JPH0338600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、半導体メモリー等に少なくとも音階
データと音符長データをビツトパターンとする曲
情報を記憶し、この曲情報の読出しに従つて楽曲
を演奏する装置に関し、トレモロ用の情報ビツト
を用いずに、曲情報メモリーから読出される音符
長データを用いることによつて、トレモロ効果を
出し、より一層の音響効果を表わすようにした楽
曲演奏装置に係る。 この種の装置は、曲情報メモリーの容量制限や
各種再生のための制御の多さ等から、曲情報メモ
リーのデータ量をできるだけ少なくすることが望
まれる。トレモロ効果は、再生音に、より一層の
音響効果をもたらすものであるが、各音符にトレ
モロ効果をかけるよりも、長音符にだけかけるよ
うにすると、長音符に余韻が生まれ、音響効果が
はつきりとあらわれる。 本発明は、曲情報報から読出される音符長デー
タを用いることによつて、若干のハード的な改良
で、専用ビツトを用いずに効果的なトレモロ効果
を出すようにしたものである。 以下図面に従つて本発明の一実施例を説明す
る。 ＜基本的構造＞ 第１図は全体の回路ブロツク図を示すものであ
る。装置は大別して、発振・分周回路１，トー
ン・ジエネレータ部２，エンベロープ発生部３，
外部入力回路４，コントロール回路５，アドレス
カウンタ６，曲情報メモリー７，アンプ９，スピ
ーカー１０から構成される。 発振・分周回路１は、例えば水晶発振回路及び
分周回路からなり、装置の基本クロツクを発生す
る。トーン・ジエネレータ部２は曲情報メモリー
７（例えば、ROMより構成される）より出力さ
れるデータに応じて対応する周波数信号を作り出
す部分である。エンベロープ発生部３は曲情報メ
モリー７から出力されるデータに応じて音の長さ
及びエンベロープを作り出す。入力回路４は選
曲，曲のスタート，移調・転調，テンポ等を制御
するスイツチ回路である。コントロール回路５は
入力回路４のスイツチ入力を信号化し各ブロツク
に伝達する。アドレスカウンター６は曲情報メモ
リー７のアドレスを指定するもので、曲情報メモ
リー７に記憶された楽曲データを順次読出す。 第２図に曲情報メモリー７に記憶されたデータ
のビツト割当てを示す。すなわち、B₀〜B₁₅の16
ビツトでそれぞれ B〓〜B₃（４ビツト）…音階ビツト B₄〜B₇（４ビツト）…音符長ビツト B₈，B₉（２ビツト）…オクターブビツト B₁₀，B₁₁（２ビツト）…楽器組換えビツト B₁₂，B₁₃（２ビツト）…音の強弱ビツト B₁₄（１ビツト）…冗長ビツト B₁₅（１ビツト）…ストツプビツト のように割当てられる。 ＜具体的構成とその動作＞ １ まず、入力回路４の曲指定用スイツチにより
曲を選択する。このスイツチ操作によりコント
ロール回路５ではM₁〜M₃にデコードされた３
ビツトパターンを出力し、曲情報メモリー７の
読出し用先頭アドレスを指定する。 ２ 次に入力回路４のスタートスイツチをオンす
ると、上記において指定されたアドレスの曲情
報ビツトパターンが読出される。読出されたビ
ツトパターンのうち、B〓〜B₃（音階ビツト），
B₈〜B₁₁（オクターブビツト，楽器組換えビツ
ト）の８ビツトはトーン・ジエネレータ部２
へ、また、B₄〜B₇（音符長ビツト），B₁₀〜B₁₃
（楽器組換えビツト，音の強弱ビツト）の８ビ
ツトはエンベロープ発生部３に伝達される。 B₁₅（ストツプビツト）はコントロール回路
５に伝達される。B₁₅ビツトに“１”が出力さ
れると動作はストツプするが、スタート時及び
楽曲演奏時は“０”で何ら動作に影響を及ぼさ
ない。 ３ トーン・ジエネレータ部２に伝達された８ビ
ツトのうち、B₀〜B₃，B₈，B₉の６ビツトは加
減算回路２−６に入力され、音階分周比メモリ
ー２−５のアドレスを指定するとともに、オク
ターブセレクタ２−２によりオクターブを選択
する。 加減算回路２−６は、入力回路４の外部スイ
