JPH04106595A - 調律用周波数測定器 - 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」 この発明は楽器の音を調律する場合に用いる調律用周波
数測定器に関する。

「従来の技術」 調律用周波数測定器に用いられる周波数測定方法には大
別して以下に示す二つの方法が実用されている。

■　フェイズロックループによって各楽音ごとに決めら
れた基準周波数と、楽器の音の周波数とを比較し、その
周波数のズレ蓋を測定し、表示器に表示する方法。

■　楽器の音の基本波を抽出し、この基本波の周期を測
定し、この周期が各音名ごとに決められた基準周波数□
の周期と比較し、これにより実質的に楽器の音の周波数
と基準周波数とのズレ量を測定し、表示器に表示させる
方法。

「発明が解決しようとする課題」 ■の測定方法を採るとき、フェイズロックループを構成
する電圧制御発振器（以下■ＣＯと称す）を各音名ごと
ムこ規定された基準周波数で発振させるために与える基
準電圧の発す部が、抵抗ラダー回路によって構成される
ため、この部分の製造が面倒である。

つまり、抵抗ラダー回路の各分圧点に得れる基準電圧を
ｖＣＯに与え、例えば平均律で規定する各音名の音の周
波数をｖＣＯで発振させている。

従って抵抗ラダー回路の分圧比を正確に平均律で規定す
る周波数に合致させる調整を行わなければならない。

また、平均律以外の音律の楽器を調律できるように構成
するには、各音律ごとに抵抗ラダー回路を用意しなくて
はならない。

このため、一般には■の周波数測定方法を採る調律用周
波数測定器は一種類の音律（一般に平均律）の調律だけ
できるように構成されるのが普通である。

■の周波数測定方法を用いる場合、楽器音の基本波を抽
出する部分および基本波の周期を測定する部分は、マイ
クロコンピュータによって構成できるため比較的製造が
容易である。しかも周期の基準となるデータはメモリに
記憶しておくことができる。よって多種類の音律の基準
データを用意することは比較的簡単に実現できる。

しかしながら、この■の測定方法では楽音信号の基本波
を抽出する処理と、基本波の周期を測定する処理の双方
を行わなければならない。このため測定して結果が得ら
れ、更に表示が出るまで時間がか−る欠点がある。−例
として４０〜５０ミリ秒程度か−る短点がある。

このため、ピアノ、ギターのように打弦楽器の調律には
不向きである。

この点■の周波数測定方法によれば、基本波の抽出処理
を行う必要がなく、直ちりこ周波数の比較を実行する二
とができる。よって信号の入力；こ対し高速度で応答し
、打弦楽器の調律５二も充分実用に耐える特徴がある。

この発明の目的は多種の音律を行うことができ、しかも
応答が速い調律用周波数測定器を提供しようとするもの
である。

「課題を解決するための手段」 この発明では、周波数の比較動作の速度が速いフェイズ
ロックループによって楽器音の周波数を測定すると共に
、フェイズロックループを構成するＶＣＯに与える各音
名ごとの基準電圧をメモリに記憶させ、メモリから読み
出した基準電圧ブタをＤＡ変換器によってＤＡ変換して
ＶＣＯに与える構造とした点を特徴とするものである。

この発明の構成によれば、フェイズロックループによっ
て基準周波数と楽音信号の周波数を比較したから、その
比較の結果を短時間に得ることができる。よって楽音の
入力時点から短時間に結果が表示される。従って、短時
間に音が減衰する打弦楽器でも音が減衰を始める前の状
態で表示器に基準周波数とのズレ蓋を表示することがで
きる。

よって打弦楽器でも容易に調律を行うことができる。

しかも、各音名の基準周波数データをメモリに記憶させ
、このメモリに記憶した基準周波数データを読み出して
ＤＡ変換し、■ｃｏに与える構造としたから、多種類の
音律の基準周波数データをメモリに書き込むことは容易
である。よって多種類の音律の調律を行うことができる
調律用周波数測定装置を構成することができる。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１０は制御器
、２０はフェイズロックループ、３０は入力操作器、４
０は表示器、５０は楽音−電気変換器を示す。

