アキユムレータ１３の出力の上位10ビツト（c9
〜c0）によつて正弦波メモリ２０を読出して周波
数０の正弦波を連続的に出力し、アキユムレー
タ１３の出力の上位10ビツト（c9〜c0）からMSB
（c9）を除いた９ビツト（c8〜c0）によつて正弦波
メモリ２１を読出して周波数２０の正弦波を連
続的に出力する。上記９ビツト（c8〜c0）からそ
の最上位ビツトc8を除いた８ビツト（c7〜c0）を
アドレス切換装置４に入力し、アドレス切換装置
４の出力によつて正弦波メモリ２２を読出して第
１図の楽音波形TWに示す波形を出力する。
第１１図に示すデコーダ３の回路は第７図又は
第８図の回路に類似するが、ただ第１図の波形で
は時間窓はW1〜W5の５種類であるため、第７図
及び第８図に示す時間窓W6に関連する回路、す
なわち第７図ではインバータ３０６、アンドゲー
ト３１６を欠き、第８図ではリングカウンタ３２
が６段になつてアンドゲート３２６を欠く。した
がつてデコーダ３の入力はアキユムレータ１３の
出力の上位５ビツト（c9〜c5）でその出力は時間
窓W1〜W5である。
またアドレス切換装置４の接続は第９図に類似
するが、正弦波メモリ２２の語数が256語である
ため、第９図から入力のc8ビツトと出力のa8ビツ
トを省略しかつ時間窓W6に対応する接続を省略
した接続となる。
更に係数発生装置１４は第１０図に示す回路に
類似しているが、５種類の時間窓W1〜W5にそれ
ぞれ対応する係数b2〜b6の他に、正弦波メモリ２
０，２１のそれぞれの出力に対応する係数b0，b1
を発生する。係数b2〜b6はセレクタ５に入力さ
れ、係数b0，b1はそれぞれ乗算回路６１，６２に
入力される。
したがつて第６図の正弦波メモリ２の読出しに
類似した動作が第１１図の正弦波メモリ２２の読
出しに対して行われ、ただ第６図の場合と異り、
各時間窓W1〜W5において正弦波メモリ２２は２
回あて繰返して読出され、その出力波形は第１図
の波形TWに示すとおりになる。したがつて各時
間窓W1〜W5に対応するスペクトルエンベロープ
は第３図にそれぞれS4〜S64として示すようにな
り、このスペクトルエンベロープS4〜S64が乗算
回路６３においてそれぞれ係数b2〜b6によつて独
立に振幅制御されて出力される。第３図を第５図
と比較すれば明らかなように、第１１図に示す実
施例では第６図に示す実施例に比しそれぞれ独立
に制御できる周波数帯域幅を狭くすることができ
る。ただ第１１図に示す実施例では正弦波メモリ
２２から読出される波形（第１図の楽音波形
TW）は第３図に示すように０，２０の周波
数成分は殆んど含んでいないので、０，２０
の成分を発生するため正弦波メモリ２０，２１を
設け、その出力を乗算回路６１，６２においてそ
れぞれ係数b0，b1によつて振幅制御し、各乗算回
路６１，６２，６３の出力を加算回路６４で合成
してDAC７に入力する。
なお、上記実施例においては、３個の正弦波メ
モリ２０，２１，２２を個々に設けるようにした
が、これは１個の正弦波メモリを設け該メモリを
時分割使用するようにしてもよいことは勿論であ
る。
第６図と第１１図に示す実施例では共にアキユ
ムレータ１３を用い、さらに第１図又は第４図に
示す楽音波形TWを発生するのに正弦波メモリ２
又は２２を用いたが、この発明はこのような特定
の方式の回路によつて限定されるものでなく、従
来公知のどのような回路を用いて楽音波形TWを
発生してもよいことは申すまでもない。
また第６図及び第１１図に示す実施例では共に
時間窓を矩形時間窓とした。矩形時間窓は時間幅
を有効に利用できるが、第２図のスペクトルＳ1k
に示すようにスペクトルの広がりが大きく、特に
いわゆるサイドロープ的なスペクトルが強く、す
なわち周波数がｋ／T0に比し相当大きな領域
でもまだ振幅が充分に小さくならず、その結果第
３図及び第５図に見られるように、所望の周波数
の点におけるスペクトルの強さを制御しようとす
るとそのスペクトルのひろがり全体が制御されて
各帯域を独立に制御することが困難になるという
欠点がある。
この欠点を除くためには矩形以外の形の時間窓
でその周波数スペクトルにおけるサイドロープの
小さい時間窓を用いればよい。ただしこの場合は
スペクトルにおけるメインロープのひろがりを１
オクターブ以内に抑制するためには矩形時間窓よ
りも長い窓を必要とし、すなわち時間窓の時間幅
の利用率が低下するという不利がある。
第１２図はこの発明の更に他の実施例において
発生される楽音波形の一例を示す波形図であつ
て、第１２図において横軸は時間ｔ、波形
TW1，TW2はそれぞれ周波数０，２０の正
弦波、波形TW4は周波数４０の正弦波４波
を、周期T0に等しい時間幅の矩形以外の時間
窓、たとえばハニング窓を通過させた場合の波形
を示し、TW8は時間幅がそれぞれT0／２，T0／
４，T0／８，T0／16のハニング窓を周波数がそ
れぞれ８０，16０，32０，64０の正弦波
を通過させた場合の波形を示す。
第１３図は第１２図に示す波形を発生する装置
を示す。第１３図において第１１図と同一符号は
同一又は相当部分を示し、同一の動作をするので
重複した説明は省略する。２３は第１２図の波形
TW4を1024語のメモリに記憶する波形メモリ、
２４は第１２図の波形TW8のｔ＝０からｔ＝
T0／２の部分を512語のメモリに記憶する波形メ
モリである。また波形TW8に示すように時間窓
が時間幅T0／２，T0／４，T0／８，T0／16の４
種に切換えられるので、第１図に示す時間窓W1
〜W5のうち時間窓W5に相当する部分を欠き、し
