JPS6336519B2 - - Google Patents
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- JPS6336519B2 JPS6336519B2 JP52133031A JP13303177A JPS6336519B2 JP S6336519 B2 JPS6336519 B2 JP S6336519B2 JP 52133031 A JP52133031 A JP 52133031A JP 13303177 A JP13303177 A JP 13303177A JP S6336519 B2 JPS6336519 B2 JP S6336519B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電子楽器の楽音発生装置に関し、特
にデイジタルデータ処理によつて自然楽器音に類
似した楽音を発生し得る楽音発生装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a musical tone generator for an electronic musical instrument, and more particularly to a musical tone generator capable of generating musical tones similar to natural musical instrument sounds through digital data processing.
従来、発生すべき楽音の周波数に対応したアド
レス指定信号を発生し、このアドレス指定信号に
よつて非線形変換メモリを読み出して楽音を発生
させるようにした楽音発生装置は、例えば特開昭
51−78217号公報により知られている。 Conventionally, a musical tone generating device that generates an addressing signal corresponding to the frequency of the musical tone to be generated, reads a nonlinear conversion memory using this addressing signal, and generates a musical tone has been developed, for example, by
It is known from the publication No. 51-78217.
このような従来装置は、簡単な構成で種々の音
色の楽音が得られる点ですぐれているが、自然楽
器音をシミユレートして自然楽器音により近似し
た楽音を形成する点については充分でなかつた。 Although such conventional devices are excellent in that they can produce musical tones with a variety of tones with a simple configuration, they are not sufficient in simulating the sounds of natural instruments and forming musical tones that more closely resemble the sounds of natural instruments. .
また、自然楽器では鍵等の演奏操作子の操作速
度、又は(及び)操作圧力等(以下、これらを総
合してタツチコントロールという)によつて楽器
の演奏者が音の強さばかりでなく音色をも制御す
ることができるが、上述の従来のものでは、この
ようなタツチコントロールについては何ら配慮さ
れていなかつた。 In addition, with natural instruments, the player can control not only the intensity of the sound but also the timbre by controlling the operating speed and/or operating pressure of the performance controls such as keys (hereinafter collectively referred to as touch control). However, in the above-mentioned conventional devices, no consideration was given to such touch control.
この発明の第1の目的は、従来技術を更に改良
して、より自然楽器音に近い楽音を発生すること
であり、第2の目的は、タツチコントロールによ
つて音色を制御して例えばピアノのような自然楽
器と同様の演奏効果を得ることである。 The first object of this invention is to further improve the prior art to generate musical sounds that more closely resemble the sounds of natural instruments, and the second object is to control the timbre by touch control, for example, on a piano. The aim is to obtain performance effects similar to those of natural instruments.
この発明の第1の目的は、次のような構成の楽
音発生装置によつて達成される。すなわち、発生
される楽音の周波数に対応した周期波形信号をア
ドレス関数信号として発生するアドレス関数信号
発生装置と、前記アドレス関数信号を変調制御す
るアドレス関数信号変調装置と、前記変調制御さ
れたアドレス関数信号をアドレス信号として入力
し楽音波形が読出される非線形変換テーブルメモ
リ装置とを具え、前記非線形変換テーブルメモリ
装置に記憶する変換関数を、アドレス信号をxと
し、出力をyとしたとき、y=a0+a1x+a2x2+
…akxkで表わされる多項式に従つて設定し、かつ
前記非線形変換テーブルメモリ装置から出力され
る楽音波形の周波数スペクトルが自然楽器音に類
似するように前記多項式における係数a0、a1、a2
…akおよび前記アドレス関数信号変調装置による
前記アドレス関数信号の変調制御を所定の状態に
設定したものである。 The first object of the present invention is achieved by a musical tone generator having the following configuration. That is, an address function signal generator that generates a periodic waveform signal corresponding to the frequency of a musical tone to be generated as an address function signal, an address function signal modulator that modulates and controls the address function signal, and an address function subjected to modulation control. a non-linear conversion table memory device from which a musical sound waveform is read by inputting a signal as an address signal, and a conversion function stored in the non-linear conversion table memory device, where x is the address signal and y is the output, y= a 0 + a 1 x + a 2 x 2 +
The coefficients a 0 , a 1 , a 2
... ak and the modulation control of the address function signal by the address function signal modulation device are set to a predetermined state.
また、この発明の第2の目的は、次のような構
成の楽音発生装置によつて達成される。すなわ
ち、発生される楽音の周波数に対応した周期関数
信号を発生する周期関数信号発生手段と、非線形
変換テーブルメモリを有し、前記周期関数信号を
該メモリの記憶内容に対応した非線形変換特性に
従つて変換して楽音波形として出力する非線形変
換手段と、鍵操作における操作速度または操作圧
力等を検出して得られるタツチコントロール信号
に対応して前記非線形変換手段における非線形変
換特性を変更制御する制御手段とを具えたもので
ある。 Further, the second object of the present invention is achieved by a musical tone generator having the following configuration. That is, it has a periodic function signal generation means for generating a periodic function signal corresponding to the frequency of the generated musical tone, and a nonlinear conversion table memory, and converts the periodic function signal according to nonlinear conversion characteristics corresponding to the contents stored in the memory. a nonlinear conversion means for converting and outputting a musical sound waveform, and a control means for changing and controlling the nonlinear conversion characteristics of the nonlinear conversion means in response to a touch control signal obtained by detecting the operating speed or operating pressure of a key operation, etc. It is equipped with the following.
