JPS6255793B2 - - Google Patents

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JPS6255793B2
JPS6255793B2 JP57221267A JP22126782A JPS6255793B2 JP S6255793 B2 JPS6255793 B2 JP S6255793B2 JP 57221267 A JP57221267 A JP 57221267A JP 22126782 A JP22126782 A JP 22126782A JP S6255793 B2 JPS6255793 B2 JP S6255793B2
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JP
Japan
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waveform
signal
phase
address signal
circuit
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JP57221267A
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Japanese (ja)
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JPS59111694A (en
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Masanori Ishibashi
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデジタル回路によつて波形を発生する
ようにし、特に高調波成分が変調信号によつて変
化する電子楽器の楽音発生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a musical tone generation device for an electronic musical instrument in which a waveform is generated by a digital circuit, and in particular, harmonic components vary depending on a modulation signal.

デジタル技術の進歩に伴い、デジタル回路で波
形データを発生し、そのデジタル波形データをデ
ジタル−アナログ変換器でアナログ信号に変換し
てアナログ信号波形を発生することが可能となつ
た。このようなデジタル回路による波形発生は電
子楽器にも用いられ、種々の音色の波形が発生可
能な電子楽器が製品化されている。
With the advancement of digital technology, it has become possible to generate waveform data using a digital circuit, convert the digital waveform data into an analog signal using a digital-to-analog converter, and generate an analog signal waveform. Waveform generation using such digital circuits is also used in electronic musical instruments, and electronic musical instruments capable of generating waveforms of various tones have been commercialized.

従来、前述のようなデジタル回路による電子楽
器の楽音発生方式として、(イ)正弦波合成方式、(ロ)
可変フイルタ方式、(ハ)波形メモリ読出し方式と、
(ニ)周波数変調方式等がある。
Traditionally, the musical sound generation methods for electronic musical instruments using digital circuits as described above include (a) sine wave synthesis method, and (b)
Variable filter method, (c) waveform memory read method,
(d) There are frequency modulation methods, etc.

前述(イ)の正弦波合成方式は基本波並びに高調波
の正弦波信号をデジタル回路で発生し、そのデジ
タル波形信号を合成して所望の音色の楽音を発生
する方式である。この方式は所望の倍音構成の楽
音を得る場合には必要とする倍音の種類数の計算
チヤンネルを必要とする。さらに時間的にスペク
トラムを変化させる場合には各倍音ごとに振幅レ
ベルを可変するための倍音の種類数の高調波制御
信号を必要とする。この方式は前述の計算チヤン
ネル並びに高調波制御信号が倍音の種類数の回路
を必要とするので発生回路が大きくなり、さらに
高調波制御信号の発生制御が複雑となる問題を有
している。
The above-mentioned sine wave synthesis method (a) is a method in which a fundamental wave and harmonic sine wave signals are generated by a digital circuit, and the digital waveform signals are synthesized to generate a musical tone with a desired timbre. This method requires channels for calculating the number of types of overtones required in order to obtain a musical tone with a desired overtone composition. Furthermore, when changing the spectrum over time, harmonic control signals for the number of types of overtones are required to vary the amplitude level for each overtone. This method has the problem that the above-mentioned calculation channel and the harmonic control signal require circuits for the number of types of overtones, so the generation circuit becomes large and the generation control of the harmonic control signal becomes complicated.

(ロ)の可変フイルタ方式はデジタルフイルタを用
いるものでフイルタの周波数特性を高調波制御信
号によつて変化させる方式である。この方式はデ
ジタルフイルタの回路が大きくなる問題を有す
る。さらに固定サンプリングレートで波形を発生
した場合すなわち固定サンプリングレートでデジ
タルフイルタの入力となる原音を発生した場合に
は高調波を多く有する波形を得ることが難しく、
しいてはデジタルフイルタの高調波領域での効果
が半減するという問題を有する。またさらにこの
方式は折返し歪を発生する問題を有している。
The variable filter method (b) uses a digital filter, and is a method in which the frequency characteristics of the filter are changed by a harmonic control signal. This method has the problem that the digital filter circuit becomes large. Furthermore, when a waveform is generated at a fixed sampling rate, that is, when the original sound that is input to a digital filter is generated at a fixed sampling rate, it is difficult to obtain a waveform with many harmonics.
Consequently, there is a problem that the effect of the digital filter in the harmonic region is halved. Furthermore, this method has the problem of generating aliasing distortion.

