JPS63163898A - 楽音発生装置 - Google Patents

楽音発生装置

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JPS63163898A
JPS63163898A JP61314264A JP31426486A JPS63163898A JP S63163898 A JPS63163898 A JP S63163898A JP 61314264 A JP61314264 A JP 61314264A JP 31426486 A JP31426486 A JP 31426486A JP S63163898 A JPS63163898 A JP S63163898A
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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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、電子楽器等に用いる楽音発生装置に関し、
特に発生する各楽音の音色を変更できるものに関する。
〈従来技術〉 従来、上記の楽音発生装置には、例えば特公昭59−2
038号公報に開示されているものがある。これは、所
望の波形の各標本値を波形メモリに記憶させ、鍵盤回路
の成る鍵が押鍵されると、波形メモリから各標本値を一
定速度で順に読み出す読み出し回路による読み出しを開
始すると共に、押鍵された鍵に対応する周波数情報を累
算器で累算し、累算値が累算器の最大累算値を超えるご
とに読み出し回路をリセットするものである。
この楽音発生装置によれば、押鍵された鍵が低い音高の
鍵であると、周波数情報の値が小さいので、累算値が累
算器の最大累算値を超えるまでの時間が長く、すなわち
波形メモリから各標本値が読み出される時間が長くなり
、押鍵された鍵が高い音高の鍵であると、周波数情報の
値が大きいので、累算値が累算器の最大累算値を超大、
る笠での時間が短かく、すなわち波形メモリから各標本
値が読み出される時間が短かくなる。従って、押鍵され
た難に対応する音高の楽音を得ることができる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、このような楽音発生装置が発生する楽音のフォ
ルマントは、固定されており、音高が変わっても、フォ
ルマントが単に縮小または拡張するだけであり、不自然
な楽音になるという問題点があった。また、フォルマン
トが固定であるので、例えば、この楽音発生装置を鍵盤
楽器に実施した場合、押鍵の強弱や押鍵された鍵の音高
や押鍵されてからの時間経過等に応じて、フォルマント
を変化させること、すなわち音色を変化させることがで
きないという問題点もあった。
く問題点を解決するための手段〉 この発明は、上記の各問題点を解決するためになされた
もので、基本的には波形メモリに所望の楽音波形の各標
本値を記憶させ、発生させようとする楽音に対応する周
期で繰返し、楽音波形の各標本値を読み出すが、読み出
す速度を変更制御しテ、発生ずる楽音のフォルマントを
変更制御するものである。
すなわち、第1の発明は、所望の楽音波形を記憶してい
る波形メモリと、発生しようとする楽音信号の音高に対
応した歩進位相値全累算して得た位相累算値を、発生し
ようとする楽音の1周期分繰返し発生する位相累算手段
と、波形メモリからの波形の読み出し速度を制御する走
査速度係数と位相累算値とを乗算して、その乗算値をア
ドレスとして波形メモリから波形を読み出すアドレス発
生手段と、発生しようとする楽音信号の1周期分の変化
を位相累算値がする間に、アドレス発生手段からのアド
レスンハ、波形メモリから波形を読み残したとき、以後
の周期で読み残した標本値を新しく読み出す波形に加算
する加算手段と、発生しようとする楽音信号の1周期分
位の変化を位相累算値が終わるまでに波形メモリからの
波形の読み出しを終わったとき、1周期分位相累算値が
変化し終わるまで波形メモリからの波形の読み出しを無
効にする無効化手段とを、備えている。
第2の発明は、第1の発明と同様に波形メモリと、位相
