JPS6356558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はエンベロープメモリの容量を増大させ
ることなく自然楽器により近い楽音を発生するよ
うにした電子楽器に関するものである。 従来より、電子楽器において簡単に自然楽器音
を発生させる方法として、発生させようとする楽
音の一周期分の波形をROM等に記憶しておき、
そのROMの波形を所定のクロツクで読み出して
楽音波形を発生し、それに予め別途記憶させてあ
るエンベロープ信号を掛け合わせるという手法が
ある。しかし、実際には各自然楽器ごとにエンベ
ロープが微妙に異なり、また、楽音を発生してい
る時間も相当長い場合があり、それらを含めて楽
音の立ち上りから立ち下りまですべてを記憶する
と、エンベロープメモリとして膨大な容量が必要
になるという問題がある。また、通常自然楽器音
は、その立ち上りの部分に特に大きな特徴がある
ことが知られている。このため立ち上り部分のエ
ンベロープのみをエンベロープメモリに記憶して
おき、定常部については一定レベルのエンベロー
プ信号を楽音波形に掛け合わせるという手法も考
えられる。しかし、この場合には、立ち上り部は
十分な自然楽器感が得られても、定常部において
は自然楽器感が全くなくなつてしまうという欠点
がある。 本発明は上記のような点に鑑み、楽音の立上り
部分また立下り部分のようなエンベロープの特徴
となる部分だけをエンベロープメモリに書きこん
でおき、定常部分にはノイズ信号によつて或る程
度ランダムなエンベロープを付与することによ
り、エンベロープメモリの容量を増大させること
なく楽音の立上りから定常部分まであるいは定常
部分から立下りまでの全期間にわたつて自然楽器
音に近い音が得られるようにしたものである。 以下図面に基づき本発明の説明を行なうが、特
に断わりのある場合を除き、信号はすべてデジタ
ル信号であるものとする。 第１図は本発明の一実施例を示すものである。
第１図において、１は波形発生器であり、押鍵等
により所望の楽音波形を発生する。本実施例にお
いては、自然楽器音（例えばバイオリン，トラン
ペツト等）の波形を一定の周波数で定常的に出力
するものを用いている。波形発生器１の具体的な
構成は、メモリー読み出し等の公知のものである
から、詳しい説明は省略する。２はエンベロープ
メモリ（エンベロープ記憶装置）であり、波形発
生器１が送出する楽音波形に対応する、楽音の立
ち上り部分から定常部に至るまでのエンベロープ
情報を記憶している。３はノイズ発生器である。
４はエンベロープ発生器であり、エンベロープメ
モリ２によるエンベロープ情報及びノイズ発生器
３によるノイズ信号に基づいてエンベロープ信号
を発生する。本実施例においては、エンベロープ
メモリ２の記憶内容に基づき、楽音の立ち上りか
ら定常部に至るまでのエンベロープ信号を発生
し、その後、即ち楽音が定常部に至つてから後
は、ノイズ発生器３が発生するノイズ信号に基づ
いてエンベロープ信号を発生する。５は乗算器で
あり、波形発生器１の出力する定常的な楽音波形
に対して、エンベロープ発生器４の送出するエン
ベロープ信号を掛け合わせて変調をかけるもので
ある。６はデジタル／アナログコンバータ（以下
DACと称する）であり、乗算器５によつて得ら
れたデジタル信号による楽音信号をアナログの楽
音信号に変換するものである。 次に第１図の動作について説明する。押鍵等に
より楽音の発生の要求があると、波形発生器１が
所定の周波数で所定の楽音波形を定常的に発生す
る。この様子が第２図ａに示してある。一方、エ
ンベロープ発生器２も、押鍵と同時にエンベロー
プ信号を発生し始める。このエンベロープ信号
を、乗算器５によつて波形発生器１からの楽音波
形に掛けあわせ、その出力をDAC６によつてア