(ハ)の波形メモリ読出し方式はあらかじめメモリ
等に記憶されている波形データを順次位相角に対
応して読出して波形を発生する方式である。前述
の波形メモリに記憶されている波形データは楽音
として発生する楽音波形のデータであるため、そ
の波形のスペクトラムは固定となつていた。その
ためスペクトラムを変化させるにはスペクトラム
の変化に対応した波形データをメモリに記憶して
おかなければならず、さらにそれらを順次スペク
トラムの変化に対応して読み出すための制御回路
を必要とする。それゆえこの方式はメモリの容量
が増大し制御回路も複雑となる問題を有してい
た。なお、この(ハ)の波形メモリ読出し方式のひと
つの展開を開示したものとして、特開昭54−
61511号公報、特開昭54−61512号公報、特開昭55
−164898号公報などがある。これらの開示技術
は、楽音の周波数を決定する周波数情報を、波形
一周期の途中で切換えるようにしたもので、波形
メモリに記憶された波形(例えば正弦波)を、歪
んだ形状の波形として読出すようになる。
The waveform memory reading method (c) is a method of generating waveforms by sequentially reading out waveform data stored in a memory or the like in advance in accordance with the phase angle. Since the waveform data stored in the aforementioned waveform memory is data of a musical waveform generated as a musical tone, the spectrum of the waveform is fixed. Therefore, in order to change the spectrum, waveform data corresponding to the change in the spectrum must be stored in a memory, and furthermore, a control circuit is required to sequentially read out the data in response to the change in the spectrum. Therefore, this method has the problem of increasing memory capacity and complicating the control circuit. Note that Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1983-1989 discloses one development of the waveform memory reading method (c).
Publication No. 61511, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-61512, Japanese Patent Application Publication No. 1983
-There are publications such as No. 164898. These disclosed technologies switch the frequency information that determines the frequency of a musical tone in the middle of one waveform cycle, and read the waveform (for example, a sine wave) stored in the waveform memory as a distorted waveform. It starts to come out.

しかし、この先行技術において、波形の歪ませ
方を変更しようとすれば、周波数情報を適宜変更
せねばならず、しかも発生楽音の周波数を変化さ
せることなく、波形の歪ませ方を変えるには、複
雑な計算を必要とするなど、改善すべき問題があ
つた。
However, in this prior art, if you want to change the way the waveform is distorted, you have to change the frequency information appropriately.Moreover, in order to change the way the waveform is distorted without changing the frequency of the generated musical tone, There were problems that needed to be improved, such as the need for complex calculations.

(ニ)の方式は周波数変調を応用したものであり、
搬送波と変調波すなわち2個の正弦波を用いて周
波数比、変調深さを変えることにより倍音を変化
させる方式である。この方式は倍音をある程度制
御することは可能であるが、各倍音がベツセル関
数的に変化するため、スペクトラムの包絡がなめ
らかに変化する楽音を得ることが困難であつた。
The method (d) applies frequency modulation,
This method uses a carrier wave and a modulating wave, that is, two sine waves, to change the overtones by changing the frequency ratio and modulation depth. Although this method allows overtones to be controlled to some extent, each harmonic changes like a Betzel function, making it difficult to obtain musical tones in which the spectrum envelope changes smoothly.

本発明は、上述した背景にもとづきなされたも
ので、簡単な制御によつて、正弦波あるいは余弦
波を歪ませて鋸歯状波のような波形を得るもの
で、当該波形の位相の変調度合を、変調信号によ
つて設定できるようにした電子楽器の楽音発生装
置を提供することを目的とする。
The present invention was made based on the above-mentioned background, and uses simple control to distort a sine wave or a cosine wave to obtain a waveform like a sawtooth wave, and to adjust the degree of modulation of the phase of the waveform. An object of the present invention is to provide a musical tone generator for an electronic musical instrument that can be set using a modulation signal.

即ち、本発明は波形一周期にわたり均一レート
で変化するアドレス信号を、比較手段及び除算手
段の演算論理によつて、該アドレス信号が、正弦
波もしくは余弦波の一周期の最初の位相から変調
信号にて指定される位相までを指定する間に、当
該波形の1/2周期の位相を指定し、且つ前記アド
レス信号が、前記変調信号にて指定される位相か
ら当該波形の一周期の最終の位相までを指定する
間に、当該波形の残余の1/2周期の位相を指定す
るようにした修正アドレス信号を発生し、この修
正アドレス信号にて記憶手段に記憶されている正
弦波もしくは余弦波をアクセスすることによつて
前述のような歪んだ波形を得るようにしたことを
特徴とする。
That is, the present invention converts an address signal that changes at a uniform rate over one period of a waveform into a modulated signal from the first phase of one period of a sine wave or a cosine wave using the arithmetic logic of the comparison means and the division means. Specify the phase of 1/2 cycle of the waveform while specifying the phase specified by While specifying the phase, a modified address signal is generated that specifies the phase of the remaining 1/2 period of the waveform, and this modified address signal is used to generate the sine wave or cosine wave stored in the storage means. The distorted waveform described above is obtained by accessing the .