累算手段と、アドレス発生手段とを備え、アドレス発生
手段のアドレスが、波形メモリのアドレスを超えた値に
なったとき、波形出力をOとする手段を設けたものであ
る。
く作 用〉 第1及び第2の発明によれば、位相累算値と走査速度係
数との演算値であるアドレス発生手段からのアドレスに
よって波形メモリから波形を読み出している。位相累算
値は、発生しようとする楽音信号の1周期分変化すると
、最初の値に戻って変化する。従って、アドレス発生手
段のアドレスも位相累算値が1周期分変化し終ると、最
初の値に戻るので、これによって波形メモリから読み出
される波形も、位相累算値が1周期分変化し終わると、
最初に読み出した波形を再び読み出す。よって、波形メ
モリから読み出される波形の周期、すなわち音高はfA
Lli8値によって制御される。
しかし、アドレスは、走査速度係数によっても制御され
ているので、走査速度係数が1より大きい場合、波形メ
モリからの波形は速く読み出される。よって、読み出さ
れた波形は、波形メモリの波形を圧縮した形となる。速
く読み出されると、位相累算値が1周期分変化し終わる
前に、波形の読み出しが完了する。このとき、このまま
アドレス発生手段からのアドレスを波形メモリに与えて
おくと、イメージの波形を読み出すことがある。
これを第1の発明では、無効化手段が阻止し、第2の発
明では波形出力を0とする手段が阻止している。従って
、走査速度係数が大きい場合、発生する楽音は、波形メ
モリの波形を圧縮した形に高速で読み出した後、1周期
分位相累算値が変化し終るまで、○となる波形を有する
ものとなる(第11図(a)参照)。
また、第ユの発明では、走査係数がユよ)小さい場合も
あり、このとき波形メモリからの波形は遅く読み出され
る。よって、位相累算値が1周期分変化しても読み出さ
れた波形は、波形メモリに記憶された波形を引き伸ばし
た形となるので、読み残されている。この読み残された
分が、次の1周期に読み出されて、先の1周期に読み出
されだのと同じ波形に加算手段によって加算される。従
って、1周期分の波形は、そのユ周期に読み出された波
形と先の1周期に読み残された°波形とを加算したもの
となる(第11図(c)〜(e)参照)。
く効 果〉 以上のように、この第1及び第2発明によれば、発生す
る楽音の周期は一定であるので、音高は痙a票’l値に
対応したものとなるが、その波形は走査速度係数に応じ
て様々な形となる。従って、発生した楽音のフォルマン
トは、走査速度係数て応じて変化し、様々な栗色の楽音
を得ることができる。よって、走査速度係数を適当に設
定することによって自然楽器の音色に近い音色の楽音を
得ることができるし、押鍵の強弱や押鍵された鍵の音高
や押鍵されてからの時間経過に応じて走査速度係数を制
御し、変化に富んだ音色を得ることができる。
く実 施 例〉 第1図乃至第11図に第1の実施例を示す。この実施例
は、この発明を鍵盤楽器に実施したものであるO 第1図において、2は波形メモリで、少なくともl○ビ
ットで表わされるl’−0000000000jから「
1111111111Jまでの合計1024のアドレス
を有し、これら各アドレスには例えば第2図に示すよう
な所望の波形の1周期分の各標本値が記憶されている。
この波形メモリ2のアドレスラインにハ、乗算器4の1
3ビツトの出力線のうち下位lOビットが接続されてい
る。従って、乗算器4は読み出し回路として作動する。
乗算器4には、累算器6の出力とカウンタ8の出力とが
一方の入力として供給され、累算器6の出力が一方の入
力の下位ビットを構成し、カウンタ8の出力が一方の入
力の上位ビットを構成する。
カウンタ8は、例えば2ビツトのカウンタで構成されて
お9、第4図(8)に示すようにクロック信号GKが立
上るごとに同図(d)に示すように「00」、「0月、
 「10」 、 「11」  と順にカウントするもの
で、同図(b)に示すようにカウント値が「oO」に戻
るごとにオーバーフロー信号を生成するようにも構成さ
れている。このオーバーフロー信号が発生するごとに、
同図(Q)に示すように累算器6はレジスタ10から供
給される歩進4flllA値P I、を累算する。この