ここで、上述の非線形変換テーブルメモリ装置
のアドレス信号をx、それに対応する出力をyと
すれば、一般的に
y=f(x) ………(1)
によつて表わされる関数関係があるが、式(1)は更
に近似的に
y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+akxk+…
………(2)
の多項式によつて表わすことができる。式(2)の係
数a0、a1、a2…等の値はxの変化範囲が定められ
れば、式(1)と式(2)とから近似的に算出することが
できる。 Here, if the address signal of the nonlinear conversion table memory device mentioned above is x, and the corresponding output is y, there is generally a functional relationship expressed by y=f(x) (1). However, equation (1) is more approximately y=a 0 +a 1 x+a 2 x 2 +a 3 x 3 +…+a k x k +…
......It can be expressed by the polynomial in (2). The values of the coefficients a 0 , a 1 , a 2 . . . in Equation (2) can be approximately calculated from Equation (1) and Equation (2) once the change range of x is determined.
式(2)におけるアドレス信号xの値は、たとえば
正弦関数
x0=A0sin(ωt+θ0) ………(3)
(但し、A0は振幅、ωは角周波数、tは時間、
θ0は位相角)を基に作成することができる。 The value of the address signal x in equation (2) is, for example, a sine function x 0 = A 0 sin (ωt + θ 0 ) (3) (where A 0 is the amplitude, ω is the angular frequency, t is the time,
θ 0 is the phase angle).
式(3)を式(2)に代入すれば、
y=a0+a1{A0sin(ωt+θ0)}
+a2{A0sin(ωt+θ0)}2+…
=a0+k=K0
〓k=1
B0ksin(kωt+θ0k) ………(4)
となり、すなわち式(3)のx0をアドレス信号として
非線形変換テーブルメモリ装置から読出される出
力yの周波数スペクトルは式(4)で表わされること
になる。式(4)においてkは高調波の次数であり、
したがつてk=1、2、3、…K0である。 Substituting equation (3) into equation (2), y=a 0 +a 1 {A 0 sin (ωt+θ 0 )} +a 2 {A 0 sin (ωt+θ 0 )} 2 +... =a 0 + k=K0 〓 k=1 B 0k sin (kωt+θ 0k ) ......(4), that is, the frequency spectrum of the output y read from the nonlinear conversion table memory device using x 0 in equation (3) as an address signal is given by equation (4). It will be expressed as In equation (4), k is the harmonic order,
Therefore, k=1, 2, 3,...K 0 .
ところで、非線形変換テーブルメモリ装置から
読出される出力yの周波数スペクトルを変化させ
るためには、たとえば式(3)のx0を適宜変調して該
メモリ装置のアドレス信号xとすることにより可
能となる。 By the way, in order to change the frequency spectrum of the output y read out from the nonlinear conversion table memory device, it is possible to change the frequency spectrum of the output y read out from the nonlinear conversion table memory device by, for example, appropriately modulating x 0 in equation (3) to obtain the address signal x of the memory device. .
すなわち、変調装置によつて、式(3)のx0の振幅
A0を変調信号h1で変調してA=A0・h1とし、x0
のバイアスとして変調信号D=h2を加え、x0の位
相角θ0を変調信号h3で変調してθ=θ0・h3とし、
結果として
x=Asin(ωt+θ)+D ………(5)
で表わされるアドレス信号xを作成することがで
きる。この場合、変調信号h1,h2,h3をそれぞれ
時間tの関数とすれば、式(5)におけるA、D、θ
は時間の経過と共に変化することになる。 That is, depending on the modulator, the amplitude of x 0 in equation (3)
Modulate A 0 with modulation signal h 1 so that A = A 0 · h 1 , x 0
Add the modulation signal D = h 2 as a bias, and modulate the phase angle θ 0 of x 0 with the modulation signal h 3 to make θ = θ 0 · h 3 ,
As a result, an address signal x expressed as x=Asin(ωt+θ)+D (5) can be created. In this case, if the modulation signals h 1 , h 2 , h 3 are each a function of time t, A, D, θ in equation (5)
will change over time.
式(5)を式(2)に代入すれば
y=a0+a1{Asin(ωt+θ)+D}
+a2{Asin(ωt+θ)+D}2+…
=B0+k=K
〓k=1
Bksin(kωt+θk) ………(6)
となり、すなわち式(5)のxをアドレス信号とすれ
ば、非線形変換テーブルメモリ装置から読出され
る出力yの周波数スペクトルは式(6)で表わされる
ことになる。式(6)においてkは高調波の次数であ
り、したがつてk=1、2、3、…Kである。 Substituting equation (5) into equation (2), y=a 0 +a 1 {Asin(ωt+θ)+D} +a 2 {Asin(ωt+θ)+D} 2 +... =B 0 + k=K 〓 k=1 B k sin (kωt+θ k ) ......(6), that is, if x in equation (5) is the address signal, the frequency spectrum of the output y read from the nonlinear conversion table memory device is expressed by equation (6). It turns out. In equation (6), k is the harmonic order, so k=1, 2, 3, . . .K.
この発明においては、式6におけるk=K
〓k=1
Bksin
(kωt+θk)が自然楽器音の周波数スペクトルを
類似するよう、
y=f(x) ………(1)
の関数形と、
x0=A0sin(ωt+θ0) ………(3)
の関数形と、x0から
x=Asin(ωt+θ)+D ………(5)
を作成するための変調信号h1,h2,h3等を適宜選
定するものである。 In this invention, k=K 〓 k=1 B k sin in equation 6
(kωt+θ k ) resembles the frequency spectrum of natural musical instrument sounds, the functional form of y=f(x) ………(1) and x 0 =A 0 sin(ωt+θ 0 ) ………(3) are The function form and modulation signals h 1 , h 2 , h 3 , etc. for creating x=Asin(ωt+θ)+D (5) from x 0 are appropriately selected.