たがつて第１３図のデコーダ３は第７図又は第８
図に示す回路から時間窓W5，W6に関連する回路
を省略したものとなり、第１３図のアドレス切換
装置４の接続は第９図に示す接続から時間窓
W5，W6に関連する接続を省略したものとなる。
第１３図の回路において正弦波メモリ２０，２
１、波形メモリ２３，２４から第１２図に示す波
形TW1，TW2，TW4，TW8をそれぞれ発生でき
ることは明らかである。
第１２図の波形TW4及びTW8は第１図の波形
TWに比べ時間窓の時間幅が２倍になり、時間窓
の形状が矩形窓からハニング窓になつている。第
１２図波形TW4に点線で示すハニング窓の波形
をフーリエ分析すれば明らかなように、第２図に
Ｓ1kで示す矩形窓のスペクトルにおいて見るよう
な強いサイドローブ（周波数ｋ／2T0以上の周波
数領域におけるスペクトル）はハニング窓のスペ
クトルでは十分減衰し、かつ第１２図のハニング
窓の時間幅が第１図の矩形窓の時間幅の２倍にな
つているのでメインローブの幅も矩形窓における
幅と同程度となつている。
正弦波メモリ２０，２１の出力が乗算回路６
１，６２において係数b0，b1によつて振幅制御さ
れることは第１１図の場合と全く同じく、波形メ
モリ２３の出力（第１２図波形TW3）は乗算回路
６５において係数b2によつて振幅制御され、波形
メモリ２４の出力（第１２図波形TW8）のそれぞ
れの時間窓の部分は乗算回路６３においてそれぞ
れ対応する係数b3〜b6によつて振幅制御される。
したがつて第１３図の回路においては係数b2〜b6
によつてそれぞれ独立に制御できるスペクトルの
各部分が、第１１図の回路において係数b2〜b6に
よつてそれぞれ独立に制御できるスペクトルの各
部分（第３図に示す）に比しサイドローブ的なひ
ろがりが少なく、第１３図の回路の方がスペクト
ル制御における周波数分解能が向上しているとい
うことができる。
第６図と第１１図との比較及び第１１図と第１
３図との比較から、スペクトル制御における周波
数分解能を向上するためには時間窓の時間幅を大
きくし、かつスペクトル制御における周波数分解
能の向上に有害なサイドローブ的なスペクトル分
布を減衰させるためには、時間窓を矩形窓からハ
ニング窓へ変えればよいことが理解できる。
ただし第６図、第１１図、及び第１３図の比較
から、スペクトル制御における制御の分解能を向
上するためには、並列に動作す波形メモリ（一般
的に言えば並列に動作する振動波形発生回路）の
数を増加する必要があることがわかる。
第１４図はこの発明の更に他の実施例において
発生される楽音波形の一例を示す波形図で、第１
図と同一記号は同一意味を有し、TWAは系列Ａ
の楽音波形、TWBは系列Ｂの楽音波形を示す。
第１４図を第１図と比較すれば明らかなように時
間窓を通過する正弦波の周期に比し各時間窓の時
間幅は波形TWAでは２倍、波形TWBでは３／２
倍となり、したがつて第１４図の波形TWAと
TWBのスペクトルエンベロープの幅は第３図
S8，S16，S32，S64に示すスペクトルエンベロー
プの幅に比しそれぞれ１／２，２／３になる。
第１５図は第１４図の波形TWAとTWBとのス
ペクトルエンベロープを示すスペクトル図で、図
面の表示方法は第５図の表示方法に従い6db／
octaveの低下を補正して示してある。Ｓ
（TWA），Ｓ（TWB）はそれぞれ波形TWA，
TWBのスペクトル、Ｓ（TWA）のＳ（Ｗ1A）〜
Ｓ（Ｗ4A）及びＳ（TWB）のＳ（Ｗ1B）〜Ｓ
（Ｗ4B）はそれぞれ第１４図の時間窓W1〜W4を
通過する波形によるスペクトルエンベロープを示
す。第１５図を第３図と比較すれば明らかなよう
に、波形TWA，TWBはそれぞれ周波数帯域幅が
狭くなりスペクトル制御における制御の分解能は
向上しているが、波形TWA，TWBのいずれか一
方だけではスペクトルの強さの極めて小さな周波
数帯域が存在するので、波形TWAとTWBの両者
を同時に発生して全周波数帯にわたりスペクトル
の強さの極めて小さな周波数帯域が発生しないよ
うにしている。しかし第１５図から明らかなよう
に波形TWAにも波形TWBにも０，２０，３
０，４０の周波数成分は殆んど含まれていな
いので、これらの周波数は別に発生する必要があ
る。
第１６図は第１４図に示す波形を発生する装置
を示す。第１６図において第１１図と同一符号は
同一又は相当部分を示し、同様な動作をするので
その説明を省略する。また第１６図において加算
回路６４の出力以後の段は第１１図の回路と全く
同様であるので第１６図では省略して示してあ
る。更に第１６図の回路においては第１１図の回
路と同様な鍵盤部１１、周波数情報メモリ１２、
アキユムレータ１３を有し第１３図のデコーダ３
と同様なデコーダを備えているが、第１６図では
これらを省略して示し、アキユムレータ１３の出
力を伝送する伝送線及びデコーダ３から出力され
る時間窓W1〜W4の伝送線だけを示す。第１６図
の回路には更に第１１図の係数発生装置１４に相
当する係数発生装置を備え、この係数発生装置は
b0〜b6及びa1〜a5の合計12種の係数を並列に出力
するが、第１６図では係数発生装置を省略して示
し、各係数の伝送線だけを示してある。
第１６図において２５は正弦波の３周期を1024
語に記憶する正弦波３周期メモリ、２６は128語
の容量を有する正弦波メモリ、２７は正弦波の３
周期を512語に記憶する正弦波３周期メモリであ
り、６６，６７，６８はそれぞれ乗算回路であ
る。
また第１６図の回路においては第１４図の波形
TWA，TWBに示すＡ系列及びＢ系列の波形を発
生するためＡ系列用のセレクタ５１、Ｂ系列用の