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明の実施例の回路構成図である。
第1図においては本発明を電子楽器に応用した実
施例である。鍵盤1の第1の出力は周波数情報発
生回路2に、第2の出力は高調波制御信号発生回
路4とエンベロープ制御信号発生回路5に入力す
る。周波数情報発生回路2の出力は位相角計算回
路3の第1の入力端子に加わる。位相角計算回路
3の出力はその第2の入力端子と波形合成回路8
の入力端子Aに接続される。高調波制御信号発生
回路4の出力は加算回路6の第1の入力端子に接
続される。加算回路6の第2の入力端子には図示
しない他の回路からの制御信号が入力する。加算
回路6の出力は波形合成回路8の入力端子Bに入
力する。エンベロープ乗算回路7の第1の入力に
は波形合成回路8の出力端子Cが、第2の入力に
はエンベロープ制御信号発生回路6の出力がそれ
ぞれ接続される。エンベロープ乗算回路7の出力
は図示しないデジタルアナログ変換回路DACに
接続される。鍵盤1は押下された鍵の位置情報や
押下された鍵のタイミング信号を発生する回路で
あり、鍵の位置情報は周波数情報発生回路2に、
鍵のタイミング信号は高調波制御信号発生回路
4、エンベロープ制御信号発生回路5にそれぞれ
入力する。周波数情報発生回路2は前述の押下さ
れた鍵の位置情報から、その鍵に対応した周波数
情報すなわち位相角情報を発生する回路であり、
たとえば特定のクロツクによつて順次位相角情報
を出力する。位相角計算回路3は第1の入力端子
と第2の入力端子とに印加される情報を加算し出
力する。位相角計算回路3の出力は位相角計算回
路3の第2の入力端子に加わるので周波数情報発
生回路2より発生した位相角情報は特定のクロツ
クによつて順次位相角計算回路3の内容に加算さ
れる。すなわち、位相角計算回路3によつて周波
数情報発生回路2より発生した位相角情報は累算
される。その累算は1周期単位で行なわれ、1周
期以上の位相角となつた場合には1周期の位相が
減算される。第1図の実施例においては、たとえ
ば212を1周期の位相角(即ち2πに相当する)
とし、それ以上の値となつた時には、キヤリーが
出力されるがそのキヤリーを使用していないの
で、結果的には1周期分の位相角を減算したもの
となつている。位相角計算回路3の出力は波形合
成回路8の入力端子Aに入力する。高調波制御信
号発生回路4には前記タイミング信号が入力し、
高調波制御信号発生回路4によつて例えば時間と
共に高調波成分を変化させるための音色制御信号
に変換される。その出力すなわち音色制御信号は
加算回路6において外部からの例えば、外部の操
作子によつて音色を変化させるための制御信号と
加算される。加算回路6は外部から制御信号を入
力しない場合には省略も可能である。加算回路6
の出力は波形合成回路8の入力端子Bに加わる。
波形合成回路8は入力端子Aより入力する均一レ
ートで変化する位相角即ちアドレス信号を1周期
間にわたつてレートが変化する修正アドレス信号
を得、波形をアクセスするための回路であり、入
力端子Bより入力する制御信号によつてそのレー
トは変化する。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an electronic musical instrument. A first output of the keyboard 1 is input to a frequency information generation circuit 2, and a second output is input to a harmonic control signal generation circuit 4 and an envelope control signal generation circuit 5. The output of the frequency information generation circuit 2 is applied to a first input terminal of the phase angle calculation circuit 3. The output of the phase angle calculation circuit 3 is connected to its second input terminal and the waveform synthesis circuit 8.
is connected to input terminal A of. The output of the harmonic control signal generation circuit 4 is connected to a first input terminal of the adder circuit 6. A control signal from another circuit (not shown) is input to the second input terminal of the adder circuit 6. The output of the adder circuit 6 is input to the input terminal B of the waveform synthesis circuit 8. The output terminal C of the waveform synthesis circuit 8 is connected to the first input of the envelope multiplication circuit 7, and the output of the envelope control signal generation circuit 6 is connected to the second input. The output of the envelope multiplication circuit 7 is connected to a digital-to-analog conversion circuit DAC (not shown). The keyboard 1 is a circuit that generates position information of the pressed keys and timing signals of the pressed keys, and the position information of the keys is sent to the frequency information generation circuit 2.
The key timing signal is input to a harmonic control signal generation circuit 4 and an envelope control signal generation circuit 5, respectively. The frequency information generating circuit 2 is a circuit that generates frequency information, that is, phase angle information corresponding to the pressed key from the position information of the pressed key,
For example, phase angle information is sequentially output using a specific clock. The phase angle calculation circuit 3 adds the information applied to the first input terminal and the second input terminal and outputs the sum. Since the output of the phase angle calculation circuit 3 is applied to the second input terminal of the phase angle calculation circuit 3, the phase angle information generated by the frequency information generation circuit 2 is sequentially added to the contents of the phase angle calculation circuit 3 by a specific clock. be done. That is, the phase angle information generated by the frequency information generation circuit 2 is accumulated by the phase angle calculation circuit 3. The accumulation is performed in units of one cycle, and when the phase angle reaches one cycle or more, the phase of one cycle is subtracted. In the embodiment of FIG. 1, for example, 2 12 is the phase angle of one period (that is, corresponds to 2π).
When the value exceeds this value, a carry is output, but since the carry is not used, the result is one period's worth of phase angle subtracted. The output of the phase angle calculation circuit 3 is input to the input terminal A of the waveform synthesis circuit 8. The timing signal is input to the harmonic control signal generation circuit 4,
The harmonic control signal generation circuit 4 converts the signal into a tone control signal for changing the harmonic component over time, for example. The output, that is, the timbre control signal, is added in the adder circuit 6 with a control signal from the outside, for example, for changing the timbre by an external operator. The adder circuit 6 can be omitted if no control signal is input from the outside. Addition circuit 6
The output of is applied to the input terminal B of the waveform synthesis circuit 8.
The waveform synthesis circuit 8 is a circuit for accessing the waveform by obtaining a modified address signal whose rate changes over one cycle from a phase angle, that is, an address signal that changes at a uniform rate input from the input terminal A, and accesses the waveform. The rate changes depending on the control signal input from B.

