JPS6263995A - 基本周期抽出回路 - 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】 ３１発明の訂１１１１　’、＞説明 ［産業上の利用分野］ この発明は楽音の３を本周期を抽出する基本周期抽出回
路に関するイ）のである。

［従来の技術］ 従来のこの種の基本周期抽出回路には、入力楽音信９）
の正または負のピークどゼロク［Ｉスどを利用して基本
周期を抽出するピーク・Ｕロクロス方式のものと、入力
楽音信号の正のピークと負のピークとを利用して基本周
期を抽出するｊＩ０ピーク方式のものどがある。

［発明が解決しＪ、うどする問題点］ しかしながら、楽音は一般に基本波に多くの高調波が含
まれてい゛Ｃ１立上り時は１周期に１負のピークがイれ
ぞれ１回ずつあられれるが、減衰時には基本波およびす
べての高調波が一様に減衰していくわ【フではないＩ、
：め、たとλば立りり時に第４図ａに示すような楽音波
形が、減衰していく途中で第４図すに示Ｊにうに１周期
に正りのピークがぞれぞれ２回１つあられれるようイ「
波形にイ、ｊつでし、ＬうことがしばしばあＶ）、この
ような場合には（Ｋ−来のピーク・ｔ！１１り１ｊスＩ
）式、ｉｆ　ｆｊピーク１ノ式いずれのもの６．１周則
を２周期どしでｌｊ；ｔつで抽出することが避４−Ｊら
れイＣい等の問題点があった。

この発明は１−記従来のもののもつ問題Ｉｊｄを解決し
て、楽音がいかく一＝る減衰経過をたどってし、その基
本円１９１を間違いイｊく抽出することのＣきる車１を
本周期抽出回路を提供することを［］的とするものであ
る。

［問題点を解決するＩこめの手段］ この発明（３１十記［１的を達成するため、入力楽音信
号の周期を検出可能の周期検出回路と、前記周期検出回
路の前段に設置Ｊられて遮断周波数が切換可能の低域フ
ィルタと、入力楽音信号コの立上りを検出する信号変化
検出回路とを貝λ、前記信号ゆ化検出回路が検出時に前
記低域フィルタの遮断周波数を最大どじ、かつこのどき
前記周期検出回路が入力楽音信号の周期を検出してそれ
に応じて前記低域フィルタの遮断周波数を設定り−るよ
うにし１、−ものである。

［作　用１ この発明は上記手段を採用したことにより、周期検出回
路は入力楽音（：Ｗ　ｊ’ｊ　（ｒ）でｌ上り時におけ
る周期を検出する一方、低域フィルタはこの周期に応じ
て遮断周波数が設定され、そのためそれ以降は、たとえ
基本周期のピークと同一　レベルのピークを有する倍音
成分のピークが牛じても、イの倍音成分は低域フィルタ
で１１止されて周期検出［！ｌ路には入力されないこと
とイイる。

［実施例］ 以上、図面に示すこの発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示し、１は楽音信号が入
力される入力端子、２は増幅器、３は入力楽音信号の周
期を検出可能の周期検出回路、４は周期検出回路３の前
段に設けられて遮断周波数が切換可能の低域フィルタ、
５は入力楽音信号の立上りを検出覆る信号変化検出回路
、６は基本周期抽出信号が出力される出力端子である。

周期検出回路３は、低域−ノイルタ４を通過した入力楽
音信号の１１のピークを検出するピーク検出回路７と、
低域フィルタ４を通過し、／こ入力楽音信号のゼ（］交
差員を検出する１！１］り［１ス検出回路８と、ピーク
検出回路７の出力がＪ２　ｙ　Ｉ一端子に入力され、か
つ［！［１り［Ｉス検出ト１１路８の出力がリセツｌ一
端子に入力されるフリップフロップ９と、フリップフ［
１ツブ９の出力を所定の時間幅を右するパルスに変換す
る出力回路１０と、出力回路１０から出力パルスが発生
するたびに先行覆る出力パルスの発生タイミングから後
行する出力パルスの発生タイミングまでの間り１１ツク
イ古号をカラン１〜しくイのカウンｌ〜値によって周期
を決定−するカウンタ１１と、カウンタ１１のカラン１
〜（直をつぎのカウント（直が決まるまでラッチし、こ
のラッチしたカラン１〜値を低域フィルタ４の遮断周波
数を切換えるのに適した制御信号に変換する制御回路１
２と、レベルシフト回路１３とを具えている。