以下、添付図面に示す実施例について、この発
明を詳述する。第1図はこの発明の一実施例を示
すブロツク線図であつて、同図において、1は鍵
盤回路、2は周波数情報メモリ、3はアキユムレ
ータ、4はアドレスカウンタ、5はたとえば上述
の
x0=A0sin(ωt+θ0) ………(3)
に対応して正弦波関数を記憶するアドレス関数信
号メモリ装置であり、これら周波数情報メモリ
2、アキユムレータ3、アドレスカウンタ4、ア
ドレス関数信号メモリ装置5はアドレス関数信号
発生装置を構成する。 The invention will now be described in detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which 1 is a keyboard circuit, 2 is a frequency information memory, 3 is an accumulator, 4 is an address counter, and 5 is, for example, the above-mentioned x 0 = A 0 sin (ωt + θ 0 ) ......(3) This is an address function signal memory device that stores a sine wave function corresponding to 5 constitutes an address function signal generator.
6はアドレス関数信号変調装置、7は前記式(2)
で表わされる関数波形を記憶する非線形変換テー
ブルメモリ装置、8はエンベロープ信号発生器、
9はアドレス関数信号変調制御装置、10はサウ
ンドシステムである。 6 is an address function signal modulation device, and 7 is the above formula (2).
8 is an envelope signal generator; 8 is an envelope signal generator;
9 is an address function signal modulation control device, and 10 is a sound system.
鍵盤において鍵を操作すると、この操作された
鍵を表わす信号が鍵盤回路1から出力され導線1
1を介して周波数情報メモリ2に供給される。周
波数情報メモリ2は前記操作鍵の音高に対応した
数値Fを出力する。また鍵盤回路1からは操作鍵
の押鍵時点及び離鍵時点を示すキーオン信号
KON、およびタツチコントロール信号TSが導線
12および13にそれぞれ出力される。タツチコ
ントロールTSはたとえば公知の圧力−電気変換
装置、速度−電気変換装置等をそれぞれの鍵に設
けて検出する。 When a key is operated on the keyboard, a signal representing the operated key is output from the keyboard circuit 1 and sent to the conductor 1.
1 to the frequency information memory 2. The frequency information memory 2 outputs a numerical value F corresponding to the pitch of the operating key. In addition, from the keyboard circuit 1, a key-on signal indicating the time when the operating key is pressed and the time when the key is released.
KON and touch control signal TS are output to conductors 12 and 13, respectively. The touch control TS is detected by, for example, providing a known pressure-to-electrical converter, speed-to-electrical converter, etc. to each key.
周波数情報メモリ2から読出された数値Fはア
キユムレータ3においてクロツクパルスφのタイ
ミングで順次累算されるものであり、このアキユ
ムレータ3からは、クロツクパルスφの周波数を
f0とし、アキユムレータのモジユロをMとすれ
ば、
f=Ff0/M ………(7)
の周波数のオーバーフローパルスが発生し、導線
31を介して出力される。このオーバフローパル
スは、式(7)に示されるとおり、発生される楽音の
周波数に対応した周波数fを有しており、この周
波数fをサンプリング周波数としてメモリ装置5
を読出す。すなわちオーバフローパルスはアドレ
スカウンタ4で計数され、アドレスカウンタ4の
並列出力をアドレスとしてメモリ装置5を読出
す。たとえば、メモリ装置5は、0、1、2、…
n、…N−1のN個のアドレスを有し、これらN
個のアドレスに対応してそれぞれ
x0=A0sin2π/N(0)、x0=A0sin2π/N(1)、x0=
A0sin2π/N(2)…x0=A0sin2π/N(n)、…x0=A0s
in
2π/N(N−1)
の数値を記憶しているとする。この場合、アドレ
スカウンタ4のモジユロはNに等しく設計され、
その0、1、2、…、n、…N−1の計数値はア
ドレスカウンタ4の並列出力によつて表わされ
る。たとえば時刻t=0において、アドレスカウ
ンタ4の並列出力がmであつたとすると、1/f
秒ごとに1個のパルスがアドレスカウンタ4に入
力されるので、t=1/f、t=2/f、…t=
n/f、…と時間が経過するに従つてアドレスカ
ウンタ4の並列出力はm+1、m+2、…m+
n、…と変化し、メモリ装置5から読出されるx0
の値は、初期値
A0sin2π/Nmから順次A0sin2π/N(m+1)、
A0sin2π/N(m+2)、…A0sin2π/N(m+n)、
…
と変化する。すなわち、nをサンプル点の順番と
してメモリ装置5から読出されるアドレス関数信
号x0はx0=A0sin2π/N(m+n)の形で表わすこ
とができる。 The numerical value F read out from the frequency information memory 2 is sequentially accumulated in the accumulator 3 at the timing of the clock pulse φ, and from this accumulator 3, the frequency of the clock pulse φ is accumulated.
If f 0 and the modulus of the accumulator are M, then an overflow pulse with a frequency of f=Ff 0 /M (7) is generated and output through the conductor 31. As shown in equation (7), this overflow pulse has a frequency f corresponding to the frequency of the generated musical tone, and the memory device 5 uses this frequency f as the sampling frequency.