例えば、波形合成回路8は第2図に示す様に割
算回路9と波形メモリ10より成る。割算回路9
は入力端子Aより入力する位相角を特定の位相角
範囲で入力端子Bより入力する音色制御信号即ち
高調波制御信号によつて割算し、他の特定範囲で
異なる値でさらに割算する様な動作をする。すな
わち、波形合成回路8において位相角の進み方が
1周期にわたつて一定ではなく、変化する様にな
されたものである。その結果は波形合成回路8内
の波形メモリ10をアクセスし、波形データが出
力端子Cより出力される。
For example, the waveform synthesis circuit 8 includes a division circuit 9 and a waveform memory 10 as shown in FIG. Division circuit 9
divides the phase angle input from input terminal A by the timbre control signal, that is, the harmonic control signal, input from input terminal B in a specific phase angle range, and further divides by a different value in another specific range. make certain movements. That is, the way the phase angle advances in the waveform synthesis circuit 8 is not constant over one cycle, but changes. As a result, the waveform memory 10 in the waveform synthesis circuit 8 is accessed, and the waveform data is outputted from the output terminal C.

この時のメモリアクセスは1周期にわたつて一
定ではなく1周期内で変化するので、波形メモリ
10に格納されている波形の位相を歪ませた波形
データが出力端子Cより出力される。
Since the memory access at this time is not constant over one cycle but changes within one cycle, waveform data in which the phase of the waveform stored in the waveform memory 10 is distorted is output from the output terminal C.

鍵盤1のタイミング信号はさらにエンベロープ
制御信号発生回路5に入力する。エンベロープ制
御信号発生回路5は、出力する楽音の振幅を変化
させる制御データを発生する。その出力すなわち
エンベロープ信号はエンベロープ乗算回路7に入
力する。一方、波形合成回路8の出力端子Cより
出力された波形データがエンベロープ乗算回路7
に入力しており、エンベロープ乗算回路7におい
て、その波形データとエンベロープ信号が乗算さ
れ、出力される。
The timing signal of the keyboard 1 is further input to an envelope control signal generation circuit 5. The envelope control signal generation circuit 5 generates control data for changing the amplitude of the musical tone to be output. The output, ie, the envelope signal, is input to an envelope multiplier circuit 7. On the other hand, the waveform data output from the output terminal C of the waveform synthesis circuit 8 is transmitted to the envelope multiplication circuit 7.
The envelope multiplication circuit 7 multiplies the waveform data and the envelope signal and outputs the result.

第3図は第2図の波形合成回路8を詳細に表わ
した第1の回路図である。入力端子Nは第1、第
2図における入力端子Aに、入力端子Mは入力端
子Bにそれぞれ対応する。すなわち入力端子Nに
は第1図の位相角計算回路3の出力例えば12ビツ
トの位相角データN0〜N11が入力し、入力端子M
には第1図の加算回路6からの例えば12ビツトの
変調深さデータM0〜M11が入力する。入力端子N
はコンパレータCOMPと、排他的論理オア群
EOR1を介して割算器DIVに入力する。入力端子
Nの各ビツトN0〜N11はコンパレータCOMPの各
ビツトA0〜A11に対応して入力するが、割算器
DIVには各ビツトN1〜N11が各ビツトA0〜A10
入力する。また割算器DIVのビツトA11は接地さ
れている。
FIG. 3 is a first circuit diagram showing the waveform synthesis circuit 8 of FIG. 2 in detail. Input terminal N corresponds to input terminal A in FIGS. 1 and 2, and input terminal M corresponds to input terminal B, respectively. That is, the output of the phase angle calculation circuit 3 shown in FIG. 1, for example, 12-bit phase angle data N 0 to N 11 is input to the input terminal N, and the input terminal M
For example, 12-bit modulation depth data M 0 to M 11 from the adder circuit 6 in FIG. Input terminal N
is the comparator COMP and the exclusive logical OR group
Input to divider DIV via EOR 1 . Each bit N 0 to N 11 of the input terminal N is input corresponding to each bit A 0 to A 11 of the comparator COMP, but the divider
In DIV, each bit N1 to N11 is input to each bit A0 to A10 . Further, bit A11 of the divider DIV is grounded.

なお、第3図における排他的論理オア群EOR1
〜EOR3は複数の入力排他的論理オア群よりな
り、第4図に示すようにそれぞれの記号aはbに
示すような構成となつている。
In addition, the exclusive logical OR group EOR 1 in Figure 3
~EOR 3 consists of a plurality of input exclusive logical OR groups, and as shown in FIG. 4, each symbol a has a structure as shown in b.

入力端子Mは11ビツトよりなり、コンパレータ
COMPと、排他的論理オア群EOR2を介して割算
器DIVに入力する。
Input terminal M consists of 11 bits and is a comparator.
COMP and is input to the divider DIV via the exclusive OR group EOR 2 .

入力端子Mの各ビツトM0〜M10はコンパレータ
COMPの各ビツトB0〜B10に、割算器DIVの各ビ
ツトB0〜B10に対応してそれぞれ入力する。コン
パレータCOMPのビツトB11は接地され、割算器
DIVのビツトB11に対応する排他的論理オア群
EOR2の入力も接地されている。
Each bit M0 to M10 of input terminal M is a comparator.
Each bit B 0 to B 10 of COMP is inputted corresponding to each bit B 0 to B 10 of the divider DIV. Bit B 11 of the comparator COMP is grounded and the divider
Exclusive logical OR group corresponding to bit B 11 of DIV
The input of EOR 2 is also grounded.