ナログ信号に変換し、楽音信号として出力する。 第３図はエンベロープ発生器４の具体的な実施
例である。第３図において、７はラツチであり、
Ｃ端子に与えられる制御信号がハイレベル即ち１
の時は、エンベロープメモリ２より与えられるエ
ンベロープ情報を保持し、ローレベル即ち０の時
にはそのまま出力する。８はゲートであり、Ｃ端
子に与えられる制御信号により、ノイズ発生器３
の出力するノイズ信号を開閉制御する。即ち、制
御信号が１の時にはノイズ発生器３の出力をその
まま送出し、制御信号が０の時には０を出力す
る。９はフイルタであり、ゲート８が出力するノ
イズ信号を低域波する。本実施例においては、
フイルタ９としてカツトオフ周波数がほぼ６Hzの
低域フイルタを用いている。１０はクロツク発生
器であり、押鍵に基づいてエンベロープメモリ２
のメモリ内容を読み出すためのアドレス信号と、
ラツチ７及びゲート８に対する制御信号を発生す
る。１１は加算器であり、ラツチ７の出力とゲー
ト８の出力の加算を行ない第１図の乗算器に出力
する。 次に第３図に示したエンベロープ発生器４の動
作を説明する。 押鍵等により楽音の発生が要求されると、押鍵
信号によりクロツク発生器１０がエンベロープメ
モリ２に対しアドレス信号を、そしてラツチ７と
ゲート８に対して制御信号として０を送出する。
この状態において、ラツチ７の出力は、Ｃ端子に
与えられている信号が０であるからエンベロープ
メモリ２の出力と等しくなつており、また、ゲー
ト８の出力も０となつている。故に、加算器の出
力はエンベロープメモリ３の出力と等しくなつて
いる。この様子が第２図ｂ〜ｅに立ち上り部とし
て示してある。次いで、この状態で一定時間が経
過し、ｔ＝Toになるとエンベロープメモリ２か
らのエンベロープ情報が飽和し、定常部へ入る。
この時点において、クロツク発生器１０内で押鍵
時からの時間を計数し、クロツク発生器１０から
の制御信号が反転して１になる。この状態でラツ
チ７は、制御信号が１に反転する直前に与えられ
ていたエンベロープ情報をラツチし、またゲート
８はノイズ発生器３からのノイズ信号を出力す
る。このノイズ信号をフイルタ９で６Hz以下の帯
域ノイズ信号にして加算器１１に与える。そして
加算器１１はエンベロープメモリ２による出力
と、フイルタ８による出力を加算し、その加算結
果を乗算器５へ出力する。この様子が第２図ｂ〜
ｅに定常部とし示してある。 以上のようにして得られたエンベロープ発生器
４からのエンベロープ信号（第２図ｄ）と波形発
生器１からの楽音波形（第２図ａ）とを乗算器５
で掛け合わせ、その出力信号をDAC６によつて
アナログ信号に変換し、アナログの楽音信号を得
る。 以上述べたように、上記実施例においては、エ
ンベロープ信号として、立ち上り部分については
エンベロープメモリを読み出したものを用い、定
常部分についてはノイズ発生器が発生するノイズ
信号を用いるようにしている。このため、楽音の
立ち上り部分については、エンベロープ波形はメ
モリの設計次第で自由に作ることができるため自
然楽音に非常に近いものが得られ、定常部につい
てもノイズ信号によつて微妙な変動を与えている
ので楽音が機械的な音にならず、より自然な感じ
の音になる。また、エンベロープメモリは楽音の
立ち上りの部分のみで済むので、その容量も従来
に比べて殆んど増加させる必要がない。 第４図は第１図におけるエンベロープ発生器４
の他の実施例である。なお、第３図と同一の機能
を有するものについては同一の符号を付してあ
る。第４図において、１２はノイズ発生器であ
り、ここでは直流のオフセツトを与えたノイズ信
号を発生している。このオフセツトは、エンベロ
ープメモリ２が発生するエンベロープ情報の最後
の値、即ち第２図におけるｔ＝To時点のエンベ
ロープメモリ出力の値と等しくなるようにしてあ
る。１３はセレクタであり、Ｃ端子に入力してい
