JPS638957Y2 - - Google Patents

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JPS638957Y2
JPS638957Y2 JP2851282U JP2851282U JPS638957Y2 JP S638957 Y2 JPS638957 Y2 JP S638957Y2 JP 2851282 U JP2851282 U JP 2851282U JP 2851282 U JP2851282 U JP 2851282U JP S638957 Y2 JPS638957 Y2 JP S638957Y2
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【考案の詳細な説明】 この考案は電子楽器等で用いる楽音合成装置に
関し、特にデイジタル演算によつて所望音色の楽
音を合成する装置に関する。
周波数変調演算もしくはそれに類似した演算に
よつて所望音色の楽音を合成する方法もしくは装
置は、米国特許第4018121号明細書(特開昭50−
126406号)あるいは特開昭55−7733号明細書等で
知られている。しかし、それらの先行出願に示さ
れたような従来技術においては、周波数変調演算
もしくはそれに類似した演算による楽音合成の基
本構成が示されているにとどまり、具体的な音色
もしくは楽器音を合成するための手段が十分に解
明されてはいなかつた。
この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、
周波数変調演算によつて楽音を合成する装置にお
いて、所定の音色、特にジヤズフルートやクラリ
ネツトなど、の合成に適した実用的な楽音合成装
置を提供しようとするものである。この考案は、
楽音合成演算のための基本要素であるオペレータ
を複数用い、倍音数が比較的少ない付加音を基本
の楽音に付加できるような上記オペレータの組合
せを解明することにより、比較的簡便な演算手法
及び構成によつて上記目的を達成するようにした
ものである。
以下添付図面を参照してこの考案の一実施例を
詳細に説明しよう。
第1図において、3個のオペレータOP0,OP
1,OP3が縦続的に設けられており、その初段
のオペレータOP0は巡回型周波数変調演算回路
10(以下、周波数変調演算をFMと略称する)
を構成している。最終段から2番目のオペレータ
OP1と最終段のオペレータOP3との間には加算
器11が設けられており、この加算器11におい
てオペレータOP2の出力信号が前記オペレータ
OP1の出力信号と加算されてオペレータOP3に
与えられる。各オペレータOP0〜OP3の内部構
成は同一であり、例えば第2図のようになつてい
る。
第2図において、オペレータOP0〜OP3は正
弦波テーブル12を含んでおり、加算器13から
与えられるデータをアドレス信号として所定位相
角に対応する正弦波サンプル点振幅値を該テーブ
ル12から読み出す。このオペレータOP0乃至
OP3は周波数変調演算の基本演算素子として機
能する。すなわち、加算器13の一方入力には変
調波信号入力14を介して適宜の変調波信号の瞬
時振幅値を示すデータ(これを仮にfωntで示
す)が与えられ、他方入力には搬送波位相入力1
5及び乗算器16を介して搬送波信号の瞬時位相
角を示すデータ(これを仮にωctで示す)が与
えられる。乗算器16には搬送周波数制御入力1
7を介して搬送周波数を制御するための係数(こ
れを仮にkで示す)が与えられる。従つて、入力
15から与えられた位相角データωctに係数k
を掛けた値「kωct」が加算器13に入力され
る。以上の構成によつて、正弦波テーブル12か
らは搬送波信号を変調波信号によつて周波数変調
した信号の瞬時振幅値 sin{kωct+fωnt} …(1) が読み出される。
正弦波テーブル12の出力は乗算器18を経由
してオペレータOP0乃至OP3の出力信号とな
る。乗算器18には振幅制御入力19を介して正
弦波テーブル12の出力信号の振幅を制御するた
めの係数が与えられる。この入力19に外部から
与えられる振幅係数は、オペレータOP0乃至OP
3の用途に応じて、楽音の振幅エンベロープを設
定する係数(これを仮にΕ(t)で示す)または
変調指数に相当する係数(これを仮にΙ(t)で
示す)のどちらかである。オペレータの出力を変
調波信号として用いる場合は乗算器18に与えら
れる係数は変調指数Ι(t)を示し、楽音信号と
して用いる場合はその係数は振幅エンベロープの
瞬時値Ε(t)を示す。
