JPH033239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子楽器に適した、周波数を表現す
るためのデータを発生する周波数制御装置に関
し、特にデイジタル方式で周波数を制御するよう
にしたものである。 従来、デイジタル方式を用いた楽音発生装置に
は種々の提案がなされている。これらの中で、正
弦波や楽音の一波形のデイジタルデータをメモリ
に記憶しておき、これを順次繰返して読み出して
連続的な楽音波形とし、これに、エンベロープ信
号に相当するエンベロープデータを掛け算して、
その振幅値を変化させることにより、音の立上り
から立下りまでの楽音信号を形成するようにした
ものがある。発生する波形の周波数を変更するに
は、デイジタルデータの各サンプルを順次連続的
に読み出さずに、所定のサンプル数だけ飛び越し
て読み出せばよい。飛越数をＪとすると、Ｊに正
比例して周波数を設定できる。このような信号の
発生方法の手順については1969年にTHE M.I.T.
PRESSより出版された書物「The Technology
of Computer Music」の第134頁〜138頁に記述
されている。また、雑誌IEEE Trans.on Audio
and Electroacoustics，19巻、No.１，48−58，
1971の文献Ａ Digital Frequeney Synthesizer」
には、具体的な構成が示されている。これらの公
知例にもとづいてさらに具体的かつ実際的な方式
として、特開昭58−65493号公報に記載のものが
ある。 これらの楽音合成方式に対しては、飛越数Ｊを
発生して供給する必要がある。本発明は、飛越数
Ｊを発生し供給する方法に関するもので、とくに
種々の周波数を効率的に発生させるように工夫し
たものである。 つぎに本発明の方式と従来例との関連について
述べる。 従来、ミユージツクシンセサイザでは、鍵盤の
各鍵に対応する鍵電圧V_Kを発生させ、これに周
波数を設定する電圧V_F、ビブラート電圧V_Vを重
畳してV₁＝（V_K＋V_F＋V_V）を得、指数変換器を
通してV₀＝K₁exp（V_K＋V_F＋V_V）を得、電圧V₀
によつて、電圧制御発振器（VCO）の発振周波
数を決定する。電圧V_Fが0Vのときは、鍵電圧
V_Kによつて決まる周波数、すなわち、楽音の音
階に対応する（C₃であれば261.625Hz）周波数が
発生する。通常鍵電圧V_Kは、オクターブ当り1V
が標準とされている。電圧V_Fとして1Vを加える
と、１オクターブ上昇して513.25Hzが発生する。
これは、C₄に当ると同時に、C₃の第２高調波に
も当る。電圧V_Fとして1V以外の電圧を与える
と、第３，第４など任意の高調波成分が得られ
る。ビブラート電圧V_Vは、上記各周波数を中心
に上下に周波数変調させるものであるが、ここで
重要なことは、V_KやV_Fが種々の値をとつても周
波数の変動の割合い、すなわち、ピツチの変動
は、V_Vが一定なら、一定に保たれる点である。
このような方式をデイジタル演算におきかえたも
のとして特開昭54−81824が知られている。しか
しながら、このような従来のものでは、アナログ
回路で作るために不安定であつたり、デイジタル
演算の演算器が、高精度かつ多数必要とするなど
の欠点があつた。 また、特開昭56−74298号公報公報に示すよう
に、デイジタル処理方式において、周波数情報を
セント尺度上で扱うものがあるが、非高調波成分
を扱うことができないものであつた。 本発明は、周波数制御値に比例する周波数を発
生する楽音波形発生方法または装置に対応して、
周波数制御値を演算する装置に関するもので、特
に、基音の周波数の非整数次倍音の高調波を持つ
楽音を発生させるための周波数制御値を得ること
が出来るものである。この為に、基音の音高周波
数、正高調波周波数をセント数により定義し、更
に、非整数次倍の高調波と正高調波との差セント
数を新たに導入することにより、非高調波の表現
を柔軟に行なえるようにしたものである。 また、次の目的として、音階の12平均率の基本
原則に着目して、セントアドレスの中位の桁を特
別の扱いにすることにより、合理的な演算を行な
えるようにしたものである 本発明は上記目的を達するため、基音および高
調波からなる発生すべき楽音の基音の音高周波数
に対応する音高情報、上記楽音の高調波次数に関
する正高調波情報、上記高調波周波数が基音の周
波数の整数倍から偏移する量を表す非高調波情報
を入力とし、少なくとも１オクターブ区間を等間
隔の所定のセント間隔を持つ複数の区間に分け、
上記区間の境界に対してセント尺度上のアドレス
を割り付け、上記音高情報をセントアドレスの形
式で与え、上記正高調波周波数情報を音高情報か
らの差の形のセントアドレスとして出力させ、上
記非高調波情報を上記偏移に対応した非高調波差
セントアドレスの形で与え、上記音高情報のセン
トアドレス、上記正高調波周波数情報に対応する
差セントアドレス、および上記非高調波差セント
アドレスを加算して和セントアドレスを得、和セ
ントアドレスを周波数に正比例する周波数制御値
に変換する変換器に加えて周波数制御値を得るよ
うにするものであつて、上記音高情報、正高調波
数情報、非高調波情報を格納する格納手段と、上
記格納手段に結合された情報伝達用の少なくとも
１本のバスラインと、上記バスラインに接続され
た演算器と、その演算結果を格納する格納手段
と、演算結果を上記バスラインに出力する装置
と、上記変換器とを備えた構成となつている。 第１図は、本発明の周波数制御装置を採用した
電子楽器のブロツク図である。１は鍵盤部、２は
音色タブレツトスイツチやビブラート効果のオン
オフスイツチ、ビブラート効果の深さを設定する
ボリユームなどにより構成される操作部、３は中
央処理装置（CPU）で、コンピユータなどに用
いられているものと同様のもの、４は読み書き可
能な記憶装置（ランダムアクセスメモリ、通常
RAMと呼ぶ）、５はCPU３の動作を決定するプ
ログラムが格納された読み出し専用記憶装置（リ
ードオンリーメモリ、通常ＲＭと呼ぶ）、６は、
音色の合成するためのパラメータのうちエンベロ
ープパラメータを記憶しているROM、７は音色
の合成を行なうためのパラメータのうち周波数に
関するデータを記憶しているROMである。８は
本発明の周波数制御装置、９は先に引用した正弦
波発生器、１０はエンベロープデータ発生器、１
１は、正弦波とエンベロープデータを掛け合わせ
る掛算器、１２は時分割多重化されている掛算結
果のうち、所定のものを加え合わせたり、時分割
多重の順序と入れかえるタイムスロツト制御装
置、１３は時分割多重化された位相変調器、１４
はデイジタルアナログ変換器、１５，１６は電気
音響変換器である。 鍵盤部１、操作部２、CPU３、RAM４、
ROM５、ROM７、周波数制御装置８、エンベ
ロープデータ発生器１０は、データバス、アドレ
スバスおよびコントロール線で結合されている。
このようにデータバスとアドレスバスとコントロ
ール線とで結合する方法そのものは、ミニコンピ
ユータやマイクロコンピユータを中心とした構成
方法として公知のものである。データバスとして
は８〜16本位用いられ、このバス線上をデータが
一方向でなく多方向に時分割的に送受信される。
アドレスバスも複数本たとえば16本用意され、通
常はCPU３がアドレスコードを出力し、他の部
分がアドレスコードを受け取る。コントロール線
は、通常、メモリ・リクエスト線（）、
Ｉ／リクエスト線（ＩRQ）、リード線
