JPS6225793A - 電子楽器の音源装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は電子楽器の音源装とに関するものである。

［従来技術］ 従来、電子楽器の音源装ことしては１種々の音色の楽音
を生成するため、その楽音の周波数をもつ基本正弦波の
ほか、この基本正弦波より周波数の高い多数の高調波正
弦波を■ＣＯ等で作成して、この高調波正弦波の各波形
のレベルを光生ずべき楽音の音色に応じて種々変えて上
記基本正弦波に加え合せ、様々の合成波形を生成するよ
うにしていた。

［従来技術の問題点］ しかしながら、このような音源装置をデジタル回路で構
成するには、多数の正弦波発生回路等が必要であり、こ
れらを個々独立に制御するためには莫大な制御回路を必
要とし、その制御は困難であった。

［発明の目的］ そこで、本発明の［Ｊ的は簡単な回路構成で、種々の音
色の楽音を生成することのできる電子５に器の音源装置
を提供することにある。

［発明の要点］ この目的を達成するため、本発明は複数の周波数の異な
る矩形波信号を合成することにより、種々の楽音信号を
生成するようにしたことを要点とするものである。

［第一実施例の構成］ 以下、本発明を８チヤンネルの楽音生成音をもつ８音ポ
リフオニツクの楽器に実現化した一実施例につき、図面
を参照して詳述する。

く全体構成〉 第２図は音源装置の全体回路図を示すもので、図中１は
鍵盤回路であって、この！！ｆｆｉ回路ｌの操作鍵に応
じた汗高の周波数情報ＦＩはキーアサイナ２で空チャン
ネルが割り当てられ、周波数信号発生部３で周波数情報
ＦＩに応じた周波数の矩形波信号が発生され、分周回路
４で矩形波信号が分局されて第１図上部に示す４！！類
の矩形波信号ＦＴ１．ＦＴ２、ＦＴ３、ＦＴ４が作成さ
れ乗算回路８に与えられる。また、音色選択スイッチ５
で選択された音色に応じたエンベロープ波形のエンヘロ
ーフクロック信号ＥＣＫ、Ｕ／Ｄ　（エンベロープアフ
ブ／ダウン）信号が音色メモリ６からエンへＣｆｆ−７
’発生部７に与えられ、このエンベロープ発生部７から
乗算回路８に第７図に示す４種類ノエンヘロープデータ
ＥＮＶ１．ＥＮＶ２、ＥＮ■３、ＥＮＶ４が出力され乗
算回路８に与えられる。この３？算回路８には、音色メ
モリ６より選択音色に応じた重み付はデータＷＦも与え
られており、上記分周回路４からの各矩形波信号ＦＴ１
〜４夫々に、エンベロープ発生部７からのエンベロープ
データＥＮＶＩ〜４が乗算されるとともに、Ｌ肥土み付
はデータＷＦ１〜３に応じた波形振幅の大きさに変換さ
れて各波形信号が加算合成され、この合成波信号は累′
Ｂ器９で累算されＤ／Ａ変換器１０でアナログ信号に変
換されて放音出力されていく。

く乗算回路８、累算器９の構成〉 第３図は乗算回路８．累算器９の構成を示すもので上記
エンベロープ発生部７からのエンベロープデータＥＮＶ
４は排他的オアゲート群１１を介してハーフアダー１５
に与えられるが、この排他的オアデート群１１には上記
分周回路４からの矩形波信号ＦＴ４が与えられており、
この矩形波信号ＦＴ４がｌｏｗレベルのとき上記エンベ
ロープデータＥＮＶ４はそのままハーフアダー１５にテ
えられ、ｈｉｇｈレベルのときエンベロープデータＥＮ
Ｖ４はマイナス値に反転されてハーフアダー１５に与え
られ、矩形波信号ＦＴ４にエンベロープデータＥＮＶ４
が乗算される。他のエンベロープデータＥＮＶ３．２、
ｌも同様にして、矩形波信号ＦＴ３．２、ｌのデえられ
ている排他的オアゲート群１２．１３．１４を介して、
矩形波信号に対する乗算が行われ、それぞれフルアダー
１６．１７．１８に与えられる。

