JPH079592B2 - 楽音信号合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子楽器、ゲーム機器等に用いるのに好適な楽
音信号合成装置に係り、特にに変調を利用した楽音信号
合成装置に関する。

〔従来技術〕

従来、変調を利用した楽音信号合成装置としては、例え
ば特公昭54−33525号公報に示されるように、発生すべ
き楽音信号の周波数と所定数倍関係にある周波数を表す
周波数データωｃに従って順次歩進する位相データωct
を形成するとともに、前記楽音信号の周波数と所定数倍
関係にある周波数ωｍを有する正弦波状の変調信号の各
サンプル値を表す変調データIsinωmt（但し、Ｉは変調
信号の振幅すなわち変調指数を表す）を前記位相データ
ωctに加算し、該加算結果ωct＋Isinωmtを位相データ
（アドレスデータ）として正弦波メモリの読出しを制御
することにより楽音信号sin（ωct＋Isinωmt）を出力
するようにしたものがある。そして、この装置において
は、変調指数Ｉの値を時間的に変化させることにより、
変調の深さすなわち楽音信号sin（ωct＋Isinωmt）に
含まれる倍音成分を時間的に変化させるようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来の装置にあっては、変調指数Ｉの値
は時間的に変化するものの、発生すべき楽音信号の周波
数に対しては一定であるので、発生すべき楽音信号の周
波数が変化しても同信号に含まれる倍音成分が変化する
ことはない。一方、自然楽器においては、一般的に、楽
音の音高周波数が変化すると同楽音に含まれる倍音成分
も変化する（例えば、楽音の音高周波数が高くなるに従
って同楽音に含まれる倍音成分は減少する）ので、上記
従来の装置では良好な楽音信号の合成が望めないという
問題があった。

また、この問題を解決するために、発生すべき楽音信号
の周波数に応じて変調指数Ｉの値を変更するようにする
ことも考えられるが、この場合、変調指数Ｉの値を変更
するための回路が必要となり、装置全体が複雑になると
いう問題がある。

本発明は上記問題に鑑み案出されたもので、その目的と
するところは、装置全体を複雑にすることなく、変調を
利用して良好な楽音信号の合成ができるようにした楽音
信号合成装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題を解決して本発明の目的を達成するために、本
発明の構成上の特徴は、第１図に示すように、発生すべ
き楽音信号の周波数と所定数倍関係にある周波数を表す
周波数データを出力する周波数データ発生手段１と、前
記楽音信号の周波数と所定数倍関係にある周波数を有す
る変調信号の各サンプル値を表す変調データを順次出力
する変調データ発生手段２と、前記周波数データと前記
変調データとを加算又は減算する演算手段３と、前記演
算手段３による演算結果に基づき累算動作を行うことに
よって該演算結果に対応して変化する累算値を位相デー
タとして出力する位相データ発生手段４と、前記位相デ
ータ発生手段４からの位相データに従って所定の波形デ
ータを出力する波形発生手段５とを備えたことにある。

〔発明の作用〕

最初に、上記のように構成した本発明の基本的な作用に
ついて説明するために、変調データ発生手段２は正弦波
状に変化する変調信号に関する変調データを出力し、か
つ波形発生手段５は正弦波を表す波形データを発生する
ものとする。この場合、周波数データ発生手段１から出
力される周波数データをωｃとし、かつ変調信号の周波
数をωｍとすれば、演算手段３には、周波数データ発生
手段１から周波数データωｃが供給され、かつ変調デー
タ発生手段２から変調データIsinωmtが供給される。
（但し、Ｉは変調信号の振幅を表す。）演算手段３はこ
れらのデータωc,Isinωmtを加算又は減算して位相デー
タ発生手段４に供給し、位相データ発生手段４が前記加
算又は減算結果に対応して変化する累算値を位相データ
として出力するので、出力される位相データは となる。そして、この位相データが波形発生手段５に供
給され、同発生手段５はこの位相データに従って正弦波
状に変化する波形データを出力するので、波形発生手段
５からは楽音信号 を表す波形データが出力される。また、この楽音信号を
表す式は、 のように変形されるので、波形発生手段５からは、楽音
信号 を表す波形データが出力されることになる。