Read out. That is, overflow pulses are counted by the address counter 4, and the memory device 5 is read out using the parallel output of the address counter 4 as an address. For example, the memory device 5 is 0, 1, 2,...
n,...N-1, and these N
x 0 = A 0 sin2π/N(0), x 0 = A 0 sin2π/N(1), x 0 = A 0 sin2π/N(2)...x 0 = A 0 sin2π /N(n),...x 0 =A 0 s
Suppose that you have memorized the numerical value in 2π/N (N-1). In this case, the modulus of the address counter 4 is designed equal to N,
The count values of 0, 1, 2, . . . , n, . . . N-1 are represented by the parallel outputs of the address counter 4. For example, at time t=0, if the parallel output of address counter 4 is m, then 1/f
Since one pulse is input to the address counter 4 every second, t=1/f, t=2/f,...t=
As time passes as n/f,..., the parallel outputs of the address counter 4 become m+1, m+2,...m+
x 0 changes as n,... and is read out from the memory device 5
The values of are sequentially A 0 sin2π/N (m+1), A 0 sin2π/N (m+2), ...A 0 sin2π/N (m+n), starting from the initial value A 0 sin2π/Nm.
... It changes. That is, the address function signal x 0 read out from the memory device 5, where n is the order of the sample points, can be expressed in the form x 0 =A 0 sin2π/N(m+n).
上記アドレス関数信号x0を変調制御するための
変調信号は、たとえばエンベロープ信号ES又は
(及び)タツチコントロール信号TSに基づいて形
成される。電子楽器においてエンベロープ信号
ESを作成する方法は従来よく知られているので
その一般的な説明は省略するが、第1図に示す実
施例では、エンベロープ信号発生器8において、
鍵盤回路1からの前記キーオン信号KONを入力
して所定の信号処理を行ない、エンベロープ信号
ESを形成する。 A modulation signal for modulating and controlling the address function signal x0 is formed, for example, on the basis of the envelope signal ES and/or the touch control signal TS. Envelope signal in electronic musical instruments
Since the method of creating ES is conventionally well known, a general explanation thereof will be omitted, but in the embodiment shown in FIG. 1, in the envelope signal generator 8,
The key-on signal KON from the keyboard circuit 1 is input and predetermined signal processing is performed to generate an envelope signal.
Form ES.
エンベロープ信号ESとタツチコントロール信
号TSとはアドレス関数信号変調制御装置9に入
力されて信号処理され、アドレス関数信号x0を変
調制御する変調信号として出力される。よく知ら
れているとおり、自然楽器においては、タツチコ
ントロールとそのタツチコントロールに対応して
発生される楽音のエンベロープ波形との間には密
接な関連があるので、この実施例においても、ア
ドレス関数信号を変調制御する変調信号は、エン
ベロープ信号ES又はタツチコントロール信号TS
のいずれか一方だけから形成してもよい。また、
第1図に示す実施例では、上述の変調信号をエン
ベロープ信号ES及びタツチコントロール信号TS
から形成しているが、この場合、上述のキーオン
信号KONから形成したエンベロープ信号ESをタ
ツチコントロール信号TSによつて変調して上述
の変調信号を形成するようにしてもよい。 The envelope signal ES and the touch control signal TS are input to the address function signal modulation control device 9, where they are processed and output as a modulation signal for modulating and controlling the address function signal x0 . As is well known, in natural musical instruments, there is a close relationship between a touch control and the envelope waveform of the musical tone generated in response to that touch control. The modulation signal that modulates and controls the envelope signal ES or touch control signal TS
It may be formed from only one of them. Also,
In the embodiment shown in FIG. 1, the above-mentioned modulation signals are used as envelope signal ES and touch control signal TS
However, in this case, the envelope signal ES formed from the key-on signal KON described above may be modulated by the touch control signal TS to form the modulated signal described above.
アドレス関数信号は、前節で説明した実施例で
は、x0=A0sin2π/N(m+n)の形で出力されサ
ンプル点の順番nの関数として表わされているの
で、上述の変調信号h1,h2,h3等も同一サンプル
点でサンプルしてそのサンプル点における値を表
わす関数h1(n)、h2(n)、h3(n)の形にしてお
く方が便利である。 In the embodiment described in the previous section, the address function signal is output in the form x 0 = A 0 sin2π/N (m + n) and is expressed as a function of the order n of sample points, so the above modulation signal h 1 , h 2 , h 3, etc., are also sampled at the same sample point, and it is more convenient to form functions h 1 (n), h 2 (n), h 3 (n) that represent the values at those sample points. .
エンベロープ信号ES及び(又は)タツチコン
トロール信号TSの形に対応してこれらの変調信
号h1(n)、h2(n)、h3(n)等の形をどのように
するかは、所望の音色と非線形変換テーブルメモ
リ装置7に記憶される関数の形とに応じて決定す
べき設計上の問題に属するので、その一般的な説
明は省略する。 The shape of these modulation signals h 1 (n), h 2 (n), h 3 (n), etc. in accordance with the shape of the envelope signal ES and/or touch control signal TS depends on the desired shape. Since this is a design problem that should be determined depending on the tone color and the shape of the function stored in the nonlinear conversion table memory device 7, a general explanation thereof will be omitted.
アドレス関数信号変調制御装置9から出力され
る変調信号h1(n)は、導線91を介してアドレ
ス関数信号変調装置6に入力され、アドレス関数
信号x0の振幅A0を変調してA=A0=・h1(n)と
する。また、変調信号h2(n)は、導線92を介
してアドレス関数信号変調装置6に入力され、ア
ドレス関数信号x0にバイアスD=h2(n)を加え
る。さらに、変調信号h3(n)は、導線93を介
してアドレスカウンタ4に入力され、アドレス関
数信号x0の位相角2π/Nmを変調してθ=2π/Nm・
h3(n)とする。なお、別の変調信号によつてア
ドレス関数信号x0の周波数を変調することもでき
るが、第1図には示してない。 The modulation signal h 1 (n) output from the address function signal modulation control device 9 is input to the address function signal modulation device 6 via the conductor 91, modulates the amplitude A 0 of the address function signal x 0, and modulates the amplitude A 0 of the address function signal x 0 so that A= Let A 0 =・h 1 (n). The modulated signal h 2 (n) is also input to the address function signal modulator 6 via the conductor 92, and applies a bias D=h 2 (n) to the address function signal x 0 . Furthermore, the modulation signal h 3 (n) is input to the address counter 4 via the conductor 93, and modulates the phase angle 2π/Nm of the address function signal x 0 to obtain θ=2π/Nm・h 3 (n). do. Note that it is possible to modulate the frequency of the address function signal x0 with another modulation signal, but this is not shown in FIG.