上記ハーフアダー１５からのエンベロープデータＥＮＶ
４の乗算された矩形波信号ＦＴ４はシフター１９で上記
音色メモリ６からの重み付はデータＷＦ３に応じて１倍
又は１／２倍の重み付けがなされ、フルアダー１６に与
えられて、上記エンベロープデータＥＮＶ３の乗算され
た矩形波信号ＦＴ３が加算され、この加算データはシフ
ター２０−１？重み付はデータＷＦ２に応じて同じく１
倍又はｌ／２倍の重み付けがなされ、フルアダー１７に
りえられて、上記エンベロープデータＥＮＶ２の乗算さ
れた矩形波信号ＦＴ２がさらに加算され、この加算デー
タはシフター２１″ｃ重み付はデータＷＦＩに応じてや
はり［Ｃすじ〈１倍又はｌ／２倍の重み付けがなされ、
フルアダー１８に与えらレテ、上記エンヘロープデータ
ＥＮＶＩの乗算された矩形波信号ＦＴＩがまたさらに加
算されて、第１ＡＦ部に示すような合成波信号が合成さ
れその後最終累算奏で各チャンネル毎の波形信号の累算
が行われていく、この場合、矩形波信号ＦＴ４はシフタ
ー１９．２０．２１と３つのシフターを経るので、ＷＦ
ＩＸＷＦ２ＸＷＦ３の重み付けがなされ、矩形波信号Ｆ
Ｔ３はシフター２０．２１と２つのシフターを経るので
、ＷＦＩＸＷＦ２の東み付けがなされ、矩形波信号ＦＴ
２はシフター２０のシフターのみ経るので、ＷＦＩの重
み付けがなされ、矩形波信号ＦＴＩはシフターを経ない
ので、玉み付けに変動がない。

なお上記矩形波信号ＦＴ４〜ｌは夫々ハーフアダー１５
、フルアダー１６．１７．１８のＣＩＮ端子に入力され
、排他的オアゲー）ＪＴＩＩ〜１４でのエンベロープデ
ータ反転時に生じるーｌの誤差が消去される。

上記シフター１９〜２１は、第４図に示すように構成さ
れ、各アダー１５．１６．１７からの出力はトランスフ
ァゲート群２２を介してそのまま出力されるか、又はト
ランスファゲート群２３を介して下位へｌビー、トシフ
トされてｌ／２の値となって出力される。このトランス
ファゲート群２２．２３には音色メモリ６からの上記重
み付はデータＷＦＩ〜３が与えられており、この重み付
はデータＷＦが１倍の止みであればトランスファゲート
群２２が開成され、ｌ／２倍の重みであればトランスフ
ァゲート群２３が開成される。

く周波数信号発生部３、分周回路４の構成〉第５図は周
波数信号発生部３１分周回路４の構成を示すもので、上
記キーアサイナ２からの操作鍵に応じた音高の周波数情
報ＦＩは周波数信号発生部３のトランスファゲート群２
４を介してハーフアダー２６で＋１されアンドゲート群
２８を経、８つのチャンネルに応じた８段のシフトレジ
スタ３０を順次シフトされて出力され、トランスファゲ
ート群２５を介して再びハーフアダー２６に帰一入力さ
れて繰り返し＋１され、ｒｌｌ・・・１」になるとナン
トゲート３３よりｌｏｗレベルの周波数信号が出力され
、この周波数信号はインバータ３４を介して上記トラン
スファゲート群２４に開成信号として与えられ、再び周
波数情報Ｆ工の取り込みが行われる。上記周波数情報Ｆ
Ｉの値が大きいほど速く「１１・・・・・・ｌ」の値に
達するので、周波数信号は周波数情報ＦＩの値が大きい
ほど短かい間隔で出力され、高い周波数となる。

なお、Ｌ記アンドゲート群２８には初期設定時において
クリア信号ＣＬがインバータ３５を介して与、えられ、
各ゲートが閉成されてシフトレジスタ３０内のデータは
すへて「ＯＯ・・・Ｏ」にクリアされる。

上記ｌｏｗレベルの周波数信号はインバータ３６を介し
て分周回路４のハーフアダー２７に与えられ、このハー
フアダー２７に入力されるシフトレジスタ３１からの４
ビフトデータが＋１されて、再びシフトレジスタ３１に
入力される。このシフトレジスタ３１は８つのチャンネ
ルに応じた８段の構成をなしており、このシフトレジス
タ３１の出力である４ビツトデータは周波数信号が出力
されるごとにインクリメントされていくから、この４ビ
ツトの各ビット出力は、ド位から上位になるに従って２
分周、４分周、８分周、１６分周したものとなり、これ
が上記矩形波信号ＦＩ４、ＦＩ３、ＦＩ２．ＦＩｌとし
て出力されていく。