（）、ライト線（）などが用いられる。 は、メモリを読み書きすることを示し、
ＩRQは入出力装置（Ｉ／）の内容を取り出
しすることを示し、はメモリやＩ／からデ
ータを読み出すタイミングを示し、はメモリ
やＩ／にデータを書き込むタイミングを示す。
このようなコントロール線を用いたものとして
は、ザイログ社のマイクロプロセツサZ80があげ
られる。 つぎに第１図の電子楽器の動作について述べ
る。鍵盤部１は、複数の鍵スイツチを複数の群に
分けて、群内の鍵スイツチのＮ−FF状態を
一括してデータバスに送ることができるように構
成される。たとえば、５オクターブの鍵盤の場合
61鍵を６鍵（半オクターブ）ずつの10群と１鍵の
みの１群の11群に分け、各群にアドレスコードを
１つずつ割りつける。アドレスラインに、上記各
群のうちの１つを示すアドレスコードが到来し、
ＩRQとが印加されると、鍵盤部１はその
アドレスコードを解読して対応する群内のキース
イツチのＮ−FFを示す６ビツトまたは１ビ
ツトのデータをデータバスに出力する。これら
は、デコーダ、バスドライバおよび若干のゲート
回路を用いて構成することができる。操作部２の
うち、タブレツトスイツチについては、鍵盤部１
と同様の構成をとることができる。ボリユームの
設定状態については、ボリユームの出力する電圧
をアナログデイジタル変換器によりデイジタルコ
ードに変換し、これを、アドレスコードとコント
ロール線ＩRQとにより読み出すようにす
る。 CPU３はその内部にあるプログラムカウンタ
のコードに対応するＲＭ５のアドレスから命令
コードを読み取り、これを解読して、算術演算、
論理演算データの読み込みと書き込み、プログラ
ムカウンタの内容の変更による命令のジヤンプな
どの作業を行なう。これらの作業の手順はＲＭ
５に書き込まれている。まずCPU３はROM５よ
り鍵盤部１のデータを取り込むための命令を読み
取り鍵盤部１の各鍵のＮ−FFを示すコード
を各群ごとに取り込んで行く。そして、押鍵され
ている鍵コードを、楽音発生部の有限のチヤンネ
ルに割り当ててゆく。 つぎにCPU３は、操作部２よりデータを取り
込むための一群の命令を順次ＲＭ５から読み取
り、これらを解読して、操作部２に対応するアド
レスコードとコントロール信号ＩRQとを
出力し、データバスに操作部２のスイツチやボリ
ユームの状態を表現するコードを出力させ、
CPU３内に読み込む。そして、どの音色の楽音
信号を合成すべきかをCPU３は知る。 以上で、楽音発生部のどのチヤンネルにどの周
波数をもつたどの音色を発生させるべきかが明確
になつたので、CPU３は、各音色の周波数に関
するデータを記憶しているROM７より、所望の
音色の周波数パラメータを格納してあるアドレス
コードとコントロール信号ととを出力
して、データバスに所望の周波数パラメータを読
み出してCPU３内に取り込み、周波数制御装置
８に書き込む。書き込むためには、周波数制御装
置８の内部に設けられたデータレジスタに対応す
るアドレスコードをCPU３が出力し、同時にＩ
ＯRQととを出力すると、信号の立上り
時にデータバス上に出力されている周波数パラメ
ータを表わすデータが上記データレジスタに書き
込まれる。 つぎに、出力すべき音色の内容を表わす音色パ
ラメータをＲＭ６より読み出し、エンベロープ
発生器１０の内部のレジスタに書き込む。つぎに
周波数制御装置８とエンベロープ発生器１０の両
方に、発音出力指令を与えると、周波数制御装置
８は、飛越数Ｊを正弦波発生器９に与え、エンベ
ロープ発生器１０はエンベロープデータを発生す
る。正弦波発生器９の出力する正弦波データとエ
ンベロープデータは掛算されて、エンベロープが
正弦波に付与される。正弦波データとエンベロー
プデータとはそれぞれ時分割多重化されて発生す
る。時分割多重は、例えば、160多重とし、１チ
ヤンネル当り20の正弦波を割り当て、８チヤンネ
ル設けることによる。通常は、20本の正弦波の合
成により、ひとつの楽音を合成することになる。
したがつて、フーリエ級数の式で知られるとお
り、２０の正弦波データを加算することになる。
このためのタイムスロツト間のデータ加算を、タ
イムスロツト変換器１２で実施する。タイムスロ
ツト変換器は、160のタイムスロツトで時分割多
重されて入力される、エンベロープデータで変調
された正弦波データ列のうち、所定のデータを加
算しタイムスロツトの数を減らしたり、あるい
は、特開昭58−103244号公報に記載の時分割多重
変換装置のようにタイムスロツチの交換を行なう
ものである。時分割多重位相変換器１３は、特開
昭58−83894号公報に記載の「デイジタル楽音変
調装置」のように、時分割多重で複数種の変調を
同時に実施するものである。時分割多重位相変調
装置１３の出力はアナログデイジタル変換器１４
によりアナログ信号に直されて、電気音響変換器
１５，１６より出力される。 第１図では図示を省いたが、タイムスロツト変
換器１２や時分割多重位相変調装置１３に対して
も、アドレスバス、データバス、コントロール線
を介してCPU３と結合して、操作部２によつて
行なわれる音色や変調効果の設定に対応して、タ
イムスロツトの変換や変調条件を変えて設定する
ようにすることができる。 本発明の周波数制御は、まず、各鍵のノートオ
クターブ、各高調波の周波数などを、セント尺度
上に配置して処理する。出力すべき楽音の基本波
のノートやオクターブの位置、基本波を基準とし
た高調波の位置、非高調波の相対的なずれなどを
セント単位で表現し、セント尺度上でのセントア
ドレスの加減算を行なつて、実際の周波数成分の
セント値に対するセントアドレスを求め、これを
指数変換する。システムをデイジタル化し、か
つ、多数のスペクトルに対する飛越数Ｊを求める
ために、セント尺度上で１オクターブを量子化し
て扱い、かつ、時分割多重で演算処理を行なうよ
うに考慮している。また、演算されたＪが、正弦
波発生器９に適切に転送されるようにタイミング
を考えている。 本発明は、第１図の如き電子楽器の一部分とし
て、CPU３より供給される周波数パラメータを
受け入れて、正弦波発生器９に対し飛越数Ｊを供
給する機能を実現する、周波数制御装置８に関す
るものである。その１実施例を第２図に示す。 第２図の周波数制御装置は、データバスDB、
アドレスバスADR、コントロール線ＩRQと
WRとチツプセレクト線CSとにより、CPU３と
結合して、周波数パラメータを受け取り、マイコ
ンインタフエース回路（MIF）２５でアドレス
バスADRのコードを解読して、内部のレジスタ
群に書き込み、内部に設けた飛越数Ｊを計算する
機構を介して、必要な複数個のJ_iを計算させ、バ
ツフアメモリ２９、オクターブシフタ３０を介し
て、正弦波発生器９に供給する。 まず、構成要素について説明する。２１は、タ
イムミングパルスを供給するプログラムカウンタ
（PC）、２２はタイミングパルスから論理をとつ
て必要なアドレスコードをつくつたり、コントロ
ール用のフラグ（FLG）信号を受けとつて制御
信号をつくり出すタイミングパルス発生器
（TPG）、２３は、タイミングパルスや制御信号
により読み出され、後述する算術演算や論理演算
の内容と手順とを記憶しているシーケンサ
（SEQ）でＲＭから成るもの、２４はシーケン
サの内容を解読して、アドレスコード、出力指令
信号（OC１〜１２）、書込指令信号（０〜
３）、演算指令信号（Ｐコード）などを出力す
る命令解読器である。２５はマイコンインタフエ
ース回路（MIF）で先に説明したものである。
２６は演算装置（ALU）で、加算、減算、比較
を、２つの入力であるＡバスとＢバスの間で行な