この場合、変調指数 は変調信号の周波数ωｍが含まれており、この周波数ω
ｍは発生すべき楽音信号の周波数と所定数倍関係にあ
り、同楽音信号の周波数が高くなるに従って高くなるの
で、変調指数 は楽音信号の周波数が高くなるに従って減少する。その
結果、発生すべき楽音信号の周波数が高くなるに従っ
て、楽音信号の合成における変調が浅くなり同信号に含
まれる倍音成分は減少する。

次に、変調データ発生手段２が正弦波形以外の変調信号
に関する変調データを出力し、又は波形発生手段５が正
弦波以外の波形を表す波形データを出力する場合につい
て説明する。この場合、変調データ発生手段２が前記場
合の変調信号I₁sinωmtを表す変調データとともに、同
信号I₁sinωmtの倍音成分に相当する変調信号I₂sin2ωm
t、I₃sin3ωmt…等を表す変調データを出力するのと等
価となり、又は波形発生手段５が楽音信号 を表す波形データとともに、同信号 の倍音成分に相当する楽音信号 等を表す波形データを出力するのと等価となるので、上
記場合に比べて発生される楽音信号の倍音構造が複雑に
なるだけで、変調指数 に関しては上記場合と同様のことが言える。これによ
り、この場合も、発生すべき楽音信号の周波数が高くな
るに従って、合成される楽音信号に含まれる倍音成分は
減少する。

〔発明の効果〕

上記説明からも理解できる通り、本発明によれば、周波
数データωｃ及び変調データ（例えばIsinωmt）の加算
又は減算結果の累算値 を位相データとして波形発生手段５による波形データの
発生を制御することにより、変調指数を発生すべき楽音
信号の周波数に応じて変更制御する回路を格別に設ける
ことなく、同楽音信号の周波数が変化するのに応じて合
成される楽音信号に含まれる倍音成分を変化させるよう
にしたので、簡単な回路構成により良好な楽音信号を合
成できるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、第
２図は本発明に係る楽音信号合成装置を適用した電子楽
器をブロック図により示している。

この電子楽器は鍵情報発生回路11を有する。鍵情報発生
回路11は鍵盤にて押鍵された鍵を検出し、該鍵を表すキ
ーコードKC及び該鍵が押されていることを表すキーオン
信号KONを出力する。鍵情報発生回路11の出力は周波数
情報メモリ12に接続されている。周波数情報メモリ12は
鍵盤の各鍵に対応した音高周波数を各々表す複数の周波
数データを記憶するもので、供給されたキーコードKCに
基づき、該キーコードKCに対応した周波数データω_KCを
乗算器13の一方の入力に供給する。乗算器13の他方の入
力には係数データ発生器14からの係数データP₁が供給さ
れるようになっており、同乗算器13は前記周波数データ
ω_KCに係数データP₁を乗算して、鍵盤にて押鍵された鍵
に対応した音高周波数と略整数倍関係にある周波数を表
す搬送波波周波数データωｃを加算器15の一方の入力に
供給する。

また、周波数情報メモリ12からの周波数データω_KCは乗
算器16の一方の入力にも供給されるようになっており、
同乗算器16は、周波数データω_KCに係数データ発生器14
から他方の入力に供給される係数データP₂を乗算するこ
とにより、上記搬送波周波数データωｃとを略整数倍関
係にある変調周波数データωｍを出力する。乗算器16の
出力はアキュムレータ17に接続されており、アキュムレ
ータ17はサンプリングタイムｔ毎に変調波周波数データ
ωｍを累算することにより変調波位相データωmtを形成
出力する。アキュムレータ17の出力は正弦波メモリ18に
接続されている。正弦波メモリ18は正弦波形の各サンプ
ル値を記憶するもので、供給される変調波位相データω
mtによりアドレス指定されて、正弦波形を表す変調波デ
ータsinωmtをサンプリングタイムｔ毎に乗算器21の一
方の入力に供給する。乗算器21はこのデータsinωmtと
その他方の入力に供給される変調指数データＩ（ｔ）と
を乗算して、変調信号波形を表す変調波波形データＩ
（ｔ）sinωmtを加算器15の他方の入力に供給する。こ
の変調指数データＩ（ｔ）は変調指数データ発生器22か
ら供給されるもので、同発生器22は鍵情報発生回路11か
らのキーオン信号KONに基づき時間的に変化する変調指
数データＩ（ｔ）を形成出力する。

