JPH0746959Y2 - 音源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ この考案は新規な波形生成方式を採用した音源装置に関
する。

［従来技術とその問題点］ 従来一般に採用されている波形生成方式としては、正弦
波合成方式、差分値合成方式（米国特許第4,475,431
号）、PD（Phase Distortion）音源方式などの幾多の方
式が知られていて、各方式共、それなりの実用性を満た
して来ている。

こうした従来周知の波形生成方式に対して、更にその波
形作りの幅を拡げるため、つまり、一層面白い、効果の
ある音を作り出すために、複数の波形を作成し、各波形
ごとに異なるエンベロープ波形を付加した後、それらを
合成して１つの音を作り出す楽音生成方式も考えられ
る。

かかる楽音生成方式において、D/A変換器の入力ビット
数が16ビットとし、最大発音数が８とすると、１チャン
ネル当り12ビットまでデータを設定可能である。更に各
チャンネル当り８種類のエンベロープ波形を使用すると
すると、１つのエンベロープ波形は最大９ビットまで設
定可能である。ここにおいて、１音当り８種類のエンベ
ロープ波形を使用せず１種類のエンベロープ波形のみを
使用して楽音を作成した際、最大発音時12ビット分の波
形データしか得られず、D/A変換器は16ビットの分解能
があるにもかかわらず、S/N比の良くない楽音となって
しまう。

［考案の目的］ この考案は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、前述の新規な楽音生成方式を実施
するに際し、回路装置の規模を大きくすることなく、そ
の処理されるデータのS/N比を改善した音源装置を提供
することにある。

［考案の要点］ この考案は上述した目的を達成するために、複数の波形
を種々作成し、この複数の波形のそれぞれに付加すべき
ものとして設定されたエンベロープ波形の各ステップで
の到達値を示すレベルデータについて、各エンベロープ
波形のレベルデータのうち、最大値のレベルデータを各
エンベロープ毎に検出し、この各エンベロープ毎の最大
値のレベルデータを総和して、その総和が予め決められ
た値を越えるときには、その超過する大きさに見合う補
正値を求めて、その設定されたレベルデータを補正する
よにしたことを要点とする。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例につき図面を参照して詳細に
説明する。

〈実施例の動作〉 第１図はこの考案を適用して構成した音源装置の全体ブ
ロック図であり、図中１は、演算機能を有し、手動で設
定したエンベロープ波形の７ビットレベルデータなどを
出力する外部データ源としてのマイクロコンピュータ、
２はマイクロコンピュータ１の外部データに基づいて所
定の楽音を生成する音源LSIとしての楽音作成部、そし
て３は楽音作成部２に対して内部メモリとして作用する
RAMであって、このRAM3は楽音作成部２による楽音デー
タの作成に先立って、マイクロコンピュータ１からの外
部データを格納するためにも使用されている。

上記楽音作成部２は、回路全体を制御するためのプログ
ラムを内蔵していて、CPUとして機能する制御部４と、
マイクロコンピュータ１からの外部データを楽音作成部
２での処理に適するフェーマットに変換するインターフ
ェース（I/F）５と、外部データであるエンベロープ波
形の７ビットレベルデータを内部データとしての11ビッ
トレベルデータに伸張する指数エンベロープ波形作成部
（Exp.Env.Gen.ij）６と、８つの波形モジュールを内蔵
し、各波形について波高値０〜１及びその符号（±）を
発生する波形発生器（Wave.Gen.ij）７と、波形発生器
７の出力に指数エンベロープ波形作成部６の出力を乗算
する乗算器８と、全チャンネル分の演算が終った段階で
その全チャンネルについてのデータを累算する全加算器
（FA）９とからなっている。

また、上記マイクロコンピュータ１にはエンベロープの
設定に際して使用されるスイッチ部10及び表示部11が接
続されている。

第２図はパネル面の概略図で、表示部11には、ｎを０〜
７として、８つのエンベロープ波形EG＝（ｎ）の各々に
ついて、４つのSTEP0、１、２、３で規定されるレベル
値（Ｌ）及びレイト値（Ｒ）が設定データとして表示
（点線枠内に）される。

エンベロープデータの設定に際しては、まず始めに、ス
イッチ部10での左／右カーソルキー10aを操作してカー
ソル11aを所定の場所にセットし、引続き、アップ／ダ
ウンバリューキー10bを操作して所望の数値を設定す
る。同様な操作を繰り返すことで設定された数値は設定
データとして記憶されて行く。