る制御信号に応じて、入力Ａ，入力Ｂいずれか一
方の入力信号を出力するものである。本実施例に
おいては、制御信号が０の時には入力Ａを、制御
信号が１の時は入力Ｂを選択して出力するように
なつている。 次に第４図に示すエンベロープ発生器４の動作
を説明する。エンベロープメモリ２及びクロツク
発生器１０については第３図に示すものと全く同
様であるので、押鍵時より一定の時間、クロツク
発生器１０はセレクタ１３に対する制御信号とし
て第２図ｅに示すとおり０を出力する。故にセレ
クタ１３は入力Ａを信号を、つまりエンベロープ
メモリが送出するエンベロープ情報を出力する。
一方、ノイズ発生器１２においては、オフセツト
を付加したノイズ信号を発生しており、これをフ
イルタ９が第３図と同様に低域のみを残すべく
波を行なう。このため、フイルタ９の出力におい
てオフセツト分については変化はない。故に、第
４図におけるフイルタ９の出力は、第３図におけ
るフイルタ９の出力にオフセツト分を加えたもの
に等しくなる。故に、第２図ｔ＝Toの時点にお
いて制御信号が１に反転すると、フイルタ９の出
力がセレクタ１３より出力され、結果としてセレ
クタ１３の出力は第２図ｄに示す加算器出力と等
価になる。 なお、ノイズ信号に付加してあるオフセツトレ
ベルが、セレクタ１３が出力を切り替える直前の
エンベロープメモリ２のレベルに合わせてなるの
で、ｔ＝Toでセレクタ１３が出力信号を切替え
ても、エンベロープ信号の平均レベルが変化しな
いことは言うまでもない。 また、第３図，第４図において、ノイズ発生器
３，１２の出力をフイルタ９で波するようにし
ているが、ノイズ発生器として低域のノイズしか
発生しないものを用いればフイルタを省略しても
よいことは言うまでもない。 第５図はノイズ発生器１２の具体的な構成を示
すものである。第５図において１４〜２２は１ビ
ツトのフリツプフロツプであり、合計９個で９ビ
ツトのシフトレジスタを構成している。２３は排
他的論理和（Ｅ・Ｒ）である。シフトレジスタ
１４〜２２とＥ・Ｒ２３によりＭ系列の擬似雑
音発生器を構成している。このシフトレジスタの
第１ビツト，第６ビツト，第９ビツトより信号を
より出し、３ビツトのノイズ信号０１，０２，０
３としている。更にノイズ信号０１，０２，０３
に５ビツトのオフセツト信号０４〜０８を加えて
オフセツト付のノイズ信号としている。ここでは
０４〜０７として０を，０８として１を与えてい
る。ここで、シフトレジスタ１４〜２２に印加し
ているクロツク信号の周波数を下げると、出力０
１〜０３はゆつくりとしかしランダムに変化する
ので、第４図において、この信号をフイルタ９を
介さずに直接セレクタ１３へ入力しても第３図に
示した回路と似た効果が得られる。 ところで、以上の説明においては、楽音の立ち
上り、定常部についてのみ説明し、立ち下り部に
ついては触れていないが、立ち下り部について
は、例えば第６図に示すように、立ち下り部のエ
ンベロープ信号を発生する立ち下りエンベロープ
発生器２４を備え、押鍵信号を用いてセレクタ２
５で切り替えを行なえばよい。即ち、第６図にお
いてセレクタ２５は第１表に示すとおりの動作を
しており、エンベロープメモリ２，フイルタ９，
立ち下りエンベロープ発生器２４の各出力を切り
換えるようになつている。

【表】 故に鍵が押圧され押鍵信号が１になると、第４
図と同様にクロツク発生器１０がエンベロープメ
モリ２に対しアドレス信号を、そしてセレクタ２
５のCI端子へ制御信号０を送出する。押鍵信号
が１であり、制御信号が０であるので、セレクタ
２５はＡ端子の入力即ちエンベロープメモリの出
力を第１図の乗算器５へ送出する。次いで、一定
の時間が経過し、クロツク発生器１０の出力する
制御信号が１に反転すると、フイルタ９の出力、
即ちノイズ発生器１２が発生するノイズ信号を乗