くエンベロープ発生部７の構成〉 第６図はエンベロープ発生部７の構成を示すもので、’
Ｉ際には４つの第６図に示す回路構成のものがあること
になる。上記音色メモリ６からのエンベロープクロック
信号Ｅ　ＣＫ　ｂ＜フル７ダー３８の最下位ビットに入
力され、このフルアダー３８に入力されるシフトレジス
タ３２からの出力データが＋ｌされて、アンドゲートｎ
２９を介して再びシフトレジスタ３２に人力される。こ
のシフトレジスタ３２は８つのチャンネルに応じた８段
の構成をなしており、このシフトレジスタ３２のデータ
は１−記エンヘローブクロック信号ＥＣＫが与えられる
ごとにインクリメントされ、これが上記エンベロープデ
ータＥＮＶとして出力されていく。また、音色メモリ６
からのダウンのときｈｉｇｈレベルとなるＵ／Ｄ　（エ
ンベローフアップ／タウン）信号はアントゲート３９に
開成信号として与えられ、このアンドゲート３９を介し
て上記エンベロープクロツタ信号ＥＣＫが上記フルアダ
ー３８の全入力ビットに与えられ、上記エンベロープデ
ータＥＮＶにＩ”１１・・・ｌ」の加算すなわち−１の
デクリメントがなされていく。

上記アントゲート群２９にはクリア信号ＣＬがインへ−
夕３７を介して与えられ、各ゲームが閉成されてシフト
レジスタ３２内のデータはすべてｒｏｏ・・・Ｏ」にク
リアされる。

「第一実施例の動作」 次に本実施例の動作について述へる。

く重み付けのない波形合成〉 いま音色選択スイッチ５を操作して音色メモリ６より重
み付はデータＷＦＩ〜３すへて１倍のデータを乗算回路
８の各シフター１９〜２１にシーえたものとすると、各
シフター１９〜２１はすべてトランスファゲート群２２
側が開成され、東み付けは全くなされない状態となる。

ここでエンベロープ発生部７からのエンベロープデータ
ＥＮＶＩ〜４がすべて同一のマイナスの値であり、矩形
波信号ＦＴ１〜４がすへてｌｏｗレベルにあると、エン
ベロープデータＥＮＶＩ〜４は排他的オアゲート群１１
〜１４でそのまま出力されて加算され、エンベロープデ
ータＥＮＶが乗算された矩形波値ＱＦＴ　（以下「乗算
矩形波信号ＦＴＪという）の４倍のマイナスの振幅値の
合成波信号が出力される。

次いで、矩形波信号ＦＴ１〜４のいずれか１つがｈｉｇ
ｈレベルになると、乗算矩形波信号ＦＴ１〜４のいずれ
か１つが排他的オアゲート群１１〜１４のいずれかでプ
ラス値に反転され、他の乗算矩形波信号ＦＴ１つ分を打
ち消して、結局残り２つ分の乗算矩形波信号ＦＴによっ
て乗算矩形波信号ＦＴの２倍のマイナスの振幅値の合成
波信号が出力される。

以後同様にして、矩形波信号ＦＴ１〜４のうち２つがｈ
ｉｇｈレベルになると、合成波信号の振幅値は「０」と
なり、矩形波信号ＦＴ１〜４のうち３つがｈｉｇｈレベ
ルになると、合成波信号の振＠値は乗算矩形波信号ＦＴ
の２倍のプラスの値となり、矩形波信号ＦＴ１〜４すべ
てｈｉｇｈレベルになると、合成波信号の振幅値は乗算
矩形波信号ＦＴの４倍のプラスのｆ直となる。

こうして、矩形波信号ＦＴ１〜４を合成することにより
第１図（１）に示すような楽音波形を生成することがで
きる。

この場合、第３図の排他的オアゲート群１１〜１４の各
出力端にトランスファゲート群等を設けて、任意の矩形
波信号ＦＴ１〜４を選択して波形合成すれば、種々の合
成波信号を生成させることができ、また上記トランスフ
ァゲート群の出力端に遅延回路を設け、任意の矩形波信
号ＦＴ１〜４の出力を遅延させれば、さらに複雑な合成
波を得ることができる。