こうした構成の楽器で達成しようとする楽器生成の仕様
は、１つの発音チャンネルに対して８つの異なる正弦状
波形を発生するモジュール（モジュール番号ｉ＝０〜
７）を有し、各モジュール波形ごとにそれぞれ独立にエ
ンベロープ波形を付加し、それらを合成（８正弦波合
成）して１つの発音チャンネルの音を作り出すもので、
全発音チャンネル数は８つ（チャンネル番号ｉ＝０〜
７）となっている。この場合、外部データ源であるマイ
クロコンピュータ１内でのエンベロープ波形自体のビッ
ト数を７ビットとしてメモリ容量を節約し、演算処理の
段階で内部的に11ビットに伸張させて良好なS/N比を確
保するようにし、全発音チャンネルについての累算値を
15ビットとし、符号ビットを加えて全体で16ビットとす
る。

かかる仕様を前提にデータ処理回路の動作を具体的に見
ると、全加算器９の入力で全チャンネル分に対して許容
されるレベルデータのビット数は最大で15ビットであ
り、１つの発音チャンネルで使用できるビット数は12ビ
ット（15ビット/8チャンネル）となる。

これに対し、もしも外部エンベロープ波形のレベルが７
ビットFu11であって、指数エンベロープ波形作成部６に
おいて11ビットFu11に伸長されるとすると、１チャンネ
ル分では11ビットの８倍で14ビットとなり、全加算器９
の入力でその許容値を越えることになる。換言するに、
次式、すなわち、 E₀ Sinx₀+E₁Sinx₁+E₂ sinx₂…… ……+E_n Sinx_n 但し、：E_i……モジュールｉのエンベロープ内部レ
ベル x_i……モジュールｉの位相角 ｉ＝０〜７ は、この実施例の８正弦波合成方式で１つの発音チャン
ネルの音を作る式を示しており、もしも外部からのエン
ベロープデータが７ビット、オール１で供給され、内部
レベルとして11ビットfu11に伸張されたとすると、１チ
ャンネルでは11ビット×８モジュールで14ビットにな
り、更に、全発音チャンネルでは更に８倍して16ビット
になり全加算器９の入力でオーバーフローすることにな
る。

この実施例では、かかる不都合を解消するために、使用
する８つのエンベロープ波形についての設定値から、オ
ーバーフローの可能性を予測して、その可能性のあると
きにのみ、所定の対策を講じて、全加算器９に入力する
１チャンネル分のデータビット数を12ビットに制限し
て、オーバーフローを回避している。つまり、初めに手
動設定された各エンベロープ波形データでのレイト
（Ｒ）及びレベル（Ｌ）のうち、特にレベル（Ｌ）の最
大レベル値を抽出して累算し、所定値を越えるときに
は、その超過分に相当する減算値を求めて、そのエンベ
ロープレベルを補正するようにして、１チャンネル当り
の全加算器９の入力を12ビットまでに押えるようにして
いる。

第３図は、指数エンベロープ波形作成部６において使用
される７ビットから11ビットへの変換テーブルであっ
て、入力としてのｅが出力としてのＥに指数関数的に数
値変換されている。

〈実施例の動作〉 次に本実施例の動作について述べる。

第３図は動作の流れを示すフローチャートであって、こ
のフローチャートは、エンベロープ波形のパラメータ、
すなわち、レイト及びレベルの手動による設定終了後に
スタートし、マイクロコンピュータ１はステップS1にお
いて、減算値ａを０にセットして初期化し、次に、各モ
ジュールに対応するエンベロープ波形のレベルの最大値
emiを求め（ステップS2）、このemiを変換テーブルを用
いて11ビットの値Aemi（但し、Ａは指数エンベロープ波
形作成部６による係数）に変換する（ステップS3）。そ
して全モジュールからのエンベロープ波形のレベルの最
大値が同時に重なった場合、つまり各モジュール全ての
この11ビットの値Aemiが発生した場合にこの総和、すな
わち、 の値が12ビット以内に収まるのかどうか判断する（ステ
ップS4）。

もしも、ステップS4での判断でYESであれば、そこでエ
ンドになるが、NOの場合には、オーバーフローを予測し
たことになるので、ステップS5において、補正のための
レベル減算値ｂを以下の如き数学的手法により求めるこ
とになる。