したがつて、アドレス関数信号変調装置6の出
力、すなわち変調アドレス関数信号xは
x=Asin(ωt+θ)+D ……(5)
の形となり、普通の場合xは、x0と同一のサンプ
ル点におけるデイジタル数によつて表わされる。
この変調アドレス関数信号xをアドレス信号とし
てメモリ装置7を読出す。このメモリ装置7には
式(2)で表わされる非線形変換テーブルが記憶され
ているが、前記変調アドレス関数信号xの値の低
位のビツトに対応する低位ビツトのアドレスを持
つていない変換テーブルに対してはメモリ装置7
の読出しに際して補間が必要となる。このような
場合に一次近似、二次近似等の公知の補間技術を
用いることができるが、ここではその説明は省略
する。 Therefore, the output of the address function signal modulator 6, that is, the modulated address function signal x, has the form Represented by a digital number.
The memory device 7 is read out using this modulated address function signal x as an address signal. This memory device 7 stores a nonlinear conversion table expressed by equation (2). Memory device 7
Interpolation is required when reading. In such a case, known interpolation techniques such as linear approximation and quadratic approximation can be used, but their explanation will be omitted here.
式(5)のA、D、θの値は変調信号h1(n),h2
(n),h3(n)によつて時間と共に変化し、した
がつて変調アドレス関数信号xの時間的変化に対
応してメモリ装置7から読出される出力yに含ま
れるk次高調波成分の振幅Bk及び位相θkの値
(式(6)参照)が時間と共に変化し、自然楽器にお
いて時間と共に周波数スペクトルが変化する状態
をシミユレートすることができる。 The values of A, D, and θ in equation (5) are the modulation signals h 1 (n), h 2
(n), h 3 (n) with time, and is therefore included in the output y read out from the memory device 7 in response to the temporal change in the modulated address function signal x. The values of amplitude B k and phase θ k (see equation (6)) change over time, making it possible to simulate the state in which the frequency spectrum of a natural musical instrument changes over time.
サウンドシステム10はメモリ装置7から読出
された出力に対し必要な処理を施して楽音として
発音する装置であるが、サウンドシステムに関し
ては従来からよく知られているので、その説明を
省略する。 The sound system 10 is a device that performs necessary processing on the output read from the memory device 7 and produces musical tones, but since sound systems are well known in the past, a description thereof will be omitted.
次に、非線形変換テーブルの実施例及びアドレ
ス関数信号を変調する変調信号の実施例について
説明する。第1図に示す実施例において、アドレ
ス関数信号変調装置6は、アドレス関数信号の振
幅及び位相を変調しかつそのバイアスを変化させ
たが、回路を簡単にするためアドレス関数信号の
振幅だけを変調してもよいことは申すまでもな
い。以下、第2図について説明する実施例では、
簡単なアドレス関数信号変調装置によつても所期
の効果が得られることを明らかにするため、アド
レス関数信号変調装置が単純な乗算回路である例
について述べる。 Next, an example of a nonlinear conversion table and an example of a modulation signal for modulating the address function signal will be described. In the embodiment shown in FIG. 1, the address function signal modulating device 6 modulates the amplitude and phase of the address function signal and changes its bias, but in order to simplify the circuit, only the amplitude of the address function signal is modulated. Needless to say, it is okay to do so. In the following, in the embodiment described with reference to FIG.
In order to clarify that the desired effect can be obtained even with a simple address function signal modulation device, an example in which the address function signal modulation device is a simple multiplication circuit will be described.
第2図はこの発明の他の実施例を示すブロツク
線図であり、第1図と同一符号は同一又は相当部
分を示す。第2図に示す実施例では、タツチコン
トロール信号TSだけがアドレス関数信号変調制
御装置9に入力され、変調信号h1(n)だけが出
力される。また第2図の乗算回路60は、第1図
のアドレス関数信号変調装置6に相当するもの
で、アドレス関数信号メモリ装置5から出力され
るアドレス関数信号x0に変調信号h1(n)を乗算
するだけの処理を行なう。 FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In the embodiment shown in FIG. 2, only the touch control signal TS is input to the address function signal modulation control device 9, and only the modulation signal h 1 (n) is output. The multiplication circuit 60 in FIG. 2 corresponds to the address function signal modulation device 6 in FIG . Performs only multiplication.
第3図は、第2図のメモリ装置5および7に記
憶されている関数波形の一例を示すグラフであつ
て、第3図aはメモリ装置5に記憶されている正
弦関数を示し、第3図bはメモリ装置7に記憶さ
れている非線形変換テーブルを示す。 3 is a graph showing an example of a function waveform stored in the memory devices 5 and 7 of FIG. 2, in which FIG. 3a shows a sine function stored in the memory device 5; FIG. b shows a nonlinear conversion table stored in the memory device 7. FIG.
第4図は第2図のメモリ装置7から読出される
波形の一例を示す波形図であり、第5図は第2図
のメモリ装置7をアドレスする変調アドレス関数
信号xの変化の一例を示す波形図である。 4 is a waveform diagram showing an example of a waveform read from the memory device 7 of FIG. 2, and FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a change in the modulated address function signal x that addresses the memory device 7 of FIG. 2. FIG.