い、Ｃバスに演算結果を出力し、演算結果のうち
の符号、上位ビツトなどをFLGとして出力する。
FLGはTPG２２に供給される。 ２７はワーキングレジスタ（WREG）で
WREG１とWREG２の２ワードのメモリで構成
され、Ｃバスより入力を受け入れ、Ｂバスに出力
を供給する。AD２が２ワードのどちらかを選択
し１の立上りで書き込み、Ｃ８が“Ｈ”の
とき出力を供給する。２８は160ワード×15ビツ
トより成るRAMで、Ｃバスより入力を受け取り
Ｄバスに出力を供給する。160ワードは20ワード
ずつ８チヤンネルに分けられており、20ワード内
の任意の１ワードを５ビツトのアドレスコード
AD１で指定し、８チヤンネルのうちの任意の１
チヤンネルを３ビツトのアドレスコードAD４で
選択し、２の立上り時にＣバス上のデータを
書き込む。出力はＤバスに出たままである。ただ
し、出力の上位５ビツトはバツフアメモリ２９に
供給される。バツフアメモリ２９は160ワード×
17ビツトのRAMで、ＣバスのデータとRAM２
８の上位５ビツトを入力として受け入れる。160
ワードは20ワードずつ８チヤンネルに分けられて
おり、20ワード内の１ワードをアドレスコード
AD３で選択し、８チヤンネルのうちの１つをア
ドレスコードAD４で選択し、３の立上りで
入力データを書き込み、OC９が“Ｈ”のとき出
力する。バツフアメモリ２９の出力はオクターブ
シフタ３０に供給される。バツフアメモリ２９の
上位５ビツトのコードにより、それより下位のデ
ータが、所定のビツト数だけビツトシフトされて
出力される。 この出力は、正弦波発生器９の内部に設けられ
飛越数を格納するレジスタのうち所定のアドレス
に対応するものに転送される。 ３３はノートオクターブレジスタ（ＮＤ
（ｎ））で最新のノートオクターブデータを、
CPU３よりデータバスDBを介して受け入れ、必
要な時に、Ａバスに出力する。書き込みをMRW
２で、読出しをOC２で行なう。３４はノートオ
クターブレジスタ（ＮＤ（ｎ−１））で、前回の
ノートオクターブデータを、CPU３よりデータ
バスDBを介して受け入れ、必要な時にＢバスに
出力する。また、Ｂバスから途中の処理データを
受け取り記憶する。DBよりのデータの書き込み
を３で、Ｂバスよりの書き込みを０で
行ない、Ｂバスへの出力をＣ３で行なう。３５
はハーモニツクデータメモリ（HMD）で、64ワ
ード×13ビツトのＲＭにより構成されている。
64ワードのうちのどれを選択するかは、パーシヤ
ル番号メモリ３６が出力する６ビツトのコードに
より決定される。パーシヤル番号メモリ３６は、
20ワード×６ビツトのRAMで、データバスDB
から入力を受け入れる。20ワードのうちの１ワー
ドをアドレスコードAD１で選択し、４の
立上りで書き込む。出力は常にハーモニツクデー
タメモリ３５に供給される。ハーモニツクデータ
メモリの出力はＣ４が“Ｈ”のときＡバスに出
力される。３７は非高調波メモリ（INH）で、
20ワード×６ビツトのRAMにより構成される。
20ワードのうちの１ワードがアドレスコードAD
１で選択され、５の立上りでデータバス
DBのデータが書き込まれ、Ｃ５が“Ｈ”のと
きＡバスに出力される。３８は、指数変換テーブ
ル（EXP）で、ＲＭにより構成される。Ｄバ
スを入力とし、Ｃ６が“Ｈ”のときその内容を
Ａバスに出力する。３９は差分指数変換テーブル
（DEXP）で、ＲＭにより構成され、Ｄバスを
入力とし、Ｃ６が“Ｈ”のとき、記憶内容をＢ
バスに出力する。これら２つのテーブルの内容に
ついては後述する。４０はゲートであつて、Ｄバ
スを入力としＣ７が“Ｈ”のときＢバスに出力
する。 ３２は、ポルタメントレジスタ（PRT）であ
つて、ポルタメントスピードを表わすコードをデ
ータバスより受け入れ、１の立上りで記憶
する。３１は、ポルタメントデータ変換器であつ
て、周波数の増減データをポルタメントレジスタ
３２の内容をもとにつくり出し、Ｃ１が“Ｈ”
のときにＡバスに出力する。通常ポルタメントレ
ジスタ３２の内容と同じものを出力する。４２は
ビブラートデータ発生器で、ビブラート波形を表
わすコードを発生すると共に、Ｃ１０が“Ｈ”
のときVIB（ｎ）をＢバスに、Ｃ１１が“Ｈ”
のときVIB（ｎ）をＡバスに、Ｃ１２が“Ｈ”
のときVIB（ｎ−１）をＢバスに出力する。VIB
（ｎ）は、現在のビブラートデータを表わし、
VIB（ｎ−１）は前回のビブラートデータを表わ
す。４１はステータスフリツプフロツプ（SFF）
で、データバスDBのデータを６の立上り
で記憶し、その内容を、TPG２２に供給する。 TPG２２は、周波数制御装置が新たなデータ
を外部のCPU３に要求するとき割込信号と、
割込内容を示す割込ベクトルコードをデータバス
DB上に出力する。出力指令信号Ｃ１〜１２が
“Ｌ”のときは、それらに対応しているメモリや
レジスタの出力は、高インビーダンスになつてＡ
バスやＢバスに何ら影響を及ぼさないようにして
いる。 ＜データ構造＞ つぎに、本発明で行なう周波数制御の指数変換
の機構Ｃ変換前と変換後のデータ構造について述
べる。 １オクターブは周波数比で１：２の関係であ
る。周波数に正比例する数値として、飛越数Ｊ
をつぎのように定義する。音源の１波形を記憶し
ているメモリが、2¹⁸ワード（サンプル）より成
り立つているとする。サンプルの読出周波数を_c
ＫHzとすると、１サンプルずつ全サンプルを読み
出す場合出力波形の周波数は_c／2¹⁸Hzとなる。
これは飛越数Ｊ＝１に当る。飛越数Ｊに対して一
般的に周波数は Ｆ＝_c／2¹⁸×Ｊ ……(1) と表わせる。 本発明では、１オクターブをセント尺度上で量
子化し、演算されたセント尺度で表わされた周波
数値を指数変換により、周波数に正比例する飛越
数に変換している。 指数変換の方法についてつぎに述べる。 １オクターブをセント（cent）で表わすと、
1200セントになる。２つの周波数_AとF_Bの比はセ
ント尺度CEではつぎのようになる。 CE（cent）＝1200log₂（F_A／F_B） …(2) 周波数_A，F_Bの飛越数をJ_A，J_Bとすると J_Bを平均律12半音階のＣに対応するものとし、
かつその値を2048とし、J_AをＪと表わすと となる。これを、CE＝０〜1200（セント）の範囲
について書くと第３図Ａのようになる。(5)式は曲
線であるがこれをつぎのように折線で近似する。 CE（０〜1200）を、12に等分すると、100セン
ト間隔になる。これは、12平均律の半音階に対応
する。100セント内をさらに８等分し、12.5セン
ト間隔とする。このようにすると、12×８＝96の
点になる。これらの96の点 CE_i＝12.5×ｉ（ｉ＝０〜Ｌ−１，Ｌ＝96） に対するＪをJ_iとする。 ｉとｉ＋１との間、12.5セントをさらに８等分
する。 CE_i,j＝12.5i＋12.5／８ｊ ……(7) （ｉ＝０〜Ｌ−１，Ｌ＝96 ｊ＝０〜Ｍ−１，Ｍ＝８） (7)式のCE_i,j（ｊ＝１〜７）に対しては、直線補
間した値を用いる。すなわちJ_i,jは次式となる。 一般的には J_c：基準点での飛越数 Ｌ：１オクターブの分割数 Ｍ：直線補間区間内の分割数 ｉ＝０，１，２，……Ｌ−１ ｊ＝０，１，２，……Ｍ−１ と表わすことができる。 先に述べたように、Ｌ＝96，Ｍ＝８とすると
1200セント区間は、1.5625セント間隔で768点に
量子化される。誤差は±0.78125セント以下とな
る。この768点に対してアドレスを割りつける。
これをセントアドレスとする。 つぎに、(8)式のJ_i,jを計算する方法について説
