JPH08211868A - 音信号発生装置、音信号発生方法及びこれを含む楽音発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】任意の音色の任意の周波数の音信号に任意の余
韻をなすエンベロープを付加した音信号を発生すると共
に、リズム音信号をもあわせて発生することにより、広
がりのある重厚で自然な楽音を発生する。 【解決手段】メロディ情報を記憶する主記憶手段を有
し、該メロディ情報を該メロディ情報の中の音の長さデ
ータに応じた時間間隔で該主記憶手段から順次読み出し
てなる音信号発生装置において、所定の音の波形と前記
主記憶手段から読み出される前記メロディ情報の中の音
の高さデータに応じた音周波数とをもつ信号に所定のエ
ンベロープ波形を付加した音信号を発生する音源と、リ
ズム音量データに基づいてリズム音の信号を発生するリ
ズム音信号発生手段とを具備し、前記リズム音量データ
を、前記主記憶手段に記憶する。主記憶手段等の記憶内
容を変えることで各種の楽音を発生できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音の各種情報を記
憶回路に記憶し、この記憶回路から情報を順次読み出し
て、音、特に曲を自動演奏させるための音信号発生装
置、音信号発生方法及びこれを含む楽音発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の音発生装置は、図９に示す構成で
あった。図９の装置では、まず発振回路９１の出力する
クロック信号を音符長発生回路９２で可変分周する。メ
インＲＯＭ９３は、メロディ１の音符に関る音符長デー
タと音程データを記憶する記憶回路であって、ここから
読み出された音符長データによって音符長発生回路９２
における分周比が設定される。ここで分周されたクロッ
ク信号は、メインカウンタ９５に入力され、メインＲＯ
Ｍ９３の読み出しアドレスを音符長に応じてインクリメ
ントする。一方、メインＲＯＭ９３から読み出された音
程データは音程発生回路９４の分周比を設定する。音程
発生回路９４は発振回路９１からのクロック信号を設定
された分周比に応じて可変分周し、音程に応じた周波数
のクロック信号を出力する。このクロック信号にはエン
べロープ発生回路９６においてエンべロープ波形が付加
される。エンべロープ発生回路９６は容量Ｃと抵抗Ｒか
らなり、容量に充電した電荷を次のタイミングで抵抗を
介して放電させて一定のイクスポネンシャル形状のアナ
ログ波形を形成する。エンべロープの付加された信号は
スピーカに送られ、メインＲＯＭ９３に記憶された音程
の音が音符長の時間分だけ発音される。メインＲＯＭ９
３から順次データを読み出すことにより、メロディの自
動演奏がなされる。

【０００３】このような従来の音発生装置では、矩形波
のみの音の波形、または矩形波にＣＲにより形成した一
定のイクスポネンシャル曲線形状のエンぺロープを付加
した音の波形のみを扱うだけであって音質が悪く、電話
機の保留音、メロディカード等に使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では、音質が一定で、音の強弱がなく、音源数が少な
く、リズム音の発生が不可能であるため、自然な広がり
のある重厚な音を発生することは非常に困難であった。

【０００５】そこで本発明は、このような課題を解決す
るものであり、その目的とするところは、自由な音の波
形及びエンべロープと更には音の強弱を持つことによ
り、さまざまな音質の音を発生し、加えて異なった音質
のリズム音を発生する方式を提供するところにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の音信号発生装置
は、メロディ情報を記憶する主記憶手段を有し、該メロ
ディ情報を該メロディ情報の中の音の長さデータに応じ
た時間間隔で該主記憶手段から順次読み出してなる音信
号発生装置において、所定の音の波形と前記主記憶手段
から読み出される前記メロディ情報の中の音の高さデー
タに応じた音周波数とをもつ信号に所定のエンベロープ
波形を付加した音信号を発生する音源と、リズム音量デ
ータに基づいてリズム音の信号を発生するリズム音信号
発生手段とを具備し、前記リズム音量データは、前記主
記憶手段に記憶されてなることを特徴とする。

【０００７】また、 本発明の音信号発生装置は、前記
リズム音信号発生手段は、リズム用エンベロープ波形の
データがデジタル的に記憶されるとともに繰り返して読
み出されるリズム用エンベロープ波形記憶手段と、前記
リズム用エンベロープ波形のデータと前記リズム音量デ
ータとを加算するリズム音加算回路と、リズムを形成す
るための所定の形状のパルスを発生する手段と、前記リ
ズム音加算回路の出力をデジタル・アナログ変換する第
１のデジタル・アナログ変換回路と、該第１のデジタル
・アナログ変換回路の出力を前記所定の形状のパルスに
付加する第２のデジタル・アナログ変換手段とを備えて
なることを特徴とする。