制御器ｔｏはマイクロコンピュータによって構成するこ
とができる。マイクロコンピュータは周知のように中央
演算処理装置１１　（以下ＣＰＵと称す）と、リードオ
ンリーメモリ１２（以下Ｒ０Ｍと称す）と、読み書き自
由なランダムアクセスメモリ１３（以下ＲＡＭと称す）
と、人力ポート１４、出力ポート１５とによって構成す
ることができる。

ＲＯＭ１２にはＣＰＵＩＩを所定の順序で動作させるた
めのプログラムが書き込まれている外に、先に説明した
基準周波数データおよび音律データ等が書き込まれる。

入力ボート１４には入力操作器３０とフェイズロックル
ープ２０から出力される信号の入力線２９が接続される
。

入力操作器３０はこの例ではプルアップ抵抗Ｐ。

によってＨ論理が与えられた複数の入力線３１と、この
入力線３１を共通電位線３２に選択的に接続して入力線
３１のどれかにＬ論理を入力する操作スイッチ群３３と
によって構成することができる。

操作スイッチ群３３の各スイッチには各種の機能が割り
当てられ、その割り当てられた機能のスイッチを選択的
にオンに操作することによりモードの切替え、オクター
ブの切替え、音名の切替え等が行われる。

７エイズロ、クループ２０はＶＣＯ２１と、ＶＣ０２１
の発振信号の周波数を分周する分周器２２と、位相比較
器２３と、位相比較器２３の比較出力を平滑化するロー
パスフィルタ２４とによって構成される。

この例ではＶＣＯ２１の入力側にアナログ加算器２５を
設け、このアナログ加算器２５でローパスフィルタ２４
の平滑出力ＶＬ、、と、制御器ＩＯによってＲＯＭ１２
から読み出した基準周波数データをＤＡ変換器１６でＤ
Ａ変換した基準電圧信号Ｖ　ＩＩＦと・をアナログ加算
し、その加算結果を■ＣＯ２１の電圧制御入力端子に与
える構造とした場合を示す。

楽音−電気変換器５０はマイクロホン５１と増幅器５２
とによって構成され、楽器音を電気信号に変換し、フェ
イズロックループ２０の位相比較器２３に楽音信号を入
力する。

ＤＡ変換器１６からアナログ加算器２５に入力される電
圧はＶＣＯ２１が各音名の基準周波数から一５０セント
下の周波数を発振する電圧が与えられる。−５０セント
は表示器４０の表示範囲が第２図に示すように中央をゼ
ロとし、正負＋５０セント、−５０セントを表示範囲と
したためである。

つまり、基準電圧信号Ｖ　ＲＥＦが与えられたときＶＣ
Ｏ２１は各音名に規定された基準周波数から５０セント
低い周波数で発振する。従って、表示器４０の指針４１
は第２図に示すように一５０セントの位置を指示した状
態に維持される。

ここで、楽音−電圧変換器５０から楽音信号が位相比較
器２３に入力されると、ＶＣ○２１は入力された楽音信
号の基本波の周波数に引き込まれる。楽音信号の周波数
が正規の周波数、つまり各音名に規定された基準周波数
に合致するとき表示器４０は中央のゼロを指示し、正し
く調律されていることを表示する。

楽音信号の周波数が基準周波数より５０セント高い方に
ズしている場合は、表示器４０は＋５０セント指示する
。

なお、この実施例では位相比較器２３に三つの周波数の
信号を与え、一つの音名選択状態で３オクターブ異なる
周波数の音を調律できるように構成した場合を示す。

つまり、分周器２２ではＶＣＯ２１の発振周波数を１／
２　、１／４　、１／８に分周した信号Ａｚ　、　Ａ４
Ａ３を出力し、この信号Ａｚ　、Ａ−、Ａｍを位相比較
器２３に与える。従って、位相比較器では三つの周波数
の位相比較を行うことができる。

