JPH0522920B2 - - 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IEEETrans.on Audio
and Electroacous−tics，19巻、No.１，48−58，
1971の文献Ａ Digital Frequency 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、特願昭56−165189号がある。 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、この飛
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、2V₁＝（V_K＋V_F＋V_V）を得、指数変換器を
通してV_O＝K_1exp（V_K＋V_F＋V_Vを得、電圧V_Oによ
つて、電圧制御発振器（VCO）の発振周波数ｆ
を決定する。電圧V_FがoVのときには、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号が知られている。しかしながら、
このような従来のものは、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。 本発明は、これらの点を解決し、現実に構成し
やすくした周波数制御装置を提供するものであ
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、ROM６、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（）、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、
IORQ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
60鍵を６鍵（半オクターブ）ずつの10群と１鍵の
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、と
RD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
ＯＮ−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
IORQ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、CPU
３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MREQとRD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、同時にと
WR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
ル設けることにする。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、特願昭57−202790号の時分割多重変換装置の
ようにタイムスロツトの変換を行なうものであ
る。時分割多実位相変調器１３は、特願昭56−
182083号「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
れために、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、コントロール線と
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現演算
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はマイコンインターフ
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16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AD
１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
込み出力は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RAM２８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３
０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
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WRO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上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INT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、高インピーダンスになつて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
の機構と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Ｆ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cK
Hz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Ｆ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F_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F_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_i，_j＝J_c〔2^i/L＋2^i/L（2^1/L−１）ｊ／Ｍ(9) 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)式の第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、768×
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桁の表示で得られる。 第４図Ａは、セント尺度上に量子化されたピツ
チを表示する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進化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セント間隔で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次高調波まで表現できる。｛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_K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) Ｎ(n)：時刻ｎにおけるノートオクターブデ
ータに対するセントアドレス (2) HMD_K：ｋ次の高調波数の基本周波数に対
するセント表示で２進表示したもの（差セント
アドレス） HMD_K＝1200log₂（_K／₁），_K＝ k₁（ｋ＝１，２，３，……，64） (13) (3) IHM_k：ｋ次の高調波周波数からの周波数の
ずれをセント表示で、かつ２進表示したもの。
（差セントアドレス _K＝k₁＋d_kとすると INH_k＝1200log₂（k₁＋d_k／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なる。 INH_k+p＝1200log₂k₁＋p₁＋（d_k−p₁）／k₁＋p
₁(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として与え
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＊，_j＝EXP〔ＬGJ_i，₀〕＋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，＊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，＊をビ
ツトシフトすればよい。たとえば、 ｛O₄〜O₀｝＝（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
手法が考えられる。先に述べた第２図の構成によ
る手順を、第１表に示す。

【表】

【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Ｂ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、Ｎ
Ｄ(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HMDIとを読み出してそれらを加
えてWREG２に格納する。命令６は、WREG２
の内容と、インハーモニシテイデータINHI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EXP２
８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△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)，HMDI，INHIが変化しないので、こ
れらの計算をせず、前回の値ＬGJ（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、125ns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の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。
PTSI，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、PTS
２１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PTS１〜２
０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、ALU
２６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い
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CH１
〜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５２の出
力より第８図に示すタイミングパルスがTPG２
２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、
WRC，IST１〜４，１〜４が得られる。
IST１〜４信号は、第２図の出力指令信号Ｃ１
〜１２をつくり出すもとになる信号、1〜
WRC4は書き込み指令信号0〜3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６
７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の中の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意味
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Ｋ
Ｎ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
きはデータ転送が行なわれない。したがつてＫ
Ｎ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ALU
２６で加えるようにしてもよい。また、非高調波
メモリ３７に書き込むデータに、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データとしてゼロ値を書き込めばよ
いことは言うまでもない。 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進表示するようにした。この代りに２
進化12進化、２進化６進などの表示も可能であ
る。また、完全な２進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)３３
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PRT３２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０は、前回のＮＤ（ｎ−１）に
増分△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△の符号を表わす△Ｓ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△を加算した
ものを、新たなノートオクターブデータＮＤ
（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△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ＮＤ(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△
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△Ｓ，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△Ｓ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△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△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にあるがまた、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
Ｄ（ｎ−１），PN，INHの一群のデータとステ
ータスフラブ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△Ｓ，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ＲＭ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△Ｓ，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△Ｓ，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ビツトを入力とする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（ROM）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、前記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
ばよいことは言うまでもない。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
を書き込み、△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,p−J_i,p）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,p− J_i,p）×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±1.2セ
ント以下となる。したがつて、Ｃとして、2048の
代わりに、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、本発明を要約すると、少なくとも１オク
ターブ区間を等間隔のセント間隔をもつ複数の区
間に分けてその区間境界点にそれぞれセントアド
レスを与え、発生すべき楽音の単一または複数の
周波数成分の周波数を上記セントアドレスのアド
レス値で表現し、近似的に指数変換特性を有する
変換器に上記アドレスを与えることにより、発生
すべき楽音の上記周波数に近似した周波数制御値
を得るようにしたものである。ここで、少なくと
も１オクターブ区間を等間隔のセント間隔をもつ
複数の区間に分けてその区間境界点にそれぞれセ
ントアドレスを与えるものは、実施例において
は、指数変換テーブル３８、または指数変換テー
ブル３８と差分指数変換テーブル３９である。こ
のテーブルによつて設定されているアドレス値が
本発明の周波数制御装置に入力されることによ
り、所望の周波数情報である飛び越し数が発生さ
れる。近似的に指数変換特性を有する変換器は、
例えば、指数変換テーブル３８、差分指数変換テ
ーブル３９および演算装置（ALU）２６、ワー
キングレジスタ（WREG）２７、RAM２８およ
びそれらを制御するプログラムカウンタ２１、タ
イミングパルス発生器２２、シーケンサ２３、命
令デコーダ２４等により構成される。 以上の説明より明らかなように本発明は、発生
すべき楽音の音高情報を発生する手段（実施例に
おいては、ノートオクターブレジスタ３３，３
４）と、発生すべき楽音の音色情報に対応して楽
音の高調波周波数に対応する高調波情報を発生す
る手段（実施例においては、パーシヤル番号メモ
リ３６、ハーモニツクデータメモリ３５）と、上
記音高情報と高調波情報とを組み合わせて発生す
べき楽音の基本周波数と高調波周波数に対応する
セントアドレスを発生する手段（実施例において
は、ALU２６、ワーキングレジスタ２７，RAM
２８、およびそれらを制御するプログラムカウン
タ２１、タイミングパルス発生器２２、シーケン
サ２３、命令デコーダ２４）と、上記セントアド
レスを入力とし、上記セントアドレスに対応する
周波数制御値に変換するための近似的に指数変換
特性を有する変換器（実施例においては、指数変
換テーブル３８、差分指数変換テーブル３９およ
び演算装置（ALU）２６、ワーキングレジスタ
（WREG）２７，RAM２８およびそれらを制御
するプログラムカウンタ２１、 タイミングパルス発生器２２、シーケンサ２３、
命令デコーダ２４）とを備え、少なくとも１オク
ターブ区間を等間隔のセント間隔をもつ複数の区
間に分け、その境界にセントアドレスを割りつ
け、上記音高情報を上記境界のセントアドレスと
して発生させ、上記高調波情報をセントアドレス
の差アドレスとして発生させ、上記音高情報と高
調波情報の和セントアドレスを得、上記和セント
アドレスを上記変換器に供給することにより上記
楽音の基本周波数と高調波周波数の各々を表わす
周波数制御値を得るようにしているので、種々の
周波数をもつ正弦波などの波形を多数発生させる
ことができ、その際、比較的少ないデータ量で周
波数を決定でき、かつ、演算の桁数が少なくてす
むという特徴を有する。