歩進鐵狽[直P m、は、〜発生しようとする楽音のピ
ッチに対応するもので、整数部と小数部−とからなり、
鍵盤回路(図示せず)の成る鍵が押鍵されたとき、RO
M(図示せず)からその押鍵された鍵に対応するta位
不1!(ltPI、が読み出されて、レジスタ10に記
憶される。そして、オーバーフロ−信号が生成されるご
とに、この磐!4LI値pr。
が累算器6で累算されるので、累算器6の出力線を波形
メモリ2のアドレスラインに直結していたなら、波形メ
モリ2からは歩進位相値P I、の間隔ごとに標本値が
読み出され、押鍵された鍵に対応するピッチの楽音が発
生することになる。この累算器6の出力線は、波形メモ
リ2のアドレスに対応して10ビツトからなり、その出
力がオーバーフローすると、自動的に初期値PI。から
累算を繰返す。第3図(a)の実線1d、、 f、蓮信
相1直pr、を累算している累算器6の出力変化を示し
たもので、同図(b)に示すように累算値はとびとびの
値をとる。そして、累算値が210を超えると、オーバ
ーフローして、初期値PI。からPI、づつ累算する。
なお同図(a)に点線で示したのは、歩道41N直がP
I、より小さい場合で、この時に発生する楽音の周期は
、9道JiLa値がPI、のときの周期T、より長いT
2となる。
レジスタ10の+tAt+i値は整数部と小数部とから
なるので、累算器6の出力も当然に整数部と小数部とか
らなるが、乗算器4には整数部のみが供給されている。
これは、小数部を切捨てることによって幾分誤差は生じ
るが、この誤差は無視できる大きさであるからである。
この累算器6の出力の整数部が、乗算器4の一方の入力
の下位ビットとして供給され、カウンタ8の出力が乗算
器4の一方の入力の上位ビットとして供給されているの
で、乗算器4の一方の人力(以下、位相累算値と称する
。)は、カウンタ日の出力が「○OJのとき累算器6の
、出力となり、カウンタ8の出力が「ol」のとき累算
器6の出力に2 を加算した値となり、カウンタ8の出
力が「10」のとき累算器6の出力に2 ×210を加
算した値となり、カウンタ日の出方が「11」のとき累
算器6の出力に:S X 2”を加算した値と々る。こ
の乗算器6の出力の変化状態を第5図に示す。
乗算器4の他方の入力には、レジスタ12に記憶されて
いる走査速度係数Fが供給されている。この走査速度係
数Fは、発生しようとする楽音のフォルマントを制御し
て、音色を制御するためのものであるので、押鍵の強弱
や押鍵された澱の音高や押謝されてからの時間経過に従
って設定される。
例えば押鍵の強度に応じて音色を設定する場合、押鍵強
度の検出回路(図示せず)からの出力に対応する走査速
度係数Fが上述したROMから読み出され、レジスタ1
2に記憶される。この走査速度係数Fの値としては、例
えば% −1O程度の値が用いられる。
このように乗算器4には、位相累算値と走査速度係19
 Fとが入力されているので、乗算器4の出力(i位相
累算値を走査速度係数2倍したものとなる。第6図乃至
第1O図に乗算器4の出力の変化状態を示す。第6図は
2 ) F ) lの場合、第7図はF’=1の場合、
第8図は1)F:>残の場合、第9図は偽≧F>猶の場
合、第10図は晃≧F>’Aの場合である。第6図乃至
第10図において、実線は、カウンタ日の出力が「Oo
」のときの乗算器4の出力、点線はカウンタ日の出力が
「Ol」のときの乗算器4−の出力、一点鎖線はカウン
タ日の出力が「10」のときの乗算器4の出力、二点鎖
線ハカウンタ日の出力が「11」のときの乗算器4の出
方である。
この乗算器4の出力が波形メモリ2にアドレス信号とし
て供給され、波形メモリ2がら標本j立が読み出され、
累算器14に供給される。すなわち、上述したように累
算器6の値は、カウンタ8がオーバーフロー信号を発生
するまで変化しないか、第4図(e)に示すように位相
累算値はカウンタ8の出力がクロック信号が立上るごと
に「oO」 から「11Jまで変化するので、乗算器4
の出力もカウンタ8の出力の変化に従って変化し、波形
メモリ2から読み出される韻本イ直もカウンタ8の出力
変化に従って変化する。
累算器14には、アンドゲート16を介してクロック信