第1図において、縦続的に設けられたオペレー
タOP0,OP1,OP3のうち最終段のオペレー
タOP3を除く各オペレータOP0,OP1の出力
信号がその次数のオペレータOP1,OP3の変調
波信号入力(第2図の14)にシフト回路21,
23を介して夫々与えられる。初段のオペレータ
OP0すなわち巡回型FM回路10においては、
自らの出力信号が平均化回路24及びシフト回路
20を介してオペレータOP0の変調波信号入力
(第2図の14)に回帰している。尚、オペレー
タOP0の入力と出力との間には適宜の時間遅れ
があるものとする。オペレータOP2の変調波信
号入力(第2図の14)には何の信号も加えられ
ない。従つてオペレータOP2は単なる正弦波発
生器として動作する。シフト回路20,21,2
3は各オペレータOP0,OP1,OP3に与えら
れる変調波信号のデイジタル値を上位桁または下
位桁に適量シフトするもので、各々におけるシフ
ト量はデータS0,S1,S3に応じて可変できるよう
になつている。このシフトによつて、巡回型FM
回路10においては回帰率が制御され、オペレー
タOP1及びOP3においては変調指数が制御され
る。
各オペレータOP0〜OP3の搬送波位相入力
(第2図の15)には、発生しようとする楽音の
周波数に対応して繰返し変化する瞬時位相角デー
タqF(第2図のωctに相当するもの)が夫々入力
される。この位相角データqFを発生する装置は
特に図示しないが、鍵盤における押鍵に応じて所
定周波数に対応する定数Fを読み出し、この数F
を規則的に累算して値「qF」(qは計算タイミン
グの進展に伴なう変数)を得る装置、その他周知
の装置を用いることができる。各オペレータOP
0〜OP3の搬送周波数制御入力(第2図の17)
には搬送周波数制御係数k0,k1,k2,k3が各別に
入力される。通常、各オペレータOP0〜OP3に
は共通の位相角データqFが入力されるが、これ
を係数k0〜k3に応じて制御することにより、各オ
ペレータOP0〜OP3の搬送周波数(OP2では
発生周波数)を独立に制御することができる。
オペレータOP0,OP1,OP2の振幅制御入
力(第2図の19)には変調指数に相当する振幅
係数Ι0(t),Ι1(t),Ι2(t)が夫々与えられ
る。
これらの係数Ι0(t),Ι1(t),Ι2(t)及びシ
フト
量を指示するデータS0,S1,S3に応じて各オペレ
ータOP0,OP1,OP3で用いる変調波信号の
変調指数が設定される。最終段のオペレータOP
3の振幅制御入力(第2図の19)には振幅エン
ベロープを示す係数Ε3(t)が与えられる。
巡回型FM回路10では、周波数変調された信
号を任意の回帰率で変調波信号として帰還するよ
うにしているため、倍音成分が豊富でしかも低次
倍音ほどレベルが高く高次倍音になるほどレベル
が低くなる単調減少傾向の応用性の高いスペクト
ル分布をもつ信号を合成することができ、かつ回
帰率(すなわちシフト回路20のシフト量)を制
御することにより倍音数を容易に制御できるとい
う利点をもつている。すなわち、シフト回路20
のシフト量を制御して回帰率を高めると、巡回型
FM回路10の出力信号において相対的に高次の
倍音成分が数及びレベル共に増強され、回帰率を
低くするとその逆に相対的に高次の倍音成分が
数、レベル共に減少する。平均化回路24は、巡
回によつて生じる信号振幅のハンチング現象を防
止するために設けられるもので、オペレータOP
0から該回路24に入力される信号の隣接サンプ
ル点同士の振幅の平均値を求めて出力するように
してある。
さて、第1図のようなオペレータの組合せによ
れば、オペレータOP0,OP1,OP3の系列で
は1重のネステイング周波数変調演算に類似の演
算が行なわれるが、最初のオペレータOP0で巡
回型周波数変調演算を行なうようになつているた
め通常の1重ネステイング演算よりも複雑なネス
テイング演算を行なつたのと同等の効果が得られ
る。また、最終段のオペレータOP3の変調波信
号としてオペレータOP2から出力された正弦波
信号が加算的に加えられるため、該オペレータ
OP3では2つの変調項によつて周波数変調演算
が行なわれることになり、部分音を付加するのに
適している。すなわち、オペレータOP0,OP
1,OP3の系列では基本的な楽音信号を合成し、
オペレータOP2,OP3の系列でこの基本の楽音
に付加すべき部分音を合成するのである。その場
合、基本的な楽音は倍音成分が多く、付加音は倍
音成分があまり多くない、ような音色を合成する
のにこの考案の装置は適している。例えば、音の