加算器15の出力はアキュムレータ23に接続されており、
アキュムレータ23は、加算器15における加算結果ωｃ＋
Ｉ（ｔ）sinωmtを累算すなわち積分することにより、 を表すデータを順次出力する。アキュムレータ23の出力
は正弦波メモリ24に接続されている。正弦波メモリ24
は、上記正弦波メモリ18と同様に、正弦波形の各サンプ
ル値を記憶するもので、供給されるデータによりアドレ
ス指定されて、楽音信号波形を表す楽音波形データ を乗算器25の一方の入力に供給する。乗算器25は、この
楽音波形データとその他方の入力に供給される振幅エン
ベロープ波形データＡ（ｔ）とを乗算して、振幅エンベ
ロープの付与された楽音信号波形を表す楽音波形データ を出力する。この振幅エンベロープ波形データＡ（ｔ）
はエンベロープ波形信号発生器26から供給されるもの
で、同発生器26は鍵情報発生回路11からのキーオン信号
KONに基づき楽音信号の振幅エンベロープを表す振幅エ
ンベロープ波形データＡ（ｔ）を形成出力する。

乗算器25の出力はD/A変換器27に接続されており、同変
換器27は乗算器25からのディジタルデータをアナログ信
号に変換して出力する。D/A変換器27の出力はサウンド
システム28に接続されている。サウンドシステム28はア
ンプ、スピーカ等により構成されており、D/A変換器27
から供給されるアナログ信号に対応した楽音を発音す
る。

また、この電子楽音は音色情報発生回路31を有する。音
色情報発生回路31は音色選択操作子により選択された音
色を表す音色選択データTCを出力するもので、該データ
TCは係数データ発生器14、変調指数データ発生器22及び
エンベロープ波形信号発生器26に各々供給されるように
なっており、各発生器14,22,26から出力される係数デー
タP₁,P₂、変調指数データＩ（ｔ）及び振幅エンベロー
プ波形データＡ（ｔ）が選択音色に応じて変更制御され
るようになっている。

上記のように構成した実施例の動作を説明する。鍵盤に
ていずれかの鍵が押鍵されると、鍵情報発生回路11は該
押鍵された鍵を表すキーコードKC及び該押核鍵を表すキ
ーオン信号KONを発生する。このキーコードKCの発生に
より、周波数情報メモリ12は該キーコードKCに対応した
周波数データω_KCを乗算器13,16の各一方の入力に供給
する。このとき、乗算器13,16の各他方の入力には、音
色情報発生回路31からの音色選択データTCにより制御さ
れる係数データ発生器14から、選択音色に応じた係数デ
ータP₁,P₂が供給されており、同乗算器13,16は鍵盤にて
押鍵された鍵に対応した音高周波数と各々略整数倍関係
にある搬送波周波数データωｃ（＝P₁ω_KC）及び変調波
周波数データωｍ（＝P₂ω_KC）を各々出力する。また、
前記キーオン信号KONの発生により、変調指数データ発
生器教22及びエンベロープ波形信号発生器26は前記音色
選択データTCにより表された選択音色に応じかつ時間的
に変化する変調指数データＩ（ｔ）及び振幅エンベロー
プ波形データＡ（ｔ）を各々出力する。

このようにして、搬送波周波数データωｃ、変調波波周
波数データωｍ、変調指数データＩ（ｔ）及び振幅エン
ベロープ波形データＡ（ｔ）が出力されると、加算器1
5、アキュムレータ17、正弦波メモリ18、乗算器21、ア
キュムレータ23、正弦波メモリ24及び乗算器25の作用に
より、楽音波形データ が形成されて、D/A変換器27に順次出力される。D/A変換
器27は該波形データをアナログ信号に変換してサウンド
システム28に供給するので、サウンドシステム28から前
記波形データに対応した楽音が発音される。

次に、このようにして発音される楽音に含まれる倍音構
造を理解するために上記式 の変形を試みる。この場合、変調指数データＩ（ｔ）は
時間的に変化するものの楽音の周期に比べれば極めてゆ
っくり変化するものであり、ある時刻における楽音の倍
音構造を解析するにあたっては、一定と見ることができ
るので、上記式は次のように変形される。