号GKが供給されており、これが立下るごとに、すなわ
ちカウンタ8の出力が変化するごとにそのときの乗算器
4の出力によって読み出された波形メモリ2の標本値を
第4図(f)に示すように累算スる。そして、カウンタ
8のオーバーフロー信号が立下ったとき、そのときの累
算値をエンベロ−フ付加器やD/A変換器等からなるサ
ウンドシステム(図示せず)に送出すると共に、リセッ
トされる。なお、乗算器14の出力は上述したように1
3ピントからなるのに対し、波形メモリ2のアドレスは
10ピントである。よって、乗算器4の出力の11ビツ
トから13ビツトまでの各ビットのうち少なくとも1つ
がrlJになったとき、すなわち乗算器4の出力が10
24以上になったとき、このままではイメージの標本値
が読み出され、累算器14によって累算される。これを
防止するため、乗算器4゜の出力のうち11ビツトから
13ビツトまでの各ビットがノア回路18に入力され、
このノア回路18の出力がアンドゲート16に入力され
、乗算器4の出力が1024以上になったとき読み出さ
れた標本値が累算されるのを禁止している。
この実施例によって発生させた楽音波形を第11図に示
す。同図においては、位相歩進値は1である。すなわち
、発生させた楽音の周期Tは、波形メモリ2に記憶され
ている波形の周期Tに等しい。
同図(a)は走査速度係数Fを2>F’>1にした場合
、同図(b)は走査速度係数Fを1にした場合、同図(
Q)は走査速度係数Fを1 ) F > L’2にした
場合、同図(d)は走査速度係数FをA≧F>’//l
にした場合、同図(e)は走査速度係数Fを殆≧F>%
にした場合である。
次に同図(a)の波形の楽音が発生する状態について説
明する。今、第5図に示すように位相累算値が変化する
と、乗算器4の出力は、これに2 ) F〉ユである走
査速度係数Fを乗算した泣であるので、第6図に示すよ
うに乗算器4の出力は位相累算値より速い速朋で変化す
る。従って、波形メモリ2からの標本値の読み出しは、
位相累算値によって読み出した場合よりも速くなる。よ
って、第11図(a)に示すような波形となる。なチ・
、カウンタ8の出力が1−oxJ 、、 rlOJ、「
11」のとき乗算器4の出力の11ビツトから13ビツ
トまでのいずれかが常に「l」となるので、カウンタ8
の出力が「01」、[oJ 、l’−11」のときの乗
算器4の出力によって読み出された標本値は累算されな
い。また、カウンタ日の出力が「00」の場合の乗算器
4の出力は、累算器6の出力がオーバーフローする前に
、11ビツト目が1となり、すなわち値が1024以上
となり、波形メモリ2の標本値を読み終っているので、
以後、累算器14での累算は行なわず、累算器14の値
はOとなる。そして、累算器6の出力がオーバーフロー
したとき、すなわち周期Tが経過すると、再び上述した
のと同様にして標本値を読み出す。
次に第11図(b)の波形の楽音が発生する状態につい
て説明する。この場合、F=1であるので、乗算器4の
出力は第7図に示すように変化するが、これは第5図に
示す位相累算値の変化と全く同じである。よって、第1
1図(b)に示すように波形メモリ2の波形がそのまま
周期Tで繰返し、読み出される。この場合も、カウンタ
日の出力が「01」、「ユoJ、l’−xJのとき、乗
算器4の出力の11ビツト乃至13ピントのうちいずれ
かが少なくとも「1」となるので、カウンタ8の出力が
「Ql」 、 「10」、「11」のときに読み出され
た標本値は累算されないQ 次に第11図(c)の波形の楽音が発生する状態につい
て説明する。この場合、l〉F)142であるので、乗
算器4の出力はM8図に示すように位相累算値よりも遅
い速度で変化する。ここで、カウンタ日の出力が「00
」であるときに読み出した標本値によって得られる波形
がAであるが、累算器4がオーバーフローしたとき、す
なわち1周期Tが経過しても波形メモリ2の標本値が読
み残されていることが、波形Aより明らかである。これ
は、また第8図のカウンタ8の出力がr:’o OJの
ときの乗算器4の出力の最終値が1024よシ小ざいこ
とがらも判る。しかし、カウンタ8の出力が「ol」の
ときの乗算器4の出力の初期値は、カウンタ日の出力が
