JPS6239433Y2 - - Google Patents

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JPS6239433Y2
JPS6239433Y2 JP1986176268U JP17626886U JPS6239433Y2 JP S6239433 Y2 JPS6239433 Y2 JP S6239433Y2 JP 1986176268 U JP1986176268 U JP 1986176268U JP 17626886 U JP17626886 U JP 17626886U JP S6239433 Y2 JPS6239433 Y2 JP S6239433Y2
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【考案の詳細な説明】 本考案は周波数変調方式を利用し2つの式で表
わした搬送波の周波数変調波形を切換えて多様の
楽音波形を合成するようにした電子楽器に関する
ものである。
従来、搬送波を周波数変調により合成する方式
は特開昭50−126406号、ジエー・エム・チヨウニ
ングの「楽音の合成法」等によつて開示されてい
る。この方式は通信関係でよく知られている搬送
波の周波数変調波を示す基本式e=Asin(ωct+
I(t)sinωnt)を利用する。ここでeは周波
数変調された波形の瞬時振幅、Aは搬送波の振
幅、ωcは搬送波の角速度、ωnは変調数の角速
度、I(t)は変調指数であり、この基本式によ
り発生する基本波、高調波成分を可聴範囲にする
ことによつて波形を合成している。この周波数変
調方式を利用した波形合成はサイン合成による加
算方式等に比べて少ないパラメータにより簡単に
倍音構成ができ、またこれらを簡単に変えること
ができる。そして基本周波数となる搬送波と変調
周波数の比を非整数にすることによつて、非倍音
波形も容易に合成することができる。
しかしながら、波形における倍音構成はベツセ
ル関数に依存しており、高次成分が急峻に減少す
る等の特徴があり、複雑な高調波関係を任意に得
るようにすることは困難である。通常リード系は
よいがストリング系その他の自然楽器音の合成は
満足できるものが得られないという欠点がある。
そこで、周波数変調方式の特徴であるベツセル
関数への依存性すなわちその特性をそのまま用
い、しかも構成を複雑にしないため変調波は2種
だけを用い、単調とならないような多様な楽音波
形を得ることを考えたものである。
本考案の目的は搬送波を周波数変調により楽音
波形を合成する方式を用い、かつ簡単な構成によ
り多様の自然楽器音を合成する電子楽器を提供す
ることである。
前記目的を達成するため、本考案の電子楽器は
演算を司る制御手段103と、合成波形のサンプ
ル点の番号である数を示す信号を発生する手段1
04と、前記発生手段からの信号により搬送波の
角速度ωcと第1、第2の周波数変調波のそれぞ
れの角速度ωn1,ωn2を得る手段108,13
8,110,139,111,140と、前記第
1、第2の周波数変調波の変調指数I1(t),I2
(t)を発生する手段142,135,143,
131と、前記各手段からの信号を基に2つの式
e(t)=A(t)sin〔ωct+I1(t)sinωn1
t,I2(t)sinωn2t〕…(式a)およびe
(t)=A(t)sin〔ωct+I1(t)sin{ωn1
+I2(t)sinωn2t}〕…(式b)に対して波形
演算する手段120,126,125,130,
144,115等)と、波形データを記憶する第
1の波形メモリ手段129と、前記第1の波形メ
モリ手段に前記演算された波形データをセツトし
たり、前記第1の波形メモリ手段の内容と前記波
形演算手段よりの演算された波形データを加算し
て再び前記第1の波形メモリ手段にセツト可能な
手段124と、該第1の波形メモリ手段より転送
された波形データを音階に対応した周波数で読み
出すようにした第2の波形メモリ手段112,1
36とを有し、前記制御手段でもつて前記第1の
波形メモリ手段に前記演算手段で前記演算式(式
a)で得た波形データと他の前記演算式(式b)
で得た波形データの合成波形データをセツトした
り、前記第1の波形メモリ手段に前記演算式が同
一でも前記角速度ωc,ωn1,ωn2あるいは前記
変調指数I1(t),I2(t)が異なる波形データを
合成しセツトしたりすることが可能な音源回路を
具えたことを特徴とするものである。
以下、本考案を実施例につき詳述する。
図は本考案の実施例の構成を示す説明図であ
る。本実施例は説明を簡略にするため、既出願の
特開昭52−27621号「複音シンセサイザー」に本
考案の音源回路を適用したもので、本考案に直接
関連のない部分は略述する。
同図において、複音シンセザイザ100は演奏
者により鍵盤スイツチ101が押下されると、キ
ーアサイナ102が鍵盤情報を検出し、その鍵盤
情報を制御回路103に送り、制御回路103は
本考案の要部の音源回路150により主データセ
ツトを計算し、これを主レジスタに保持する(計
算モード)。この主データセツトをクロツク選択
器107で制御し音調選択器114により2チヤ
ンネルを選択し、負荷選択器113,137を介
し音調シフトレジスタ112,136にそれぞれ
転送する(転送モード)。次に、音調クロツク1