この式の変形によれば、サウンドシステム28からは波形
データ に対応した楽音が発音されることになる。この場合、変
調の深さを決める変調指数 には変調波周指数データωｍが含まれており、同変調指
数 は同データωｍが大きくなるに従って小さくなる。そし
て、この変調周波数データωｍはP₂ω_KCにより表される
もので、周波数データω_KCは鍵音高が高くすなわち発生
すべき楽音の音高周波数が高くなるに従って大きくなる
ので、変調指数 は発生すべき楽音の音高周波数が高くなるに従って小さ
くなる。これにより、発生すべき楽音の音高周波数が高
くなるに従って、変調は浅くなり、同楽音に含まれる倍
音成分が減少する傾向を示す。この傾向は一般的な自然
楽器において発生される楽音の特性と同じであり、上記
実施例によれば、上記傾向を有する自然楽器等の楽音の
合成が良好となる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。第３図は
この他の実施例に係る楽音信号合成装置を示すもので、
同装置は第２図の一点鎖線で囲んだ部分に対応する。

この楽音信号合成装置は楽音波形の１サンプル値を４タ
イムスロットの時分割演算により算出するようにしたも
ので、第１乃至第４タイムスロット毎の演算態様を制御
するために、演算態様制御信号発生器41を有する。演算
態様制御信号発生器41は、音色情報発生回路31（第２
図）からの音色選択データTCに応じて、各種演算態様を
制御する各種制御信号SEL,GT1,GT2,SLOT,ACLRをクロッ
ク信号φに同期して出力する。なお、クロック信号φの
１周期が１タイムスロットに対応している。

この演算態様制御信号発生器41により演算態様の制御さ
れる演算装置について説明すると、同装置は周波数情報
メモリ12（第２図）からの周波数データω_KCを一方の入
力にて入力する乗算器42を有する。乗算器42の他方の入
力には係数データ発生器43が接続されており、同発生器
43は、演算態様制御信号発生器41からのタイムスロット
信号SLOT（「０」〜「３」）により各々指定される第１
乃至第４タイムスロット毎に、音色選択データTCに応じ
た係数データP₁₁〜P₁₄を出力する。これにより、乗算器
42は周波数データω_KCに係数データP₁₁〜P₁₄を乗じた搬
送波周波数データωｃ_１〜ωｃ_４（＝P₁₁ω_KC〜P
₁₄ω_KC）を加算器44の一方の入力に供給する。なお、搬
送波周波数データωｃ_１〜ωｃ_４は、上記実施例の場合
と同様、鍵盤にて押鍵された鍵に対応した音高周波数と
略整数倍関係にある。

加算器44の出力はアキュムレータ45に接続されている。
アキュムレータ45は、第４図に示すように、加算器45a
と、インバータINを介して供給されるクリア信号CLRに
より制御されるゲート回路45b（クリア信号CLRが“0"の
ときオン、同信号CLRが“1"のときオフ）と、クロック
信号φによりシフト制御され第１至第４タイムスロット
に対応した４チャンネル分のデータを各々記憶する４ス
テージのシフトレジスタ45cとにより構成され、クリア
信号CLRが“0"のとき加算器44からのデータとシフトレ
ジスタ45cの最終ステージからのデータとを加算器45aに
て加算し、該加算結果をゲート回路45bを介して出力す
るとともにシフトレジスタ45cの第１ステージに入力す
るようになっている。また、クリア信号CLRが“1"のと
き、「０」を表すデータを出力するとともに、同データ
をシフトレジスタ45cの第１ステージに入力することに
より同ステージの記憶データをクリアするようになって
いる。このアキュムレータ45には微分回路46が接続され
ている。微分回路46は鍵情報発生回路11（第２図）から
のキーオン信号KONを立上がり微分して、クロック信号
φに同期した４タイムスロット分のパルス幅を有するキ
ーオンパルス信号KONP（“1"）をアキュムレータ45にク
リア信号CLRとして出力する。

アキュムレータ45の出力は正弦波メモリ47に接続されて
いる。正弦波メモリ47は上記実施例の正弦波メモリ18,2
4（第２図）と同様に構成されており、各タイムスロッ
ト毎に供給されるデータによりアドレス指定されて変調
波波形又は楽音波形を表す波形データを乗算器48の一方
の入力に供給する。乗算器48は、この波形データとその
他方の入力に供給される関数波形データとを乗算して出
力する。この関数波形データは関数発生器51から供給さ
れるもので、同発生器51はキーオン信号KON、音色選択
データTC、タイムスロット信号SLOT及びクロック信号φ
により制御され、選択音色に応じかつ時間的に変化する
変調指数データI₁（ｔ）〜I₃（ｔ）及び振幅エンベロー
プ波形データＡ（ｔ）に対応した関数波形データを、第
１乃至第４タイムスロット毎に形成出力する。