ツチ入力によりB〓〜B₃，B₈，B₉のデータを制
御して移調・転調を可能にするものである。 ４ オクターブセレクタ２−２により各オクター
ブに対応する基本周波数₀₁〜₀₄の一つが選択
される。分周回路２−１は発振・分周回路１に
接続され、そのバイナリ出力より倍々（１，
２，４，８倍）の基本周波数₀₁〜₀₄を準備す
るものである。 オクターブセレクタ２−２より選択された基
本周波数_0iは分周回路２−３に入力され分周
される。分周回路２−３の９ビツトバイナリ分
周出力は、一致回路２−４において、上記アド
レスにより指定された分周比メモリー２−５か
らの同じく９ビツトの分周比出力と比較され、
一致したときパルスを出力するとともに分周回
路２−３をリセツトする。 この一致時に出力されるパルスの周波数は各
オクターブにおけるそれぞれの音階に対応す
る。ちなみに、500KHzの基準周波数に対して
分周比が478〜253の間（バイナリコードで９ビ
ツトにより表現できる）の12値であるとする
と、1046〜1975Hz範囲の各音階周波数を得るこ
とができる。オクターブは基準周波数を倍々に
変化すればよい。 ５ 一致検出パルスは更に分周回路２−７に入力
される。分周回路２−７はその４ビツトバイナ
リ分周出力により次段基本波形メモリー２−８
のアドレス指定を行なう。すなわち、分周回路
２−７はいわゆるアドレスカウンタとして動作
する。 基本波形メモリー２−８は８ビツト構成で16
ステツプで音階周波数の１周期分に相当する波
形を形作るようデータを記憶している。すなわ
ち、オクターブセレクタ２−２，一致回路２−
４から出力される周波数は実際の音階周波数の
16倍に相当するものであり、分周回路２−７に
より各音階周波数の１周期分を16分割して、基
本波形メモリー２−８の16ステツプのアドレス
を順次指定するようにしている。このアドレス
指定により読出された波形データはＤ／Ａコン
バータ２−９に入力され、Ｄ／Ａ変換されて１
周期毎にその音信号の基本波形を形成する。 また、基本波形メモリー２−８には曲情報メ
モリー７からB₁₀，B₁₁の２ビツト、エンベロ
ーブ発生部３の分周回路３−７の上位２ビツト
バイナリ分周出力Ｃを入力している。B₁₀，
B₁₁ビツトは楽器組換え制御に応じて読出すべ
き波形メモリーを選択するもので、Ｃの２ビツ
トは更にエンベロープを時間的に所定領域に分
け、適宜基本波形として高次周波数を付加した
もの等を選択し、音の自然さ，ききやすさを増
すためのものである。 ６ エンベロープ発生部３に伝達された８ビツト
について、B₄〜B₇の４ビツトは音符長分周比
メモリー３−６にアドレス指定として入力され
る。B₁₀，B₁₁の２ビツトは楽器組換用の制御
ビツトとしてエンベロープ波形メモリー３−８
に、またB₁₂，B₁₃の２ビツトは音の強弱制御
用ビツトとして演算回路３−９に入力される。 ７ エンベロープ発生部３では、スタートスイツ
チがオンになるとまず分周回路３−１が動作開
始する。分周回路３−１の６ビツトバイナリ分
周出力は一致回路３−２に入力され、テンポ分
周比メモリー３−３の６ビツト分周比出力と比
較される。一致すればパルスを発生し後段の分
周回路３−４に入力する。このパルスは最短音
符長の時間間隔を決定する。 要すれば、図示しないが加減算回路を設け、
入力回路４のテンポ制御用スイツチの操作によ
り分周比メモリー３−３の分周比出力を適宜加
減算し、分周比データを変えて任意のテンポに
設定することができる。 ８ 音符長分周比メモリー３−４はB₄〜B₇の４
ビツトをアドレス指定として、各音符長に対応
する８ビツトの分周比データを選択し出力す
る。これに応じて一致回路３−５において、分
周回路３−４の８ビツトバイナリ分周出力と比
較され、一致したときパルスを出力する。この
パルスの出力時間間隔はB₄〜B₇の４ビツトで
指定される各音符長に対応する。 しかし、ここでも次に述べる理由により、１
音符長につき32個のパルスを出力するようにさ