コンパレータCOMPの比較出力OUTは排他的
論理オア群EOR1〜EOR3に入力している。割算
器DIVの出力は排他的論理オア群EOR3を介して
リードオンリメモリROMに入力し、割算器DIV
の各ビツトD0〜D11はリードオンリメモリROMの
各ビツトA0〜A11に対応して入力している。リー
ドオンリメモリROMの出力O0〜O10は出力端子
Cに接続されている。
The comparison output OUT of the comparator COMP is input to exclusive logical OR groups EOR 1 to EOR 3 . The output of the divider DIV is input to the read-only memory ROM via the exclusive OR group EOR 3 , and the output of the divider DIV
The bits D 0 to D 11 are input corresponding to the bits A 0 to A 11 of the read-only memory ROM. Outputs O0 to O10 of the read-only memory ROM are connected to output terminal C.

しかして、入力端子Nより入力したデータと入
力端子Mより入力したデータとはコンパレータ
COMPでそれらの値が比較される。入力端子Nよ
り入力したデータの値が入力端子Mより入力した
データの値より大きいときには、ハイレベルが比
較出力OUTより出力される。すなわち、このと
きには排他的論理オア群EOR1〜EOR3はインバ
ータとして動作する。また、その逆すなわち入力
端子Nより入力したデータの値が入力端子Mより
入力したデータの値より小さいときにはローレベ
ルが比較出力OUTより出力され、排他的論理オ
ア群EOR1〜EOR3はバツフアとして動作する。
入力端子Nより入力するデータ値は位相角値の累
算結果であるので、その値は直線的に小から大に
変化する。そして特定の値すなわち最大の後にそ
の値は再度最小値となり、この動作を繰り返す。
この一動作すなわち小から大へ変化するときに、
コンパレータCOMPの出力がローレベルからハイ
レベルに変化する。この変化によつて割算器DIV
に入力するデータが極性反転する。また割算器
DIVの出力も極性反転する。その出力すなわち排
他的論理オア群EOR3の出力がリードオンリメモ
リROMに入力しており、そのリードオンリメモ
リROMには余弦波形が記憶されているので、リ
ードオンリメモリROMより順次出力される波形
は余弦波を時間的に歪ませたものとなる。
Therefore, the data input from input terminal N and the data input from input terminal M are connected to a comparator.
COMP compares those values. When the value of data input from input terminal N is greater than the value of data input from input terminal M, a high level is output from comparison output OUT. That is, at this time, the exclusive OR groups EOR 1 to EOR 3 operate as inverters. Conversely, when the value of data input from input terminal N is smaller than the value of data input from input terminal M, a low level is output from comparison output OUT, and exclusive logical OR groups EOR 1 to EOR 3 are output as buffers. Operate.
Since the data value inputted from the input terminal N is the result of accumulation of phase angle values, the value changes linearly from small to large. Then, after a certain value, ie, the maximum, that value becomes the minimum value again, and this operation is repeated.
In this one movement, when changing from small to large,
The output of the comparator COMP changes from low level to high level. By this change divider DIV
The polarity of the input data is reversed. Also a divider
The polarity of the DIV output is also reversed. The output, that is, the output of the exclusive OR group EOR 3 , is input to the read-only memory ROM, and the cosine waveform is stored in the read-only memory ROM, so the waveforms sequentially output from the read-only memory ROM are It is a temporally distorted cosine wave.

第5図はその波形図を示す。横軸は時間tを、
縦軸は振幅の正規化値を示す。波形AXは変調深
さ情報MXがMX=T/2の場合、波形BXはMX
<T/2の場合であり、ここでTは波形の1周期
を表わす。この動作においてはコンパレータ
COMPの比較結果によつて割算器DIVに入力する
値が変化するので1周期を二つの条件に分けて説
明する。
FIG. 5 shows the waveform diagram. The horizontal axis represents time t,
The vertical axis indicates the normalized value of amplitude. When the modulation depth information MX is MX=T/2, the waveform AX is the waveform BX.
<T/2, where T represents one period of the waveform. In this operation, the comparator
Since the value input to the divider DIV changes depending on the comparison result of COMP, one period will be explained by dividing it into two conditions.

NX≦MXの場合には、リードオンリメモリ
ROMに格納されている余弦波の1/2周期の長さが
変調深さ情報MXとなるように動作する。すなわ
ち、この条件中の位相角アドレス値の値NX1に対
してこのときの演算後の位相角アドレス値LX1は LX1=(NX1/MX)・T/2 ………(1) となる。なお、割算器DIVにおいてはバイナリ演
算であり、周期も2のベキ乗の値であるので、第
3図に示した本発明の実施例においては、特に(1)
式右辺のT/2を乗じていないが、割算器DIVの
出力は小数点以下の値を出力しており、出力D11
が2進の小数点以下第1位、出力D10を2進の小
数点以下第2位と順次なり、その値をアドレスと
しているので、等価的にTを乗じた結果となつて
いる。さらに割算器DIVの各ビツトA10〜A22に入
力端子Nの各ビツト N11〜N1が入力し、ビツトA11はローレベルが
入力(接地)しているので、入力時に1/2を乗じ
た構成となつている。すなわち結果的には割算器
の入出力において、1/2を乗じた割算構成になつ
ている。
If NX≦MX, read-only memory
It operates so that the length of 1/2 period of the cosine wave stored in the ROM becomes the modulation depth information MX. In other words, for the phase angle address value NX 1 under this condition, the phase angle address value LX 1 after the calculation is LX 1 = (NX 1 /MX)・T/2 ......(1) Become. Note that the divider DIV is a binary operation and the period is a power of 2, so in the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, especially (1)
Although it is not multiplied by T/2 on the right side of the equation, the output of the divider DIV is the value below the decimal point, and the output D 11
is the first decimal place in binary, and the output D10 is the second decimal place in binary, and that value is used as the address, so the result is equivalently multiplied by T. Furthermore, each bit N 11 to N 1 of the input terminal N is input to each bit A 10 to A 22 of the divider DIV, and since the low level is input (grounded) to bit A 11 , it is 1/2 at the time of input. The structure is multiplied by . In other words, the result is a division configuration in which the input and output of the divider is multiplied by 1/2.

