JPH01105299A - 電子ト−ン・ゼネレ−タ - Google Patents

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〕 本発明は、ト・−ン・ゼネレータに関し、特に音楽の合
成のためのトーン・ゼネレータに関する。

〔従来の技術および解決しようとする問題点〕電子トー
ン・ゼネレータの設計において、抵抗／コンデンサ回路
または回路網（Ｒｅ回路網）を用いてトーン信号を振幅
変調することはかなり一般的な慣例となっている。コン
デンサの抵抗を介する迅速な充電およびコンデンサのそ
の後の放電は、楽器により生じる楽音と類似する減衰す
る電圧波形を生じる。

１９８１年６月１６日発行のＭ、　ＧｏＬｏの米国特許
第　４，２７３，０１９号「電子トーン・ゼネレータ」
右よび１９８５年ｌＯ月　８日発行のＴ、　Ｓａｍｏの
同第４，５４５，２７９号「電子楽音ゼネレータ」は、
楽音の波形を整形するＲｅ回路網を用いるトーン・ゼネ
レータを開示している。

理論的には、前掲の米国特許に開示されたトーン・ゼネ
レータにおけるこのＲｅ回路網により生じる波形は、コ
ンデンサおよび抵抗の値の適正な選択、および回路網に
加えられる電圧の値および持続期間の制御によって予め
定めることができる。しかし、実際には、コンデンサの
放電率は、Ｒｅ回路網の出力が加えられる電子音響出力
装置およびその増幅器の如き回路構成素子のインピーダ
ンスによって影晋を受ける。他のこれらの構成素子のイ
ンピーダンスが高く維持されなければ、コンデンサから
これらの他の素子を介する漏れがＲｅ回路網によって生
じることを意図される波形を変化させる。このため、意
図されたものと異なる音を発生する結果となる。

過去においては、例えば増幅器として１対のダーリント
ン・トランジスタを使用することにより高いインピーダ
ンスを生じるように、出力部分即ち電子音響装置および
その増幅器を設計して製造することが慣例であった。

こうすることの短所は、これがゼネレータ回路のコスト
を増大させること、および比較的高い作動電圧の使用を
必要とすることである。

コンデンサの漏れから生じる波形の歪みの問題は、電子
音響装置により出されるトーンの音量を１ｃｌＩ御する
ための回路に可変抵抗を有するトーン・ゼネレータの場
合に一層厳しいこととなる。明らかなように、可変抵抗
はＲｅ回路網に対する負荷のインピーダンスを変化させ
、これがＲｅ回路網からの波形信号に悪影響を及ぼすの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、トーン・ゼネレータのＲｅ回路網を電子音響
出力装置およびその関連する構成素子から分離するもの
である。分離措置は、主として、ゲートがＲｅ回路網の
出力側に接続されたソース・フォロワＭＯ３）ランジス
タによって行なわれる。ＭＯＳトランジスタからの電流
出力は、Ｒｅ回路網からの電圧出力と略々同じ波形を呈
する。この電流出力は、Ｒｅ回路網をゼネレータ回路の
残りの負荷部分から更に分離する電流ミラー回路として
接続された１対のＭＯＳトランジスタを介して送られる
ことが望ましい。

Ｒｅ回路網が回路の残部から有効に分離されると、この
Ｒｅ回路網の性能に影習を及ぼすことなく異なる場所に
おいて可変抵抗を使用することを含む多岐にわたる音量
制御の手法を用いることが可能となる。更に別の実施態
様においては、トーン信号入力に対して多数のトランジ
スタを使用することで、楽音の各音の音量をプログラム
することを可能にする。

本発明については、図面に関して以下に更に詳細に記述
する。

〔実施例〕

特に第１図においては、図示した回路によるトーン生成
の開始は、ターミナルＲＩＮにリズム信号を付加するこ
とにより行なわれる。第２図にＡで示される波形を持ち
得るこの信号は、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴＩＩのゲー
トに対して送られる。第１図の記号Ａは第２図の波形Ａ
を有する信号の場所を識別することに注意されたい。第
１図および第２図に現われる他の記号は、同様な情報を
伝達する。