明する。 第３図によれば、Ｊは、１オクターブに対し
て、２進12ビツトで表わされる2048〜4096で表わ
されている。CE＝０〜100（セント）の範囲を詳
しく示したものが第３図Ｂである。100セント内
が12.5セントで等分されている。 (8)式は と表わせる。ｉを２進化96進数で表わす。 96＝４×３×８ であるから、上位２進２桁、中位を２進化３進
数、下位を２進３桁で表わすことができる。中位
は２ビツトであればよいから、合計７ビツトにな
る。ｊは２進３桁で表わされ、ｉの下位となる。
すなわち、1200セント内の96×８＝768点は第４
図ＡのN₃〜N₀，S₅〜S₀の10ビツトのコードで表
わすことができる。このコードをセントアドレス
と呼ぶ、このうちN₁とN₀とが２進化３進表示と
なる。このような（ｉ，ｊ）の値に対して、J_i,p
の値96通りを、第２図のEXP38に用意する。ア
ドレス96通り、それぞれ12ビツトとすると96×12
＝1152ビツトのROMとなる。このJ_i,pは(10)式の第
１項に相当する。 つぎに、差分として、(10)の第２項の一部であ
る。 を第２図のDEXP３９に用意する。DJ_i,jの最大値
は、ｉ＝95，ｊ＝７のときで、DJ₉₅.₇＝25.784に
なるから、DJ_i,jは５ビツトの２進数で表わせる。
また、（ｉ，ｊ）は、96×８＝768通りである。し
たがつて、セントアドレス768通り、786×５＝
3840ビツトのＲＭになる。 EXP３８のROMに対するセントアドレス入力
は、第４図Ａの｛N₃〜N₀，S₅〜S₃｝の７ビツ
ト、DEXP３９のROMに対するアドレスすなわ
ちセントアドレスは、第４図Ａの｛N₃〜N₀，S₅
〜S₀｝の10ビツトのコードにすればよい。EXP
３８とDEXP３９の出力を加算すれば、(10)式の
J_i,jが２進数12桁の表示が得られる。 第４図Ａは、セント尺度上に量子化されたピツ
チを表現する２進数すなわち拡張されたセントア
ドレスを表わしている。O₄，O₃，O₂，O₁，O₀
は、オクターブを表わす。N₃，N₂，N₁，N₀は
１オクターブ内の12平均律半音階の各音（ノー
ト）を表わす。このうち（N₁，N₀）は２進位３
進数の（０，０），（０，１），（１，０）を表わ
し、（１，１）は発生しない。したがつて、（N₃，
N₂，N₁，N₀）は12進数となる。第５図に（N₃
〜N₀）と音階の対応を示す。S₅，S₄，S₃，S₂，
S₁，S₀は６ビツトの２進数で、半音区間を64等分
した各ピツチを表現する。１オクターブは、1200
セントで、半音は100セントであるから、｛S₅〜
S₀｝は、1.5625セツト間隔で100セントの区間を
表現する。 第４図Ｂは、ＮＤ（ｎ）のデータフオーマツ
トで、下位４ビツトがノートを、上位４ビツトが
オクターブを示す。ＮＤ（ｎ）は、指定される
オクターブとノートをもつ楽音の基本周波数₁に
対応する。 第４図Ｃは、高調波性をもつた楽音に含まれる
各高調波成分の周波数_kの基本周波数₁に対する
比をセントで表わした、ハーモニツクデータ
HMD_kである。 HMD_k＝1200log₂（_k／₁） ……(12) （ｋ＝１，２，３，……，64） を２進数で表わしたものである。（H₁₂〜H₀）の
13ビツトを用いると、±0.78125セントの精度で、
2⁸＝256次高調波まで実現できる。｛H₇，H₆｝は
｛N₁，N₀｝と同様２進化３進数表示である。 第４図Ｄは、非高調波性を表わすインハーモニ
シテイデータINHのフオーマツトである。INH
は、第４図ＣのHMDデータからの何セントかの
ずれで表わすことにしているので、半音内の区間
を表現する６ビツトデータ｛I₅〜I₀｝で良い。 第４図Ｅは、ビブラートやグライドなどの過渡
的または定常的な変動をセント尺度で表現するも
のである。変動の巾を±100セント以内とすると
｛V₆〜V₀｝の７ビツトのコードで表わすことがで
きる。このうち、V₆は符号ビツトになる。 これらの第４図に示されたデータから、所望の
飛越数Ｊを求める手順について説明する。まず、
各記号はつぎの意味を持つものとする。 (1) ＮＤ（ｎ）：時刻ｎにおけるノートオクター
ブデータ（音高情報）に対する音高周波数
をセントアドレスで表わしたもの (2) HMD_k：基本周波数に対するｋ次の正高調
波周波数のセント表示であつて２進表示し
たもの（正高調波差セントアドレス） HMD_k＝1200log₂（_k／₁），_k＝k₁（ｋ＝１
，
２，３……，64） ……(13) (3) INH_k：ｋ次の正高調波周波数からの周波数
のずれたセント表示で、かつ２進表示した
もの（非高調波差セントアドレス）。 _k＝k₁＋d_kとすると INH_k＝1200log₂（k₁＋dk／k₁）……(14) を基本とするが、INH_kが100セントを越
えるときには、取り扱い上、100セント以
下のINH_kを求めるためにつぎのようにす
る。 INH_k+p＝1200log₂k₁＋p₁＋（d_k−p₁）／k₁＋
p₁ ……(15) （ｐ＝０，１，２，３，……，かつd_k−p₁
０） すなわち、ｋ次の高調波からd_kだけずれた
ものであるが、これを（ｋ＋ｐ）次高調波
から（d_k−p₁）だけ、ずれたものとみる
ことを意味する。 (4) VIB（ｎ）：時刻ｎにおけるビブラートやグラ
イドによる周波数の偏移をセント表示し、
かつ２進表示したもの。（変調セントアド
レス） 以上の変数から、ｋ次高調波の周波数のセント
表示すなわちセントアドレスを、記号ＬGJ
（ｉ，ｊ）で表わすと ＬGJ_i,j＝ＮＤ（ｎ）＋VIB（ｎ）＋HMD_k＋
INH_k ……(16) となる。ＬGJ_i,jは、第４図Ａのデータフオーマ
ツトを持つ。このうち｛N₃，N₂，N₁，N₀，S₅，
S₄，S₃｝の７ビツトは、96進数で、(10)式における
ｉを表わす。｛S₂，S₁，S₀｝の３ビツトは同じく
ｊを表わす。これらのコードを前述のEXP３８
とDEXP３９の指数変換テーブルと差分指数変換
テーブルのアドレスデータをして与えると、(10)式
にしたがつた指数変換ができる。これを次式で表
わす。 J^* _i,j＝EXP〔ＬGJ_i,p〕＋DEXP〔ＬGJ_i,j〕
……(17) 第３図Ａより、指数変換テーブルは１オクター
ブの範囲しか設けていない。J^* _i,jは、この範囲内
での値を示すものである。オクターブを越える範
囲にある場合は、第４図Ａのオクターブデータ
｛O₄，O₃，O₂，O₁，O₀｝にしたがつてJ^* _i,jをビツ
トシフトすればよい。たとえば、 ｛O₄〜O₁｝＝（00011） のときは、３ビツト上位へシフトすればよい。何
ビツトシフトするかについては、正弦波発生器９
のビツト位置に合わせるようにすればよい。 以上で、データ構造とそれにもとづく飛越数Ｊ
の計算の手順が明らかになつた。 （16）式、（17）式、（18）式を一気に実行する
構成も実現できるが、本発明の実施例（第２図）
では、順次手順を追つて実行するようにしてい
る。（16）式、（17）式、（18）式を手順を追つて
実行するには、種々の方法が考えられる。先に述
べた第２図の構成による手順を、第１表に示す。

【表】 第１表において、命令群Ａ，Ｂ，Ｃのうち、Ａ
とＢが、８チヤンネル、各チヤンネルで20本のス
ペクトルに対する飛越数Ｊを計算する手順を示し
ている。命令群Ａは命令４〜７、命令群は命令８
〜11により成つている。各命令の内容は、命令内
容により示される。たとえば命令４はＮＤ（ｎ）
とVIB（ｎ）とを加算し、ワーキングレジスタ
WREG２に格納することを意味する。命令５は
ワーキングレジスタWREG２の内容と、ハーモ