セレクタ５２と、Ａ系列用のアドレス切換装置４
１とＢ系列用のアドレス切換装置４２とを備えて
いる。セレクタ５１，５２の動作は第１３図のセ
レクタ５の動作と同じで、アドレス切換装置４２
の接続は第１３図のアドレス切換装置４の接続と
同様である。アドレス切換装置４１は正弦波メモ
リ２６の容量が128語であるため、アドレス切換
装置４２に比較すると第９図の接続図において入
力にc8，c7ビツトを欠き出力にa8，a7ビツトを欠
くが、其他はアドレス切換装置４２と類似の接続
になつている。
第１１図及び第１３図について説明したと同様
な動作によつて、正弦波メモリ２０，２１、正弦
波３周期メモリ２５、正弦波メモリ２２からそれ
ぞれ０，２０，３０，４０の正弦波が出
力され、正弦波メモリ２６、正弦波３周期メモリ
２７から第１４図の波形TWA，TWBに示す波形
が出力されることは明らかである。周波数０，
２０，３０，４０の正弦波はそれぞれ乗算
回路６１，６２，６６，６７において係数b0，
b1，a1，b2によつて各独立に振幅制御される。ま
た第１５図に示すスペクトルＳ（Ｗ1A）〜Ｓ（Ｗ
4A）の部分は乗算回路６３において係数b3〜b6に
よつて各独立に振幅制御され、スペクトルＳ（Ｗ
1B）〜Ｓ（Ｗ4B）の部分は乗算回路６８において
係数a2〜a5によつて各独立に振幅制御される。
第１５図を第１図又は第５図と比較すれば、第
１６図の回路ではスペクトル制御の分解能が充分
に向上していることが理解できる。
以上第６図、第１１図、第１３図及び第１６図
に示す実施例では、各時間窓の時間幅は楽音の周
期T0に対し整数分の１とし、当該時間窓を通過
する正弦波の周期とその時間窓の時間幅の比をも
整数値としたが、各時間窓の幅とその時間窓を通
過する正弦波の周期とを、楽音周波数に関係なく
一定の値に固定することができる。
たとえば各時間窓の幅を2TW／ｋ（但し、ＴW
はＴW＜T0の条件を満足する数値である）として
当該時間窓を通過する正弦波の周波数をｋ／ＴW
とし、ｋ＝４，８，16，32，64として楽音の周期
T0に対しT0（2TW／４＋2TW／８＋2TW／16＋
2TW／32＋2T／64）の関係を保てば、第１図の
波形TWに示す波形に類似し、ただ上記ＴWが楽
音周期T0とは関係のない波形を発生できること
は明らかである。この場合にも上記波形は正確に
楽音周期T0で繰返されるのでこの波形を分析し
て得られる線スペクトルは０＝１／T0の整数
倍の周波数の線スペクトルになる。
第１７図はこの発明の更に他の実施例における
スペクトルの一例を示すスペクトル図でＴW＜T0
の場合、T0時間ごとに2TW／４の間正弦波Ａ
sin4（２π／ＴＷ）ｔを通過させた場合のスペクトルエ ンベロープと線スペクトルとの関係を示す。第１
７図においてＳWはスペクトルエンベロープでそ
の頂点は第２図に関する説明から明らかなように
４／ＴWの点にあり、これに対し実際に発生する
周波数は０＝１／Ｔ０の整数倍である３０，４０ ，５０，６０…の周波数の線スペクトルで
ある。
第１７図においては第３図に示すスペクトルエ
ンベロープのうちスペクトルエンベロープS4に対
応するスペクトルエンベロープの例について説明
したが、第３図に示す他のスペクトルエンベロー
プS8〜S64に対応する各スペクトルエンベロープ
についても同様に、各スペクトルエンベロープの
形は上記ＴWで定まり、これに対し実際に発生す
る周波数は０＝１／Ｔ０の整数倍となることは明ら かである。
第１８図はこの発明の更に他の実施例を示すブ
ロツク図で、第１９図は第１８図の正弦波メモリ
２２から読出される波形の一例を示す波形図であ
る。第１８図に示す回路では同一オクターブの範
囲内の楽音周波数に対しては正弦波メモリ２２か
ら読出される波形を一定に保ち、楽音周波数のオ
クターブが変ると正弦波メモリ２２から読出され
る波形を第１９図に示すように変更する切換を行
つている。また上記波形の繰返し周波数は常に楽
音周波数と一致しかつその波形の起点は楽音周波
数の所定位相点に同期するよう制御される。
第１８図の回路では４種類のオクターブ、すな
わち第１オクターブ（OC１）、第２オクターブ
（OC２）、第３オクターブ（OC３）、第４オクタ
ーブ（OC４）を有し、それぞれのオクターブに
おいて正弦波メモリ２２から読出される波形は第
１９図にTW（OC１），TW（OC２），TW（OC
３），TW（OC４）として示すとおりである。こ
の波形TW（OC１）〜TW（OC４）にそれぞれ
対応する楽音の周期は第１９図にT01〜T04とし
て示すとおりであつて、第１９図の横軸の時間ｔ
に対し波形TW（OC１）〜TW（OC４）の時間
幅は不変であるがT01〜T04の長さは変化する。
第１９図の波形からわかるように、オクターブ
が変つても第１８図の正弦波メモリ２２から読出
される正弦波の最高周波数は常に一定である。そ
のため波形がTW（OC１）〜TW（OC４）と変
化しても、その波形に対応するスペクトルの上限
の周波数は変らない。すなわち波形TW（OC
１）のスペクトルエンベロープは第３図のスペク
トルエンベロープS4〜S64に相当し、波形TW
（OC２），TW（OC３），TW（OC４）のスペク
トルエンベロープは、それぞれ第３図のスペクト
ルエンベロープS8〜S64，S16〜S64，S32〜S64に相
当する。第３図のスペクトルエンベロープS64よ
りも更に高い周波数の領域は不可聴周波数の領域
に入り音色に影響することが少いので、オクター
ブの種類に従つて第１９図に示すような発生波形
の切換を行い、波形発生回路を簡単化してある。