ＭＯＳＦＥＴＩＩの機能は、トーンの開始をトリガーす
ることである。このＭＯＳ　Ｆ　ＥＴは、コンデンサ１
２および抵抗１３と直列に電圧ソース■。Ｄと接続され
ている。コンデンサ１２および抵抗１３は並列関係にあ
り、接地される第２の電圧ソースｖｓｓと接続されてい
る。トランジスタｔｉ、コンデンサ１２および抵抗１３
は、参照番号１４で全体的に示されるＲＣ回路網を構成
する。トランジスタ１１のゲートが低い電圧パルス（第
２図の波形Ａ）を受けると、このトランジスタはオンの
状態となり、コンデンサ１２をＶＤｏと短期間接続して
このコンデンサを急速に充電する。トランジスタ１１の
ゲートがより高い電圧レベルに戻されると、このトラン
ジスタはオフとなり、コンデンサ１２の電荷は抵抗１３
を介して電圧ソースｖＳｓへ徐々にリークする。

本発明において用いられるＲｅ回路網１４はまた、抵抗
１３と直列に接続されたダイオード接続ＮチャネルＭＯ
ＳＦＥＴ１５を含む。トランジスタ１５は、コンデンサ
１２の放電を制限してＲｅ回路網１４からの出力電圧を
ｖｓｓより高いあるレベルに確保する。トランジスタ１
５のゲートに印加された電圧がこのトランジスタの閾値
電圧ｖ７Ｎに達すると、このトランジスタはオフの状態
となってコンデンサ１２のこれ以上の放電を阻止する。

Ｒｅ回路網１４から回路の点Ｂに結果とじて生じる電圧
波形は、第２図の波形Ｂとして現われる。波形Ｂは、コ
ンデンサ１２が充電されつつある間のアタック部におけ
る急速に増大する電圧、とコンデンサ１２が抵抗１３を
介して放電しつつある間の指数的な減衰部を生じること
を特徴とする。波形Ｂの電圧は、トランジスタ１５の■
７Ｈに減少するに過ぎない。

Ｒｅ回路網１４からの電圧波形Ｂは、楽器が生じる楽音
の振幅の包絡線を厳密に近似する。

また、ＲＣ回路網からのこの出力は、従来技術のトーン
・ゼネレータにおいて行なわれたように、トーン信号を
振幅変調して楽音を合成するため用いられる。しかし、
従来技術のトーン・ゼネレータとは異なり、本発明のＲ
Ｃ回路網の出力信号は、電子音響出力装置を直接駆動す
るためには使用されず、この装置から中間の回路により
分離されている。

この分離装置即ち回路は、ゲートがＲｅ回路網１４の出
力側と接続されたＮチャネルのソース・フォロワＭＯ３
ＦＥＴ１６を含む。トランジスタ１６は、そのソースが
抵抗１７を介してＶｓＳと接続されている。トランジス
タ１６と抵抗１７は共に、Ｒｅ回路網１４からそのゲー
トに対して印加される電圧波形Ｂに関してレベル・シフ
ト兼ソース・フォロワとして作用する。波形Ｂの形状に
おけるダウン・シフト電圧波形Ｃは、トランジスタ１６
のソースにおいて生成される。トランジスタ１６を流れ
るその結果の電流は波形りとして示される電流である。

この電流は、第１図の回路の点りに現われ、電圧ソース
ｖＤｏと接続される別のダイオード接続ＰチャネルＭＯ
Ｓ　Ｆ　ＥＴ１８に流れる。

波形りに対応しかつトランジスタ１８を流れる電流は、
別のＰチャネルＭＯ３ＦＥＴ１９において同様な電流を
生じる。トランジスタ１８．１９はＶＤＤに対して並列
に接続され、そのゲートはトランジスタ１９を流れる電
流がトランジスタ１８を渣れる電流と比例する電流ミラ
ーを形成するよう接続されている。従って、トランジス
タ１９における電流は、第２図においてＤで示される波
形と同じ波形である。換言すれば、この波形はＲＣ回路
網１４の出力と同じアタック特性および減衰特性を有す
る。

