JPS638959Y2 - - Google Patents
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- JPS638959Y2 JPS638959Y2 JP2851482U JP2851482U JPS638959Y2 JP S638959 Y2 JPS638959 Y2 JP S638959Y2 JP 2851482 U JP2851482 U JP 2851482U JP 2851482 U JP2851482 U JP 2851482U JP S638959 Y2 JPS638959 Y2 JP S638959Y2
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- Japan
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- signal
- frequency
- musical tone
- operator
- modulated wave
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 18
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Description
【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。
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。
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ものにお
いて、倍音数が比較的少なくかつスペクトル構成
が単純でない（スペクトルエンベロープの山谷が
多い）特殊な音色を実現するのに適した楽音合成
装置を提供しようとするものである。
周波数変調演算によつて楽音を合成するものにお
いて、倍音数が比較的少なくかつスペクトル構成
が単純でない（スペクトルエンベロープの山谷が
多い）特殊な音色を実現するのに適した楽音合成
装置を提供しようとするものである。
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。
詳細に説明しよう。
第１図において、巡回型周波数変調演算回路１
０（以下、周波数変調演算をFMと略称する）と
複数のオペレータOP１，OP２とが並列に設けら
れており、これらの出力信号の加算器１１で加算
される。加算器１１の出力信号はオペレータOP
３に加えられる。巡回型FM回路１０においても
１個のオペレータOP０が用いられている。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。
０（以下、周波数変調演算をFMと略称する）と
複数のオペレータOP１，OP２とが並列に設けら
れており、これらの出力信号の加算器１１で加算
される。加算器１１の出力信号はオペレータOP
３に加えられる。巡回型FM回路１０においても
１個のオペレータOP０が用いられている。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ｆ（ωnｔ）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＋ｆ（ωnｔ）｝ …(1) が読み出される。
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ｆ（ωnｔ）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＋ｆ（ωnｔ）｝ …(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
与えられる係数は、オペレータOP０乃至OP３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Ｅ（ｔ）で示す）または変調
指数に相当する係数（これを仮にＩ（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Ｉ（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
Ｅ（ｔ）を示す。
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
与えられる係数は、オペレータOP０乃至OP３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Ｅ（ｔ）で示す）または変調
指数に相当する係数（これを仮にＩ（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Ｉ（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
Ｅ（ｔ）を示す。
第１図において、加算器１１の出力信号はシフ
ト回路２３を介してオペレータOP３の変調波信
号入力（第２図の１４）に与えられる。巡回型
FM回路１０においては、オペレータOP０の出
力信号が平均化回路２４及びシフト回路２０を介
して該オペレータ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OP
０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OP１及び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OP１及びOP２では
周波数変調は行なわれず、単なる正弦波発生器と
して動作する。シフト回路２０及び２３はオペレ
ータOP０及び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及び
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OP３においては変
調指数が制御される。
ト回路２３を介してオペレータOP３の変調波信
号入力（第２図の１４）に与えられる。巡回型
FM回路１０においては、オペレータOP０の出
力信号が平均化回路２４及びシフト回路２０を介
して該オペレータ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OP
０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OP１及び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OP１及びOP２では