第１８図において第１１図と同一符号は同一又
は相当部分を示し、１５はエンコーダで、鍵盤部
１１で押下された鍵の音高に対応する情報をオク
ターブコードOCCと音名コードNTCとにコード
化して出力する。オクターブコードOCCは上述
の４種類のオクターブOC１〜OC４を表す２ビツ
トのデータで、音名コードNTCは12音名を表す
４ビツトのデータである。１２１，１２２はそれ
ぞれ第１及び第２の周波数情報メモリで、第１１
図の周波数情報メモリ１２に相当し、周波数情報
メモリ１２１はオクターブコードOCCを入力し
て対応する数値ＦWを出力し、周波数情報メモリ
１２２はオクターブコードOCCと音名コード
NTCを入力して第１１図の周波数情報メモリ１
２と同じく数値F0を出力する。１６，１７はそ
れぞれ乗算回路で、これら乗算回路の動作につい
ては後で説明するが、第１８図にWOW及びVIB
として示す乗算入力がない場合はそれぞれ数値Ｆ
W及びF0をそのまま出力する。１３１は第１のア
キユムレータ、１３２は第２のアキユムレータで
あつて、それぞれ第１１図のアキユムレータ１３
に相当し、アキユムレータ１３１はクロツクφご
とに数値ＦWを累算しその上位の８ビツト（c7〜
c0）によつてアドレス切換装置４３を介して正弦
波メモリ２２を読出すことは、第１１図のアキユ
ムレータ１３の上位の８ビツト（c7〜c0）の出力
によりアドレス切換装置４を介して正弦波メモリ
２２を読出す動作と同じである。１８はフリツプ
フロツプである。アキユムレータ１３２は第６図
のアキユムレータ１３と同じく楽音周波数のオー
バフローパルスCAを出力しフリツプフロツプ１
８を介してアキユムレータ１３１をクリアする。
したがつて正弦波メモリ２２が読出される最初の
アドレスは上記オーバフローパルスCAに同期さ
れ、第１９図に示すように波形TW（OC１）〜
TW（OC４）の起点は楽音周期T01〜T04の起点
にそれぞれ同期される。３０はデコーダで、第１
１図のデコーダ３に相当し、４３はアドレス切換
装置で第１１図のアドレス切換装置４に相当す
る。
更に第１８図の回路では第１１図の回路と同じ
く係数発生装置１４、正弦波メモリ２０，２１、
乗算回路６１，６２、加算回路６４、DAC７、
サウンドシステム８を備えているが、これらは第
１１図と同様であるので第１８図には示していな
い。第１８図において正弦波メモリ２０，２１
（図面に示してない）はアキユムレータ１３２の
出力によつてアドレスされる。
第２０図は第１８図のデコーダ３０の一例を示
す回路図で、第７図と同一符号は同一又は相当部
分を示し、３４，３５，３６はそれぞれアンドゲ
ート、３７，３８はそれぞれオアゲートであつ
て、第７図に準じアキユムレータ１３１の上位の
５ビツト（c9〜c5）を入力しアンドゲート３１１
〜３１５から時間窓W1〜W5を出力するが、オク
ターブコードOCCの２ビツトをオクターブの種
類OC１〜OC３を表す信号にデコードし、オアゲ
ート３７，３８、アンドゲート３４，３５，３６
によつてオクターブOC１，OC２，OC３，OC４
に応じW1〜W5，W1〜W4，W1〜W3，及び、
W1，W2の時間窓をそれぞれ出力する。オクター
ブが上るとアキユムレータ１３１の出力周波数が
高くなり、したがつて時間窓の時間幅が狭くな
り、たとえばオクターブOC４における時間窓W1
の幅はオクターブOC１における時間窓W4の幅に
等しくなる。
アドレス切換装置４３の接続は第１１図アドレ
ス切換装置４の接続と同様であり、ただオクター
ブの種類によつては第２０図に示すように時間窓
W1〜W5のうちの一部だけが出力されるのでアド
レス切換装置４３では制御入力として入力された
時間窓の種類だけの切換が行われる。
以上のようにして正弦波メモリ２２からはオク
ターブコードOCCに応じ、第１９図TW（OC
１）〜TW（OC４）に示す波形が出力される。
セレクタ５は第１１図のセレクタ５と同様である
が、デコーダ３０から出力される時間窓の数は先
に説明したとおりオクターブの種類によつて変化
するので、セレクタ５からは入力される時間窓に
対応する係数だけが出力されて乗算回路６３にお
いて第１９図に示す波形TW（OC１）〜TW
（OC４）のそれぞれ対応する正弦波の振幅を制御
する。
したがつて第１８図の正弦波メモリ２２から出
力される波形のスペクトルエンベロープはオクタ
ーブOC１では第３図に示すスペクトルエンベロ
ープS4，S8，S16，S32，S64の如くなり、これに
対し楽音の基本周波数は第３図０を上限として
１オクターブの範囲内で変化し、オクターブOC
２では第３図スペクトルエンベロープS8，S16，
S32，S64の如くなり、これに対し楽音の基本周波
数は第３図２０―０の範囲内で変化し、オク
ターブOC３では第３図スペクトルエンベロープ
S16，S32，S64の如くなり、これに対し楽音の基
本周波数は第３図４０〜２０の範囲内で変化
し、オクターブOC４では第３図スペクトルエン
ベロープS32，S64の如くなり、これに対し楽音の
基本周波数は８０〜４０の範囲内で変化す
る。乗算回路６３において各正弦波の振幅が係数
b2〜b6により各独立に時分割制御される結果、オ
クターブOC１では第３図のスペクトルエンベロ
ープS4〜S64に相当する部分の強さが係数b2〜b6
により制御され、オクターブOC２ではスペクト
ルエンベロープS8〜S64に相当する部分の強さ
が、係数b3〜b6により制御され、オクターブOC
３ではスペクトルエンベロープS16〜S64に相当す
る部分の強さが係数b4〜b6により制御され、オク