NX>MXの場合には、リードオンリメモリ
ROMに格納されている余弦波の残りの1/2周期の
長さがT−MXの長さとなるように動作する。す
なわち、この条件中の変調深さ情報MX、位相角
アドレス値NX2に対してこのときの演算後の位相
角アドレス値LX2は T−LX2=(T−NX2)/(T−MX)・T/2
………(2) を満足する。
If NX > MX, read-only memory
It operates so that the length of the remaining 1/2 period of the cosine wave stored in the ROM becomes the length of T-MX. That is, for the modulation depth information MX and phase angle address value NX 2 under these conditions, the phase angle address value LX 2 after calculation at this time is T-LX 2 = (T-NX 2 )/(T-MX )・T/2
......(2) is satisfied.

ここで1周期Tがこのベキ乗であるのでT−
MX=、T−NX22、T−LX22とな
り、演算後の位相角アドレス値LX2は LX2=(/)・T/2 ………(3) で表わされる。ここで記号上部の−はそれぞれの
インバート信号を示す。この式(3)の演算がこの波
形合成回路8で行われることになる。
Here, one period T is a power of this, so T-
MX=, T-NX 2 = 2 , T-LX 2 = 2 , and the phase angle address value LX 2 after the calculation is expressed as LX 2 =( 2 /)·T/2 (3). Here, the symbol - above the symbol indicates each inverted signal. The calculation of equation (3) will be performed in this waveform synthesis circuit 8.

ところで、割算器DIVの出力はNX≦MXの時は
0から0.5まで変化する。またNX>MXの時は0.5
から0に変化する。その結果リードオンリメモリ
ROMに格納されている波形は余弦波であるの
で、割算器DIVの出力をインバートしたときとイ
ンバートしないときとのリードオンリメモリ
ROMの出力に変化はなく、排他的論理オア群
EOR3を除いた場合にはリードオンリメモリROM
の内容は余弦波の半周期のみ周期にわたつてそれ
ぞれ2回読み出される。すなわち、コンパレータ
COMPの比較出力OUTより出力される比較記号
によつて割算器DIVの出力を排他的論理オア群
EOR3によつてインバートする必要はない。
By the way, the output of the divider DIV changes from 0 to 0.5 when NX≦MX. Also, when NX > MX, it is 0.5
It changes from 0 to 0. The result is read-only memory
Since the waveform stored in the ROM is a cosine wave, there is a read-only memory for when the output of the divider DIV is inverted and when it is not inverted.
No change in ROM output, exclusive logical OR group
Read-only memory ROM except for EOR 3
The contents of are read twice each over only half a period of the cosine wave. i.e. comparator
The output of the divider DIV is an exclusive logical OR group by the comparison symbol output from the comparison output OUT of COMP.
No need to invert with EOR 3 .

第6図の本発明の第2実施例の回路図は前述の
動作を応用したものであり第3図に示した排他的
論理オア群EOR3が無くても同じ動作出力とな
る。このとき割算器DIVの各ビツトA11〜A0に入
力端子Nの各ビツトN11〜N0が入力しているので
前述の第3図に示した本発明の第1の実施例と比
較するとその入力した値は2倍となる。しかしな
がら割算器DIVの出力は第3図に示した本発明の
実施例と比較すると1ビツト下位へシフトしてリ
ードオンリメモリROMのアドレスに入力してい
る。すなわち各ビツトD11〜D1がリードオンリメ
モリROMの各ビツトA10〜A0に加わる。これは
等価的に前述の1/2を乗算したものと同じであ
る。このように、第6図のリードオンリメモリ
ROMの記憶容量は第5図のリードオンリメモリ
ROMの記憶容量の半分となる。これはリードオ
ンリメモリROMの波形データとしては余弦波の
半周期のみを格納しておけばよいからである。
The circuit diagram of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is an application of the above-described operation, and the same operational output is obtained even without the exclusive logical OR group EOR 3 shown in FIG. At this time, each bit N 11 to N 0 of the input terminal N is input to each bit A 11 to A 0 of the divider DIV, so it is compared with the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 described above. Then, the input value will be doubled. However, compared to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the output of the divider DIV is shifted one bit lower and inputted to the address of the read-only memory ROM. That is, each bit D 11 -D 1 is added to each bit A 10 -A 0 of the read-only memory ROM. This is equivalently the same as multiplying by 1/2 as described above. In this way, the read-only memory shown in Figure 6
The storage capacity of ROM is read-only memory as shown in Figure 5.
This is half the storage capacity of ROM. This is because it is sufficient to store only a half cycle of a cosine wave as waveform data in the read-only memory ROM.