周波数変調は行なわれず、単なる正弦波発生器と
して動作する。シフト回路２０及び２３はオペレ
ータOP０及び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及び
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
定楽音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
OP０〜OP３の搬送周波数制御入力（第２図の１
７）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〜OP
３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に応じて各別に制御することに
より、各オペレータにおける搬送周波数（OP１，
OP２では発生周波数）を独立に制御することが
できる。
（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
定楽音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
OP０〜OP３の搬送周波数制御入力（第２図の１
７）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〜OP
３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に応じて各別に制御することに
より、各オペレータにおける搬送周波数（OP１，
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係数
I0（ｔ），I1（ｔ），I2（ｔ）が夫々与えらる。これら
の係数I0（ｔ），I1（ｔ），I2（ｔ）及びシフト量を指
示するデータS3に応じてオペレータOP３で用い
る変調波信号（第２図のｆ（ωnｔ）に相当するも
の）の変調指数が設定される。オペレータOP３
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E3（ｔ）が与えられる。
力（第２図の１９）には変調指数に相当する係数
I0（ｔ），I1（ｔ），I2（ｔ）が夫々与えらる。これら
の係数I0（ｔ），I1（ｔ），I2（ｔ）及びシフト量を指
示するデータS3に応じてオペレータOP３で用い
る変調波信号（第２図のｆ（ωnｔ）に相当するも
の）の変調指数が設定される。オペレータOP３
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E3（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環するよ
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で合成される波形信号において相対
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波形信号振幅のハン
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OP０から該回路２４に入力される波
形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。
号を任意の回帰率で変調波信号として帰環するよ
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で合成される波形信号において相対
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波形信号振幅のハン
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OP０から該回路２４に入力される波
形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、３つの変調項をもつ多項周波数変調演算に
類似の演算が行なわれるが、変調項の１つが巡回
型周波数変調演算項であるため、オペレータの数
が少ない割には得られる効果が大きい。各変調項
の個別の深さ（振幅）は各オペレータOP０，OP
１，OP２の出力振幅制御係数I0（ｔ），I1（ｔ），I2
（ｔ）によつて夫々独立に制御され、各変調波信
号の周波数（及び倍音成分）は搬送周波数制御係
数k0，k1，k2によつて夫々独立に制御される。巡
回型FM回路１０によつて作られる変調項は倍音
成分を含むものでありしかもその倍音成分を前述
のように容易に制御できるもである。他方、他の
オペレータOP１，OP２によつて作られる変調項
は単調な正弦波である。従つて、この考案の装置
では、複数の変調項の各々の倍音成分を単純にす
ることができ、倍音成分が比較的少ない楽音の合
成に適している。しかも、変調項が複数有るた
め、各オペレータOP０，OP１，OP２の周波数
制御係数k0，k1，k2の設定の仕方によつて山谷の
多いスペクトルエンベロープを容易に実現するこ
とができる。従つて、倍音成分が比較的少なく、
にもかかわらず山谷の多い複雑なスペクトルエン
ベロープをもつ音色、例えばピチカートベース
音、の合成に適している。
れば、３つの変調項をもつ多項周波数変調演算に
類似の演算が行なわれるが、変調項の１つが巡回
型周波数変調演算項であるため、オペレータの数
が少ない割には得られる効果が大きい。各変調項
の個別の深さ（振幅）は各オペレータOP０，OP
１，OP２の出力振幅制御係数I0（ｔ），I1（ｔ），I2
（ｔ）によつて夫々独立に制御され、各変調波信
号の周波数（及び倍音成分）は搬送周波数制御係
数k0，k1，k2によつて夫々独立に制御される。巡
回型FM回路１０によつて作られる変調項は倍音
成分を含むものでありしかもその倍音成分を前述
のように容易に制御できるもである。他方、他の
オペレータOP１，OP２によつて作られる変調項
は単調な正弦波である。従つて、この考案の装置
では、複数の変調項の各々の倍音成分を単純にす
ることができ、倍音成分が比較的少ない楽音の合
成に適している。しかも、変調項が複数有るた
め、各オペレータOP０，OP１，OP２の周波数
制御係数k0，k1，k2の設定の仕方によつて山谷の
多いスペクトルエンベロープを容易に実現するこ
とができる。従つて、倍音成分が比較的少なく、
にもかかわらず山谷の多い複雑なスペクトルエン
ベロープをもつ音色、例えばピチカートベース
音、の合成に適している。