オクターブの切替えは入力操作器３０からの人力信号に
よって行われ、ＶＣＯ２１の発振時定数を変える抵抗切
替回路２６と、ローパスフィルタ２４の遮断周波数を変
える時定数回路が切替えられる。この切替制御は制御器
１０の出力ボート１５から出力される制御信号Ｃ３とＤ
Ｓとによって行われる。

表示器４０は制御器１０から出力されるパルス幅変調信
号によって駆動される。制御器１０はフェイズロックル
ープ２０を構成する分周器２２の分周出力信号Ａ、、Ａ
、、Ａ、の中の例えば最も周波数が高い信号Ａ２を人力
ボート１４から取り込み、その周期を計測する。周期測
定の結果をデータとしてＲＡＭ１３に保存する。

以下第３図に示す測定データ処理図を参照して測定デー
タの処理方法およびＲＯＭ１２内の各データの記憶状況
を説明する。

測定データＡに基準ピッチデータＢを乗算する。

この基準ピンチデータＢは基準となる音Ａ４の周波数を
３９０七〜４７０七の間でどの周波数に設定したかによ
って決定され、各音の測定値Ａｌこ乗算することによっ
てＡ４の周波数を中心に各音の周波数が等ピッチに配列
されるようにする。この基準ピッチデータＢはＡ４の音
の周波数設定値に対応して設定できるようにするために
ＲＡＭ１３に記憶される。測定値Ａに基準ピッチデータ
Ｂを乗じてデータＦとする。

これと同時に入力操作器３０の操作に従ってＲＯＭ１２
に記憶した基準周波数データＣと、音律データＤと、調
律曲線データＥとを読み出す。

基準周波数データは平均律の基準周波数データである。

この基準周波数データＣに補正係数Ｈを乗してデータ■
を得る。測定データＡに基準ピンチデータＢを乗したデ
ータＦと、基準周波数データＣに補正係数Ｈを乗したデ
ータＩとの差をとる。

その差をデータｒで除し、その結果Ｊをパルス幅変調信
号のデユーティに変換して表示器４０に出力する。

ここで補正係数Ｈは次のようにして求められる。

補正係数ＨはＲＯＭ１２に記憶した音律データＤと調律
曲線データＥとを加えたデータＧをセントる。音律デー
タＤは平均律を基準に各音律の音と平均律の音との差の
データである。その−例を第５図に示す。音律データの
平均律の欄には０セントが書き込まれる。

また、音律曲線データはピアノ以外の楽器は全オクター
ブにわたって０セントが書き込まれる。

従って、Ｇ＝０となるからセントの公式はｌとなる。よ
ってＣＸＨ＝１は平均律の基準周波数データＣがそのま
ま１として取り出される。

他の音律を選択した場合は、第５図に示すように各音律
の欄には平均律からの差のセント値が書き込まれる。こ
の差のセント値に調律曲線データＥを加えてデータＧを
得る。

第５図に示した８種類の音律データは第３圀に示すよう
にＲＯＭ１２に設けた８つの記憶領域１２０〜１２Ｋに
記憶される。記憶領域１２Ｌには利用者の希望する特別
の音律データを書き込むことができるように構成してい
る。

ここで調律曲線データ已について説明する。この調律曲
線データＥはピアノ用として設けたデータである。ピア
ノを調律する場合第６図に示すように音高が高くなるに
従って正規の平均律の周波数より高い周波数にズラし、
また音高が低くなるに従って正規の平均律の周波数より
低い周波数にズラすことが行われている。

第６図の例ではその特性を三種類用意した場合を示す。

従ってＲＯＭ１２上では第３図に示すように記憶領域を
１２Ｍ、１２Ｎ、１２０の三つの領域を設けている。ま
た、この例では他の一つの記憶領域１２Ｐを設け、この
記憶領域１２Ｐに利用者が希望する調律曲線データを書
き込むことができるように構成した場合を示す。この記
憶領域１２Ｐと先に説明した記憶領域１２Ｌは電池によ
ってバックアップされたＲＡＭまたはＲＡＭ１３の一部
をスタテックＲＡＭによって構成し、これらのＲＡＭを
用いて構成することができる。