ニツクデータHMD(I)とを読み出して、それらを
加えてWREG２に格納する。命令６は、WREG
２の内容と、インハーモニシテイデータINH(I)
とを加算し、レジスタＬGJ（Ｋ，Ｉ）に格納す
る。命令７は、レジスタＬGJ（Ｋ，Ｉ）の内容
をアドレスコードとして、指数変換テーブル
EXP３８と差分指数変換テーブルDEXP３９に
与えて、それぞれの出力を加えて、バツフアメモ
リBUF（Ｋ，Ｉ）２９に格納する。ここで、Ｉ
は、後述する処理タイムスロツト（PTS）を表
わすと共に、各チヤンネルにおけるスペクトルの
番号をも表わしている。Ｉ＝１，２，……，20で
ある。Ｋはチヤンネルタイムスロツト（CHS）
を表わしている。Ｋ＝１，２，……，８である。
CHSについては後述する。 命令群Ｂも第１表より同様にその演算内容の意
味を読み取ることができる。命令８におけるΔは
零としておく。命令群Ａは、ノートオクターブデ
ータＮＤ（ｎ）が変更されたときに実行され、
それ以降は、命令群Ｂが実行される。命令群Ｂで
は、ＮＤ（ｎ），HMD(I)，INH（）が変化し
ないので、これらの計算をせず、前回の値Ｌ
GJ（Ｋ，Ｉ）からVIB（ｎ−１）を引いてVIB
（ｎ）の新しい値に対しての計算を行ない指数変
換を実行する。ノートオクターブデータＮＤ
（ｎ）が更新されると一度命令群Ａにもどりその
あと再び命令群Ｂを実行する。 第１表において、ITSは命令タイムスロツト
で、ITS１〜４まであり、命令０，４，８はITS
１で実行されることを示している。また、それぞ
れの命令実行時において活性化される書き込み
線、書き込みパルス、出力コントロール線を示し
ている。 以上の命令を実行するには、チヤンネルタイム
スロツトCHS、処理タイムスロツトPTS、命令
タイムスロツトITSの所定の時刻に、第２図のプ
ログラムカウンタ２１、タイミングパルスジエネ
レータ２２、シーケンサ２３、インストラクシヨ
ンデコーダ２４が動作する必要がある。以下に、
タイミングについて説明する。 第６図は、第２図の実施例のタイミンングを示
す図である。第６図Ａは、正弦波波形のサンプル
並びを示すもので、ある１つの正弦波波形のサン
プル周期は20μsである。第６図Ｂは、20μsの中を
拡大したもので、この中に８×20＝160個のタイ
ムスロツトがあり、160個のサンプルが存在する。
各サンプルは、125μsきざみで処理される。チヤ
ンネル１（CH1）には、20個のサンプルがある。
CH2〜８も同様である。一方、第６図Ｃは、Ａ
に同期しながら、飛越数Ｊの計算を行なうタイミ
ングである。160μsを単位とするチヤンネルタイ
ムスロツトCHSが１〜８まで設けられている。
CHS１では、チヤンネル１のＪ計算が行なわれ、
以下順に対応するチヤンネルＪ計算が行なわれ
る。160×８＝1280μs（1.28ms）周期で各チヤン
ネルのＪ計算が繰り返される。第６図Ｄは、各チ
ヤンネルタイムスロツトCHSの内部を表わした
もので、例として、CHS１を拡大している。
CHS１の中には、5μsを単位として、処理タイム
スロツトPTSが１〜３２まである。PTS(I)、Ｉ
＝１〜20では、チヤンネル１における、20個のス
ペクトル（正弦波形）に対応する周波数を決める
飛越数を計算する。そして、PTS２１の前半の
2.5μsにおいて、計算された20個のＪの値を第６
図Ｆに示すように125nsきざみで、正弦波発生器
９（第１図）へ転送する。この転送のタイミング
は、CHS１〜８で異なる。たとえば、CHS８で
はPST２４の後半で実行される。第６図Ｅは、
各処理タイムスロツトPTS１〜２０の中味を拡
大したものである。PTS１〜２０は、それぞれ、
命令タイムスロツトITS１〜４の４つの部分に分
かれている。それぞれは1.25μsの長さである。こ
れらの命令タイムスロツトITSにおいて前記第１
表の命令が実行される。PTS１〜２０の間は、
第２図の実施例において、ALU２６を中心とす
る演算が行なわれる。PTS２１〜３２の間に、
第２図におけるMIF２５を中心とするデータの
新たな書き込みをデータバスDBを介して行な
い、かつ、VIB（ｎ），VIB（ｎ−１）データの更
新を行なう。 第６図の如きタイミングをつくり出す方法とし
ては種々のものがある。第７図と第８図は、その
一例を示している。第７図はタイムミングカウン
タで、５１は14段のカウンタでCKを入力とし、
P₀〜P₁₃を出力する。P₀〜P₂は２進化５進のカウ
ントを行ない、P₃〜P₁₃は２進の計数を行なう。
｛P₅，P₄｝は、命令タイムスロツトITS1〜４を表
わすコード、｛P₁₀〜P₆｝の５ビツトは処理タイム
スロツトPTS１〜３２を表わすコード、｛P₁₃，
P₁₂，P₁₁｝は、チヤンネルタイムスロツトCHS
１〜８を表わす３ビツトのコードに相当する。カ
ウンタ５２は５段より成る20進カウンタで、
｛Q₄，Q₃，Q₂，Q₁，Q₀｝を出力する。カウンタ
５１と５２は、同期している。カウンタ５１と５
２の出力より第８図に示すタイミングパルスが
TPG２２の内部でつくられる。CKは、125ns
（8MHz）の周波数である。P₁，P₂，₃，₄，
_５より、，ITS１〜４，１〜４が得ら
れる。ITS１〜４信号は、第２図の出力指令信号
ＯＣ１〜１２をつくり出すもとになる信号、
WRC１〜４は書き込み指令信号０〜
WR３をつくり出す元になる信号である。 第９図は、バツフアメモリ２９に加えられるア
ドレスコードAD３とAD４、出力指令信号Ｃ
９、書込指令信号３を発生させる回路例であ
る。アドレスコードAD４は｛P₁₃，P₁₂，P₁₁｝，
AD３は、｛P₁₀〜P₁₆）か｛Q₄〜Q₀｝をセレクタ
６９で選択した一方である。３は、インバー
ト入力のアンドゲート７０とインバート付オアゲ
ート７１により作られた処理タイムスロツト
PTS１〜２０におけるITS４に対応する４
である。アンドゲート６０，６１，６２，６３
は、｛P₁₀，P₉，P₈｝＝｛１，０，１｝を検出する。
これは、PTS２１〜２４に相当する。このとき
はセレクタ６９はQ₄〜Q₀を選択する。EXＲゲ
ート６４，６５，６６は｛P₇，P₆，P₅｝と
｛P₁₃，P₁₂，P₁₁｝の一致判定を行なう。アンドゲ
ート６７はPTS２１〜２４の中でCHS番号に一
致したPTSの半区間を選択し、出力が“Ｈ”の
ときにOC９を出力する。したがつて、まとめる
と、PTS１〜２０の中にITS４において、AD４
とAD３はそれぞれＫとＩを指定し、ITS４にお
いて３を出力し、第１表の命令７または11の
バツフアメモリ２９（BUF（Ｋ，Ｉ））への書き
込みを行なう。PTS２１〜２４の間のCHS＝Ｋ
に対応する2.5μsの間、Ｃ９は“Ｈ”となり、
BUF（Ｋ，Ｉ）のＩ＝１〜20の内容が、アドレス
コードAD４とAD３にしたがつて出力される。 第１０図は、第２図におけるシーケンサ２３が
記憶している命令コードのフオーマツトの一例を
示すものである。操作用のＰコード２ビツト、
データの転送または格納先を表わすデステイネー
シヨンコード３ビツト、データを取り出してくる
レジスタを示すソース１コード３ビツト、ソース
２コード４ビツトより成る。それぞれのコードの
意味を、第１０図Ｂ〜Ｅに示している。Ｐコー
ドは、ALU２６の機能を指定する。第１表に示
した12通りの命令の演算は、第１０図の命令コー
ドによつて書き表わされる。第１０図ＥのZER
Ｏは、ＡバスにZERを出力させることを味す
る。 第９図に例示したと同様の考え方で第１０図の
命令コードと第１表のCHS，PTS，ITS，書き
込み線、出力コントロール線などにもとづいて、