ターブOC４ではスペクトルエンベロープS32，
S64に相当する部分の強さが係数b5，b6によつて
制御される。
また第１７図に示すスペクトルエンベロープＳ
Wと各線スペクトルの関係から容易に理解できる
ように、w＝１／ＴＷと０＝１／Ｔ０の周波数関係
に微小 な変動を与えることによつてスペクトル変動をと
もなうビブラート効果を得、或はスペクトル変動
をともなうワウワウ効果を得ることができる。
第１８図の乗算回路１６は数値Ｆwに対し数値
１を中心に微小な変動をする係数（図面にWOW
として示す係数）を乗じ、第１７図のスペクトル
エンベロープＳwに対し横軸（周波数軸）方向の
平行移動的な変動を与え、その際乗算回路１７の
出力数値が一定であれば第１７図の各線スペクト
ルの横軸上の位置は変らないのでスペクトルエン
ベロープＳwの変動にともない各線スペクトルの
強さが変化しワウワウ効果を得ることができる。
また乗算回路１７は数値F0に対し数値１を中心
として微小な変動をする係数（図面にVIBとして
示す係数）を乗じ、その際乗算回路１６の出力数
値が一定であれば第１７図のスペクトルエンベロ
ープＳwは一定で各線スペクトルの横軸上の位置
が移動してビブラート効果を得ることができる。
ところで、以上の説明では、第１の周波数情報メ
モリ１２１は各オクターブに対応して数値ＦWを
記憶しているように説明したが、メモリ１２１に
最低オクターブOC１に対する数値Ｆwのみを記憶
しておき、他の上位オクターブ（OC２〜OC４）
に対しては該数他Ｆwを１ビツトずつシフトして
上位オクターブ用の数値Ｆwを得るようにしても
よい。この場合、メモリ１２１に記憶する数値Ｆ
wをＦw＝1.0とすればメモリ１２１の構成は非常
に簡単となる。更に、メモリ１２１および乗算回
路１６を含めて、 （１＋△）・２(oct-1) 但し、△はWOW用係数であり、octは各オク
ターブを表わす数値である； の演算を行なう演算回路としてもよい。
以上説明した実施例ではすべて正弦波を時間窓
を通過させる場合について記述したが、この発明
では正弦波に限定されることなく任意の振動波形
を時間窓を通過させてもよいことは申すまでもな
い。
また以上説明した実施例では発生する正弦波の
周波数を階段的に変化したが、周波数を連続的に
変化しても同様な効果を得ることができる。
第２１図はこの発明の更に他の実施例を示すブ
ロツク図で、第６図と同一符号は同一又は相当部
分を示し同様の動作をするので、その説明を省略
する。２８は波形発生装置で、アキユムレータ１
３のオーバフローパルスCAを起点として周波数
が連続的に変化する正弦波を発生し、この正弦波
を次のオーバフローパルスCAが到来する以前に
終了させる。１９は波形発生装置２８の出力正弦
波の周波数変化に対応して値が変化し、かつキー
オン信号KONを起点とする時間関数として上記
値が変化する係数（第６図の回路における係数b1
〜b6に相当する係数）を出力する係数発生装置で
ある。
周波数が連続的に変化する正弦波を発生する回
路は、無線通信装置における周波数変調回路や各
種の測定機における周波数掃引回路等として従来
よく知られており、第２１図の波形発生装置２８
としては、従来公知のどのような回路を用いても
よい。第２２図は第２１図の波形発生装置２８の
一例を示すブロツク図で、２は第６図の正弦波メ
モリ２と同様な正弦波メモリ、１２３は周波数情
報メモリで、第１８図の第１の周波数情報メモリ
１２１に相当し、１３３はアキユムレータで、第
１８図の第１のアキユムレータ１３１に相当し、
２８１，２８２はアンドゲート、２８３はオアゲ
ート、２８４はインバータ、２８５はシフトレジ
スタ、２８６は乗算回路、２８７はフリツプフロ
ツプである。
鍵盤部１１で押下された鍵の音高に対応する数
値Ｒが周波数情報メモリ１２３から読出されアン
ドゲート２８１、オアゲート２８３を経てアキユ
ムレータ１３３において累算される。但し数値Ｒ
がアキユムレータ１３３に入力されるのは第２１
図のアキユムレータ１３からオーバフローパルス
CAが出力される時点ごとであつて、その他の時
点においてはオアゲート２８３の出力が乗算回路
２８６、シフトレジスタ２８５、アンドゲート２
８２を循環して毎クロツク時点ごとに定数ｋが乗
ぜられた値がアキユムレータ１３３において累算
される。したがつてアキユムレータ１３３に加算
される数値R′は指数関数的に変化し、その結果
アキユムレータ１３３の上位９ビツトをアドレス
として読出される正弦波メモリ２の出力周波数は
指数関数的に変化する。
乗算回路２８６からキヤリイパルスが出力され
た時点でフリツプフロツプ２８７をセツトし、ア
キユムレータ１３からのオーバフローパルスCA
によつてフリツプフロツプ２８７をリセツトし
て、正弦波メモリ２から読出される波形の起点を
楽音周波数の所定位相点に同期しかつ上記波形を
楽音周期内に終了させる。
第２３図は第２１図の係数発生装置１９の一例
を示すブロツク図で、第１０図と同一符号は同一
部分を示し同一動作をするので重複した説明は省
略する。１４６は第１０図の係数メモリ１４０に
相当する係数メモリである。また１９１はエンベ
ロープ情報メモリ、１９２はアキユムレータ、１
９３はアンドゲート、１９４はフリツプフロツプ
である。
第１０図に示す係数発生装置１４からは係数b1
〜b6が並列に読出されるが、第２３図に示す係数
発生装置１９からは上記b1〜b6に対応する係数が
波形発生装置２８から読出される正弦波の周波数
の変化に同期して変化するよう時間的に直列に読
出される。したがつて係数メモリ１４６は第１０