第３図に示した演算式で得られた演算結果Ｊをパルス幅
変調信号のデユーティに変換して表示器４０に出力する
。

従って基準周波数から一５０セントずれた周波数の楽音
信号が与えられた場合は、第４図Ａに示すデユーティが
０％のパルス幅変調信号ＰＷ、が表示器４０に送られる
。

基準周波数に合致している楽音信号が与えられた場合は
、第４図Ｂに示すデユーティが５０％のパルス幅変調信
号ＰＷ、。が表示器４０に送られる。

基準周波数より＋５０セント高い方にズしている周波数
の楽音信号が与えられた場合は、第４図Ｃに示すデユー
ティが１００％のパルス幅変調信号Ｐ　Ｗ、、。が表示
器４０に送られる。

制御器１０の出カポ−）１５から出力されたパルス幅変
調信号Ｐ　Ｗｅ　、　　Ｐ　Ｗｓ。、ＰＷ、、。はロー
パスフィルタ４２で平滑化されて表示器４０に与えられ
、指針４１を駆動する。

「発明の効果Ｊ 以上説明したように、この発明によれば調律しようとす
る楽音信号と基準周波数信号との比較をフェイズロック
ループ２０によって行う構造としたから、基本波の抽出
処理を必要にしない。よって比較結果はフェイズロック
ループ２０から直ちに得られる。

フェイズロックループ２０から出力される比較結果と分
周器２２から出力され制御器１０の入力ポート１４に入
力される。

制御器１０において、分周器２２から与えられた信号の
周期を測定することと、この測定値Ａに第３図に示した
データ処理を実行するが、その所要時間は周期の測定時
間を合わせてせいぜい２０ミリ秒以下である。

従来の■の方法によるときは、この２０ミリ秒のデータ
処理時間に加えて楽音の基本波を抽出する時間が必要で
ある。この基本波抽出時間は２０〜３０ミリ秒であるか
ら総合して４０〜５０ミリ秒程度の時間が必要とされる
。従って、この発明ζこよれば従来の約１／２の時間で
楽音信号と基準信号との比較結果を表示することができ
、応答の速い調律用周波数測定器を構成することができ
る。

また、この発明によればフェイズロンクループ２０を制
御する制御器１０としてマイクロコンピュータを用いた
から、平均律の基準周波数データを基に、各音律データ
Ｄにより、各音律の基準周波数データＩを簡単に得るこ
とができる。よって、多種類の音律を調律することがで
きる調律用周波数測定器を提供することができる。

また同様に制御器１０としてマイクロコンピュータを用
いたから調律曲線データを読み出し、この調律曲線デー
タによって各音律の基準周波数データを補正することが
できる。