【０００８】また、 本発明の音信号発生装置は、前記
リズム音信号発生手段は、前記第１のデジタル・アナロ
グ変換回路又は前記第２のデジタル・アナログ変換回路
の出力と基準電圧の出力との間に接続されたスイッチ手
段を含み、該スイッチ手段は前記主記憶手段から読み出
された前記リズム音量データが音量無しを示すときに導
通してなることを特徴とする。

【０００９】また、 本発明の音信号発生装置は、前記
主記憶手段は、リズム音の区切りデータを記憶し、前記
リズム用エンベロープ波形記憶手段の読み出し番地は、
該リズム音の区切りデータが音の区切りを指示した時に
先頭番地に設定されてなることを特徴とする。

【００１０】また、 本発明の音信号発生装置は、前記
リズム音信号発生手段は、メロディのテンポに対応する
テンポ周波数でカウントされるリズム用エンベロープカ
ウンタを含み、該リズム用エンベロープカウンタは該リ
ズム用エンベロープカウンタのカウント値に応じた前記
リズム用エンベロープ波形記憶手段の読み出し番地を指
定するとともに、前記リズム音の区切りデータに基づい
て前記カウント値がリセットされてなることを特徴とす
る。

【００１１】また、 本発明の音信号発生装置は、前記
主記憶手段は、各番地に、メロディの各音の前記音の長
さデータ、前記リズム音量データ及び前記リズム音の音
の区切りデータとを記憶してなることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の音信号発生装置は、基本周
波数を出力する発振手段と、前記基本周波数をテンポの
周波数に分周するテンポ用カウンタと、前記主記憶手段
から読み出された前記音の長さデータに応じて前記テン
ポの周波数を該音の長さに対応する周波数に分周する音
長用プログラマブルカウンタと、該音長用プログラマブ
ルカウンタの出力をカウントして前記主記憶手段の読み
出し番地を指定するメインカウンタとを備えてなること
を特徴とする。

【００１３】また、本発明の音信号発生装置は、メロデ
ィ情報を主記憶手段に記憶し、該主記憶手段から該メロ
ディ情報の中の音の長さデータに応じた時間間隔で前記
メロディ情報を順次読み出してなる音信号発生装置にお
いて、音源とリズム音信号発生手段と混合手段とを設
け、前記主記憶手段は前記音の長さデータと共に該音源
を制御するための音の高さデータを記憶してなり、前記
音源は、所定の音の波形と前記音の高さデータに応じた
音周波数とをもつ信号に所定のエンベロープ波形を付加
した第１の音信号を出力し、前記リズム音信号発生手段
は、リズム音エンベロープ波形の付加手段を具備し、該
リズム音エンベロープ波形の付加手段は所定の形状のパ
ルスに所定のリズム音エンベロープ波形を付加した第２
の音信号を出力し、前記混合手段は、前記第１の音信号
と前記第２の音信号とを混合した音信号を発生してなる
ことを特徴とする。

【００１４】また、本発明の音信号発生装置は、前記音
信号発生装置は複数の前記リズム音信号発生手段を具備
し、前記主記憶手段は、該複数のリズム音信号発生手段
をそれぞれ制御するための複数のリズム音量データを記
憶してなり、前記各リズム音信号発生手段は、前記各リ
ズム音エンベロープ波形のデータと前記各リズム音量デ
ータを加算するリズム音加算回路を含み、前記リズム音
エンベロープ波形の付加手段は、該リズム音加算回路の
出力をデジタル・アナログ変換する第１のデジタル・ア
ナログ変換回路と、該第１のデジタル・アナログ変換回
路の出力を最大電圧として前記所定の形状のパルスに付
加する第２のデジタル・アナログ変換回路とからなるこ
とを特徴とする。

【００１５】また、本発明の音信号発生方法は、メロデ
ィ情報を記憶した主記憶手段から、該メロディ情報の中
の音の長さデータに応じた時間間隔で順次該メロディ情
報を読み出してなる音信号発生方法において、所定の音
の波形と前記主記憶手段から読み出される前記メロディ
情報の中の音の高さデータに応じた音周波数とをもつ信
号に所定のエンベロープ波形を付加した第１の音信号を
発生するとともに、前記主記憶手段から読み出される前
記メロディ情報の中のリズム音量データに基づく所定の
リズム音の信号に所定のエンベロープ波形を付加した第
２の音信号を発生し、前記第１の音信号と前記第２の信
号とが混合された音信号を発生することを特徴とする。