低域フィルタ４はＦＥＴスイッチを利用したものであっ
て、互いに１オクタ一ブ以内の周波数間−〇　− 隔を隔てた複数段階の遮断周波数に切換可能となってい
る。

信刈変化検出回路５は、低域フィルタ４の前段にお【ノ
る入力楽音信号のピークレベルをホールド覆るピークホ
ールド回路１４ど、入力楽音信号のピークホールドのた
めの遷移に先立つＣピークホールド回路１４をリゼツト
−するリレツ１−回路１５と、ピークホールド回路１４
の出力をリヒツ］〜回路１５のリゼッ１〜タイミングと
１／２周期ずれたタイミングで４ノンプルホールドする
サンプルボールド回路１６と、リンゾルホールド回路１
６の出力を積分り−る積分回路１７ど、サンプルホール
ド回路１６の出力が積分回路１７の出力を十回ったどぎ
１！１力を発生する検出回路１８とを具えている。ピー
クホールド回路１４は、演算増幅器１９およびダイオー
ド２０からなる理想化ダイオ−１回路２１と、ピークレ
ベルの電荷を蓄える］ンデンリ−２２と、］コンデンサ
２にキ１【列に接続された抵抗２３どを具え、入力＋ｊ
ｉ！ｉ　Ｂ信号のＷのピークレベルをホールドするよう
になっている。リレット回路１５は、入力楽音信号をゼ
ロレベルと比較してゼ「１交差点を検出する（２＋ｌり
１］ス］ンパレータ２４ど、（２＋＋クロス−］ンパレ
ータ２４の出力から所定のパルスを形成するパルス形成
回路２５と、ダイＡ−ド２６と、ｌンデン４Ｊ２２ｔこ
並列に−Ｊレクタ・土ミッタ回路が接続され、パルス形
成回路２５の出力パルスがダイオード２６を介ＩＪでベ
ースに適用（＼れるど導通（〕（］ンデコンデンサ両端
を短絡さけるスイッチング１〜ランジスタ２７とを貝λ
、入力楽音信号が角から１［に転換する（ｆ［１交差貞
ｅピ一クホールド回路１４をリレットするようにｈ−）
ている。

１Ｊンゾルホ一ルド回路１６は、初段の高入力インピー
ダンスバッフ１２８と、終段の八人カインピーダンスバ
ッファ２９どの間に、バイアス抵抗３０を右する［Ｅ丁
スイツヂ３１と、ホールドロ２１２月３２とを具え、リ
レット回路１５のパルス形成回路２５に接続ｉキれたダ
イオード３３を介［）Ｃ入力楽音信号が正から負に転換
するじ１１交差点で［Ｅ−「スイッチ３１が動作し、こ
の動作タイミングでピークホールド回路１４の出力をサ
ンプルホールドするにうになっでいる。積分回路１７１
ま、抵抗３４およびコンデンサ３５ど、バッファ３６と
を具えでいる。検出回路１８は、サンプルホールド回路
１６の出力が抵抗３７．３８によって所定レベル下げら
れたうえプラス端子に入力され、かつ積分回路１７の出
力がマイナス端子に入力される電Ｌ［比較器３９と、プ
ラス端子の入力レベルがマイナス端子の入力レベルを上
回ったとき微小時間幅だＧＪ発生ずる霜月比較器３９の
出力が、急速充電用ダイオード４０．抵抗４１およびコ
ンデンサ４２によってトリガ司能の幅に広げられたうえ
入力される１ノンシ］ツトマルヂバイブレータ４３とを
具え、雷ｎ−比較器３９のプラス端子の入力レベルがマ
イナス端子の入力レベルを上回ったときワンシ」ットマ
ルチバイブレータ４３から所定時間幅の正のパルスを出
力覆るようになっている。この出力パルスの時間幅１は
、入力楽音信号が第４図ａに示す状態から第４図すに承
す状態に変化するまでに要する時間−「Ｊ：り短く設定
されるものである。