メモリ装置5からは、サンプル点の順番nが変
化するに従つて第3図aに示す如く変化するアド
レス関数信号x0=8sin2π/16n(第3図に示す数値例
による)が出力され、乗算回路60に入力され
る。変調信号h1(n)=1であつて、乗算回路60
の出力、すなわち変調アドレス関数信号xがx=
x0であるとき、この変調アドレス関数信号xをア
ドレス信号としてメモリ装置7から読出される信
号yの形は、第3図aとbとから容易に作図する
ことができ、第4図の波形Aのようになる。ま
た、変調信号h1(n)=1/2であつて、x=x0/2であ
るとき、この変調アドレス関数信号xをアドレス
としてメモリ装置7から読出される出力信号y
は、第3図aにx0/2の曲線を描き、これと第3図
bとから同様に作図することができ、第4図の波
形Bのようになる。 The memory device 5 outputs an address function signal x 0 =8sin2π/16n (according to the numerical example shown in FIG. 3) that changes as shown in FIG. 3a as the order n of the sample points changes, and the multiplication It is input to circuit 60. The modulation signal h 1 (n)=1, and the multiplier circuit 60
The output of, that is, the modulated address function signal x is x=
x 0 , the shape of the signal y read out from the memory device 7 using the modulated address function signal x as an address signal can be easily plotted from FIG. It will look like A. Further, when the modulation signal h 1 (n) = 1/2 and x = x 0 /2, the output signal y read out from the memory device 7 using the modulation address function signal x as an address.
can be drawn in the same way by drawing a curve of x 0 /2 in FIG. 3a and from this and FIG. 3b, resulting in waveform B in FIG. 4.
第4図の波形AとBとを比較すれば明らかなよ
うに、これらの波形AおよびBは互に振幅が異な
るばかりでなく、その波形形状が異なり、したが
つてその周波数スペクトルも異なつている。 As is clear from comparing waveforms A and B in Figure 4, these waveforms A and B not only have different amplitudes, but also different waveform shapes, and therefore their frequency spectra also differ. .
第5図にh1(n)として点線で示す変調信号は、
アドレス関数信号変調制御装置9の出力であつ
て、第2図の実施例ではタツチコントロール信号
TSから作成される。変調信号h1(n)をアドレス
関数信号x0に乗算した乗算回路60の変調アドレ
ス関数信号xは第5図実線xで示す如くなり、こ
の変調アドレス関数信号xをアドレス信号として
メモリ装置7から読出した出力信号yの波形は第
4図の波形Aから波形Bへと順次変化してゆくこ
とは容易に理解できるところである。 The modulation signal shown by the dotted line as h 1 (n) in FIG.
The output of the address function signal modulation control device 9, which is the touch control signal in the embodiment of FIG.
Created from TS. The modulated address function signal x of the multiplication circuit 60 obtained by multiplying the modulated signal h 1 (n) by the address function signal x 0 becomes as shown by the solid line x in FIG. It is easy to understand that the waveform of the read output signal y changes sequentially from waveform A to waveform B in FIG.
第2図に関して説明した上述の実施例では、ア
ドレス関数信号メモリ装置5から出力されるアド
レス関数信号x0は正弦波の信号であり、アドレス
関数信号変調装置は単純な乗算回路60で構成さ
れ、非線形変換テーブルメモリ装置7には第3図
bに示す非線形変換テーブルを記憶しており、総
合的に極めて簡単な回路であるが、第5図に点線
h1(n)で示す変調信号によつて、時間の経過に
従つて変化する楽音の音色に関しては満足すべき
結果が得られることが実験的に確かめられてい
る。 In the above-described embodiment described with reference to FIG . The nonlinear conversion table memory device 7 stores the nonlinear conversion table shown in FIG.
It has been experimentally confirmed that the modulation signal h 1 (n) provides satisfactory results regarding the timbre of musical sounds that change over time.
なお、以上の説明では、アドレス関数信号x0と
して正弦関数信号を用いる例を説明したが、アド
レス関数信号x0は、三角波関数、梯形波関数等適
宜な周期関数でよいことは申すまでもない。 In the above explanation, an example was explained in which a sine function signal is used as the address function signal x 0 , but it goes without saying that the address function signal x 0 may be any appropriate periodic function such as a triangular wave function or a trapezoidal wave function. .
第6図は、第1図又は第2図のメモリ装置5お
よび7に記憶する関数波形の他の例を示すグラフ
であつて、第6図aはメモリ装置5に記憶する三
角波関数を示し、第6図bはメモリ装置7に記憶
する非線形変換テーブルを示す。また、第7図
は、第6図に示すような関数波形を記憶している
メモリ装置5および7を用いた場合、変調アドレ
ス関数信号xによつてメモリ装置7から読出され
る出力信号yの波形の一例を示す波形図である。 6 is a graph showing another example of the function waveform stored in the memory devices 5 and 7 of FIG. 1 or 2, and FIG. 6 a shows a triangular wave function stored in the memory device 5, FIG. 6b shows a nonlinear conversion table stored in the memory device 7. FIG. 7 also shows the output signal y read out from the memory device 7 by the modulated address function signal x when using the memory devices 5 and 7 storing function waveforms as shown in FIG. FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a waveform.