「00」 のときの乗算器4の最終イiケに位相累算値
と走査速度係数値とを乗算した値を加算した値になる。
例えば位相累算値が5で、Fが0.75であるとすると
、累算器6の最終値は1020であり、乗算器4の最終
値は765である。そして累算器6の初期値は1となり
、カウンタ日の出力が「01」のとき、乗算器4の入力
は1025 と、0.75となり、その出力は’i’6
8.75となり、カウンタeの出方が「00」のときの
乗算器の出カフ65に、位相累算値5と走査速度係数0
.75を乗算した喧3.75を加算したイ直となる。そ
して、力tンタの出力がrOl」のとき乗算器の出力は
3.75づつ増加していく。
従って、読み残された標本値は、カウンタ8の出力がr
Ol」  のときに第11図(C)に波形Bとして示す
ように読み出され、カウンタ8の出力が「00」のとき
に読み出された標本値と累算されている。そして、読み
残した標本値を読み終わると、第8図から明らかなよう
に、カウンタ8の出力が「Ol」のときの乗算器4の出
力も11ビツト目が「1」となり、以後読み出した標本
値の累算は行なわれない。
これを1周期Tごとに繰返している。これは、また見方
を変えると、成る1周期で読み残した波形Bを、次の1
周期で読み出づれる波形Aに加算しているともいえる。
なお、カウンタ8の出力が「10」 、 「11」のと
きは、乗算器4の出力の11ビツト乃至13ビツトのう
ち少なくとも1つが「1」であるので、カウンタ日の出
力が「10」、「1ユ」のとき、読み出された標本値の
累算は行なわれない。
次に第11図(d)の波形の楽音が発生する場合につい
て説明する。この場合、A≧F>殆であるので、第9図
に示すように乗算器4の出方の変化は、第8図に示した
場合(第11図(c)の波形の楽音を発生した場合)よ
シもさらに遅く変化する。従って、第9図から明らかな
ように、カウンタ日の出力が「00」のときだけでは1
周期内で標本値を読み終わることが当然できず、さらに
カウンタ日の出力が「01」のときを加えても1周期T
内で読み終わることができない。これは第9図に示すカ
ウント日の出力が「00」のとき及び「01」 のとき
の最終値が1024以下であることも明らかである。こ
のカウンタ日の出力が「01」のときを加えても読み残
った分をカウンタ日の出力が「1o」のときに読み出し
て、加算している。
第11図(e)の場合、第1o図から明らかなように、
カウンタ8の出力が「OO」、 「ol」及び「loJ
のときの乗算2?i 4の出力は1024以下であり、
波形メモリ2゛の標本値の読み残しがあるが、この読み
残し分をカウンタ日の出力が「11」のときの乗算器1
の出力で読み出し、加算している。
このよって第11図(a)乃至(e)の波形は、いずれ
も周期がTであるので、音高はいずれも等しい。しかし
、各々の波形は、走査速度制御係数Fの値によって変化
している。従って、それぞれ異なった音色となる。
第2の実施例を第12図に示す。第2の実施例は波形メ
モ+)2に複数の波形の標本値を記憶し、そのうちの1
つを選択するようにしたもので、レジスタ20に読み出
そうとする波形の先頭のアドレスを記憶させ、これと乗
算器4の出力とを加算器22で加算し、この加算値を波
形メモリ2に供給するものである。この場合、乗算器4
の出力が相対アドレスであり、加算器22の出力が実効
アドレスとなる。これ以外、第1の実施例と同様に構成
されている。
第13図に第3の実施例を示す。この実施例は、レジス
タ12に記・j、徴される走査速度係firが常に1以
上の場合のもので、乗算器4には、累算器6及びレジス
タ12の!直のみが入力され、カウンタ8の値は入力さ
れていない。さらに、累算器14が除去され、ノア回路
18の出方側を波形メモリ2のイネーブル端子に接続し
ている。波形メモリ2は、ノア回路1日の出力がLレベ
ルの場合、波形標本値を読み出さない。
この実施例では、走査速度係数Fが1以上であるので、
第1の実施例の走査速度係数Fが1以上のときと同様に
、累算器6の出力がオーバーフローする前に1乗算器4
の出力が1000以上となり、波形メモリ2の標本値を
読み終わるので、それ以後にはノア回路18の出力がL