？さらに、たとえばＡ！ツタ−第１弦をピッキングした
楽音を取扱う場合、ギターの第１弦は開放で３３０１１
ｚ前後、２２フレツトを押えたとぎ１．１８ｋｌｌｚ前
後であるから、低域フィルタ４の遮断周波数はたとえば
５“ルツトを押えたときの４５０ｔｌｚ前後、１３フレ
ツトを押λたときの７２０１１ｚ前後、おＪ−び１．３
ｋｌｌｚ前１νの泪３段階に切換えられればに＜、ぞの
ため低域フィルタ４は両制御入力がＮ、ＪｒｌＪのとき
４５０１１ｚ前後、Ｎ１１　　ｒｌ−、ｌのとき７２０
１１７前後、ｒＮＪｒｌ−１−１のどき　１．３ｋｌｌ
１前後の遮断周波数となるように構成されている１、カ
ウンタ１１の両出力は初期状態においてＮ−１，１Ｎｉ
、Ｉ　、入力楽音信号の周波数が４５０１１ｚ前後以下
のときｒｌ、ｌｒｌ、、１．４５０１１ｚ前後〜７２０
１１ｚ前後のどきＮ−１−１ｒｌＪ、７２０１１ｚ前後
〜１．３ｋＨｚ前後のときｒｔｌ、Ｉ　　ｒｌＮとなる
ように構成され、またレベルシフト回路１３は、ワンシ
ョツｈマルチバイブレータ４３の出力パルスｒ　ｌ−１
，１をカウンタ１１の出力にり優先さけ′Ｃ低域フィル
タ４０両制御入力に伝えるダイオード４４．４４ど、ワ
ンシ」ツ］〜マルチバイブレータ４３の出力パルスｒ　
１−ＩＪがＷ１滅したのらカウンタ１１の出力状態が安
定するまでの微小時間のあいだカウンタ１１の出力状態
にかかわらず低域フィルタ４０両制御入力をｒＨ，ｌ１
ｌｌｊに保つための積分回路４５．４５とを貝λている
。

つぎに−に記実施例の作用について説明覆る。

まず初期状態において、カウンタ１１の両出力はｒＨＪ
ｒｌ−ＩＪであるため、ワンショットマルチバイブレー
タ４３の出力が［１１であってｂレベルシフト回路１３
は低域フィルタ４０両制御入力に「１］」ｒ　ｌ−１ｊ
を伝えて、低域フィルタ４の遮断周波数を１．３ｋｌｌ
Ｚ前後にしＣおく。この状態でギターの第１弦を開放弦
または１〜４フレツトのいずれかを押えてピッキングし
た楽音が入力端子１に入力されると、この入力楽音信号
【よ低域フィルタ４お」：び信号変化検出回路５にそれ
ぞれ入力される。

このとき低域フィルタ４は両制御入力がｒ　ｌ−１，１
ｒＨＪ　ｒ遮断周波数が最大の１．３ｋｌｌｚ前後とな
っているから、入力楽音信号は低域フィルタ４を支障な
く通過して周期検出回路３に入力される。入力楽音信号
が１、二とえば第２図ａに示Ｊような波形を呈している
場合、周期検出回路３は、まずピーク検出回路７が入力
楽音信号ａの正のピークを検出して第２図１）に示Ｍ波
形を出力？ｌ−る一７’Ｊ　％ゼ【Ｉり［１ス検出回路
８が入力楽音信ｒ３　（１の（ｐ　＋−＋交差点を検出
して第２図Ｇに承り波形を出力する。波形ｂ　ｈ＜ｔニ
ット端イに入力され、かつ波形Ｃがりｔ７ツト端子に入
力されるフリツブフ［１ツ１９は第２図ｄに示す波形を
出力し、この波形ｄ（ま出力回路１０で所定の時間幅を
有するパルスに変換されて第２図ｅに示す波形となり、
このパルス波形ｅは出力端子６から出力される一／ｉｚ
カウンタ１１に入力される。カウンタ１１は出力回路１
負の出力パルスが発生してからつぎの出力パルスが発生
するまでの間クロック信号をカウントしてイのカランｌ
□　（ｆｆ４に」：つて、入力楽音信号すなわちギター
の第１弦を開放弦または１〜４゛ルッ１−のいずれかを
押えてピッキングした楽音の周期を決定し、それにＪ：
り力ウンタ１１０両出力はｒｌｌｒｌ、Ｉに切換る。こ
れを受けてレベルシフ］へ回路１３は低域フィルタ４０
両制御入力に１．Ｉｒ１．ｌを伝えて低域フィルタ４の
遮断周波数を４５０ｔｌｚ前後に切換える。その結果、
入力楽音信号ａが減資中にたとえば第４図すに示すよう
に１周期にｊ（負のピークがそれぞれ２回ずつあられれ
るような波形になった場合、その波形すにおいＣ基本周
期のピークと同一レベルのピークを有する倍高成分は低
域フィルタ４で阻止されて第１図Ｃに示す波形が低域フ
ィルタ４から出力され、そのため周期検出回路３による
周期の誤検出は未然に防止される。