第7図の波形A′は、x=x0(h1(n)=1)をア
ドレスとして読出されるメモリ装置7の出力信号
yの波形であつて、第6図aとbとから作図する
ことができる。また、第7図の波形B′はx=1/2
x0をアドレスとして読出されるメモリ装置7の出
力信号yの波形であつて、第6図aにx0/2の三角
波形を描き、これと第6図bとから作図すること
ができる。この場合、第7図の波形A′は第4図
の波形Aとほぼ同一であり、また第7図の波形
B′は第4図の波形Bとは異なり、波形A′から波
形B′への推移は波形Aから波形Bへの推移とは
異なつている。したがつて、アドレス関数信号x0
が正弦関数から三角波関数に変化した場合、音の
立ち上り部(アタツク部)付近の波形形状はほぼ
同一であるが、その時間的変化の様子は変つてく
るので多様な音色設定が可能である。 Waveform A' in FIG. 7 is the waveform of the output signal y of the memory device 7 read out using x = x 0 (h 1 (n) = 1) as an address, and is drawn from FIG. 6 a and b. can do. Also, the waveform B' in Fig. 7 is x = 1/2
The waveform of the output signal y of the memory device 7 read out using x 0 as an address can be drawn from a triangular waveform of x 0 /2 in FIG. 6a and from this and FIG. 6b. In this case, the waveform A' in FIG. 7 is almost the same as the waveform A in FIG. 4, and the waveform A' in FIG.
B' is different from waveform B in FIG. 4, and the transition from waveform A' to waveform B' is different from the transition from waveform A to waveform B. Therefore, the address function signal x 0
When changes from a sine function to a triangular wave function, the waveform shape near the attack part of the sound is almost the same, but the way it changes over time changes, so a variety of tone settings are possible.
なお、アドレス関数信号x0が三角波、梯形波等
簡単な波形の場合は、アドレスカウンタ4とアド
レス関数信号メモリ装置5とを簡単な演算回路で
置きかえることができる。また、周波数情報メモ
リ2及びアキユムレータ3を用いないで、他の公
知の方法によつて式(7)によつて示される周波数f
と同一周波数のパルスを発生することも可能であ
る。したがつて、公知のどのようなアドレス関数
信号発生装置を用いてアドレス関数信号を形成し
てもよいことは申すまでもない。 Note that when the address function signal x 0 has a simple waveform such as a triangular wave or a trapezoidal wave, the address counter 4 and the address function signal memory device 5 can be replaced with a simple arithmetic circuit. Moreover, without using the frequency information memory 2 and the accumulator 3, the frequency f shown by equation (7) can be calculated by another known method.
It is also possible to generate pulses with the same frequency as . Therefore, it goes without saying that any known address function signal generating device may be used to generate the address function signal.
以上述べた所により明らかなように、この発明
によると、非線形変換テーブルメモリ装置に記憶
する変換関数を式(2)に従つて設定すると共に、メ
モリ装置の出力としての楽音波形の周波数スペク
トルが自然楽器音に類似するように式(2)における
係数a0、a1、a2…ak及びアドレス関数信号の変調
制御状態を設定したので、例えば式(6)で示される
演算を実行したのと等価の楽音波形が簡単に得ら
れ、この楽音波形は実質的に高調波合成方式と同
様のものとなり、非常に自然楽器音に近似したも
のとなる効果がある。また、タツチコントロール
信号に応じて変調制御を行なうと、きわめて簡単
な構成により鍵タツチに応じた音色制御が可能と
なり、例えばピアノのような自然楽器と同様の演
奏効果を得ることができる効果がある。 As is clear from the above description, according to the present invention, the conversion function stored in the nonlinear conversion table memory device is set according to equation (2), and the frequency spectrum of the musical sound waveform as the output of the memory device is natural. Since the coefficients a 0 , a 1 , a 2 ...a k in equation (2) and the modulation control state of the address function signal are set to resemble musical instrument sounds, for example, when executing the calculation shown in equation (6), A musical sound waveform equivalent to the above can be easily obtained, and this musical sound waveform is substantially the same as that of the harmonic synthesis method, and has the effect of being very close to a natural musical instrument sound. In addition, by performing modulation control according to the touch control signal, it is possible to control the timbre according to the touch of a key with an extremely simple configuration, and it is possible to obtain a performance effect similar to that of a natural instrument such as a piano. .
第1図は、この発明の一実施例を示すブロツク
線図、第2図は、この発明の他の実施例を示すブ
ロツク線図、第3図は、第2図のアドレス関数信
号メモリ装置および非線形変換テーブルメモリ装
置に記憶されている関数波形の一例を示すグラ
フ、第4図は、第2図の非線形変換テーブルメモ
リ装置から読出される波形の一例を示す波形図、
第5図は、第2図の乗算回路から出力される変調
アドレス関数信号の一例を示す波形図、第6図
は、この発明のアドレス関数信号メモリ装置及び
非線形変換テーブルメモリ装置に記憶される関数
波形の他の例を示すグラフ、第7図は、第6図に
示す関数波形を記憶した非線形変換テーブルメモ
リ装置から読出される波形の一例を示す波形図で
ある。
1……鍵盤回路、2……周波数情報メモリ、3
……アキユムレータ、4……アドレスカウンタ、
5……アドレス関数信号メモリ装置、6……アド
レス関数信号変調装置、7……非線形変換テーブ
ルメモリ装置、9……アドレス関数信号変調制御
装置。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the invention, FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the invention, and FIG. 3 shows the address function signal memory device of FIG. FIG. 4 is a graph showing an example of a function waveform stored in the nonlinear conversion table memory device; FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a waveform read from the nonlinear conversion table memory device of FIG. 2;
FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a modulated address function signal output from the multiplication circuit of FIG. 2, and FIG. 6 is a waveform diagram showing a function stored in the address function signal memory device and nonlinear conversion table memory device of the present invention. FIG. 7 is a graph showing another example of a waveform. FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of a waveform read from a nonlinear conversion table memory device that stores the function waveform shown in FIG. 1...Keyboard circuit, 2...Frequency information memory, 3
...Accumulator, 4...Address counter,
5...Address function signal memory device, 6...Address function signal modulation device, 7...Nonlinear conversion table memory device, 9...Address function signal modulation control device.