く重み付けによる波形合成〉 次に、重み付はデータＷＦＩ〜３すへてをｌ／２倍に設
定すると、乗算矩形波信号ＦＴ４は３つのシフター１９
〜２１を経るので１／８倍となり、乗算矩形波信号ＦＴ
３は２つのシフター２０．２１を経るので１／４倍とな
り、以下同様に乗算矩形波ＦＴ２はｌ／２倍、乗算矩形
波信号ＦＴはそのままとなる。このため、矩形波信号Ｆ
Ｔ１〜４がすべてｌｏｗレベルにあると、合成波信号の
振幅値は乗算矩形波信号ＦＴの（１＋　１／２＋１／４
＋１／８）倍のマイナスのイ１となり、矩形波信号ＦＴ
４のみがｈｉｇｈレベルになると、合成波信号の振幅値
は乗算矩形波信号ＦＴの（ｌ＋　１／２＋　１／４−１
／８）倍のマイナスの偵となって乗算矩形波釘ｊ；ＦＴ
のｌ／４倍分だけプラスの値に近づく、以後、矩形波信
号ＦＴ１〜４が分周回路４のインクリメントに応じてｒ
ｏｏｌｏＪ　　ｒｏｏｌｌＪ　　ｒｏｌＯｃｌ＊　と変
動していくに従い、合成波信号の振幅値は乗算矩形波信
号ＦＴのｌ／４倍ずつプラスされ、第１図（２）に示す
ような階段状ののこぎり波の楽音波形が合成される。

次いで、重み付はデータＷＦ２．３をｌ／２倍、−ｔみ
付はデータＷＦＩを１倍とすると、乗算波形波信号ＦＴ
４はｌ／４倍１乗算矩形波信号ＦＴ３はｌ／２（き、乗
算矩形波信号ＦＴＩ、２はそのままとなる。この結果、
上記第１図（２）の合成波に比べ矩形波信号ＦＴＩの全
体に占める割合が低くなり、その分階段状の波形が途中
で一時低くなる第１図（３）に示すような２段の階段状
の楽音波形が合成され、高調波成分をより多く含んだ波
形となる。

また、重み付はデータＷＦＩ、３をｌ／２倍、虫み付は
データＷＦ２を１倍とすると、乗算矩形波信号ＦＴ４は
ｌ／４倍、乗算矩形波信号ＦＴ３．２はｌ／２倍、乗算
矩形波信号ＦＴＩはそのままとなる。この結果、上記第
１図（３）の合成波に比べ矩形波信号ＦＴ２の全体に占
める割合も低くなり、その分２段の階段状の波形が第１
図（４）に示すような４段の階段状の楽音波形が合成さ
れ、高調波成分をきらに多く含んだ波形となる。

こうして、矩形波信号ＦＴ１〜４の夫々に重み付けをし
てこれらを合成することにより種々の合成波を得ること
ができる。この場合でも、上述したように、任意の矩形
波信号ＦＴ１〜４を選択したり、遅延させたりして、さ
らに複雑な合成波を得ることができる。

くエンベロープ波形の設定〉 上述した矩形波合成にあたっては、各矩形波のエンベロ
ープデータＥＮＶＩ〜４は一定のものとして説明したが
、実際には第７図に示すように４つとも異った波形とな
っており、楽音の鳴り始めで、まずエンベロープデータ
ＥＮＶ４が速やかにゲち上るので、ｋＩ初矩形波信号Ｆ
Ｔ４の高周波音が強調され、続いてエンベロープデータ
ＥＮＶＩが立ち上ってくるので、矩形波信号ＦＴＩの低
周波音が強調され、その後エンベロープデータＥＮ■３
．２と立ちトってくるので、中域音が強調されることに
なる。

こうして、楽音の放音に従って音色の微妙に変化する音
を得ることができる。この場合４つのエノ・ヘロープ波
形すべて同じものとしてもかまわな〔第二実施例］ 第８図は第二実施例を示すもので、木天施例ではシフタ
ー１９〜２１をハーフアダー１５、ツルアター１６．１
７の出力端側ではなく、排他的オアゲートｕｌｌ−１３
の出力端側に設けている。