この結果、ピアノの調律に適した調律用周波数測定器を
提供することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す接続図、第２図は第
１１１ｉＪの実施例で用いた表示器の一例を示す正面図
、第３図はこの発明の詳細な説明するための測定データ
処理図、第４図はこの発明の詳細な説明するための波形
図、第５図はこの発明に用いた音律データの一例を示す
図、第６図はこの発明に用いた音律曲線データを説明す
るためのグラフである。 １０：制御器、Ｉ　２　：　ＲＯＭ、１３　：　ＲＡＭ
、１４：入力ポート、１５：出力ボート、１６：ＤＡ変
換器、２０：フェイズロックループ、２１：ＶＣＯ１２
２：分周器、２３：位相比較器、２４：ローバスフィル
タ、２５；アナログ加算器、３０：入力操作器、４０：
表示器、５０：楽音−電気変換器。 特許出願人　　株式会社　コ　ル　グ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェイズロックループを構成する電圧制御発振器
   を具備し、この電圧制御発振器に音名ごとに規定された
   基準周波数を発振させるための基準電圧を与え、上記電
   圧制御発振器を各音名の基準周波数で発振させると共に
   、この基準周波数と楽音信号の周波数とを比較し、楽音
   信号の周波数と基準周波数とのズレ量を表示器に表示す
   るように構成した調律用周波数測定器において、 上記各音名の基準周波数を発振させる基準周波数データ
   をメモリに記憶させ、このメモリから読み出した基準周
   波数データをＤＡ変換して上記電圧制御発振器に与える
   ように構成した調律用周波数測定器。
2. （２）フェイズロックループを構成する電圧制御発振器
   を具備し、この電圧制御発振器に音名ごとに規定された
   基準周波数を発振させるための基準電圧を与え、上記電
   圧制御発振器を各音名の基準周波数で発振させると共に
   、この基準周波数と楽音信号の周波数とを比較し、楽音
   信号の周波数と基準周波数とのズレ量を表示器に表示す
   るように構成した調律用周波数測定器において、 基準となる音律の各音名の基準周波数を発振させる基準
   周波数データと、上記基準となる音律の基準周波数デー
   タを補正して他の音律の基準周波数データを得るための
   音律データとを記憶するメモリを設け、このメモリから
   読み出した音律データに従って各音律の各音名の基準周
   波数データを得るように構成したことを特徴とする調律
   用周波数測定器。
3. （３）フェイズロックループを構成する電圧制御発振器
   を具備し、この電圧制御発振器に音名ごとに規定された
   基準周波数を発振させるための基準電圧を与え、上記電
   圧制御発振器を各音名の基準周波数で発振させると共に
   、この基準周波数と楽音信号の周波数とを比較し、楽音
   信号の周波数と基準周波数とのズレ量を表示器に表示す
   るように構成した調律用周波数測定器において、 音律曲線データを記憶する音律曲線データ記憶器を設け
   、この音律曲線データ記憶器から読み出した音律曲線デ
   ータにより、上記各音名の基準周波数を補正し、ピアノ
   に適した調律を行うことができるように構成した調律用
   周波数測定器。
4. （４）フェイズロックループを構成する電圧制御発振器
   を具備し、この電圧制御発振器に音名ごとに規定された
   基準周波数を発振させるための基準電圧を与え、上記電
   圧制御発振器を各音名の基準周波数で発振させると共に
   、この基準周波数と楽音信号の周波数とを比較し、楽音
   信号の周波数と基準周波数とのズレ量を表示器に表示す
   るように構成した調律用周波数測定器において、 基準となる音律の各音名の基準周波数を発振させる基準
   周波数データと、上記基準となる音律の基準周波数デー
   タを補正して他の音律の基準周波数データを得るための
   音律データとを記憶するメモリを設け、このメモリから
   読み出した音律データに従って各音律の各音名の基準周
   波数データを得るように構成すると共に、上記メモリに
   空領域を設け、この空領域に任意の音律データを書き込
   むことができるように構成した調律用周波数測定器。
5. （５）フェイズロックループを構成する電圧制御発振器
   を具備し、この電圧制御発振器に音名ごとに規定された
   基準周波数を発振させるための基準電圧を与え、上記電
   圧制御発振器を各音名の基準周波数で発振させると共に
   、この基準周波数と楽音信号の周波数とを比較し、楽音
   信号の周波数と基準周波数とのズレ量を表示器に表示す
   るように構成した調律用周波数測定器において、 音律曲線データを記憶する音律曲線データ記憶器を設け
   、この音律曲線データ記憶器から読み出した音律曲線デ
   ータにより、上記各音名の基準周波数を補正したピアノ
   に適した調律を行うことができるように構成すると共に
   、上記音律曲線データ記憶器に一つの空領域を設け、こ
   の空領域に自由に音律曲線データを書き込むことができ
   るように構成したことを特徴とする調律用周波数測定器
   。