JPH0652476B2 - Waveform generator for electronic musical instruments - Google Patents

Waveform generator for electronic musical instruments

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JPH0652476B2
JPH0652476B2 JP61256544A JP25654486A JPH0652476B2 JP H0652476 B2 JPH0652476 B2 JP H0652476B2 JP 61256544 A JP61256544 A JP 61256544A JP 25654486 A JP25654486 A JP 25654486A JP H0652476 B2 JPH0652476 B2 JP H0652476B2
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JP
Japan
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word
harmonic
waveform
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electronic musical
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雅文 溝口
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフーリエ級数に基づく倍音合成方式を用いた電
子楽器の波形発生器の改善に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of a waveform generator of an electronic musical instrument using a harmonic overtone synthesis method based on Fourier series.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、フーリエ級数に基づく倍音合成方式を用いた波形
計算は、周波数方向データを倍音の数だけ計算して、そ
の総和を時間方向のサンプル点の1ワードとし、2×
(倍音数)以上のワードを計算するという手順をとる。
Conventionally, in the waveform calculation using the harmonic overtone synthesizing method based on the Fourier series, the frequency direction data is calculated by the number of overtones, and the sum is set as 1 word of the sample point in the time direction.
The procedure is to calculate the number of words equal to or more than (overtone number).

具体的な計算手順を示す式は、 (1)式を展開すると、 ここで、 m:ワード数 m2n n:倍音数 h:n倍音の高調波係数 S(m,n):mワード・n倍音に当たるサインテーブルメ
モリ値 Wm:mワード値 となり、m×n回の計算量となる。
The formula showing the specific calculation procedure is Expanding equation (1), Here, m: number of words m2n n: number of overtones h n : harmonic coefficient of n overtones S (m, n) : sine table memory value corresponding to m words / n overtones W m : m word value And the calculation amount becomes m × n times.

第3図はこの種の倍音合成方式の一般説明図である。FIG. 3 is a general explanatory diagram of this type of overtone synthesis system.

すなわち、周波数方向と振幅の座標で基本から2倍,3
倍…,n倍の各倍音値が示され、この波形が時間軸方向
のサンプル値1ワード,2ワード,3ワード…mワード
により波形の時間的変化が波形発生器により処理され
る。
That is, in the frequency direction and the coordinate of the amplitude, double from the basic, 3
.., n times harmonic overtone values are shown, and the time change of the waveform is processed by the waveform generator by the sample values 1 word, 2 words, 3 words ... m words in the time axis direction.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

このm,nの値は、所望の楽音信号に含まれる倍音数と
サンプリング定理により決まり、一般にm=256,n=1
28程度で満足のできる音色となる。
The values of m and n are determined by the number of overtones contained in the desired musical tone signal and the sampling theorem, and generally m = 256, n = 1.
A sound quality of about 28 will be satisfactory.

このときの計算量は、256×128=32768回となり、現在
の素子のスピードで、これを実現する場合時間がかかる
ため、並列処理が必要となる。
The calculation amount at this time is 256 × 128 = 32768 times, and it takes time to realize this at the current element speed, so parallel processing is required.

この処理時間高速化するため、特公昭52-10373号の提案
により、周波数方向の倍音数を複数グループに分割して
各グループ間を並列演算し演算時間を複数分の1に低減
できる技術を開示している。
In order to speed up this processing time, by proposing Japanese Patent Publication No. 52-10373, a technique is disclosed in which the number of harmonic overtones in the frequency direction is divided into a plurality of groups, and each group is operated in parallel to reduce the operation time to a plurality of times. is doing.

しかし、この方式の並列演算では、累算器の前に分割数
だけの加算が必要であつた。たとえば高調被倍音を高
次,中次,低次と3分割した場合、これらとサインテー
ブルメモリとの乗算値をそれぞれSA,SB,SCとする
と、SA+SB+SCを求めた後に累算する形をとらざる
を得ない。
However, in the parallel operation of this method, it is necessary to add the number of divisions before the accumulator. For example, when the harmonic overtones are divided into high order, middle order, and low order, and the multiplication values of these and the sine table memory are S A , S B , and S C , respectively, S A + S B + S C is obtained. There is no choice but to take the form of accumulating later.