算器へ出力する。次いで、鍵が離され、押鍵信号
が０になると、セレクタ２５はＣ端子，即ち立ち
下りエンベロープ発生器２４の出力を乗算器へ送
出する。以上のようにしてエンベロープ発生器４
が楽音の立ち上り、定常部，立ち下りに相当する
エンベロープ信号を発生する。 なお、以上の実施例においては、楽音波形を発
生する波形発生器１個に対しエンベロープ信号の
乗算を行なうようにしているが、複数個の波形発
生器に対して１個のエンベロープ発生器が発生す
るエンベロープ信号を共通に与え、それぞれ乗算
を行ない加算するようにしてもよい。 また、第１図に示す構成で波形発生器１，エン
ベロープメモリ２，ノイズ発生器３，エンベロー
プ発生器４，乗算器５を一組とする回路を複数組
用意し、波形発生器１として正弦波の周波数を互
いに異ならせ、かつ基準となるべき組の周波数の
整数倍となるようにし、各組の乗算器の出力の和
をとり、楽音信号として出力するようにしてもよ
いことは言うまでもない。 以上のように本発明は、エンベロープ記憶装置
にエンベロープ情報の一部を記憶しておき、この
エンベロープ記憶装置から読み出された情報とノ
イズ発生器からのノイズ信号を切り替え、或は、
混合するようにして所望のエンベロープ信号を発
生し、このエンベロープ信号を波形発生器の発生
する楽音波形に掛け合わせて所望の楽音信号を得
るようにしたものである。このため、エンベロー
プ記憶装置に楽音の立ち上がりのように自然楽音
の特徴となる部分を記憶させておき、楽音波形の
立ち上がり部分にはこのエンベロープ記憶装置か
ら読み出されたエンベロープ信号を掛け合わせ、
楽音波形が完全に立ち上がつて定常部分に入つた
後はノイズ信号によるエンベロープ信号を重畳し
て付与する等すれば、エンベロープ記憶装置の容
量を殆んど増大させることなく立ち上がりから定
常部に至るまでの全期間にわたつて自然な感じの
エンベロープを付与することができ、出力される
楽音が、途中から一定の固定された単調な音色に
なることなく、また周期的に変化するような機械
的な楽音となることもないという優れた効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子楽器の一実施例を示
すブロツク図、第２図は第１図の各部の出力波形
図、第３図、第４図は第１図におけるエンベロー
プ発生器の具体的な構成を示すブロツク図、第５
図はノイズ発生器の具体的な構成を示すブロツク
図、第６図は本発明による電子楽器の他の実施例
を示すブロツク図である。 １……波形発生器、２……エンベロープ記憶装
置、３……ノイズ発生器、４……エンベロープ発
生器、５……乗算器、７……ラツチ、８……ゲー
ト、９……フイルタ、１０……クロツク発生器、
１１……加算器、１２……ノイズ発生器、１３…
…セレクタ、２４……エンベロープ記憶装置、２
５……セレクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押鍵等により予め定められた楽音波形を発生
   する波形発生器と、前記楽音波形に対応するエン
   ベロープ情報を記憶したエンベロープ記憶装置
   と、ランダムなノイズ情報を発生するノイズ発生
   器と、押鍵等により前記エンベロープ情報と前記
   ノイズ情報に基づきエンベロープ信号を発生する
   エンベロープ発生器と、前記楽音波形と前記エン
   ベロープ信号の乗算を行う乗算器とを備え、前記
   エンベロープ発生器が押鍵後の時間を計測する計
   測手段を有し、該計測手段の出力に基づき、押鍵
   後一定時間経過前は、前記エンベロープ情報に基
   づきエンベロープ信号を発生し、一定時間経過後
   は前記エンベロープ情報及び前記ノイズ情報に基
   づき揺らぎを持つたエンベロープ信号を発生する
   エンベロープ発生器であることを特徴とする電子
   楽器。