Claims (1)
信号をアドレス関数信号として発生するアドレス
関数信号発生装置と、前記アドレス関数信号を変
調制御するアドレス関数信号変調装置と、前記変
調制御されたアドレス関数信号をアドレス信号と
して入力し楽音波形が読出される非線形変換テー
ブルメモリ装置とを具え、 前記非線形変換テーブルメモリ装置に記憶する
変換関数を、アドレス信号をxとし、出力をyと
したとき、y=a0+a1x+a2x2+…akxkで表わさ
れる多項式に従つて設定し、かつ 前記非線形変換テーブルメモリ装置から出力さ
れる楽音波形の周波数スペクトルが自然楽器音に
類似するように前記多項式における係数a0、a1、
a2…akおよび前記アドレス関数信号変調装置によ
る前記アドレス関数信号の変調制御を所定の状態
に設定したことを特徴とする電子楽器の楽音発生
装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載の電子楽器の楽
音発生装置において、前記アドレス関数信号はx0
=A0・F(ωt+θ0)(但し、Fは任意の関数、A0
は振幅、ωは角周波数、tは時間、θ0は位相角)
で表わされ、前記アドレス関数信号変調装置は、
前記アドレス関数信号x0=A0・F(ωt+θ0)にお
けるA0、θ0、ωおよび該信号x0に加えるバイア
スDのうちの少なくとも1つを変化させるもので
あることを特徴とする電子楽器の楽音発生装置。 3 発生される楽音の周波数に対応した周期関数
信号を発生する周期関数信号発生手段と、 非線形変換テーブルメモリを有し、前記周期関
数信号を該メモリの記憶内容に対応した非線形変
換特性に従つて変換して楽音波形として出力する
非線形変換手段と、 鍵操作における操作速度または操作圧力等を検
出して得られるタツチコントロール信号に対応し
て前記非線形変換手段における非線形変換特性を
変更制御する制御手段と を具えた電子楽器の楽音発生装置。 4 特許請求の範囲第3項に記載の電子楽器の楽
音発生装置において、前記制御手段は、前記周期
関数信号を前記タツチコントロール信号に対応し
て変調制御するものであり、前記非線形変換手段
は、前記変調制御された周期関数信号を前記非線
形変換テーブルメモリにアドレス信号として入力
し、該メモリの読出し出力を楽音波形として送出
するものであることを特徴とする電子楽器の楽音
発生装置。[Scope of Claims] 1. An address function signal generation device that generates a periodic waveform signal corresponding to the frequency of a generated musical tone as an address function signal, an address function signal modulation device that modulates and controls the address function signal, and an address function signal modulation device that modulates and controls the address function signal. a nonlinear conversion table memory device from which a musical sound waveform is read by inputting a controlled address function signal as an address signal, and the conversion function stored in the nonlinear conversion table memory device is such that the address signal is x and the output is y. y=a 0 + a 1 x + a 2 x 2 +...a k x k , and the frequency spectrum of the musical sound waveform output from the nonlinear conversion table memory device corresponds to the natural instrument sound. Similarly, the coefficients a 0 , a 1 ,
A musical tone generation device for an electronic musical instrument, characterized in that modulation control of the address function signal by the address function signal modulation device is set to a predetermined state. 2. In the musical tone generation device for an electronic musical instrument according to claim 1, the address function signal is x 0
=A 0・F(ωt+θ 0 ) (However, F is any function, A 0
is the amplitude, ω is the angular frequency, t is the time, and θ 0 is the phase angle)
The address function signal modulation device is expressed as
An electronic device that changes at least one of A 0 , θ 0 , ω in the address function signal x 0 =A 0 ·F (ωt+θ 0 ) and a bias D applied to the signal x 0 Musical tone generator for musical instruments. 3. Periodic function signal generating means for generating a periodic function signal corresponding to the frequency of the generated musical tone, and a nonlinear conversion table memory, which converts the periodic function signal according to nonlinear conversion characteristics corresponding to the stored contents of the memory. nonlinear conversion means for converting and outputting as a musical sound waveform; and control means for changing and controlling nonlinear conversion characteristics in the nonlinear conversion means in response to a touch control signal obtained by detecting operating speed or operating pressure in key operation. A musical tone generator for an electronic musical instrument. 4. In the musical tone generation device for an electronic musical instrument according to claim 3, the control means modulates the periodic function signal in accordance with the touch control signal, and the nonlinear conversion means: A musical tone generation device for an electronic musical instrument, characterized in that the modulation-controlled periodic function signal is input to the nonlinear conversion table memory as an address signal, and the read output of the memory is sent out as a musical sound waveform.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13303177A JPS5466826A (en) | 1977-11-08 | 1977-11-08 | Musical tone generator of electronic musical instruments |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13303177A JPS5466826A (en) | 1977-11-08 | 1977-11-08 | Musical tone generator of electronic musical instruments |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5466826A JPS5466826A (en) | 1979-05-29 |
JPS6336519B2 true JPS6336519B2 (en) | 1988-07-20 |
Family
ID=15095179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13303177A Granted JPS5466826A (en) | 1977-11-08 | 1977-11-08 | Musical tone generator of electronic musical instruments |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5466826A (en) |
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1977
- 1977-11-08 JP JP13303177A patent/JPS5466826A/en active Granted
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