インストラクシヨンデコーダ２４や必要な制御信
号やタイミングパルスを発生させる回路を設計す
ることができる。 第１１図は、第１表の命令群ＡとＢの実行切り
替えのタイミングを示すものである。上から、チ
ヤンネルタイムスロツト、演算実行、Ｊ転送、割
込パルス、データ転送、ＫＮフラグが示されて
いる。演算ＡまたはＢは、処理タイムスロツト
PTS１〜２０（第６図）で、20回実行される。
20回目の最終時に割込パルスが、第２図の
TPG２２より、第１図のCPU３に出力される。
このとき、同時に、割込ベクタとして、CHS８
を示すコード｛P₁₃，P₁₂，P₁₁｝が、第２図のデ
ータバスDBに出力される。CPU３は、この割込
ベクタ｛P₁₃，P₁₂，P₁₁｝を読み取り、つぎの
CHSが１であることを知り、チヤンネル１の出
すべき音高が変化している場合、データ転送を行
なう。データ転送は、CPU３のデータバスから
第２図のデータバスDBへ行なわれる。そして、
ＮＤ（ｎ）３３、PN３６、INH３７および
ステータスFF４１に所定のデータを書き込む。
そして、とくに、ステータスFFの中に含まれる
ＫＮフラグフリツプフロツプ（FF）をセツト
する。ＫＮフラグは、CHS１に対応する音の
高さが変更されたことを示す。ＫＮフラグが
“１”のときは、命令群Ａが読み出されてCHS１
の間に実行される。実行が終ると再び、割込パル
スが発生し、CHS１を示す割込ベクタが出力さ
れる。同時にＫＮフラグFFはリセツトされる。
割込パルスと割込ベクタ｛P₁₃，P₁₂，P₁₁｝
に対応してCPU３は、つぎのCHS２で前回の音
高のままか、どうかを判断し、同じ音高を出すべ
きとはデータ転送が行なわれない。したがつてＫ
ＯＮフラグは“０”のままである。このときは、
命令群Ｂが20回実行される。 命令群Ａは、新たなＮＤ（ｎ）データをもと
に、Ｊを算出するプログラムで、命令群Ｂは、前
回のＪに対してビブラートデータの変化のみを修
正する命令群である。命令群ＡとＢの読み出しと
切り替えは、第７図のカウンタ５１の処理タイム
スロツトコード｛P₁₀〜P₆｝がPTS１〜２０を示
す時間内で、命令タイムスロツトITS１〜４に対
応して命令群ＡとＢを読み出し、ＫＮフラグで
一方を選して出力するようにすれば行なえる。 CPU３から本発明の周波数制御装置へ転送す
べきデータ量は、第２図の実施例においては、Ｎ
ＯＤ（ｎ）１ワード、PNが20ワード、INHが
20ワード、ステータスFF用１ワード、PRT用１
ワードで計43ワードで良い。 上記説明では、ビブラートデータ発生器４２を
８チヤンネルに対して共通の１個とした。グライ
ド効果の場合には、グライドデータGL（ｎ，ｋ）
とGL（ｎ−１，ｋ），（ｋ＝１，２，……，８）を
各チヤンネルに対して独立に備えて、各CHS１
〜８に対応して、それぞれのデータを出力させる
ようにすれば、チヤンネルごとに独立のグライド
がかけられる。 上記説明では、バツフアメモリ２９として、
160ワード用意したが、一度の転送は20ワード単
位で行なわれるから、20ワード用意するようにし
てもよい。 第２図のパーシヤル番号メモリ３６とハーモニ
ツクデータメモリ３５については、前者が１ワー
ド当り13ビツト、後者が１ワード当り６ビツトで
良い。最大高調波次数を64としたが、これを増加
させるときには、パーシヤル番号メモリのワード
数64を増加させ、かつ、ハーモニツクデータの１
ワードを６ビツトからさらに増やせばよい。ハー
モニツクデータを直接CPU３から転送するよう
にしてもよいが、第２図の実施例の方が転送デー
タ量が少なくてすむ。また、本発明の実施例で
は、多数の高調波次数のうち一部を省略して、歯
抜け状の周波数制御値である飛越数Ｊを発生させ
ることができる。また、パーシヤル番号メモリ３
６の20ワードのRAMには、別のパーシヤル番号
を与えるように説明したが、任意の複数ワードに
同じパーシヤル番号を格納し、非高調波メモリ３
７に、少し異なつたINHデータを書き込むと、
非常に近い周波数の２つ以上の周波数成分の発生
が可能になる。すなわちコーラス効果が得られ
る。 鍵盤楽器のうちでもピアノでは、鍵盤の音域に
対して、低域ではピツチが下がり気味、高域では
ピツチが上がり気味であつて、１オクターブが正
確に１：２の周波数比になつていない。この現象
をピツチエクステンドと呼ぶことができる。この
ためには、このずれを発生させるためのＲＭを
設け、このＲＭを、ＮＤ（ｎ）のデータによ
りアクセスして、ノートオクターブに対応するず
れの量を出力させ、この量を差分アドレスとして
ALU２６で加えるようにしてもよい。また、非
高調波メモリ３７に書込むデータに、上記ずれを
含ませることもできる。 なお、非高調波性をもたない楽音を発生させる
には、INH周波数としてゼロ値を書き込めばよ
いことは云うまでもない。 上記説明では、データフオーマツトとして一部
に２進化３進表示をするようにした。この代りに
２進化12進、２進化６進などの表示も可能であ
る。また、完全な２進化表示でデータを表示しか
つ演算し、最後にこれを、ノートデータの部分を
含むより高位の桁について、２進化３進変換する
ことにより、オクターブデータを得るようにして
もよい。このためには２−３進変換ROMを設け
ればよい。 上記第２図の実施例では、ＮＤ（ｎ）用のレ
ジスタを１個のみとした。これらのレジスタや
RAMの数を８チヤンネル分設ければ、演算手順
は、Ａ群だけで良くなる。このように、構成と演
算手順とには関連があり、本実施例に限らず種々
のものがあるが、これらの説明については省略す
る。 上記説明では、正弦波合成のための飛越数Ｊを
計算する手順と構成として述べたが、正弦波以外
の波形を読み出す方式の波形発生器のための、周
波数制御にも使うことができる。たとえば、20本
の高調波成分でなく、１つの波形に対してＪを１
つだけ発生させる場合にも、上記と同様の考え方
で最適構成ができる。 ＜ポルタメント効果＞ 第２図の実施例において、ポルタメント効果に
対応して、飛越数Ｊを徐々に変化させることもで
きるようにしている。第２図の実施例では、１チ
ヤンネルすなわちCHS１についてのみポルタメ
ントがかかるようにしたものを示している。 まず先述のとおり、ポルタメントモードでは、
今回のノートオクターブデータがＮＤ（ｎ）３
３に、前回のノートオクターブデータがＮＤ
（ｎ−１）３４に格納される。と同時に、ポルタ
メントスピードと押鍵間隔ＮＤ（ｎ）−ＮＤ
（ｎ−１）に対応する増分を表わすデータがPRT
３２に格納される。このデータはそのままあるい
は若干の変換を受けてポルタメント変換器におい
て格納される。 第１表の命令群Ｃは、ポルタメントの増減判別
を行なう。命令Ｏは、前回のＮＤ（ｎ−１）に
増分Δを加える。命令１は、その結果が、目標値
であるＮＤ（ｎ）に到達したか、丁度一致した
か、越えたかを、比較判断する。CPはCompare
の意味である。この比較の結果、ALU２６は、
その内部のフラグFLGを設定する。ALU２６の
フラグFLGとしては、ゼロフラグＺと符号フラ
グＳを設ける。これらのフラグは、通常の加減算
器に付属して設けられ、ゼロフラグＺは演算結果
が全ビツト共“０”のときに“１”となり、それ
以外では“０”になるフリツプフロツプ、符号フ
ラグＳは、演算結果の最上位ビツトが“１”のと
きに“１”となり、それ以外では“０”になるフ
リツプフロツプで構成される。命令１の比較結果
と、増分Δの符号を表わすΔSとにより、命令２
と３の一方が実行される。命令２は、現状のノー
トオクターブデータＮＤ（ｎ−１）にΔを加算