図の係数メモリ１４０と同様カウンタ１４２の出
力でアドレスされると同時に波形発生装置２８の
出力周波数の変化に同期して変化するアキユムレ
ータ１９２の出力によつてアドレスされる。アン
ドゲート１９３はアキユムレータ１９２の出力の
論理が全ビツト論理「１」となつたときフリツプ
フロツプ１９４をセツトし、またフリツプフロツ
プ１９４はアキユムレータ１３のオーバフローパ
ルスCAによつてリセツトされるので、楽音波形
発生装置２８の出力周波数の変化に同期して変化
し、かつキーオン信号KONを起点とする時間関
数として変化する係数が係数メモリ１４６から出
力される。エンベロープ情報メモリ１９１は鍵盤
部１１で押下される鍵の音高に対応するデイジタ
ル数値を出力してアキユムレータ１９２に入力
し、この数値と第２２図の周波数情報メモリ１２
３から出力されるデイジタル数値Ｒとの関連によ
つて波形発生装置２８の出力周波数の変化と係数
発生装置１９から出力する係数の変化との間の所
定の関係を保つている。
周波数が連続的に変化する正弦波の周波数スペ
クトルは、周波数変調波のスペクトルとして従来
からよく解析されているのでその説明を省略する
が、第２１図の回路により上述の各実施例で発生
しがちであつた各正弦波の不連続点での非制御性
高調波の発生を阻止することができ、有利な制御
ができることは明らかである。
以上、この発明の各種の実施例を、それぞれ図
面に示す特定の回路に関連して説明したが、この
発明がこれらの実施例によつて限定され、もしく
は図面に示す特定の回路によつて限定されるもの
でないことは申すまでもない。
以上の説明によつて明らかなように、この発明
によれば、高次高調波成分を多数含む楽音をデイ
ジタル的にかつ簡単な構成によつて容易に合成す
ることができるという優れた効果を奏する。しか
も、楽音の音色に大きな影響を与える低次高調波
成分の領域においては低次の各高調波成分の振幅
を個別に（できるだけ少数の高調波成分毎に別々
に）制御し易くなつているので、構成が簡単であ
るにも関わらず所望の音色を確実に実現すること
ができる、という効果を奏する。反面、高次高調
波成分に関しては高次になるほど多数の高調波成
分を大まかに一括して振幅制御することになる
が、高次高調波成分は一般にレベルが小さくなる
ので個々別々の振幅制御はそれほど必要なく、多
数の高次高調波成分を大まかに一括して振幅制御
しても差し支えないので、一向に不都合は生じ
ず、総合して、音色の設定／制御が容易かつ確実
に行えるようになる、という優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例において発生され
る楽音波形の一例を示す波形図、第２図は第１図
に示す波形のスペクトル構成を説明するスペクト
ル図、第３図は第１図に示す楽音形のスペクトル
エンベロープを示すスペクトル図、第４図はこの
発明の他の実施例において発生される楽音波形の
一例を示す波形図、第５図は第４図に示す楽音波
形のスペクトルエンベロープの形を示すスペクト
ル図、第６図はこの発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第７図は第６図のデコーダの一例を示す回
路図、第８図は第６図のデコーダの他の例を示す
回路図、第９図は第６図のアドレス切換装置の内
部接続を示す接続図、第１０図は第６図の係数発
生装置の一例を示すブロツク図、第１１図はこの
発明の他の実施例を示すブロツク図、第１２図は
この発明の他の実施例において発生される楽音波
形の一例を示す波形図、第１３図はこの発明の更
に他の実施例を示すブロツク図、第１４図はこの
発明の更に他の実施例において発生される楽音波
形の一例を示す波形図、第１５図は第１４図に示
す波形のスペクトルエンベロープを示すスペクト
ル図、第１６図はこの発明の更に他の実施例を示
すブロツク図、第１７図はこの発明の更に他の実
施例におけるスペクトルの一例を示すスペクトル
図、第１８図はこの発明の更に他の実施例を示す
ブロツク図、第１９図は第１８図の回路で発生さ
れる波形の一例を示す波形図、第２０図は第１８
図のデコーダの一例を示す回路図、、第２１図は
この発明の更に他の実施例を示すブロツク図、第
２２図は第２１図の波形発生装置の一例を示すブ
ロツク図、第２３図は第２１図の係数発生装置の
一例を示すブロツク図である。 １１…鍵盤部、１２，１２１，１２２，１２３
…周波数情報メモリ、１３，１３１，１３２，１
３３…アキユムレータ、１４，１９…係数発生装
置、１５…エンコーダ、２，２０，２１，２２，
２６…正弦波メモリ、２３，２４…波形メモリ、
２５，２７…正弦波３周期メモリ、３，３０…デ
コーダ、４，４１，４２…アドレス切換装置、
５，５１，５２…セレクタ、６，６１，６２，６
３，６５，６６，６７，６８…乗算回路、６４…
加算回路、７…DAC、８…サウンドシステム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 発生すべき楽音の音高に対応して該楽音の１
    周期内の各位相を順次指示する複数ビツトからな
    るデイジタルの位相情報を発生する位相情報発生
    手段と、 この位相情報発生手段から発生された位相情報
    に基づき、楽音の１周期を互いに異なる時間幅か
    らなる複数の位相区間に区分してなる各位相区間
    のうち現在の位相区間を特定し、この現在の位相
    区間を表わす情報を出力する位相区間特定手段
    と、 この位相区間特定手段の出力に基づき、前記各