れる。すなわち、一致検出回路３−２，３−５
等から出力されるパルスの周波数は普通一般の
場合の32倍である。このパルスは分周回路３−
７に入力され分周される。 ９ エンベロープ波形メモリー３−８は、８ビツ
ト構成，32ステツプで１つのエンベロープ波形
を形作るようデータを記憶している。エンベロ
ープ波形は、先の基本波形と同様、各音符長で
時間的な圧縮，伸長があるだけで、１音符長で
１つのエンベロープ波形が読出されなければな
らない。分周回路３−７はエンベロープ波形メ
モリー３−８のいわゆるアドレスカウンタとな
つており、５ビツトのバイナリ分周出力により
１音符長につきエンベロープ波形メモリー３−
８の32ステツプのアドレスを順次指定する。 エンベロープ波形メモリー３−８に入力され
たB₁₀，B₁₁ビツトは読出されるべき波形メモ
リーを選択し、基本波形メモリー２−８で選択
される基本波形と組合せて楽器組換え制御を行
なう。Ｃの２ビツトは分周回路３−７の５ビツ
トバイナリ分周出力の高位のもので、エンベロ
ープ期間を４等分する。 10 エンベロープ波形メモリー３−８から読出さ
れるデータは、演算回路３−９において、
B₁₂，B₁₃の強弱ビツトデータに基づく乗算及
びトレモロ制御回路３−１１の出力に基づく加
減算を行ない、エンベロープ波形データをモデ
イフアイする。モデイフアイされたデータは
Ｄ／Ａコンバータ３−１０でＤ／Ａ変換されエ
ンベロープを発生する。 11 エンベロープはトーン・ジエネレータ部２の
Ｄ／Ａコンバータ２−９にレベル制御信号とし
て送られ、Ｄ／Ａコンバータ２−９で基本波形
とを乗算しエンベロープ付音信号を出力する。
音信号はアンプ９，スピーカー１０を介して放
音される。 12 なお、分周回路３−７で32ステツプ（１つの
エンベロープ読出し）をカウントすると、その
キヤリーパルスはアドレスカウンター６に入力
されアドレスを１つ進める。これにより曲情報
メモリー７では次の曲情報ビツトパターンが読
出され、上記１）〜12）の動作を繰返す。 13 このようにして曲情報メモリー７から順次曲
情報ビツトパターンを読出していき、B₁₅ビツ
トに“１”が出力されると、コントロール回路
５より停止の信号が出力され、各分周回路２−
１，２−３，２−７，３−１，３−４，３−７
をリセツトするとともに、内部 のゲート回路を閉じ、一連の動作を終了す
る。 ＜メモリーのデータ容量＞ ちなみに、上記実施例における各メモリーのデ
ータ容量は次のとおりである。 音階分周比メモリー２−５ …９ビツト×12音階 基本波形メモリー２−８ …８ビツト×16ステツプ×４基本波形 （ただしＣ信号による制御がない場合） 音符長分周比メモリー３−３ …８ビツト×１最短音符長 音符長分周比メモリー３−６ …８ビツト×16音符長 エンベロープ波形メモリー３−８ …８ビツト×32ステツプ×４エンベロープ波形 ＜基本波形とエンベロープ＞ 基本波形としては、例えば第３図のタイムチヤ
ートに示されるように、(a)正弦波，(b)鋸波，(c)短
形波，(d)三角波等がある。基本波形メモリー２−
８には、これら波形Ａの１周期分が16分割され
て、８ビツト，16ステツプのデイジタルデータと
して記憶される。第４図１〜４のタイムチヤート
はエンベロープＢの波形例を示す。エンベロープ
は32分割されて、エンベロープ波形メモリー３−
８に８ビツト，32ステツプのデイジタルデータと
して記憶される。上述の基本波形，エンベロープ
波形は一例であり、他に様々な基本波形，エンベ
ロープ波形がありこれらに限定されるものではな
い。 ある楽器の音が第５図のようであるとすると、
基本波形Ａは第３図の(a)，エンベロープＢは第４
図の２から構成されることとなる。基本波形の周
波数は各音階に、エンベロープの長さは各音符長
に対応する。 楽器音を指定するデータは、曲情報メモリー７
から出力される楽器組換えビツトB₁₀，B₁₁であ
り、ここでは最大１音符毎に楽器音を切換えるこ