第7図は第6図におけるリードオンリメモリ
ROMの記憶波形を変化させたときのリードオン
リメモリROM部の回路図である。図示するよう
に、このときのリードオンリメモリROMの前半
には1/4周期の余弦波のデータが、後半にはそれ
に続く1/4周期の余弦波の極性反転データが格納
されている。この極性の反転は割算器DIVの上位
ビツトD11が、排他的論理群オア群EOR4によつ
て反転しさらに加算回路ADDに入力することに
よつて等価的になされる。リードオンリメモリ
ROMの後半の1/4周期は、割算器DIVの最上位ビ
ツトD11がハイレベルとなり、加算回路ADDの上
位ビツトA10とキヤリー入力CiNと排他的論理オ
ア群EOR4に入力しているので、排他的論理オア
群EOR4でリードオンリメモリROMの出力をイン
バートすなわち極性反転し、さらに振幅値を等価
的に加算回路ADDで余弦波の振幅の1/2だけシフ
トしているので、第6図におけるリードオンリメ
モリROMの出力と同じとなる。これはメモリの
上位ビツトが少ないので、その容量は減少する。
Figure 7 shows the read-only memory in Figure 6.
FIG. 4 is a circuit diagram of a read-only memory ROM section when changing the storage waveform of the ROM. As shown in the figure, the first half of the read-only memory ROM at this time stores 1/4 period cosine wave data, and the second half stores the polarity inverted data of the 1/4 period cosine wave. This polarity reversal is equivalently accomplished by inverting the upper bit D11 of the divider DIV by the exclusive OR group EOR4 and further inputting it to the adder circuit ADD. read only memory
During the latter quarter period of the ROM, the most significant bit D11 of the divider DIV goes high, and is input to the most significant bit A10 of the adder circuit ADD, the carry input C iN , and the exclusive OR group EOR 4 . Therefore, the output of the read-only memory ROM is inverted, that is, the polarity is reversed, using the exclusive OR group EOR 4 , and the amplitude value is equivalently shifted by 1/2 of the amplitude of the cosine wave using the adder circuit ADD. This is the same as the output of the read-only memory ROM in FIG. This means that there are fewer upper bits of memory, so its capacity is reduced.

第8図〜第11図はMX=(1/2)・T、(1/4)・
T、(1/8)・T、(1/16)・Tにおけるそれぞれの
波形aとそのスペクトラムbを示す。第8図〜第
11図のaの横軸は時間t、縦軸は振幅を示す。
第8図〜第11図bの横軸は周波数f、縦軸はそ
の各周波数の振幅を示す。
Figures 8 to 11 show MX = (1/2)・T, (1/4)・
The waveform a and its spectrum b at T, (1/8)・T, and (1/16)・T are shown. The horizontal axis of a in FIGS. 8 to 11 indicates time t, and the vertical axis indicates amplitude.
In FIGS. 8 to 11b, the horizontal axis shows the frequency f, and the vertical axis shows the amplitude of each frequency.

なお、MX=(1/2)Tを変調深さ100%とす
る。ここで、変調深さが小さいほどその波形は鋸
歯状波的な波形となり、そのスペクトラムも高調
波を多く含んだ波形となる。すなわちMXの値の
変化に応じてなめらかにそのスペクトラムが変化
する。したがつてこのMXの値を時間的に変化さ
せることによつて、アナログシンセサイザーにお
いて鋸歯状波電圧に対し、そのカツトオフ周波数
が時間と共に変化するローパスフイルタをかけた
場合と同様の音色変化を得ることができる。
Note that MX=(1/2)T is the modulation depth of 100%. Here, the smaller the modulation depth, the more the waveform becomes a sawtooth waveform, and the spectrum thereof becomes a waveform containing more harmonics. In other words, the spectrum changes smoothly according to changes in the value of MX. Therefore, by changing the value of MX over time, it is possible to obtain a timbre change similar to that obtained when a low-pass filter whose cutoff frequency changes over time is applied to the sawtooth wave voltage in an analog synthesizer. Can be done.

本発明の実施例においてはリードオンリメモリ
ROMは余弦波の1周期や1/2周期であつたが、当
然1/4周期の波形を記憶してもよく、更には余弦
波とは限らず他の波形を記憶してもよい。
In an embodiment of the present invention, a read-only memory
Although the ROM is a one-cycle or one-half cycle of a cosine wave, it may of course store a one-fourth cycle waveform, and may also store other waveforms other than the cosine wave.

また、本発明の実施例では割算回路を用いてい
るが、これは掛算回路等演算する機能を有するも
のでもよい。さらにまた、本発明の実施例では
MXをT/2以下で説明しているが、MXはT/
2以上でも使用可能である。
Further, although a division circuit is used in the embodiment of the present invention, this may be a multiplication circuit or the like having a function of calculating. Furthermore, in embodiments of the present invention
Although MX is explained below T/2, MX is T/
It is also possible to use two or more.

以上のように、本発明によれば、簡単なデジタ
ル回路によつてスペクトラムの包絡がなめらかに
変化する波形を発生することが可能となる。また
鋸歯状波の高次の高調波を除去した波形を得るこ
とが可能となる。さらにその高周波成分の変化を
時間的に変化させることにより、特有の音色を有
する楽音を発生することも可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to generate a waveform whose spectrum envelope changes smoothly using a simple digital circuit. Furthermore, it is possible to obtain a waveform in which high-order harmonics of the sawtooth wave are removed. Furthermore, by temporally changing the change in the high frequency component, it is also possible to generate a musical tone having a unique timbre.