乗算器48の出力はゲート回路52に接続されており、同回
路52は第２ゲート信号GT2が“1"のときオンして乗算器4
8からの波形データを出力し、かつ同信号GT2が“0"のと
きオフして同データの出力を禁止する。ゲート回路52の
出力はアキュムレータ53に接続されている。アキュムレ
ータ53はクロック信号φ（１タイムスロット）毎に入力
データを累算するとともに、オールクリア信号ACLRによ
りクリアされるようになっており、累算結果をD/A変換
器27（第２図）に出力する。

また、乗算器48の出力は、同乗算器48からの波形データ
を変調信号として利用するために、遅延回路54,55、セ
レクタ回路56及びゲート回路57を介して加算器44の他方
の入力に接続されている。遅延回路54はクロック信号φ
により制御され、乗算器48からの波形データを１タイム
スロット分遅延した遅延波形データをセレクタ回路56の
一方の入力（“0"）に供給する。遅延回路55はクロック
信号φにより制御され、乗算器48からの波形データを４
タイムスロット分すなわち楽音波形の１サンプルタイム
分遅延した遅延波形データをセレクタ回路56の他方の入
力（“1"）に供給する。セレクタ回路56の選択制御入力
には選択信号SELが供給されており、同回路56は同信号S
ELが“0"のとき遅延回路54からの遅延波形データを選択
出力し、かつ同信号SELが“1"のとき遅延回路55からの
遅延波形データを選択出力する。セレクタ回路56の出力
はゲート回路57に接続されており、ゲート回路57は第１
ゲート信号GT1が“1"のときオンしてセレクタ回路56か
らの遅延波形データを加算器44の他方の入力に供給し、
かつ同信号GT1が“0"のときオフして前記遅延波形デー
タの供給を停止する。

上記のように構成した他の実施例の動作を説明する。鍵
盤にていずれかの鍵が押鍵されると、第２図の実施例の
場合のように、第３図の楽音信号合成装置に押鍵された
鍵に関する周波数データω_KC及びキーオン信号KONが供
給される。このキーオン信号KONの供給により、微分回
路46は同信号KONを立上がり微分した４タイムスロット
分のキーオンパルス信号KONPをアキュムレータ45にクリ
ア信号CLRとして出力し、このキーオンパルス信号KONP
によりゲート回路45bがオフすので、シフトレジスタ45c
の全ステージの記憶データすなわちアキュムレータ45の
全チャンネルの記憶データは、鍵盤における押鍵時すな
わち楽音の発音開始時にクリアされる。

かかる後、当該楽音信号合成装置は上記周波数データω
_KC及びキーオン信号KONに基づき楽音信号の合成を開始
する。この楽音信号の合成においては、演算態様制御信
号発生器41による制御に基づき種々の演算がなされる
が、一例として、同発生器41から出力される各種信号SL
OT,GT1,GT2,SEL,ACLRが、第１乃至第４タイムスロット
に渡り、第５図に示すように変化する場合について説明
する。