とができるようにしている。楽器組換えビツト
B₁₀，B₁₁のデータは基本波形メモリー２−８，
エンベロープ波形メモリー３−８に入力され、そ
れぞれ対応する基本波形及びエンベロープ波形が
選択される。 このように本実施例では、エンベロープ波形と
基本波形を組合せて所望の楽器音（又は音色）で
楽曲を再生するようにしている。 ＜音階データ，音符長データ＞ 音階データ（B〓〜B₃ビツト）のコード図を第
６図に、音符長データ（B₄〜B₇ビツト）のコー
ド図を第７図に示す。ここでは図示のようにそれ
ぞれ音階データ，音符長データを、４ビツトのバ
イナリコードに順次対応させてコード化してい
る。なお、音階データは“0000”（コードOH）
のとき休符を表わし、休符長は音符長データをも
つて設定される。 前述した音階の移調・転調は上記のコードを用
いて考えると、ある数のバイナリコードの加減算
になる。例えば、ハ長調から半音上げると変二長
調に変わる。ハ長調の１オクターブは“0100”
（コード4H）〜“1111”（コードFH）で表わさ
れ、変二長調の１オクターブは“0101”（コード
5H）〜１オクターブ上の“0100”（コード4H）
となり、ハ長調のコードに“0001”を加えたもの
になる。また、ハ長調から半音下げるとロ長調に
なる。このときのロ長調の１オクターブは、１オ
クターブ下の“1111”（コードFH），同オクター
ブの“0101”（コード4H）〜“1110”（コード
EH）となり、ハ長調から“0001”を減じたもの
となる。オクターブの上下は、上記の加減算で
“0100”（コード4H）〜“1111”（コードFH）の
キヤリー及びボローで表わされる。 トーン・ジエネレータ部２の加減算回路２−６
はこれを実行するものであり、本例では、半音部
を含めド〜シの音階を、“0100”（コード4H）〜
“1111”（コードFH）とバイナリコードに応じて
順次対応させているので、簡単な加減算回路によ
り移調・転調を行なうことができる。 テンポも同様な加減算回路（図示せず）によ
り、６ビツト分周比メモリー３−３の出力に任意
数（バイナリコード）を加減算し最短音符長を変
化することにより可能である。 また、後で詳しく述べるが、音符長データをこ
のようなバイナリコードで順次対応づけることに
より、所定のビツト、例えばB₆，B₇の上位２ビ
ツトのデータ（“１”であること）を検出するだ
けで、容易に全音符（〓），付点２分音符（〓．），
２分音符（〓）などの長音符のみを判別すること
ができる。 ＜音の自然さ，ききやすさ＞ 基本波形メモリー２−８に入力された２ビツト
のＣ信号は音の自然さ，音のききやすさを増すも
のである。 一般には、第４図１の典型的なエンベロープ波
形に示されるように、音の立上りからピークにな
るまでの時間：アタツク・タイムＡ，ピークから
保持レベルまでの時間：デイケイ・タイムＤ，保
持レベルの時間：サステイン・タイムＳ，立下り
の時間：リリース・タイムＲがあり、線密にはこ
れらの期間で基本波形も変わり得る。本実施例で
は２ビツトのＣ信号により、エンベロープ期間を
均等に４分割しこれに近似化している。基本波形
の変化としては高次周波数を附加して若干の変化
がつけられるもの、あるいは特定の楽器音ではあ
る期間が全く異なる基本波形となる場合もあり
様々である。 この場合、楽器組換用ビツトB₁₀，B₁₁で指定
され、またそれぞれエンベロープの４期間で基本
波形を選択する必要から、４×４の基波形をメモ
リーし、基本波形メモリー２−８のデータ容量は ８ビツト×16ステツプ×（４×４）基本波形と
なる。 ＜音の強弱，トレモロ効果＞ 音の強弱は振幅の大小で決まるので、ここでは
エンベロープ全体のレベル調整を行なうことによ
つて、またトレモロ効果はいわゆる低周波数の振
幅変調であるので、エンベロープ波形を低周波数
にて振幅変調することによつて実現できる。 第８図にエンベロープ部３の演算回路３−９，
トレモロ制御回路３−１１の詳細及びその周辺回