トランジスタ１９の電流の波形りを用いて、別のＰチャ
ネルＭＯ３ＦＥＴ２０に流れる電流に誘起されるトーン
信号を振幅変調する。トランジスタ２０のゲートは、ト
ーン人力Ｔ、Ｎと接続され、生成される楽音の周波数と
対応する電圧波形Ｅを受取る。トランジスタ２０はこの
周波数で急速にオン／オフ状憇に切換えられ、その結果
直列接続されたトランジスタ１９．２０の組合せ制御下
でこれに流れる電流が第２図のＦで示される振幅変調さ
れた波形をとることになる。トーン信号をＴＩＮへ与え
るメモリーは、異なる楽音の異なる周波数のトーン信号
を生じてメロディを生じるようにプログラムされる。

トランジスタ１９．２０を通る電気回路は、ＶＳＳとの
接続により完成され、可変タップ抵抗２１を含むことが
できる。抵抗２１の調整により、増幅器２３を通ってス
ピーカ２２の如き電子音響出力装置に対して与えられる
電流の■を制御する。

スピーカ２２に対する他の接続はｖＩ）Ｄに対するもの
である。構成は、抵抗２１がスピーカ２２の音響出力に
対する音量制御装置として作用する如きものである。

スピーカ２２および増幅器２３のインピーダンス、およ
び可変抵抗２１により与えられる可変インピーダンスは
ＲＣ回路網１４の充放電特性に何の影響も及ぼさないこ
とを特に知るべきである。このＲＣ回路網は、ソース・
フォロワ・トランジスタ１６および電流ミラー・トラン
ジスタ１８．１９によって、抵抗２１．スピーカ２２お
よび増幅器２３により生じるどんな負荷からも完全かつ
有効に分離されている。これは、従来技術に勝る本発明
の主な明確な特徴の一つである。

第３図および第４図は、本発明を実施するための他のモ
ードを示している。これら図面においては、第１図に関
して上に述べた構成素子と構造および機能において同じ
である回路構成素子が第１図において用いた同じ参照番
号で識別される。これら構成素子の作用については、先
の記述を参照することができる。

第３図に示される回路は、第１図の回路と唯２つの点に
おいて異なっている。第１に、音量制御装置がソース・
フォロワ・トランジスタ１６と関連する可変抵抗２４で
ある。調整用抵抗２４は、ゼネレータの出力部分に流れ
る電流、従ってスピーカ２２からの音量を変化させる。

第３図の回路と第１図の回路との間の第２の相違は、ス
ピーカ２２とのエミッタ回路において増幅器として簡単
なバイポーラ・トランジスタ２５を使用することにある
。このようなトランジスタは、もしスピーカ２２に対し
てコレクタ回路に接続されても、同様に機能し得る。こ
のような回路のいずれにおいても、バイポーラ・トラン
ジスタは低いインピーダンスを提供するに過ぎない。従
来技術の回路においては、このことは低インピーダンス
から生じるＲＣ回路網におけるドレーンの故に受入れら
れないであろう。しかし、本発明の分離装置によれば、
負荷インピーダンスはＲＣ回路網の作用において何の結
果も生じない。

第４図に示される回路は、音響出力の音量を楽音毎にプ
ログラムして変化させる点において第１図に示した回路
とは異なる。これは、多くのトーン入力トランジスタの
使用によって行なわれる。第４図の回路は第２のトーン
入力Ｔ　’、Ｎと接続された第２のトーン人力Ｐチャネ
ルＭＯ３ＦＥＴ２６を有することが判るであろう。トラ
ンジスタ２６は、トーン入力トランジスタ２０と並列を
なし、また電流ミラー・トランジスタ１９と並列の別の
電流ミラー・トランジスタ２７と直列をなす。１つのト
ーン入力トランジスタ、例えば２０はある特定の振幅の
トーン信号を入力するため使用することができ、他のト
ランジスタ２６は異なる振幅のトーン信号を入力するた
め使用することができる。別の入力トランジスタを、他
の振幅の信号を与えるように同様に接続することができ
る。トーン・ゼネレータを実現した集積回路のメモリー
に対し、特性トーン入力およびそのプログラムされた振
幅を選択するための情報がプログラムされている。