レベルとなり、波形標本値の読み出しを禁止している。
従って、この実施例では、第11図(a)または(b)
のような波形がf+Pられる。
第1及び第2の実施例では、乗算器4の出力の11ビツ
ト乃至13ビツトのうち少なくとも1つが「1」のとき
、累算器14での累算を禁止しだが、第3の実施例と同
様に波形メモリ2からの読み出しを禁止してもよい。
上記の各実施例では、単音を発生させる場合についての
み記載したが、時分割によって同時に複数音を発生する
ようにすることは、各実施例から容易に考えられるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による楽音発生装置の第1の実施例の
ブロック図、第2図は同実施例の波形メモリに記憶され
ている波形を示す図、第3図(aJ、(b)は同実施例
の累算器6の出力変化状態を示す図、第4図は同実施例
の一部を説明するためのタイミングチャート、第5図は
同実施例の乗算器4の一方の入力の変化状態を示す図、
第6図乃至第1O図はこの実施例の乗算器4の出力変化
状態を示す図、第11図は同実施例によって発生する楽
音の波形図、第12図は第2の実施例の一部を示すグロ
ック図、第13図は第3の実施例のブロック図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所望の楽音波形を記憶している波形メモリと、発
    生しようとする楽音信号の音高に対応した歩進位相値を
    累算して位相累算値を発生させる位相累算手段と、上記
    波形メモリからの波形の読み出し速度を制御する走査速
    度係数と上記位相累算値とを乗算して、その乗算値をア
    ドレスとして上記波形メモリから波形を読み出すアドレ
    ス発生手段と、上記発生しようとする楽音信号の1周期
    分の変化を上記位相累算値がする間に、上記アドレス発
    生手段から出力されるアドレスが、上記波形メモリの楽
    音波形を読み残したとき、以後の周期で読み残した波形
    を新しく読み出す各標本値に加算する加算手段と、上記
    発生しようとする楽音信号の1周期分の変化を上記位相
    累算値が終わるまでに、上記波形メモリからの上記波形
    の読み出しが終わったとき、上記1周期分の変化を上記
    位相累算値が終わるまで上記波形メモリからの上記波形
    の読み出しを無効にする無効化手段とを、備える楽音発
    生装置。
  2. (2)上記アドレス発生手段が、上記走査速度係数と上
    記位相累算値とを乗算して、上記波形メモリの読み出し
    実効アドレスを得る実効アドレス演算手段であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の楽音発生装置。
  3. (3)上記アドレス発生手段が、上記走査速度係数と上
    記位相累算値とを乗算して、波形メモリの読み出し相対
    アドレスを得る相対アドレス乗算手段と、上記相対アド
    レスと上記波形メモリの読み出し開始アドレスとを加算
    して、波形メモリの読み出し実効アドレスを得る実効ア
    ドレス加算手段とからなることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の楽音発生装置。
  4. (4)所望の楽音波形を記憶している波形メモリと、発
    生しようとする楽音信号の音高に対応した歩進位相値を
    累算して位相累算値を発生させる位相累算手段と、上記
    波形メモリからの波形の読み出し速度を制御する走査速
    度係数と上記位相累算値とを乗算して、その乗算値をア
    ドレスとして上記波形メモリから波形を読み出すアドレ
    ス発生手段と、このアドレス発生手段のアドレスが上記
    波形メモリのアドレスを超えた値になったとき波形出力
    を0とする手段とを、具備する楽音発生装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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