したものを、新たなノートオクターブデータＮ
Ｄ（ｎ−１）として格納する。命令３は、最終目
標であるＮＤ（ｎ）を、新たなＮＤ（ｎ−１）
として格納する。以上の命令群Ｃによつて、ポル
タメント効果において、増分Δを加算することに
よりピツチが目標のノートオクターブデータＮ
Ｄ（ｎ）に達していないか、丁度か、あるいは目
標値を越えてしまうかを判断し、その結果にもと
づいて、基本波や高調波のセント尺度上の周波数
を増分Δだけ増やす命令群Ｂを実行するか、ある
いは、目標値ＮＤ（ｎ）にもとづく到達点での
演算を行なう命令群Ａを実行するかを選択させ
る。 第１２図は、３つのフラグΔS，Ｚ，Ｓの組み
合わせ状態により、命令０〜11のうち実行される
ものがどれになるかを示したものである。命令０
と１は毎回実行される。命令１における演算結果
であるフラグＺ，ＳとΔSとにより、命令３と命
令群Ａ（命令４〜７）とが実行される場合と、命
令２と命令群Ｂ（命令８〜11）とが実行される場
合とに分類される。前者は、増分Δの累算により
目標値ＮＤ（ｎ）に丁度達するか、越えてしま
う場合である。後者は、増分Δを累算しても、ま
だ目標値ＮＤ（ｎ）に達しない場合である。 第１３図はポルタメントモードにおけるタイミ
ングチヤートである。演算が実施される処理タイ
ムスロツトPTSは、命令群ＣはPTS３２におい
て、命令群ＡとＢはPTS１〜２０において実行
される。PTS２０の終りまたはPTS２１の初め
に割込パルスが発生し第１図のCPU３に対して、
新たなデータを要求する。このとき、CHSコー
ド｛P₁₃，P₁₂，P₁₁｝が割込ベクターとしてデー
タバスDBに出力され、CPU３は、いま、どの
CHSにあるかまた、つぎのCHSが何かを知るこ
とができる。もしも鍵が押しかえられていて、新
たなノートオクターブに移るべき状態になつてい
れば、CPU３は、新たなＮＤ（ｎ）、前回のＮ
ＯＤ（ｎ−１）、PN，INHの一群のデータとス
テータスフラグデータをデータ転送する。ステー
タスデータの中にはＫＮフラグが含まれてお
り、ＫＮフラグFFを“１”にする。ポルタメ
ントモードでは、このＫＮフラグにかかわら
ず、演算処理をすればよい。まず、CHS１の直
前のCHS８のPTS３２で命令群Ｃの命令０〜３
を実行する。ただし命令２と３の一方は第１２図
のフラグΔS，Ｚ，Ｓにより、その一方の実行は
無視される。このあと、上記フラグの状況に従つ
て命令群ＡまたはＢがCHS１のPTS１〜２０に
おいて実行される。 命令群Ｃの読み出しは、PTSが32すなわち処
理タイムスロツトコード｛P₁₀〜P₆｝が｛111111｝
になるタイミングにおいて、命令０〜３を示すア
ドレスコードを順次シーケンサ２３内の命令Ｒ
Ｍに加えて命令０〜３を読み出すようにすればよ
い。命令２と３の一方を無視するには、読み出さ
れた命令出力をフラグΔS，Ｚ，Ｓのコードにし
たがつてゲートするようにすればよい。 命令群ＡとＢの選択については、処理タイムス
ロツトコード｛P₁₀〜P₆｝が０〜19を示すタイミ
ングにおいて命令群ＡとＢを読み出す下位アドレ
スコード２ビツトを｛P₅，P₄｝により発生させ、
命令群ＡとＢとを区別するアドレスコードの上位
２ビツトをフラグΔS，Ｚ，Ｓの組み合わせによ
り指定して、４ビツトのアドレスを加えることに
より命令ＲＭ内の命令４〜７と８〜11とを選択
的に読み出すようにすればよい。 第１４図は、第４図において示したデータ構造
をもつデータの演算を行なうALU２６のうち加
算器の例である。N₁とN₀は２進化３進数である
ため、下位S₅からの桁上げC_sとＡバス上のN₁，
N₀およびＢバス上のN₁，N₀を入力として、出力
であるＣバス上のN₁，N₀と上位への桁上げC_Nが
第１４図Ａの真理値表のように決まる。Ｂはハー
ドウエアの例である。80はＡバスとＢバス上のS₅
〜S₀の６ビツトを入力する２進加算器、８２はＡ
バスとＢバス上のO₅〜O₀，N₃，N₂を入力とする
２進加算器、８１は真理値表のパターンをもつ読
み出し専用メモリ（POM）である。C_sは２進加
算器８０のキヤリー、C_NはROM８１から出力さ
れるキヤリーである。同様の考え方で、減算器や
比較器も構成できる。 第２図におけるビブラートデータ発生器４２
は、デイジタル方式の正弦波発生器のようなもの
でよい。たとえば、ビブラート信号の波形を記憶
したROMから、上記VIB（ｎ）、VIB（ｎ−１）を
更新するタイミングにおいて、ＲＭを読み出
し、レジスタにそれぞれ書き込むようにしたもの
でよい。 オクターブシフタ３０は、バツフアメモリ２９
の出力を１ビツト〜必要ビツトまでシフトした複
数組のコードを、それぞれに対応するゲートに加
えてこれらのゲートのうちの１組を、｛O₄，O₃，
O₂，O₁，O₀｝のコードで選択するようにすれば
よい。オクターブコードは、本実施例では５ビツ
トあるから、2⁵＝32種のオクターブが取り得るけ
れども、人の聴き得る周波数レンジは、20KHz〜
20Hzとして、10³倍10オクターブであるから、
ビツトシフトの可能性としては、10通り位と考え
てよい。このときは、MSBのO₄を省いてもよ
い。 第４図において、データは、O₄〜S₀までの15
ビツトを扱いうるように考えた。第４図Ｂ〜Ｅの
ようにデータ長が15ビツト以下の場合には、その
上下の余分のビツトは、“０”が並ぶようにすれ
ばよいことは云うまでもない。負数においては、
２の補数表示や１の補数表示などどの表示をとる
かによつて異なるが、後者では最上位に“１”を
出力し他に“０”を出力させる、前者では上位全
ビツトに“１”を出力させるようにすればよい。
１の補数の場合、第４図Ｅの場合符号ビツトV₆
を最上位として使用すればよい。 以上のように第２図の実施例においては、第４
図と共に説明したフオーマツトの各データを、手
順を追つて演算することによつて、飛越数Ｊを計
算するようにした。ポルタメントモード（第１３
図）と通常のノーマルモード（第１１図）との切
り替えは、第２図のステータスFFの中にＮ
RMAL／ＰRTAMETOのモードビツトを用意
しておき、CPU３からこのビツトに“１”を送
るとノーマルモード、“０”を送るとポルタメン
トモードとし、モードビツトにしたがつて、命令
読出しを切りかえるようにすればよい。なお、ノ
ーマルモードでは、PRT３２（第２図）にゼロ
を書き込む。Δがゼロになるようにしておく。 第１５図は、指数変換の他の実施例である。３
８は第２図と同じEXP３８でJ_i,pを記憶している。
３９−１は｛N₃〜S₃｝の７ビツトに対するアド
レスをもつ差分ROMで、96の指数サンプル値の
差分値（J_i+1,0−J_i,0）を記憶している。出力は５
ビツトである。３９−２は｛S₂，S₁，S₀｝の３ビ
ツトに応じて、差分値の補間値を出力するための
簡易化された掛算用ＲＭである。すなわち、
（J_i-1,0−J_i,0）×ｊ／８を記憶している。このように
す ると、量子化誤差が少し増えるが、メモリのサイ
ズが768×５＝3840ビツトから、96×５＋2⁵⁺³×
５＝1760ビツトに減る。 上記第３図Ａでは１オクターブを2048〜4095に
割当てた。したがつて、12ビツトである。この場
合、12平均律の音は、±0.78125セントの誤差内に
なる。しかし、低域周波数ではオクターブコード
にしたがつてビツトシフトされて、しかも低位側
へシフトされることも考えられる。このときに
は、12ビツトの下位が切り捨てられることにな
り、８〜９ビツトになることもある。このときに
は、上記誤差が増える。９ビツトのときには、３
ビツトシフトされたものであるから誤差は８倍で