これに対し、本発明者は、並列処理を時間方向のワード
数を複数グループに分割して並列演算すると、累算器は
ワード内n次までの累算のみで、ワードの選択はセレク
タで行なうことができ、非常に簡単化されることに着目
した。
On the other hand, the present inventor divides the number of words in the time direction into a plurality of groups in parallel processing and performs a parallel operation, the accumulator only accumulates up to the nth order in the word, and the word is selected by the selector. I focused on the fact that it can be done and is greatly simplified.

本発明の目的は時間方向のワード数を複数グループに分
割して並列演算するようにした電子楽器の波形発生器を
提供することである。
An object of the present invention is to provide a waveform generator for an electronic musical instrument in which the number of words in the time direction is divided into a plurality of groups for parallel calculation.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記目的を達成するため、本発明においては、フーリエ
級数に基づく倍音合成方式を用い、周波数方向にn次ま
での高調波倍音を有し、時間方向にサンプル点を示すm
個のワードの波形を発生する電子楽器の波形発生器にお
いて、 前記m個のワードを複数のグループに分割指示する手段
と、 各高調波次数に対応する高調波係数を記憶する高調波係
数メモリ及びサイン関数メモリを含み、該分割指示手段
からの指示に応じて、該複数のグループに分割されたワ
ードのn次までの該高調波係数とサイン関数を乗算し、
該乗算結果を累算して、ワード毎の出力波形を順次出力
する複数のワード波形データ発生器と、 該複数のワード波形データ発生器からのワード波形を選
択し合成する手段とを具えたことを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses a harmonic overtone synthesizing method based on Fourier series, has harmonic overtones up to the n-th order in the frequency direction, and shows sampling points in the time direction.
A waveform generator of an electronic musical instrument for generating a waveform of a plurality of words, a means for instructing to divide the m words into a plurality of groups, a harmonic coefficient memory for storing a harmonic coefficient corresponding to each harmonic order, A sine function memory is included, and in accordance with an instruction from the division instruction means, the harmonic coefficients up to the nth order of the words divided into the plurality of groups are multiplied by a sine function,
A plurality of word waveform data generators for accumulating the multiplication results and sequentially outputting an output waveform for each word, and means for selecting and synthesizing the word waveforms from the plurality of word waveform data generators are provided. It is characterized by.

〔作 用〕[Work]

上記複数のワード発生器にm個のワードを複数分割して
並列に入力させワードのn次までの高調波倍音の演算を
並列演算させるから高速演算が可能となるとともに、ワ
ードを選択するだけで処理できるから構成が簡略化され
るという利点がある。
Since m words are divided into a plurality of words and input in parallel to the plurality of word generators to calculate the harmonic overtones up to the nth order of the words in parallel, a high-speed operation becomes possible and only by selecting the word. Since it can be processed, there is an advantage that the configuration is simplified.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の実施例の構成説明図である。同図にお
いて、ワード発生器100,200は同一機能をもつデバイス
であり、ワード入力を2分岐して、ワード制御端子1に
“H”を入力させることで偶数ワードをワード制御回路
2で選択し、アドレス発生器3に偶数ワードを順次発生
させ、一方、ワード制御端子11に“L”を入力させるこ
とで奇数ワードをワード制御回路12で選択し、アドレス
発生器13で奇数ワードを順次発生させる。以下ワード発
生器100で構成を継続して説明する。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the embodiment of the present invention. In the figure, the word generators 100 and 200 are devices having the same function, and the word control circuit 2 selects an even word by branching the word input into two and inputting “H” to the word control terminal 1. An even word is sequentially generated in the generator 3, while an odd word is selected by the word control circuit 12 by inputting "L" to the word control terminal 11, and the address generator 13 sequentially generates the odd word. The configuration of the word generator 100 will be continuously described below.