スピーカ２２からの音響信号の音量がこれに対して与え
られる信号の振幅によって決定されるため、これにより
音量を楽音毎に制御する。

第１図、第３図および第４図の３つの全ての回路におい
て生じる波形が実質的に同じであることが判るであろう
。従って、第２図に示される波形は３つの全ての回路に
対して妥当する。

本発明の改善されたトーン・ゼネレータは、回路の残部
からＲｅ回路網を分離することにより更に別の望ましい
作動特性を呈することが観察されよう。この改善された
トーン・ゼネレータにおいては、１つの楽音の音量もし
くは持続期間のいずれも後に続く楽音の音量に影響を及
ぼすことがない。従来技術のゼネレータにおいては、あ
る新たなリズムの開始時にＲｅ回路網のコンデンサに残
る蓄積電荷が後に続く楽音に対し充電された全電圧に影
響を及ぼし、このため後の音の音量に影響を及ぼすので
ある。

このような効果は、本発明の分離装置を用いて除去され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した電子トーン・ゼネレータの回
路図、第２図は第１図の回路と関連する波形を示すグラ
フ、第３図は本発明を実施するための別のモードを示す
回路図、および第４図は本発明を実施するための更に別
のモードを示す別の回路図である。 １１−Ｐチャネ７１ｚ（７）ＭＯＳＦＥ７％１２−コン
デンサ、１３−・・抵抗、１４−Ｒｅ回路網、１５−・
ダイオード接続ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ％１６−・・Ｎ
チャネルのソース・フォロワＭＯＳＦＥＴ、１７−・・
抵抗、１８−・・ダイオード接続ＰチャネルＭＯ３ＦＥ
Ｔ、＋９．２０−ＰチャネルＭＯ３ＦＥＴ、２１・・・
可変タップ抵抗、２２−・・スピーカ、２３・・・増幅
器、２４−・・可変抵抗、２５−・・バイポーラ・トラ
ンジスタ、２６．２７−Ｐチャネ７Ｌ／ＭＯＳＦＥＴ。 Ｆｘｓ、３ Ｆｌ−１５，４ 手続補正書 ２０発明の名称 電子トーン・ゼネレータ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　　財団法人　工業技術研究腕 ４、代理人 ５、補正の対象 図面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンデンサの充電および放電をトーン信号の振幅
   変調のため用い、変調された該トーン信号が電子音響出
   力装置により可聴音へ変換されるＲＣ回路網を使用する
   電子トーン・ゼネレータにおいて、前記ＲＣ回路網を前
   記出力装置のインピーダンスから分離する装置を設け、
   該分離装置は前記ＲＣ回路網と前記出力装置との間のソ
   ース・フォロワＭＯＳトランジスタ回路からなることを
   特徴とするトーン・ゼネレータ。
2. （２）前記出力装置の出力の音量を変化させるため該出
   力装置と関連する抵抗装置を更に設け、前記分離装置が
   前記ＲＣ回路網を該抵抗装置のインピーダンスから分離
   するよう作用することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のトーン・ゼネレータ。
3. （３）前記コンデンサの放電を制限するため前記ＲＣ回
   路網に抵抗を更に設けることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のトーン・ゼネレータ。
4. （４）前記ソース・フォロワ回路と前記出力装置との間
   で電流ミラー回路として接続された１対のトランジスタ
   を更に設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のトーン・ゼネレータ。
5. （５）前記抵抗装置が、異なる振幅のトーン信号を与え
   るように並列に接続された少なくとも２つのトランジス
   タを含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   トーン・ゼネレータ。
6. （６）前記抵抗装置が、前記ソース・フォロワ回路と関
   連する可変抵抗を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のトーン・ゼネレータ。
7. （７）前記抵抗装置が、前記ソース・フォロワ回路と前
   記出力装置との間に接続された可変抵抗を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載のトーン・ゼネレー
   タ。
8. （８）可変抵抗が前記の２つのトランジスタと前記出力
   装置との間に接続されることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載のトーン・ゼネレータ。