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

第1図は本発明の実施例の構成図、第2図は第
1図における波形合成回路の構成図、第3図、第
6図、第7図はそれぞれ第1図に示した要部の回
路構成図、第4図は第3図、第6図、第7図にお
ける記号の説明図、第5図は出力波形図、第8図
〜第11図aは本発明の実施例による出力波形
図、bはそのスペクトラム図である。 4……高調波制御信号発生回路、6……加算回
路、8……波形合成回路、9……割算回路、10
……波形メモリ、EOR1〜EOR4……排他的論理
オア群、DIV……割算器、COMP……コンパレー
タ、ROM……リードオンリメモリ。
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of the waveform synthesis circuit in Fig. 1, and Figs. 3, 6, and 7 are the main parts shown in Fig. 1. A circuit configuration diagram, FIG. 4 is an explanatory diagram of symbols in FIGS. 3, 6, and 7, FIG. 5 is an output waveform diagram, and FIGS. 8 to 11a are output waveforms according to embodiments of the present invention. Figure 5b is a spectrum diagram thereof. 4... Harmonic control signal generation circuit, 6... Addition circuit, 8... Waveform synthesis circuit, 9... Division circuit, 10
... Waveform memory, EOR 1 to EOR 4 ... Exclusive logical OR group, DIV ... Divider, COMP ... Comparator, ROM ... Read-only memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 正弦波もしくは余弦波の少なくとも一部の波
形を表現する波形情報を記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された前記波形情報を読み
出すために、生成すべき楽音波形の周波数に対応
し、波形一周期にわたり均一レートで変化するア
ドレス信号を発生するようにしたアドレス信号生
成手段と、 前記記憶手段に記憶された前記波形情報を歪ん
だ波形を表現する波形情報として読み出す際の位
相の変調度合を決定する変調信号を発生する変調
信号生成手段と、 前記アドレス信号生成手段から発生される前記
アドレス信号と、前記変調信号生成手段から発生
される前記変調信号とを比較する比較手段と、 この比較手段の比較結果出力に従つて、前記ア
ドレス信号かあるいはその反転レベル信号かのい
ずれか一方が一端に与えられ、前記変調信号かあ
るいはその反転レベル信号かのいずれか一方が他
端に与えられ、前記一端への入力信号を前記他端
への入力信号で除算することにより、その出力端
から修正アドレス信号を得るようにした除算手段
と、 この除算手段から出力する前記修正アドレス信
号に従つて前記記憶手段をアクセスすることによ
り前記歪んだ波形を表現する波形情報を読み出す
ようにした手段とを具備し、 前記修正アドレス信号は、前記アドレス信号が
前記正弦波もしくは余弦波の一周期の最初の位相
から前記変調信号にて指定される位相までを指定
する間に、当該波形の1/2周期の位相を指定し、
且つ前記アドレス信号が前記変調信号にて指定さ
れる位相から当該波形の一周期の最終の位相まで
を指定する間に、当該波形の残余の1/2周期の位
相を指定するようにしたことを特徴とする電子楽
器の楽音発生装置。 2 前記変調信号生成手段は、時間経過と共に変
化する前記変調信号を生成するようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子楽器
の楽音発生装置。 3 前記アドレス信号生成手段は、波形の位相角
を指定する位相角情報を前記アドレス信号とし
て、生成すべき波形の周波数に対応する均一レー
トで出力するようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項または第2項に記載の電子楽器の
楽音発生装置。
[Scope of Claims] 1. A storage means for storing waveform information representing at least a part of a sine wave or a cosine wave, and a musical sound waveform to be generated in order to read out the waveform information stored in the storage means. address signal generation means for generating an address signal that corresponds to the frequency of the waveform and changes at a uniform rate over one cycle of the waveform; and reading out the waveform information stored in the storage means as waveform information representing a distorted waveform. a modulation signal generation means that generates a modulation signal that determines the degree of phase modulation at the time; and comparing the address signal generated from the address signal generation means and the modulation signal generated from the modulation signal generation means. Comparing means; According to the comparison result output of the comparing means, either the address signal or its inverted level signal is applied to one end, and either the modulated signal or its inverted level signal is applied. a dividing means applied to the other end and configured to obtain a modified address signal from its output terminal by dividing the input signal to the one end by the input signal to the other end; and the modification outputted from the dividing means. means for reading out waveform information representing the distorted waveform by accessing the storage means in accordance with an address signal, and the modified address signal is configured such that the address signal is one of the sine wave or cosine wave. While specifying the phase from the first phase of one period to the phase specified by the modulation signal, specifying the phase of 1/2 period of the waveform,
and that the address signal specifies the phase of the remaining 1/2 cycle of the waveform while specifying the phase specified by the modulation signal to the final phase of one cycle of the waveform. Characteristic musical tone generator for electronic musical instruments. 2. The musical tone generating device for an electronic musical instrument according to claim 1, wherein the modulation signal generating means generates the modulation signal that changes over time. 3. Claims characterized in that the address signal generating means outputs phase angle information specifying the phase angle of the waveform as the address signal at a uniform rate corresponding to the frequency of the waveform to be generated. The musical tone generating device for an electronic musical instrument according to item 1 or 2.
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