アドレス発生器3の発生する偶数ワードのアドレスに従
い、サインテーブルメモリ5を読出す。一方、システム
クロツクをカウンタ4に入力し、タイミング制御回路6
のタイミングに応じ、高調波係数メモリ7を読出す。そ
して乗算器8において、サインテーブルメモリ5から前
記アドレスによるサインテーブルメモリ値と高調波係数
メモリ値とを乗算する。
The sign table memory 5 is read according to the address of the even word generated by the address generator 3. On the other hand, the system clock is input to the counter 4, and the timing control circuit 6
The harmonic coefficient memory 7 is read according to the timing. Then, the multiplier 8 multiplies the sine table memory value by the address and the harmonic coefficient memory value from the sine table memory 5.

ここで、ワード発生器100において高調波係数と乗算さ
れるサインテーブルメモリ値は、式(1)で示したサイン
テーブルメモリ値S(1,1)〜S(m,n)の偶数行の要素であ
り、高調波係数メモリ値はh1〜hnに相当する。そして
この高調波倍音の演算を累算器9によりn回加算を繰返
す。その結果がW2,W4…と偶数ワード値となりラツチ
10に順次記憶される。
Here, the sine table memory value multiplied by the harmonic coefficient in the word generator 100 is an element of an even row of the sine table memory values S (1,1) to S (m, n) shown in the equation (1). And the harmonic coefficient memory values correspond to h 1 to h n . The accumulator 9 repeats addition of the harmonic overtones n times. The result is an even word value of W 2 , W 4, ...
Sequentially stored in 10.

一方、ワード発生器200のデバイスでもアドレス発生器1
3の奇数ワードのアドレスの順次発生に従って、以下ワ
ード発生器100と同様にして奇数ワード値W1,W3…を発
生させラツチ20に順次記憶される。
On the other hand, even the word generator 200 device has an address generator 1
In the same manner as the word generator 100, the odd word values W 1 , W 3, ... Are generated and sequentially stored in the latch 20 in accordance with the sequential generation of the addresses of the 3 odd words.

ワード発生器100からの偶数ワード出力値をセレクト回
路21のA端子にワード発生器200からの奇数ワード出力
値をセレクト回路21のB端子に入力する。このセレクト
回路21のセレクト端子Sに制御情報を与えることによ
り、入力A,B情報が交互に出力される。
The even word output value from the word generator 100 is input to the A terminal of the select circuit 21, and the odd word output value from the word generator 200 is input to the B terminal of the select circuit 21. By inputting control information to the select terminal S of the select circuit 21, input A and B information are output alternately.

第2図(a)〜(e)は本発明の1ワードの演算時間を従来例
と比較して示す説明図である。
FIGS. 2 (a) to 2 (e) are explanatory views showing the operation time of one word of the present invention in comparison with the conventional example.

同図(a)は従来の方式による1ワードW1の演算時間がT
とすると、本発明では、同図(b)の奇数ワード出力W1
同図(c)の偶数ワード出力W2の各演算時間Tは同じであ
るが、これを並列演算しかつセレクト回路21により順次
選択することにより、同図(d)のセレクト端子入力信号
に対応する同図(e)のセレクト回路出力ワード情報が等
価的に得られる。
The figure (a) shows that the calculation time of 1 word W 1 by the conventional method is T
Then, in the present invention, the odd-numbered word output W 1 of FIG.
Although the operation time T of the even word output W 2 in FIG. 7C is the same, the parallel operation and the sequential selection by the select circuit 21 correspond to the select terminal input signal in FIG. The output word information of the select circuit shown in FIG. 7E is equivalently obtained.

以上は、グループを奇数ワードと偶数ワードに2分割し
たが、入力ワードにフラグを付け複数分割することによ
り、多分割による並列演算を行ない、セレクト回路で再
整列出力させるようにすることもできる。
In the above, the group is divided into an odd word and an even word, but it is also possible to carry out parallel operation by multi-division and re-align and output by the select circuit by adding a flag to the input word and dividing it into a plurality.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、従来の周波数方
向の倍音グループの分割ではなく、時間方向のワードの
分割により、同様の高速処理が得られる。さらに、その
構成は格段に減少される。すなわち、従来の方式が分割
した倍音グループ間の加算を加算器で行ない累算してワ
ード情報とする。その場合、動作手順が予め設定され、
そしてこれを高速制御するため多数のゲートの組合せが
必要となる。
As described above, according to the present invention, similar high-speed processing can be obtained by dividing the word in the time direction instead of the conventional division of the overtone group in the frequency direction. Moreover, its composition is significantly reduced. That is, addition between harmonic overtone groups divided by the conventional method is performed by an adder and accumulated to obtain word information. In that case, the operation procedure is set in advance,
In order to control this at high speed, a combination of many gates is required.