±6.25セントになつてしまう。しかし周知のよう
に、９ビツトでは、239，253，268，284，301，
319，338，358，379，402，451の12個の数字の組
み合わせのとき、12平均律からの誤差は±12セン
ト以下となる。したがつて、Ｃとして、2048の代
りに、253×８＝2024をＣとし、239×16＝3824を
Ｂとすれば、12ビツトで最も高精度のセントアド
レスから飛越数への変換ができる。 以上のように本発明は、音高情報、正高調波周
波数情報の非高調波情報を格納する格納手段と、
上記格納手段に結合され格納された情報を伝送す
る少なくとも１本のバスラインと、上記バスライ
ンに接続された加減算などの演算を行なう演算器
と、演算結果を格納する格納手段と、演算結果を
上記バスラインに出力する装置を備え、上記演算
器を時分割で複数回使用することにより、上記各
情報の演算を行なうようにしたものであるから、
演算器の使用効率が高く、また信号伝送線として
バスを共用でき、さらにRAMやROMを中心と
した繰返し構造がとれるため集積回路化したとき
に小さいチツプサイズにできるという特徴を有す
る。 特に、非高調波周波数を、正高調波周波数から
の差セント値として扱うような構成にしたので、
楽音の音質の設定がやりやすくなり、従来にな
い、ベルや鐘などの音色を設定、発生しやすくな
る。 また、12平均率にしたがつて、音階の演算を２
進化３の倍数進演算にしたので効率的な演算回路
で構成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したデイジタル式の電子
楽器のブロツク図、第２図は本発明の一実施例の
ブロツク図、第３図は指数変換テーブルの説明
図、第４図は上記実施例で用いるデータのフオー
マツトの一例を示す図、第５図は上記実施例のノ
ートコードを表わす図、第６図は上記実施例の動
作タイミングチヤートを示す図、第７図はタイミ
ングパルス発生用のカウンタを示す図、第８図は
タイミングパルスチヤートを示す図、第９図はデ
コーダを示す図、第１０図は命令コードのフオー
マツトの一例を示す図、第１１図はノーマルモー
ドにおける大局的なタイミングチヤートの図、第
１２図はポルタメントモードにおける命令の実行
パターンを示す図、第１３図はポルタメントモー
ドにおける大局的動作タイミングチヤートを示す
図、第１４図は加算器の動作説明図、第１５図は
指数変換テーブルの一例を示す図である。 １……鍵盤部、２……操作部、３……CPU、
４……RAM、５……ＲＭ、６……エンベロー
プパラメータROM、７……周波数パラメータ
ROM、８……周波数制御装置、９……正弦波発
生器、１０……エンベロープデータ発生器、１１
……掛算器、１２……タイムスロツト制御装置、
１３……位相変調器、１４……デイジタルアナロ
グ変換器、２１……プログラムカウンタ、２２…
…タイミングパルス発生器、２３……シーケン
サ、２４……命令解読器、２５……マイコンイン
タフエース回路、２６……演算装置、２７……ワ
ーキングレジスタ、２８……RAM、２９……バ
ツフアメモリ、３０……オクターブシフタ、３１
……ポルタメントデータ変換器、３２……ポルタ
メントレジスタ、３３，３４……ノートオクター
ブレジスタ、３５……ハーモニツクデータメモ
リ、３６……パーシヤル番号メモリ、３７……非
高調波メモリ、３８……指数変換テーブル、３９
……差分指数変換テーブル、４０……ゲート、４
１……ステータスフリツプフロツプ、４２……ビ
ブラートデータ発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基音および高調波からなる発生すべき楽音の
   基音の音高周波数に対応する音高情報、上記楽音
   の音調波次数に関する正高調波周波数情報、上記
   高調波周波数が基音の周波数の整数倍から偏移す
   る量を表す非高調波情報を入力とし、 １オクターブ区間を等間隔の所定のセント間隔
   を持つ複数の区間に分け、上記区間の境界に対し
   てセント尺度上のアドレスを割り付け、上記音高
   情報をセントアドレスの形式で与え、上記正高調
   波周波数情報を高調波の基本周波数に対応するセ
   ントアドレスからの差の形のセントアドレスとし
   て出力させ、上記非高調波情報を上記偏移に対応
   した非高調波差セントアドレスの形で与え、 上記音高情報のセントアドレス、上記正高調波
   周波数情報に対応する差セントアドレス、および
   上記非高調波差セントアドレスを加算して和セン
   トアドレスを得、和セントアドレスを周波数に正
   比例する周波数制御値に変換する変換器に加えて
   周波数制御値を得るようにするものであつて、 上記音高情報、正高調波数情報、非高調波情報
   を格納する格納手段と、上記格納手段に結合され
   た情報伝達用の少なくとも１本のバスラインと、
   上記バスラインに接続された演算器と、その演算
   結果を格納する格納手段と、演算結果を上記バス
   ラインに出力する装置と、上記変換器とを備えた
   周波数制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の記載において、音高
   情報の格納手段、正高調波周波数情報の格納手
   段、非高調波情報の格納手段、および演算結果の
   格納手段を発音チヤンネル数に対応して設け、上
   記各格納手段を少なくとも１本のバスラインに結
   合し、上記バスラインに演算器を結合して、上記
   各情報の演算を上記演算器において時分割多重で
   行なうことを特徴とする周波数制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項の記載において、セン
   トアドレスの中位の桁を２進化12進、２進化６
   進、２進化３進のうちの１つで表示し、演算器の
   中位を上記表示に対応した演算とするようにした
   周波数制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項の記載において、セン
   トアドレスを２進表示とし、演算器を２進演算器
   とし、演算結果のセントアドレスの中位を２進化
   12進、２進化６進、２進化３進のうちの１つに変
   換する変換器でオクターブコードとノートコード
   に分け、上記ノートコードを上記変換器に加えて
   その出力を上記オクターブコードでビツトシフト
   することにより、周波数制御装置を得るようにし
   た周波数制御装置。 ５ 特許請求の範囲第１項の記載において、変換
   器は少なくとも１オクターブ区間内のセントアド
   レス数（Ｌ×Ｍ）のうち、Ｍ間隔のＬ個について
   対応する周波数制御値を記憶した第１の記憶装置
   と上記Ｌ個のうち隣接する周波数制御値の差分値
   をもとにした補間値を記憶した第２の記憶装置を
   備え、上記第１と第２の記憶装置にセントアドレ
   スを加えて両記憶装置の出力を演算器で加算する
   ことにより上記区間内に対応する周波数制御値を
   得るようにした周波数制御装置。 ６ 特許請求の範囲第５項の記載において、第２
   の記憶装置は、隣接する周波数制御値の差分値を
   記憶する第３の記憶装置と、上記第３の記憶装置
   の出力と、セントアドレスの下位の所定ビツトを
   入力とする第４の記憶装置とより成り、上記第４
   の記憶装置の出力が上記第２の記憶装置の出力と
   なるようにしたことを特徴とする周波数制御装
   置。