タイムスロット信号SLOTが「０」であるとき、すなわち
第１タイムスロットにおいては、係数データ発生器43及
び関係発生器51は前記信号SLOT（＝「０」）により制御
されて、音色選択データTCにより表された音色に応じた
係数データP₁₁及び変調指数データI₁（ｔ）を出力す
る。この係数データP₁₁の出力により、乗算器42は搬送
波周波数データωｃ_１（＝P₁₁ω_KC）を算出して加算器4
4の一方の入力に供給する。また、選択信号SEL及び第１
ゲート信号GT1は共に“1"であるので、加算器44の他方
の入力には、乗算器48にて出力されかつ遅延回路55にて
４タイムスロット分遅延された波形データすなわち１サ
ンプル前の第１タイムスロットにおいて形成された波形
データG₁（ｔ−１）がセレクタ回路56及びゲート回路57
を介して供給されている。これにより、加算器44は搬送
波周波数データωｃ_１に波形データG₁（ｔ−１）を変調
波信号として加算し、該加算結果ωｃ_１＋G₁（ｔ−１）
をアキュムレータ45に供給する。アキュムレータ45は該
データωｃ_１G₁（ｔ−１）を第１チャンネルを利用して
累算するとともに、該累算結果 を正弦波メモリ47に供給する。正弦波メモリ47は前記累
算結果によりアドレス指定されて波形データ を乗算器48に出力し、乗算器48は該波形データに関数発
生器51から変調指数データI₁（ｔ）を乗じて波形データ を出力する。この波形データG₁（ｔ）は遅延回路55に供
給され、１サンプル後の第１タイムスロットにて再び上
記のように変調信号として利用される。このように、自
己の波形データG₁（ｔ−１）を変調信号として波形デー
タG₁（ｔ）を形成する結果、この第１タイムスロットに
おいてはセルフフィードバック変調方式により波形デー
タG₁（ｔ）が形成されることが理解できる。

なお、この第１タイムスロットにおいては、第２ゲート
信号GT2は“0"であるので、ゲート回路52はオフ状態に
あって乗算器48からの波形データG₁（ｔ）はアキュムレ
ータ53には供給されない。また、オールクリア信号ACLR
は“1"であり、アキュムレータ53の記憶データは「０」
にクリアされる。

次に、タイムスロット信号SLOTが「１」，「２」，
「３」である場合、すなわち第２乃至第４タイムスロッ
トにおける波形データG₂（ｔ）,G₃（ｔ）,G₄（ｔ）の形
成について説明する。これらの場合、係数データ発生器
43は上記場合と同様にして各タイムスロット毎に選択音
色に応じた係数データP₁₂〜P₁₄を各々出力し、また関数
発生器51は各タイムスロット毎に変調指数データI
₂（ｔ）,I₃（ｔ）及び振幅エンベロープ波形データＡ
（ｔ）を各々出力する。これらの係数データP₁₂〜P₁₄の
出力により、上記場合と同様にして、乗算器42は各タイ
ムスロット毎に搬送波周波数データωｃ_２（＝P
₁₂ω_KC），ωｃ_３（＝P₁₃ω_KC），ωｃ_４（＝P₁₄ω_KC）
を算出して加算器44の一方の入力に各々供給する。一
方、これらのタイムスロットにおいては、選択信号SEL
は“0"でありかつ第１ゲート信号GT1は“1"であるの
で、加算器44の他方の入力には、乗算器48にて出力され
かつ遅延回路54にて１タイムスロット分遅延された波形
データすなわち第１乃至第３タイムスロットにおいて形
成された波形データG₁（ｔ）,G₂（ｔ）,G₃（ｔ）がセレ
クタ回路56及びゲート回路57を介して各々供給されてい
る。これにより、加算器44は搬送波周波数データω
ｃ_２，ωｃ_３，ωｃ_４に波形データG₁（ｔ）,G₂（ｔ）,
G₃（ｔ）を各々変調信号として加算し、該加算結果ωｃ
_２＋G₁（ｔ），ωｃ_３＋G₂（ｔ），ωｃ_４＋G₃（ｔ）を
アキュムレータ45に各タイムスロット毎に供給する。

アキュムレータ45は該データωｃ_２＋G₁（ｔ），ωｃ_３
＋G₂（ｔ），ωｃ_４＋G₃（ｔ）を第２乃至第３チャンネ
ルを利用して各々累算するとともに、該累算データ を各タイムスロット毎に正弦波メモリ47に供給する。正
弦波メモリ47は前記各累算データによりアドレス指定さ
れて波形データ を乗算器48に各タイムスロット毎に出力する。乗算器48
は前記各波形データに関数発生器51からの変調指数デー
タI₂（ｔ）,I₃（ｔ）及び振幅エンベロープ波形データ
Ａ（ｔ）を乗じて出力するので、同乗算器48から第２乃
至第３タイムスロット毎に出力される波形データG
₂（ｔ）,G₃（ｔ）,G₄（ｔ）は次のようになる。

このように、波形データG₂（ｔ）,G₃（ｔ）,G₄（ｔ）は
各々波形データG₁（ｔ）,G₂（ｔ）,G₃（ｔ）を変調信号
すなわち１タイムスロット分前の波形データを変調信号
として形成される結果、第２乃至第４タイムスロットに
おいては多重変調方式により波形データが形成されるこ
とが理解できる。