これに対し、本発明ではワード内は1個累算器で済みワ
ード間は前述のようにセレクタの順序制御により行なわ
れ、かつこの制御は単純であるからCPU等による外部制
御で十分であるから格段に構成が簡略化される。
On the other hand, in the present invention, only one accumulator is needed in the word, and the word order is controlled by the selector order as described above, and since this control is simple, external control by the CPU or the like is sufficient. The configuration is greatly simplified.

セレクタ回路は通常同等機能の加算器に比し1/4〜1/5の
ゲート数で済み、かつ外部制御が利用できるところに大
きな利点がある。
The selector circuit usually has 1/4 to 1/5 the number of gates as compared with an adder having the same function, and has a great advantage that external control can be used.

加算器およびゲートの減少はLSIを簡単化するのに非常
に有効であるから、本発明の適用により、処理の高速と
LSIの小形化の両方を満足させ、性能の向上と価格の低
減に役立つところが大きい。
Since the reduction of the adder and the number of gates is very effective for simplifying the LSI, the application of the present invention enables high-speed processing.
It has great advantages in satisfying both miniaturization of LSI and improving performance and reducing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例の構成説明図、第2図はワード
演算時間の説明図、第3図は倍音合成方式の一般説明図
であり、図中1,2,11,12はワード制御端子、3,13
はアドレス発生器、4はカウンタ、5はサインテーブル
メモリ、6はタイミング制御回路、7は高調波係数メモ
リ、8は乗算器、9は累算器、10,20はラツチ、21はセ
レクト回路、100,200はワード発生器を示す。
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the word operation time, and FIG. 3 is a diagram for explaining the harmonic overtone synthesis method. In the figure, 1, 2, 11, and 12 are words. Control terminal, 3,13
Is an address generator, 4 is a counter, 5 is a sine table memory, 6 is a timing control circuit, 7 is a harmonic coefficient memory, 8 is a multiplier, 9 is an accumulator, 10 and 20 are latches, 21 is a select circuit, 100 and 200 are word generators.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フーリエ級数に基づく倍音合成方式を用
い、周波数方向にn次までの高調波倍音を有し、時間方
向にサンプル点を示すm個のワードの波形を発生する電
子楽器の波形発生器において、 前記m個のワードを複数のグループに分割指示する手段
と、 各高調波次数に対応する高調波係数を記憶する高調波係
数メモリ及びサイン関数メモリを含み、該分割指示手段
からの指示に応じて、該複数のグループに分割されたワ
ードのn次までの該高調波係数とサイン関数を乗算し、
該乗算結果を累算して、ワード毎の出力波形を順次出力
する複数のワード波形データ発生器と、 該複数のワード波形データ発生器からのワード波形を選
択し合成する手段とを具えたことを特徴とする電子楽器
の波形発生器。
1. A waveform generation for an electronic musical instrument using a harmonic series synthesis method based on a Fourier series, having harmonic harmonics up to the nth order in the frequency direction and generating a waveform of m words indicating sample points in the time direction. And a means for instructing the m words to be divided into a plurality of groups, and a harmonic coefficient memory and a sine function memory for storing the harmonic coefficients corresponding to each harmonic order. And multiplying the harmonic coefficients up to the nth order of the words divided into the plurality of groups with a sine function,
A plurality of word waveform data generators for accumulating the multiplication results and sequentially outputting an output waveform for each word, and means for selecting and synthesizing the word waveforms from the plurality of word waveform data generators are provided. Waveform generator for electronic musical instruments characterized by.
JP61256544A 1986-10-28 1986-10-28 Waveform generator for electronic musical instruments Expired - Lifetime JPH0652476B2 (en)

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JPS63110493A JPS63110493A (en) 1988-05-14
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