−・方、信号変化検出回路５は第３図ａに示すように、
ギターの弦が相前後してピッキングされることによって
前の音がほとんど減資しないうちに後の音が発生したよ
うな場合であっても、その立上りにともなうわずかなレ
ベル変化を検出することができるように、まずピークホ
ールド回路１４が第３図ａに示す入力楽音信号の正のピ
ークレベルをホールドするが、リセツ１〜回路１５がｆ
点において第３図ｆの波形を♀しているから、ピークホ
ールド回路１４の出力波形は第３図りに示すように、入
力楽音信号ａ　ｈ＜負から正に転換するゼロ交差点でリ
セットされた波形どなる。この波形りはサンプルホール
ド回路１６に入力されるが、サンプル車一ルド回路１６
はＣ１点においで第３図（］の波形を呈しているから、
）」ンプルホールド回路１６の出力波形は第３図ｉに示
すように、入力波形［）を入力楽音信号ａが１１から負
に転換するし！１］交差員で１ｊン１ルホールドした波
形となる。この波形ｉは積分回路１７で積分されて第３
図ｊに示Ｊ波形ｊとなって検出回路１８の電Ｔ［比較器
３９のマイナス端子に入力されるー・ＩＪ１検出回路１
８の抵抗３７．３８により所定レベル下げられて第３図
ｉ′に示す波形ｉ゛となって電圧比較器３９のプラス端
子に入力され、ぞのため検出回路１８の出力波形は第３
図ｋに示すように、入力楽音信号ａのレベルが増大した
時点で所定時間幅だけ立上るパルスどなる。すむわら信
号変化検出回路５は、ギターの弦がピッキングされるた
びに、入力楽音信号の立上り時において第２図ｋに示す
タイミングでリンシュ１ツ］〜マルチバイブレータ４３
から正のパルス［］］］を出力することとなる。

続いてギターの第１弦を５〜１２フレツトのいずれかを
押えてピッキングした楽７１が入力端子１に−１／Ｉ　
　− 入力されると、この入力楽音信号は低域フィルタ４おＪ
、び信号変化検出回路５にそれぞれ入力される。このど
き低域ノイルタ４は両制御入力がｒ　Ｉ−、ｊ［１−１
で′ａ断円周波数４５０ｔｌ１前後となっているためこ
のままＣは入力楽音信号は低域フィルタ４を通過できな
いが、信号変化検出回路５が入力楽音信号の立上りを検
出してワンショットマルチバイブレータ４３から正のパ
ルスｌ−１１１を出力し、この出力パルス１１１１がレ
ベルシフ１〜回路１３を介して低域ノイルタ４の両制御
入力に伝えられて低域フィルタ４の遮断周波数を一時的
に最大の１．３ｋｌｌｚに切換えるため、入力楽音１１
号は低域フィルタ４を通過して周期検出回路３に入力さ
れる。周期検出回路３は、カウンタ１１がこの入力楽音
信号すなわらギターの第１弦を５〜１２フレツトのいず
れかを押えてピッキングした楽音の周期を決定して両川
力をｒ　Ｈ，１１１，１に切換え、それによりレベルシ
フ１−回路１３が低域フィルタ４の両制御入力にＩ　Ｈ
Ｊ　　）　Ｌ　、１を伝えて低域フィルタ４の遮断周波
数を７２０１１ｚ前後に切換える。このとぎ、ワンショ
ットンルブバイブレータ４３の出力パルスｌ’　ＨＪが
消滅１ノＣからカウンタ１１の出力がｒｌｌｌｒｌ＋に
安定覆るまでの微小時間のあいだ積分回路４５．４５の
はたらきによっ−（低域フィルタ４の両制御入力はＩ　
Ｎ　−Ｊ　　ｒ　ｌ−１−１に保たれ、そのため低域フ
ィルタ４の両制御入力はｒ　Ｈｌ　ｌ−１１１から直接
１−　ＨＩ「１−」に切換えられることどなる。での結
果この場合も、入力楽音信号の減衰中にお（〕る周期検
出回路３による周期の誤検出は未然に防１１−される。