上記のようにして形成された波形データG₂（ｔ）,G
₃（ｔ）,G₄（ｔ）はゲート回路52に供給されるが、第２
及び第３タイムスロットにおいては、第２ゲート信号GT
2は“0"であってゲート回路52はオフしているので、前
記波形データG₂（ｔ）,G₃（ｔ）はアキュムレータ53に
は供給されない。また、第４タイムスロットにおいて
は、第２ゲート信号GT2は“1"であってゲート回路52は
オンしているので、前記係数データG₄（ｔ）はアキュム
レータ53に供給される。その結果、アキュムレータ53
は、第２乃至第４タイムスロットに渡り“0"にあるオー
ルクリア信号ACLRに基づき、前記波形データG₄（ｔ）を
第４タイムスロットにおいて楽音波形データとして出力
する。この楽音波形データは第２図のD/A変換器27に供
給される。

上記説明からも理解できる通り、この他の実施例におい
ても、加算器44及びアキュムレータ45に作用により、搬
送波周波数データωｃ_１〜ωｃ_４と変調波波形データG₁
（ｔ−１）,G₁（ｔ）,G₂（ｔ）,G₃（ｔ）との加算結果
ωｃ_１＋G₁（ｔ−１），ωｃ_２＋G₁（ｔ），ωｃ_３＋G₂
（ｔ），ωｃ_４＋G₃（ｔ）が積分され、かつ各変調波波
形データG₁（ｔ−１）,G₁（ｔ）,G₂（ｔ）,G₃（ｔ）に
より表される信号は鍵盤にて押鍵された鍵に対応した音
高周波数と整数倍関係にある周波数成分（例えばω
ｃ_１，ωｃ_２，ωｃ_３，ωｃ_１＋ωｃ_２，ωｃ_２＋ωｃ
_３…等）を有する信号の和であるので、上記実施例の場
合と同様、発生すべき楽音の音高周波数が高くなるに従
って同楽音に含まれる倍音成分が減少する傾向を有す
る。これにより、この他の実施例においても、上記実施
例と同等な効果が達成される。また、この他の実施例に
おいては、セルフフィードバック変調方式及び多重変調
方式を利用して楽音信号を合成するので、発生された楽
音の倍音成分が豊かになり、複雑な波形を有する楽音の
合成が可能となる。

なお、上記他の実施例の動作説明においては、楽音波形
データの形成に利用される演算態様の一例のみを説明し
たが、この他の実施例による楽音信号合成装置は、演算
態様制御信号発生器41からの各種信号GT1,GT2,SEL,ACLR
を変更することにより、前記演算態様を変更制御して種
々の楽音波形データを形成できるものである。

また、上記実施例及び他の実施例においては、搬送波周
波数データωｃ及び変調波周波数データωｍを、同デー
タωc,ωｍにより表される周波数が音高周波数と略整数
倍関係になるように設定したが、前記データωc,ωｍに
より表される周波数が音高周波数と非整数倍関係になる
ように前記各データωc,ωｍを設定してもよい。これに
より、発音される楽音には非整数倍の倍音成分を含ませ
ることができ、楽音の音色制御に自由度が増す。

また、上記実施例及び他の実施例においては、加算器1
5,44により搬送波周波数データωｃと変調波波形データ
Ｉ（ｔ）sinωmtとを加算して該加算結果ωｃ＋Ｉ
（ｔ）sinωmtをアキュムレータ17,45に供給するように
したが、前記加算器15,44を減算器で置換し、該減算器
による減算結果ωｃ−Ｉ（ｔ）sinωmt（又はＩ（ｔ）s
inωmt−ωｃ）をアキュムレータ15,44に供給するよう
にしてもよい。このようにしても、変調信号の位相がず
れるだけであるので、上記実施例及び他方の実施例と同
等な効果が達成される。

また、上記実施例及び他の実施例においては、波形メモ
リとして正弦波メモリ18,24,27を利用するようにした
が、同メモリ18,24,47を鋸歯状波波形、三角波波形、そ
の他複雑な波形を表す波形データを記憶するメモリで置
換してもよい。これによれば、波形メモリから読出され
る波形データ自体が多くの倍音成分を含む波形を表すこ
とになり、合成される楽音にはより多くの倍音成分が含
まれることになる。また、波形メモリ18,24,47の代わり
に周期波形を計算により算出するための演算回路を設け
るようにし、演算により波形データを形成出力するよう
にしてもよい。