各変調項の変調度は更にシフト回路２３で共通
に制御することができる。シフト回路２３におけ
る制御によつて変調度を比較的浅くした場合は、
２つづつのオペレータOP０とOP３，OP１とOP
３，OP２とOP３の組合せから成る３系列の周波
数変調演算によつて得られるスペクトルを混合し
たものとほぼ同じようなスペクトル構成の楽音信
号がオペレータOP３から出力される。他方、シ
フト回路２３の制御によつて変調度を深くした場
合は、上記３系列の周波数変調演算によつて得ら
れるスペクトル以外のスペクトル成分がオペレー
タOP３の出力信号に含まれるようになる。従つ
て、シフト回路２３のシフト量（S3）を制御する
だけで楽音のスペクトル構成を大きく変えること
ができるという利点もある。
に制御することができる。シフト回路２３におけ
る制御によつて変調度を比較的浅くした場合は、
２つづつのオペレータOP０とOP３，OP１とOP
３，OP２とOP３の組合せから成る３系列の周波
数変調演算によつて得られるスペクトルを混合し
たものとほぼ同じようなスペクトル構成の楽音信
号がオペレータOP３から出力される。他方、シ
フト回路２３の制御によつて変調度を深くした場
合は、上記３系列の周波数変調演算によつて得ら
れるスペクトル以外のスペクトル成分がオペレー
タOP３の出力信号に含まれるようになる。従つ
て、シフト回路２３のシフト量（S3）を制御する
だけで楽音のスペクトル構成を大きく変えること
ができるという利点もある。
オペレータOP１，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、これらのオペ
レータOP１，OP２すなわち波形発生器は２個に
限らず、それ以上設けてもよい。
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、これらのオペ
レータOP１，OP２すなわち波形発生器は２個に
限らず、それ以上設けてもよい。
尚、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することも可
能である。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。
に、１台のオペレータを時分割使用することも可
能である。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。
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。
以上説明したようにこの考案によれば、倍音数
が比較的少なく、その割にはスペクトルエンベロ
ープの山谷の多い、丸みのある感じの音色を比較
的簡便な演算手法及び構成で実現することができ
るという優れた効果を奏する。
が比較的少なく、その割にはスペクトルエンベロ
ープの山谷の多い、丸みのある感じの音色を比較
的簡便な演算手法及び構成で実現することができ
るという優れた効果を奏する。
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、２０，２３……シフ
ト回路、ｆ（ωnｔ）……変調波信号、ωcｔ，qF
……位相角データ、ｋ，k0，k1，k2，k3……搬送
周波数制御係数、Ｉ（ｔ），I0（ｔ），I1（ｔ），I2
（ｔ）……変調指数を制御する係数、Ｅ（ｔ），E3
（ｔ）……振幅係数。
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、２０，２３……シフ
ト回路、ｆ（ωnｔ）……変調波信号、ωcｔ，qF
……位相角データ、ｋ，k0，k1，k2，k3……搬送
周波数制御係数、Ｉ（ｔ），I0（ｔ），I1（ｔ），I2
（ｔ）……変調指数を制御する係数、Ｅ（ｔ），E3
（ｔ）……振幅係数。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 自らの出力信号を変調波信号として回帰さ
せ、この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巡
回型周波数変調演算手段と、楽音周波数に対応
する所定の波形信号を夫々発生し、各波形信号
の周波数及び振幅に関するパラメータが夫々独
立に制御可能である複数の波形発生手段と、前
記巡回型周波数変調演算手段と前記各波形発生
手段の出力信号を加算する加算手段と、この加
算手段の出力信号を変調波信号とし、楽音周波
数に対応する搬送波情報を用いて周波数変調演
算を行なう演算手段とを具える楽音合成装置。 ２ 前記加算手段から前記演算手段に与えられる
前記変調波信号の振幅が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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2851482U JPS58133199U (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | 楽音合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2851482U JPS58133199U (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | 楽音合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58133199U JPS58133199U (ja) | 1983-09-08 |
| JPS638959Y2 true JPS638959Y2 (ja) | 1988-03-16 |
Family
ID=30040358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2851482U Granted JPS58133199U (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | 楽音合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58133199U (ja) |
-
1982
- 1982-03-02 JP JP2851482U patent/JPS58133199U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58133199U (ja) | 1983-09-08 |
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