    位相区間毎に周波数が異なる振動波形を発生する
    振動波形発生手段と、 前記位相区間特定手段の出力に基づき、前記各
    位相区間に対応して所定の振幅制御情報を発生す
    る振幅制御情報発生手段と、 前記振動波形発生手段から発生する各位相区間
    毎の振動波形の振幅を前記振幅制御情報発生手段
    から発生する振幅制御情報によつて制御する振幅
    制御手段とを具え、 前記各位相区間の時間幅と前記振動波形発生手
    段で発生する各位相区間毎の振動波形の周波数と
    の関係が、時間幅が短い位相区間に対応する振動
    波形の周波数ほど、それよりも時間幅が長い位相
    区間に対応する振動波形の周波数よりも高くなる
    ように設定されていることを特徴とする楽音合成
    装置。 ２ 楽音の１周期における前記各位相区間の時間
    幅と当該位相区間に対応する振動波形の周波数と
    が反比例の関係にある特許請求の範囲第１項に記
    載の楽音合成装置。 ３ 楽音の１周期における前記各位相区間の時間
    幅と当該位相区間に対応する振動波形の周波数と
    の積が各位相区間で一致する特許請求の範囲第１
    項に記載の楽音合成装置。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56138794A (en) * 1980-03-31 1981-10-29 Nippon Musical Instruments Mfg Method of generating music tone signal and device for generating music tone signal
JPS5748791A (en) * 1980-09-08 1982-03-20 Nippon Musical Instruments Mfg Electronic musical instrument
JPS5756895A (en) * 1980-09-24 1982-04-05 Nippon Musical Instruments Mfg Electronic musical instrument
US4446770A (en) * 1980-09-25 1984-05-08 Kimball International, Inc. Digital tone generation system utilizing fixed duration time functions
US4351219A (en) * 1980-09-25 1982-09-28 Kimball International, Inc. Digital tone generation system utilizing fixed duration time functions
JPS5774792A (en) * 1980-10-28 1982-05-11 Kawai Musical Instr Mfg Co Electronic musical instrument
US4491049A (en) * 1980-12-23 1985-01-01 Sharp Kabushiki Kaisha Electronic musical instrument
JPS57111598A (en) * 1980-12-27 1982-07-12 Casio Computer Co Ltd Compressing expanding system for digital electronic musical instrument
US4385542A (en) * 1981-09-22 1983-05-31 Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. Acoustic tone synthesizer for an electronic musical instrument
JPS5866996A (ja) * 1982-02-10 1983-04-21 ヤマハ株式会社 電子楽器の変調信号発生装置
US4440058A (en) * 1982-04-19 1984-04-03 Kimball International, Inc. Digital tone generation system with slot weighting of fixed width window functions
US4597318A (en) * 1983-01-18 1986-07-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Wave generating method and apparatus using same
JP2504172B2 (ja) * 1989-03-29 1996-06-05 ヤマハ株式会社 フォルマント音発生装置
US5342990A (en) * 1990-01-05 1994-08-30 E-Mu Systems, Inc. Digital sampling instrument employing cache-memory
US5111727A (en) * 1990-01-05 1992-05-12 E-Mu Systems, Inc. Digital sampling instrument for digital audio data
FR2679689B1 (fr) * 1991-07-26 1994-02-25 Etat Francais Procede de synthese de sons.