【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 発生すべき楽音の音高情報を発生する手段
   と、発生すべき楽音の音色情報に対応して楽音の
   高調波周波数に対応する高調波情報を発生する手
   段と、上記音高情報と高調波情報とを組み合わせ
   て発生すべき楽音の基本周波数と高調波周波数に
   対応するセントアドレスを発生する手段と、上記
   セントアドレスを入力とし、上記セントアドレス
   に対応する周波数制御値に変換するための近似的
   に指数変換特性を有する変換器とを備え、少なく
   とも１オクターブ区間を等間隔のセント間隔をも
   つ複数の区間に分け、その境界にセントアドレス
   を割りつけ、上記音高情報を上記境界のセントア
   ドレスとして発生させ、上記高調波情報をセント
   アドレスの差アドレスとして発生させ、上記音高
   情報と高調波情報の和セントアドレスを得、上記
   和セントアドレスを上記変換器に供給することに
   より上記楽音の基本周波数と高調波周波数のそれ
   ぞれを表わす周波数制御値を得るようにしたこと
   を特徴とする周波数制御装置。 ２ 発生すべき楽音の音高周波数に対応する音高
   情報を発生する手段と、発生すべき楽音の音色情
   報に対応して楽音の高調波周波数の近傍にある正
   高調波周波数に対応する正高調波周波数情報を発
   生する手段と、上記高調波周波数が上記正高調波
   周波数から偏移する量を表わす非高調波情報を発
   生する手段と、ビブラート、グライド、ポルタメ
   ントなどによる周波数変移を表わす変調情報を発
   生する手段と、上記各手段の出力を加算する手段
   と、その加算出力を周波数に正比例する周波数制
   御値に変換する変換手段とを備え、少なくとも１
   オクターブ区間を等間隔のセント間隔をもつ複数
   の区間に分け、その境界にセントアドレスを割り
   つけ、上記音高情報を上記セントアドレスの形で
   発生させ、上記正高調波周波数情報を上記正高調
   波周波数と音高周波数との比に対応するセント値
   を表わす正高調波差セントアドレスの形で出力さ
   せ、上記非高調波情報を上記偏位に対応する非高
   調波差セントアドレスの形で出力させ、上記変調
   情報を変調セントアドレスの形で発生させ、上記
   セントアドレスを加えて和セントアドレスを得、
   和セントアドレスを上記変換器に加えて上記周波
   数制御値を得るようにし、上記変換器が上記境界
   に割りつけられたセントアドレスを入力として対
   応する周波数制御情報を出力するようにし、上記
   少なくとも１オクターブ区間外のセントアドレス
   入力に対しては、上記区間からのはずれを上記セ
   ントアドレスの上位のオクターブデータとして
   得、このオクターブデータにしたがつて上記変換
   器の出力の桁をずらすことにより広範囲の周波数
   制御値を得るようにした周波数制御装置。