続いて１竺ターの第１弦を１３〜２２フレットのいずれ
かを押えてピッ：１ングした楽音が入力端子１に入力さ
れるど、この入力楽音信号は低域フィルタ４おＪ：び信
号変化検出回路５にそれぞれ入力される。このとき低域
フィルタ４は両制御入力が１１」１［１−１で遮断周波
数が７２０１１ｚ前後となつ”Ｃいるためこのままでは
入力楽音信号は低域フィルタ４を通過Ｃきないが、信号
変化検出回路５が入力楽音信号の立上りを検出してワン
シ」ツｈマルチバイブレータ４３から１のパルスｒ　１
１．１を出力し、この出力パルスｌ−Ｈ，１がレベルシ
フ［−回路１３を介して低域フィルタ４の両制御入力に
伝えられて低域フィルタ４の遮断周波数を〜・時的に最
大の１．３ｋＨ２に切換えるため、入力楽音信号は低域
フィルタ４を通過して周期検出回路３に入力される。周
期検出回路３は、カウンタ１１がこの入力楽音信号１な
わちギターの第１弦を１３〜２２フレツトのいずれかを
押えてピッキングした楽音の周期を決定して両川力をｒ
Ｈ，ｌ　　ｆｌｌ、Ｉ　　に切換え、それによりレベル
シフ：・回路１３が低域フィルタ４の両制御入力にｒｌ
−ＩＪｌ’ＨＪを伝えて低域ノイルタ４の遮断周波数を
１．３ｋｌｌｚ前後に設定する。このとき、ワンショッ
トマルチバイブレータ４３の出力パルス「Ｉ」」が消滅
してからカウンタ１１の出力が１ＪｒＨＪに安定するま
での微小時間のあいだ積分回路４５．４５のはたらきに
よって低域フィルタ４の両制御入力はｒ　ｌ−（Ｊ　　
ｒ　Ｈ，１に保たれ、そのため低域フィルタ４の両制御
入力はワンショットマルチバイブレータ４３の出力パル
ス［１］」によるｒＨＪＩＩ」Ｊがらそのままｌｌ−１
ｊ　　Ｉ’１−ＩＪに設定されることとなる。

その結果この場合も、入力楽音信号の減衰中におｔノる
周期検出回路３による周期の誤検出は未然に防Ｊ１され
る。

なお、上記実施例では低域フィルタ４の遮断周波数を３
段階に切換λるようにしたがたとえば２段階または４段
階以−Ｉ−に切換ン（もよく、また低域ノイルタ４の遮
断周波数を切換える手段は１−記実施例のようにカウン
タ１１、制御回路１２おにびレベルシフト回路１３に限
定するものでなく、さらに上ム１！実施例ではギターの
第１弦をピッキングした楽音を取扱ったがこれに限定す
るものでなく、その他この発明は１−記実施例の種々の
変更、修正がｉｊＪ能であることはいうまでｂない。