まず、emiを、前にも指摘したように、各エンベロープ
レベルの最大値とすると、11ビットに伸張された後の内
部エンベロープレベルの総和Ｙは、 で示される。ここで、そのエンベロープ入力レベルから
ある値ｂを差し引いて、その結果を所定の限界値Ｚに納
めるための一般式としては、次式、すなわち、 が成立する。これから、ｂを求めると、 ここで、 とすると、 ｂ＝Ｂ（log₂Ｙ−log₂Z） また、Ｚは、全加算器９への入力データのビット数を12
ビットに収めるという前提条件から、 Ｚ＝2¹² であり、従って、 log₂Z＝“0C_H” （“0C_H”は16進数表現、10進数で「1
2」） そしてさらに、このＹは各チャンネルの波形の合成振幅
であり、この値を仮に「Σ」とすると、減算値ｂは、次
式、すなわち、 ｂ＝10_H・（log₂（Σ）−“0C_H”） を演算することによって求められる。

こうして求められたレベル減算値ｂは、ステップS6にお
いて、減算値ａに加えられて新たな減算値とされ、引続
くステップS7において、全モジュールｉ＝０〜７につい
て、各エンベロープデータの最大レベルemiから減算値
ａを差し引いて補正して新たなemiを作り出す。この場
合、ステップS7で示す補正した新たなemiは、ステップS
4での判断で１チャンネル分のビット数が確実に12ビッ
ト以下になることが確認されるまで、ステップS4〜S7を
循環して処理する結果得られるものである。

なお、波形の作成手段は上記実施例に限定されず、２つ
の波形を合成した後、この合成した波形にエンベロープ
波形を付加する方法、２つの波形を合成した後、この合
成した波形を位相値として波形を求め、この波形にエン
ベロープ波形を付加する方法等種々変形可能である。

上記実施例では、メモリに記憶したエンベロープデータ
を演算時に伸張させてビット数を多くしてS/N比を高め
ているため、メモリの容量が小さくて済み回路規模を小
さくできるという利点がある。

［考案の効果］ この考案は以上詳細に説明したように、複数の波形を組
合せて楽音を作成する際、複数の波形のそれぞれに付加
すべきものとして設定されたエンベロープ波形の各ステ
ップでの到達値を示すレベルデータについて、各エンベ
ロープ波形での最大レベル値を総和して、その総和が予
め決められた値を越えるときには、その超過する大きさ
に見合う補正値を求めて、その設定されたレベルデータ
を補正するようにしたため、小さな回路規模を利用して
いるにもかかわらず、一層幅広い音作りが可能になると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を適用して構成した電子楽器の全体ブ
ロック図、第２図はエンベロープ波形の設定手順を説明
するためのスイッチ部及び表示部を抽出したパネル面の
図、第３図は動作の流れを示すフローチャート図であ
る。 １……マイクロコンピュータ、２……楽音作成部、３…
…RAM、４……制御部、６……指数エンベロープ波形作
成部、７……波形発生器、８……乗算器、９……全加算
器、10……スイッチ部、11……表示部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ複数のステップから成る複数のエ
   ンベロープ波形を生成するために、夫々のエンベロープ
   波形の各ステップにおける到達値を示すレベルデータを
   設定するエンベロープ設定手段と、 このエンベロープ設定手段にて各エンベロープ波形毎に
   設定されたレベルデータのうち、各エンベロープ波形毎
   に最大値のレベルデータを抽出し、この各エンベロープ
   波形毎の最大値のレベルデータの総和を求める総和演算
   手段と、 この総和演算手段で求めた総和が予め決めた値を超える
   か否かを判断する判断手段と、 この判断手段により、上記総和が上記予め決められた値
   を超えていると判断された場合は、上記各エンベロープ
   波形の最大値のレベルデータを補正するための補正値を
   求める補正値算出手段と、 この補正値算出手段で求められた補正値に基づいて、上
   記エンベロープ設定手段で設定された少なくとも各エン
   ベロープ波形の最大値のレベルデータを補正して新たに
   設定されたレベルデータとする補正手段と、 複数の波形を生成する波形生成手段と、 この波形生成手段からの複数の波形夫々に上記エンベロ
   ープ情報設定手段にて設定されたレベルデータに基づき
   生成されたエンベロープ波形を付加した後混合して出力
   するエンベロープ付加手段と、 を具備してなる音源装置。