路を示す。 トレモロ効果は音符長データのB₆，B₇ビツト
を検出してかけられる。すなわち、トレモロ制御
回路３−１１に音符長データのB₆，B₇ビツトを
入力し、アンドゲートＡにより全音符，付点２分
音符，２分音符の長音符のみが検出される。な
お、トレモロはエンベロープのどこにでもあるい
は任意の一部にかけることも可能であるが、より
一層の効果を上げるためにも、エンベロープの後
半部にトレモロ効果をかける方が適当である。本
例ではこのために、エンベロープ波形メモリー３
−８のアドレスを指定する分周回路３−７の最上
位ビツト出力O₅から信号t₁を取出してアンドゲー
トＡに加えている。低周波数（Hz）の信号_Tは
振幅変調の周期を決定するものである。 曲情報メモリー７から曲情報が読出され、音符
長データのB₆，B₇ビツトの検出により長音符で
あると判断され（B₆，B₇ビツト“１”）、その後
エンベロープ後半部となるとも信号t₁も“１”と
なり、アンドゲートＡより低周波数信号_Tが出力
される。この低周波数信号_Tは演算回路３−９の
加減算回路３−９−１に入力され、低周波数信号
_Tの“１”，“０”信号に基づいて、エンベロープ
波形を表わす８ビツトバイナリコードに所定数が
加減算される。すなわち、これによりエンベロー
プ波形のデイジタル量が低周波数Hzで変化を受
ける。 次段のシフト回路３−９−２で影響を受けない
とすると、更に後段のＤ／Ａコンバータ３−１０
に入力され、エンベロープの後半部を低周波数
Hzで振幅変調したアナログ信号を出力することと
なる。 音の強弱はシフト回路３−９−２において、強
弱制御用ビツトB₁₁，B₁₂で指定されるビツト分、
加減算回路３−９−１の出力を適宜シフトするこ
とにより行なわれる。例えば、

【表】 で、B₁₂，B₁₃ビツトのデータに従つて、から供
給される32ステツプの各バイナリコードを順次指
定されたビツト数シフトし、エンベロープ全体の
デイジタル量を所定分変化する。 シフトされたバイナリ出力はＤ／Ａコンバータ
３−１０よりアナログ信号に変化されるが、１ビ
ツトシフトでは２倍，２ビツトシフトでは４倍，
３ビツトシフトでは８倍の振幅を有するアナログ
信号として出力される。すなわち、B₁₂，B₁₃ビ
ツトのデータにより１，２，４，８倍の振幅変化
をもつて音の強弱が制御される。 以上のように本発明は、トレモロ用の専用情報
ビツトを用いずに効果的にトレモロ効果を出すも
のであり、曲情報メモリーのデータ量を少なくで
き、ハード的にも若干の改良で達成でき、音響効
果に優れた有用な楽曲演奏装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の回路ブ
ロツク図、第２図は曲情報ビツトの割当てを示す
図、第３図ａ〜ｄは基本波形例を示すタイムチヤ
ート、第４図１〜４はエンベロープ波形例を示す
タイムチヤート、第５図は基本波形とエンベロー
プ波形のミキシング例を示すタイムチヤート、第
６図は各音階に対応するコード例を示す図、第７
図は各音符長に対応するコード例を示す図、第８
図は第１図の要部を更に詳細に示す回路ブロツク
図である。 １…発振・分周回路、２…トーン・ジエネレー
タ部、３…エンベロープ発生部、６…アドレスカ
ウンタ、７…曲情報メモリー、３−９…演算回
路、３−１０…Ｄ／Ａコンバータ、３−１１…ト
レモロ制御回路、３−９−１…加減算回路、３−
９−２…シフト回路、B〓〜B₃…音階ビツト、B₄
〜B₇…音符長ビツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも音階データと音符長データをビツ
   トパターンとする曲情報を記憶し、該曲情報の読
   出しに従つて楽曲を演奏する装置において、 前記音符長データのビツトパターンから長音符
   を検出する手段と、該検出出力により再生音にト
   レモロ効果を発生させるトレモロ効果発生手段と
   を備えてなることを特徴とする楽曲演奏装置。