US5524074A (en) * 1992-06-29 1996-06-04 E-Mu Systems, Inc. Digital signal processor for adding harmonic content to digital audio signals
US5602356A (en) * 1994-04-05 1997-02-11 Franklin N. Eventoff Electronic musical instrument with sampling and comparison of performance data
US5902949A (en) 1993-04-09 1999-05-11 Franklin N. Eventoff Musical instrument system with note anticipation
US5726372A (en) * 1993-04-09 1998-03-10 Franklin N. Eventoff Note assisted musical instrument system and method of operation
US5665931A (en) * 1993-09-27 1997-09-09 Kawai Musical Inst. Mfg. Co., Ltd. Apparatus for and method of generating musical tones
US5773742A (en) * 1994-01-05 1998-06-30 Eventoff; Franklin Note assisted musical instrument system and method of operation
US5969282A (en) * 1998-07-28 1999-10-19 Aureal Semiconductor, Inc. Method and apparatus for adjusting the pitch and timbre of an input signal in a controlled manner
US6774832B1 (en) * 2003-03-25 2004-08-10 Raytheon Company Multi-bit output DDS with real time delta sigma modulation look up from memory
US7107401B1 (en) 2003-12-19 2006-09-12 Creative Technology Ltd Method and circuit to combine cache and delay line memory

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4853606A (ja) * 1971-11-08 1973-07-27
JPS4912418A (ja) * 1972-05-15 1974-02-02
JPS4931894A (ja) * 1972-07-26 1974-03-22

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3515792A (en) * 1967-08-16 1970-06-02 North American Rockwell Digital organ
US3668294A (en) * 1969-07-16 1972-06-06 Tokyo Shibaura Electric Co Electronic synthesis of sounds employing fundamental and formant signal generating means
US3711620A (en) * 1970-01-29 1973-01-16 Tokyo Shibaura Electric Co Musical tone signal generator
US3716647A (en) * 1970-12-10 1973-02-13 Tokyo Shibaura Electric Co Musical sound generating system with burst signals
US3809786A (en) * 1972-02-14 1974-05-07 Deutsch Res Lab Computor organ
US4018121A (en) * 1974-03-26 1977-04-19 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University Method of synthesizing a musical sound
US4082027A (en) * 1975-04-23 1978-04-04 Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha Electronics musical instrument
JPS5251926A (en) * 1975-10-23 1977-04-26 Nippon Gakki Seizo Kk Electronic musical instrument
JPS5263317A (en) * 1975-11-19 1977-05-25 Nippon Gakki Seizo Kk Electronic musical instrument
JPS5297722A (en) * 1976-02-12 1977-08-16 Nippon Gakki Seizo Kk Electronic musical instrument
JPS597118B2 (ja) * 1976-03-05 1984-02-16 ヤマハ株式会社 電子楽器
JPS52107823A (en) * 1976-03-05 1977-09-09 Nippon Gakki Seizo Kk Electronic musical instrument
JPS5816198B2 (ja) * 1976-04-02 1983-03-30 ヤマハ株式会社 電子楽器
JPS589958B2 (ja) * 1976-09-29 1983-02-23 ヤマハ株式会社 電子楽器のエンベロ−プ発生器
US4132140A (en) * 1977-10-18 1979-01-02 Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha Electronic musical instrument by digitally calculating harmonics and coefficients
US4175464A (en) * 1978-01-03 1979-11-27 Kawai Musical Instrument Mfg. Co. Ltd. Musical tone generator with time variant overtones

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4853606A (ja) * 1971-11-08 1973-07-27
JPS4912418A (ja) * 1972-05-15 1974-02-02
JPS4931894A (ja) * 1972-07-26 1974-03-22

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Publication number Publication date
JPS5532028A (en) 1980-03-06
US4282790A (en) 1981-08-11
USRE32862E (en) 1989-02-14

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