また、上記実施例及び他の実施例においては、アキュム
レータ17,45により搬送波周波数データωｃと変調波波
形データＩ（ｔ）sinωmtとの加算値ωｃ＋Ｉ（ｔ）sin
ωmtを一定のクロック周波数で累算するようにしたが、
前記加算値ωｃ＋Ｉ（ｔ）sinωmtで累算タイミングを
決定するクロックを変調し、変調したクロックにより一
定値を累算するようにしてもよい。この場合も、アキュ
ムレータ17,45からから正弦波メモリ18,47に供給される
アドレスデータとしての累算値は上記実施例及び他の実
施例の場合と同等になる。また、この場合には、アキュ
ムレータ17,45を入力クロックに応じて所定値ずつカウ
ント値を歩進するカウンタで置換してもよい。

また、上記他の実施例においては、本発明をセルフフィ
ードバック変調方式及び多重重変調方式に応用するよう
にしたが、本発明を多系列変調方式及び多項変調方式に
応用してもよい。これによれば、例えば次のような演算
により楽音波形データＧ（ｔ）が形成される。

また、上記実施例及び他の実施例においては、楽音信号
合成装置をハード回路で構成するようにしたが、本発明
をプログラム等により各種演算が実行されるコンピュー
タに適用し、楽音信号合成装置をコンピュータの部品で
あるCPU,RAM,ROM等で構成してもよい。また、前記プロ
グラムを磁気テープ、磁気カード等の外部記録媒体から
コンピュータに供給して、本発明に係る演算を実行させ
るようにしてもよい。

さらに、上記実施例及び他の実施例において、変調波波
形データＩ（ｔ）sinωmtをそのまま加算器15,44に供給
する現在の回路に加えて、この変調波波形データＩ
（ｔ）sinωmtと変調波周波数データωｍとの乗算結果
ωmI（ｔ）sinωmtを加算器15,44に供給する回路を設け
るようにするとともに、前記両回路を選択的に切換えて
利用するようにしてもよい。これによれば、前記乗算結
果ωmI（ｔ）sinωmtが加算器15,44に供給された場合に
は、上記実施例及び他の実施例の場合における変調指数 の分母のωｍが打消されて変調指数はＩ（ｔ）となるの
で、楽音の音高周波数が変化すると倍音成分が変化する
上記楽音合成モードと楽音の音高周波数が変化しても倍
音成分が変化しない従来装置における楽音合成モードと
を使い分けることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は上記特許請求の範囲に記載の本発明の構成に対
応する図、第２図は本発明の一実施例に係る電子楽器の
全体ブロック図、第３図は本発明の他の実施例に係る楽
音信号合成装置のブロック図、第４図は第３図の４チャ
ンネルアキュムレータの詳細図、及び第５図は第３図の
楽音信号合成装置の動作を説明するためのタイムチャー
トである。 符号の説明 11……鍵情報発生回路、12……周波数情報メモリ、13,1
6,21,25,42,48……乗算器、14,43……係数データ発生
器、15,44……加算器、17,45,53……アキュムレータ、1
8,24,47……正弦波メモリ、22……変調指数データ発生
器、26……エンベロープ波形信号発生器、41……演算態
様制御信号発生器、51……関数発生器、54,55……遅延
回路、56……セレクタ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生すべき楽音信号の周波数と所定数倍関
   係にある周波数を表す周波数データを出力する周波数デ
   ータ発生手段と、 前記楽音信号の周波数と所定数倍関係にある周波数を有
   する変調信号の各サンプル値を表す変調データを順次出
   力する変調データ発生手段と、 前記周波数データと前記変調データとを加算又は減算す
   る演算手段と、 前記演算手段による演算結果に基づき累算動作を行うこ
   とによって該演算結果に対応して変化する累算値を位相
   データとして出力する位相データ発生手段と、 前記位相データ発生手段からの位相データに従って所定
   の波形データを出力する波形発生手段とを備え、前記波
   形発生手段から出力される波形データに基づき楽音信号
   を得るようにしたことを特徴とする楽音信号合成装置。