このため、乗算矩形波信号ＦＴ３．４が飼殺ものシフタ
ーを通過することがなくなり、この乗算矩形波信号ＦＴ
３．４はシフター２０．１９に与えられる重み付はデー
タＷＦ２．３の値そのままの重み付けで出力されていく
ことになる。

上記実施例では、シフターを３つ設けて乗算矩形波信号
ＦＴ２〜４に重み付けをするようにしたが、排他的オア
ゲート群１４の出力端又はフル７ダー１８の出力端にシ
フターを設けて乗算ＦＴＩに重み付けをしてもよく、シ
フター１９〜２１のトランスファゲート群２２．２３を
さらに増やしてｌ／４倍、ｌ／８倍、２倍、４倍の重み
付はデータＷＦを与えるようにしてもよく、シフターを
排他的オアゲー）ｎｌｌ−１４の入力端に設けて、エン
ベロープデータＥＮＶの方を重み付けしておいてもよく
、この場合でも結果的には矩形波信号ＦＴに重み付けを
することになる。また、合成する矩形波は５種類以上で
も２種類、３種類でもよく、矩形波の周波数は各々ｌ：
２の割合のもの以外のものでもよい、さらに、エンベロ
ープ制御は合成前の各矩形波の階段で行うようにしたが
、各矩形波の重み付は後や合成後に行うようにしてもよ
い、この場合、各矩形波を加算した合成波にエンベロー
プ波形を乗算することになる。このほか、エンベロープ
制御は行われない楽音を放音するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上述へたように１本発明は複数の周波数の異なる矩形
波信号を合成することにより１種々の楽音性′−）を生
成するようにしたから、任意の矩形波信号を加えれば種
々の楽音波形を得ることができ、しかも正弦波の場合の
ように波形データを記憶しておく波形メモリが不要とな
り、音源装置の回路構成を簡単なものとすることができ
、また各矩形波信号はｒｌＪか「０」のイメしかとらな
い１ビツトデータであるからエンベロープデータと乗算
する回路も非常に簡単なもので済み、正弦波の場合のよ
うに波形データがａビット、エンベロープデータがｂビ
ットであればａ＋ｂビットの乗算回路必要となるが１本
発明ではこのようなことがなく、この面からも回路構成
を簡単なものとすることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は矩形波信号とこれを合成した合成波信号の各波
形を示す図、第２図は音源装置の全体回路図、第３図は
乗算回路８及び累算器９の具体的な回路図、第４図〜第
６図は夫々シフター１９〜２１、周波数信号発生部３及
び分周回路４、エンベロープ発生部７の具体的な回路図
、第７図は矩形波信号夫々に乗算されるエンベロープの
波形を示す図、第８図は別の実施例の乗算回路８及び累
算器９の具体的な回路図である。 ３・・・・・・周波数信号発生部、４・・・・・・分周
回路、７・・・・・・エンベロープ発生部、８・・・・
・・乗算回路、９・・・・・・累算器、１１−１４・・
・・・・排他的オアゲート群、１５・・・・・・ハーフ
ァ）ｊｆ−，１６〜１８・・・・・・ツルアター、１９
〜２１・・・・・・シフター。 特許出願人　カシオ計′Ｑ機株式会社 Ｔ４ 笈獲帝Ｘ澄べ歳 第１図 °゛緒ｉ　＞）’Ｊ　−〜引七ｙ 第２図 〉７ター１９へ２１ 第４図 ｆ１８昼？へ ｌ唖曹１１登皮領り乃Ｕヶ冊回財４ 第５図 殉 工）へローフ゛雀９を事１５７ 第６図 第７　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の周波数の異なる矩形波信号を作成する矩形
   波作成手段と、 この矩形波作成手段からの複数の矩形波信号を合成して
   １つの合成波信号を作成する波形合成手段と、 この波形合成手段からの合成波信号に従った音響を放音
   出力する放音手段と を具備してなることを特徴とする電子楽器の音源装置。
2. （２）複数の周波数の異なる矩形波信号を作成する矩形
   波作成手段と、 この矩形波作成手段からの複数の矩形波信号を合成して
   １つの合成波信号を作成する波形合成手段と、 この波形合成手段からの合成波信号に従った音響を放音
   出力する放音手段と、 上記波形の作成から合成のいずれかの段階で、その段階
   における信号のエンベロープを制御するエンベロープ制
   御手段と を具備してなることを特徴とする電子楽器の音源装置。