06,141で制御される各音調シフトレジスタ
112,136の出力を各デジタル−アナログ変
換器121,132で可聴音のアナログ電圧に変
換し、増幅器122,133でエンベロープ回路
123,134よりのエンベロープを付加し、加
算器128で加算し、音響システム127を経て
楽音を発生させる。
本考案の音源回路150は前述の周波数変調方
式に基づく次の2つ式の波形計算を行なう波形形
成回路を用いて合成または選択切換えする回路よ
り構成される。
e(t)=A(t)sin〔ωct+I1(t) sinωn1t+I2(t)sinωn2t〕 (1) e(t)=A(t)sin〔ωct+I1(t) sin{ωn1t+I2(t)sinωn2t}〕 (2) 式(1),(2)は不連続時系列として次式(3),(4)のよ
うに書きかえることができる。
N=sin〔πK1N/32+M1sin(πK2N/32) +M2sin(πK3N/32)〕 (3) (N=1,2,……,64) EN=sin〔πK1N/32+M1sin{πK2N/32 +M2sin(πK3N/32)}〕 (4) (N=1,2,……,64) ここで、K1,K2,K3は搬送波と2つの変調波
数の比を決める係数である。これらの比によつて
プラス系、木管系音色等に分けることができ、ま
た非整数比にすることにより非倍音系の楽器音を
合成することができる。M1,M2は変調指数であ
る。
式(3),(4)の不連続時系列はK1,K2,K3がある
ときの1周期当り64のサンプル点を有する波形用
として形成される。
図のシンセサイザ100はデータ選択器を付加
することによつて式(3),(4)両式に適応するように
主データセツトを主レジタ129に負荷すること
ができる。いま、式(3)によつて64サンプル点の値
を計算し、それらの値を計算モード期間中に主レ
ジスタ129に負荷する方法について説明する。
データ選択器117は加算器109の出力を加
算器116へ、データ選択器118は乗算器11
0の出力をメモリアドレスデコーダ125へ、デ
ータ選択器119は乗算器135の出力を加算器
109へ送るように選択動作する。語カウンタ1
04からのNは乗算器108,110,111に
入力され、それぞれK1,K2,K3が乗算され、各
乗算器からはK1N,K2N,K3Nがそれぞれ出力さ
れる。
ここで、正弦波テーブル130と126は最終
的には正弦波テーブル115のアドレスとなるの
で、内容としては32/πsin(πN/32)の値が記憶 されている。
乗算器111からの出力K3Nはメモリアドレス
デコーダ120を経て正弦波テーブル126より
32/πsin(πK3N/32)の値を読み出し乗算器13 1で、変調指数発生器142からのM2を乗じ、
32/πM2sin(πK3N/32)を出力し、この値は加算 器109に送られる。一方、乗算器110からの
出力K2Nはデータ選択器118を経てメモリアド
レスデコーダ125に送られ、正弦波テーブル1
30より32/πsin(πK2N/32)の値を読み出し、 乗算器135で変調指数発生器142からのM1
が乗じられて32/πM1sin(πK2N/32)を出力し、 そのデータはデータ選択器119を経て加算器1
09に送られる。加算器109はデータ選択器1
19と乗算器131からの出力を加算して32/π M1sin(πK2N/32)+32/πM2sin(πK3N/32)を 出力し、データ選択器117を通して加算器11
6に送る。加算器116は乗算器108とデータ
選択器117からの出力を加算してK1N+32/π M1sin(πK2N/32)+32/πM2sin(πK3N/32)を 出力し、これはメモリアドレスデコーダ144を
経て正弦波テーブル115からsin〔πK1N/32
+M1sin(πK2N/32)+M2sin(πK3N/32)〕を
読み出し、そのデータは加算器124を経て主レ
ジスタ129に蓄積される。
次に式(4)に従つて主データセツトを主レジスタ
129に負荷する方法を述べる。データ選択器1
17は乗算器135の出力を加算器116へ、デ
ータ選択器118は加算器109の出力をメモリ
アドレスデコーダ125へ、データ選択器119
は乗算器110の出力を加算器109に送るよう
に選択動作する。乗算器108,110,111
からは式(3)の実行で述べたようにK1N,K2N,
K3Nが出力される。乗算器111からの出力K3N
はメモリアドレスデコーダ120を経て正弦波テ
ーブル126より32/πsin(πK3N/32)の値を読 み出し乗算器131で、変調指数発生器143か
らのM2を乗じ32/πM2sin(πK3N/32)を出力し、 この値は加算器109に送られる。加算器109
はデータ選択器119を通つてくる乗算器110
の出力と乗算器131の出力を加算して、K2N+
32/πM2sin(πK3N/32)を出力し、データ選択器 118はその値をメモリアドレスデコーダ125
を経て正弦波テーブル130に送り、正弦波テー
ブル130より32/πsin{πK2N/32+M2sin(π K3N/32)}が読み出され、そのデータは乗算器
135で変調指数発生器142からのM1が乗じ
られ、データ選択器117を経て加算器116に
送られる。加算器116は乗算器108とデータ
選択器117からの出力を加算してK1N+32/πsin {πK2N/32+M2sin(πK3N/32)}を出力し、