［発明の効果］ この発明は上記のように構成したので、周期検出回路は
入力楽音信号の立上り時における周期を検出覆る一方、
低域フィルタはこの周期に応じて遮断周波数が設定され
、イのためそれ以降は、たとえ基本周期のピークと同一
レベルのピークを有（る倍高成分のピークが生じてす、
（の倍音成分は低域フィルタで阻１１−されて周期検出
回路には入力されず、したがって、楽音がいかなる減衰
経過をたどってもそのｉ３本周期を間違いイ【く抽出覆
ることができる等のでぐれた効宋を有するしのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示ずブ■ツク図、第２図
は第１図のものの要部の動作波形を示す図、第３図は第
１図のものの他の要部の動作波形を示す図、第４図は波
形の説明図である。 １・・・入力端子、２・・・増幅器、３・・・周期検出
回路、４・・・低域フィルタ、５・・・信号変化検出回
路、６・・・出力端子、７・・・ピーク検出回路、８・
・・ゼロクロス検出回路、９・・・フリップフロップ、
１０・・・出力回路、１１・・・カウンタ、１２・・・
制御回路、１３・・・レベルジット回路、１４・・・ピ
ークホールド回路、１５・・・リセット回路、１６・・
・サンプルホールド回路、１７・・・積分回路、１８・
・・検出回路、１９・・・演舞増幅器、２０・・・ダイ
オード、２１・・・理想化ダイオード回路、２２・・・
コンデンリ、２３・・・抵抗、２４・・・ゼロクロスコ
ンパレータ、２５・・・パルス形成回路、２６・・・ダ
イオード、２７・・・スイッヂングトフンジスタ、２８
．２９・・・高入力インピーダンスバツーノア、３０・
・・バイアス抵抗、３１・・・ｌ−［”Ｉ−スイッチ、
３２・・・ホールド］ンデンリ、３３・・・ダイオード
、３４・・・ｌｌ（抗、３５・・・ｍ］ンデン１Ｊ−１
３６・・・バラフッ７．３７．３８・・・抵抗、３９・
・・電圧比較器、４０・・・ダイオード、４１・・・抵
抗、４２・・・］ンデン（Ｊ、４３・・・ワンシ」ツ１
−マルヂバイブレータ、４４・・・ダイオード、４５・
・・積分回路。 出　願　人　　京王技（σに［業株式会？１代　理　人
　　芦１［１直衛　外１名 ＣＤ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　入力楽音信号の周期を検出可能の周期検出回路と、
   前記周期検出回路の前段に設けられて遮断周波数が切換
   可能の低域フィルタと、入力楽音信号の立上りを検出す
   る信号変化検出回路とを具え、前記信号変化検出回路が
   検出時に前記低域フィルタの遮断周波数を最大とし、か
   つこのとき前記周期検出回路が入力楽音信号の周期を検
   出してそれに応じて前記低域フィルタの遮断周波数を設
   定するようにしたことを特徴とする基本周期抽出回路。 ２　前記周期検出回路は入力楽音信号の正または負のピ
   ークを利用して周期を検出する特許請求の範囲第１項記
   載の基本周期抽出回路。 ３　前記周期検出回路は入力楽音信号の正のピークを検
   出するピーク検出回路と、前記ピーク検出回路の検出か
   らつぎの検出までの間クロック信号をカウントしてその
   カウント値によつて周期を決定するカウンタとを具えて
   いる特許請求の範囲第２項記載の基本周期抽出回路。 ４　前記低域フィルタは互いに１オクターブ以内の周波
   数間隔を隔てた複数段階の遮断周波数に切換可能となつ
   ている特許請求の範囲第１項記載の基本周期抽出回路。 ５　前記信号変化検出回路は入力楽音信号の立上りにと
   もなうレベル変化を検出する特許請求の範囲第１項記載
   の基本周期抽出回路。 ６　前記信号変化検出回路は入力楽音信号のピークレベ
   ルをホールドするピークホールド回路と、入力楽音信号
   のピークホールドのための遷移に先立つて前記ピークホ
   ールド回路をリセットするリセット回路と、前記ピーク
   ホールド回路の出力を前記リセット回路のリセットタイ
   ミングと１／２周期ずれたタイミングでサンプルホール
   ドするサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド
   回路の出力を積分する積分回路と、前記サンプルホール
   ド回路の出力が前記積分回路の出力を上回ったとき出力
   を発生する検出回路とを具えている特許請求の範囲第５
   項記載の基本周期抽出回路。