出始めで濁つた雑音を含むジヤズフルート音色を
合成する場合は、フルート音色を特徴づける基本
的な音色はオペレータOP0,OP1,OP3の系
列で合成し、雑音部分はオペレータOP2,OP3
の系列で合成する。音の出始めで雑音を付加する
ために、オペレータOP2の出力振幅制御係数Ι2
(t)が音の出始めで大きな値をとるように設定
し、オペレータOP2の出力信号による変調度が
音の出始めで深くなるようにすればよい。また、
オペレータOP0,OP1,OP3の系列で合成す
る基本音として奇数次倍音が強調されたものを作
り、オペレータOP2,OP3の系列で合成する付
加音は偶数次倍音から成るものを作り、発生すべ
き楽音の音域(これはqFによつて設定される)
が高域のとき上記付加音を強調するようにすれ
ば、クラリネツト系の音色を合成することができ
る。その場合は、発生すべき楽音の音域に応じて
オペレータOP2の出力振幅制御系数Ι2(t)を制
御し、かつオペレータOP1の係数Ι1(t)も相対
的に制御するようにすればよい。
尚、縦続的に設けるオペレータOP0,OP1,
OP3の数は3個に限らず、それ以上であつても
よい。また、オペレータOP2には周波数変調機
能が要求されないので単なる正弦波(もしくは所
定波形)発生器を用いてもよい。また、オペレー
タOP0〜OP3を個別に設けずに、1台のオペレ
ータを時分割使用してOP0〜OP3の機能を果す
ようにしてもよい。また、ハードロジツクに限ら
ず、マイクロコンピユータのソフトウエア処理に
よつてこの考案を実施することも可能である。
尚、巡回型FM回路10では複数のオペレータ
を用いて巡回ループを構成するようにしてもよ
い。また、各オペレータに含まれる正弦波テーブ
ル12は正弦波に限らず、その他の所定波形を記
憶するものであつてもよい。さらにまた、シフト
回路21,23は適宜省略することができる。
以上説明したようにこの考案によれば、簡便な
演算手法及び構成によつて付加音を含む特殊な音
色(例えばジヤズフルート音)を合成することが
できるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例を示すブロツク
図、第2図は第1図で用いるオペレータの一例を
示すブロツク図、である。 OP0,OP1,OP2,OP3……オペレータ、
10……巡回型周波数変調演算回路、11,13
……加算器、12……正弦波テーブル、14……
変調波信号入力、15……搬送波位相入力、1
6,18……乗算器、17……搬送周波数制御入
力、19……振幅制御入力、20,21,23…
…シフト回路、f(ωnt)……変調波信号、ωc
t、qF……位相角データ、k,k0,k1,k2,k3
……搬送周波数制御係数、Ι(t),Ι0(t),Ι1
(t),Ι2(t)……変調指数に相当する振幅係数、
Ε(t),Ε3(t)……振幅係数。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 変調波信号と楽音周波数に対応する搬送波情
    報とによつて周波数変調演算を行なう演算手段
    を複数具備し、前記各演算手段の出力信号が
    各々の次段の前記演算手段の前記変調波信号と
    して加えられるように前記各演算手段を縦続的
    に設けると共に前記演算手段のうち初段の演算
    手段の出力信号を該演算手段自らの変調波信号
    として回帰させるようにした演算系列と、楽音
    周波数に対応する所定波形信号を発生する波形
    発生手段とを具え、前記波形発生手段の出力信
    号を前記演算系列における最終段から2番目の
    演算手段の出力信号に加算して最終段の演算手
    段の変調波信号として用いるようにしたことを
    特徴とする楽音合成装置。 2 前記最終段の演算手段に与える前記波形発生
    手段の出力信号及び前記最終段から2番目の演
    算手段の出力信号の振幅が夫々独立に制御可能
    である実用新案登録請求の範囲第1項記載の楽
    音合成装置。
JP2851282U 1982-03-02 1982-03-02 楽音合成装置 Granted JPS58133197U (ja)

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JPS58133197U JPS58133197U (ja) 1983-09-08
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