これはメモリアドレスデコーダ144を経て正弦
波テーブル115からsin〔πK1N/32+sin{π
K2N/32+M2sin(πK3N/32)}〕を読み出し、
そのデータは加算器124を経て主レジスタ12
9に蓄えられる。このように式(3)を実行して主デ
ータセツトを計算するか、あるいは式(4)を実行し
て主データセツトを計算するかは所望の楽音の倍
音構成によつて任意に決定すればよいし、2倍の
計算モードがあれば、主レジスタ129にあらか
じめ負荷しておいたデータを同じ式または違う式
を使つて計算したデータを加算器124で加算し
て主レジスタ129に再び負荷すればよい。また
K1,K2,K3,M1,M2を時間的に変化させること
によつて時間的に変化する楽音を容易に発生でき
ることは明らかである。
以上のように、データ選択器117,118,
119を前記の2式の波形形成回路に切替えるか
または切替えて合成することにより、単に2つの
周波数変調波を用いるだけで非常に多様な高調波
成分を付加し楽音に変化を与えることが可能とな
る。とくに式(2)または(4)で示す2つの周波数変調
波の一方を他方で周波数変調したものを変調波と
して用いることにより、単に加算したものにより
変化に富んだ楽音が得られる。
【図面の簡単な説明】
図は本考案の実施例の構成を示す説明図であ
り、図中、100は複音シンセサイザ、101は
鍵盤スイツチ、102はキーアサイナ、103は
制御回路、104は語カウンタ、105は主クロ
ツク、106,141は音調クロツク、107は
クロツク選択器、108,110,111,13
1,135は乗算器、109,116,124,
128は加算器、112,136は音調シフトレ
ジスタ、113,137は負荷選択器、114は
音調選択器、115,126,130は正弦波テ
ーブル、117,118,119はデータ選択
器、120,125,144はメモリアドレスデ
コーダ、121,132はデジタル−アナログ変
換器、122,133は増幅器、123はエンベ
ロープ回路、127は音響システム、129は主
レジスタ、138,139,140はそれぞれ
K1,K2,K3発生器、142,143は変調指数
発生器、150は音源回路を示す。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 演算を司る制御手段103と、 合成波形のサンプル点の番号である数を示す信
    号を発生する手段104と、 前記発生手段からの信号により搬送波の角速度
    ωcと第1、第2の周波数変調波のそれぞれの角
    速度ωn1,ωn2を得る手段108,138,11
    0,139,111,140と、 前記第1、第2の周波数変調波の変調指数I1
    (t),I2(t)を発生する手段142,135,
    143,131と、 前記各手段からの信号を基に2つの式e(t)
    =A(t)sin〔ωct+I1(t)sinωn1t+I2
    (t)sinωn2t〕…(式a)およびe(t)=A
    (t)sin〔ωct+I1(t)sin{ωn1t+I2(t)
    sinωn2t}〕…(式b)に対して波形演算する手
    段120,126,125,130,144,1
    15等)と、 波形データを記憶する第1の波形メモリ手段1
    29と、 前記第1の波形メモリ手段に前記演算された波
    形データをセツトしたり、前記第1の波形メモリ
    手段の内容と前記波形演算手段よりの演算された
    波形データを加算して再び前記第1の波形メモリ
    手段にセツト可能な手段124と、 該第1の波形メモリ手段より転送された波形デ
    ータを音階に対比した周波数で読み出すようにし
    た第2の波形メモリ手段112,136とを有
    し、 前記制御手段でもつて前記第1の波形メモリ手
    段に前記演算手段で前記演算式(式a)で得た波
    形デーダと他の前記演算式(式b)で得た波形デ
    ータの合成波形データをセツトしたり、前記第1
    の波形メモリ手段に前記演算式が同一でも前記角
    速度ωc,ωn1,ωn2あるいは前記変調指数I1
    (t),I2(t)が異なる波形デーダを合成しセツ
    トしたりすることが可能な音源回路を具えたこと
    を特徴とする電子楽器。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50126406A (ja) * 1974-03-26 1975-10-04
JPS5227621A (en) * 1975-08-11 1977-03-02 Risaachi Lab Ltd Deutsche Double tone synthesizer
JPS5319020A (en) * 1976-08-03 1978-02-21 Deutsch Res Lab Transient sound generator
JPS5383608A (en) * 1976-12-29 1978-07-24 Nippon Gakki Seizo Kk Wave generator for electronic musical instruments

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