JPH0353639B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は半導体メモリー等に音階データ、音符
長データ等を記憶し、これらデータの読出しに従
つて曲を再生するようにした楽曲演奏装置に係
る。 従来、この種の装置は、各音階の周波数信号は
一定の正弦波または矩形波を含むだけであり、単
調な音の演奏であつた。 本発明は、ギター、ピアノ、バイオリン等の楽
器音で音色豊かに、また楽器音を種々に選択して
所望の楽器音で楽曲で再生できるようにしたもの
である。すなわち、本発明では、音階データの読
出しに従つて対応する音階の周波数信号を発生す
る際、これに一致して読出される複数個の基本波
形と、音符長データの読出しに従つて対応する音
符長間に読出される複数個のエンベロープ波形を
有し、これら基本波形とエンベロープ波形を任意
に選択し、所望の基本波形とエンベロープ波形の
組合せをもつて、選択された楽器音で曲を再生し
得るようにしたものである。 以下図面に従つて本発明装置の一実施例を説明
する。 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し、こ
のピツトパターンにより音階、音符長、音色（楽
器）音の強弱、音響効果（トレモロ）、曲停止等
を指定する。 第２図に曲情報メモリー７に記憶されたビツト
割当てを示す。すなわち、B〓〜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）…音響効果ビツト 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) 次に外部入力回路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〜
B₁₄（楽器組換えビツト、音の強弱ビツト、音
響効果ビツト）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、B〓〜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f₀₁〜f₀₄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f₀₁〜f₀₄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f_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ビツトバリナリ分周
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、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周期分の波形を形作
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コンパータ２
−９に入力され、Ｄ／Ａ変換されて音信号の基
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
ープ発生部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４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９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，B₁₄の３ビツトは音の強
弱、音響効果（トレモロ）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、入力回路４のテンポ制御用スイツ
チの操作により、加減算回路３−１１において
分周比出力を加減算し、分周比を変えて任意の
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し
ている。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ベき波形メモ
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わ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上位のもので、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B₁₄の音響効果（トレモロ）ビツトデータに
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
とミキシングされ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 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)矩
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ａから構成されることとなる。基本波形の繰
返えされる周波数は各音階に、エンベロープの長
さは各音符長に対応する。 以下主な機能について更に詳細に説明する。 ＜移調・転調、テンポ調整＞ 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0H）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。 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ニ長調に変わ
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、変ニ
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。 第１図トーン・ジエネレータ部２の加減算回路
２−６は、入力回路４からの移調・転調のための
スイツチ入力により上述した加減算を行なうもの
で、上方又は下方への移調・転調指示と、１〜６
のいずれかの音数を設定し得るようにすると、１
オクターブ間の移調・転調が容易に実行できる。 テンポも同様な加減算回路３−１１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
ことにより達成できる。 ＜楽器音の発生＞ 楽器の音は、音の波形がエンベロープとそのエ
ンベロープを形作つている基本波形によつて構成
されており、その基本波形及びエンベロープを指
定することにより、楽器音を指定することができ
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。基本波形例は第３図、エンベロープ
波形例は第４図のタイムチヤートに示されるとお
り、例えば基本波形として(c)が、エンベロープ波
形として２が選択された場合は、第５図に示すよ
うな波形形態をもつ楽器音が出力されることとな
る。 なお、楽器音の選択は第１図の点線で示すよう
に、入力回路４のスイツチ操作によりコントロー
ル回路５から楽器組換ビツトB₁₀、B₁₁に相当す
るデータB₁₀′、B₁₁′を出力し得るようにして外部
から任意に指定するようにしてもよい。 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の曲型的なエンベ
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をアタツク・タイムＡ、ビ
ークから保持レベルまでの時間をデイケイ・タイ
ムＤ、保持レベルの時間をサステイン・タイム
Ｓ、立下りの時間をリリース・タイムＲと呼び、
これらの期間で基本波形が変わるのが普通であ
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、高次周波数を付
加して若干の変化がつけられるものが多い。 なお、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の基本波
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。 以上のように本発明は、複数個の基本波形及び
エンベロープ波形を記憶しており、これら基本波
形、エンベロープ波形の選択により、音階デー
タ、音符長データ等の基礎曲情報の読出しに従つ
て、選択された任意の楽器音で曲が再生され、変
化に富む音色豊か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図は曲情報メモリーのビツト割当
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、４……入
力回路、５……コントロール回路、６……アドレ
スカウンター、７……曲情報メモリー、２−８…
…基本波形メモリー、３−８……エンベロープ波
形メモリー、B〓〜B₃……音階ビツト、B₄〜B₇…
…音符長ビツト、B₁₀，B₁₁（B₁₀′，B₁₁′）……楽
器組換えビツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも音階データ、音符長データ及び楽
   器組換えデータをビツトパターンとする曲情報を
   記憶する第１のメモリー手段と、該第１のメモリ
   ー手段からの音階データの読出しに応じ、各音階
   を示す周波数の１周期に相当して読出される複数
   個の基本波形を記憶する第２のメモリー手段と、
   前記第１のメモリー手段からの音符長データの読
   出しに応じ、各音符長の期間に相当して読出され
   る複数個のエンベロープ波形を記憶する第３のメ
   モリー手段と、前記第１のメモリー手段からの楽
   器組換えデータの読み出しに応じ、前記基本波形
   及びエンベロープ波形の読出しを１音符単位で選
   択的に指定する手段を備え、所定の基本波形とエ
   ンベロープ波形の組合せを有する選択された楽器
   音で曲を再生するようにしてなることを特徴とす
   る楽曲演奏装置。