【００１６】また、本発明の楽音発生装置は、前記音信
号発生装置と、該音信号発生装置の前記混合手段から出
力される信号に基づいて発音する発音手段とを具備する
ことを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の構成によれば、主記憶手段の記憶する
メロディ情報にしたがって音符長を形成すると共に主記
憶手段から音源の音程を指示するデータを出力する。さ
らに、音源には音の波形データ、エンべロープ波形デー
タが記憶されており、この音の波形データを音程データ
に応じた周波数で繰り返し読み出す。この周波数が音程
の周波数となる。一方、エンべロープ波形データはデジ
タルーアナログ変換（以下ＤＡ変換）されてアナログ電
圧値となる。このアナログ電圧値を更に音の波形データ
にしたがって分圧する。最終的に音源からは、音の波形
の形状をしたパルスからなる周波数信号の電圧振幅がエ
ンベロープ波形をなすように形成された出力が得られ、
これをスピーカに入力することによって、任意の音の波
形に応じた音色を有し、任意のエンべロープ波形に応じ
た余韻を持った音が発生される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態におけ
るシステム図であって、１は発振回路、２は制御回路、
３は音源１、４は音源２、５は音源３、６はリズム音信
号発生回路（以下、「リズム音発生回路」という。）、
７は混合回路である。

【００１９】図２は本発明の図１における制御回路２の
回路例である。図中３１は発振回路１からの発振周波数
を入力する人力端子、３２は端子３１の周波数を可変分
周してテンポを発生するテンポ・プログラマブルカウン
タ、３３はテンポ・プログラマブルカウンタ３２の分周
比を可変設定するためのテンポ分周比を記憶したテンポ
ＲＯＭであり、コントロールＲＯＭ３９からの出力によ
りアドレスされ、テンポデータを出力する。３４はテン
ポ・プログラマブルカウンタ３２の出力を可変分周して
各音符の音符長を発生するノート・プログラマブルカウ
ンタ、３５はノート・プログラマブルカウンタの分周比
を可変設定するための音符長分周比を記憶したノートＲ
ＯＭであり、メインＲＯＭ３７からの音符長情報により
アドレスされ音符長分周比を出力する。従って、ノート
・プログラマブルカウンタ３４からは音符長に応じた周
期のクロックパルスが出力される。３６はノート・プロ
グラマブルカウンタ３４から出力される一音符ごとのパ
ルスをカウントするメイン・プログラマブルカウンタ、
３７は各アドレスに曲の一音符ごとに多種の音符情報、
音符長、各音源の音程、音量及び音の区切り、リズム音
量、リズム音の区切りのデータ、楽譜上の繰り返しを実
行させるジャンプ・データを記憶したメインＲＯＭであ
り、一音符ごとにインクリメントされるメイン・プログ
ラマブルカウンタ３６によりアドレス選択される。

【００２０】また、３８はメインＲＯＭのデータの１つ
であるジャンプ・データをカウントするコントロール・
カウンタである。ジャンプ・データは楽譜上で小節の繰
り返しが必要となるときにメインＲＯＭ３７のアドレス
を繰り返しの先頭番地に戻すために発生される。３９は
メインＲＯＭ３７のアドレス・ジャンプ先を記憶したコ
ントロールＲＯＭであり、コントロール・カウンタ３８
によってアドレスがインクリメントされる。３９からの
記憶データ出力によりメイン・プログラマブルカウンタ
３６にセットまたはリセットをかけてジャンプ先アドレ
スをプログラムし、メインＲＯＭ３７のアドレスをジャ
ンプさせる。また、コントロールＲＯＭ３９の出力はテ
ンポＲＯＭ３３をアドレスして、ジャンプした楽譜に応
じてテンポを可変できる。４０はテンポ・プログラマブ
ルカウンタ３２からの曲のテンポクロックの出力であ
る。４１はメインＲＯＭ３７の音符データ（各音源の音
程及び音量、音の区切り、リズム音量、リズム音の区切
りのデータ）の出力である。４０、４１はともに図１の
音源１、音源２、音源３及びリズム音発生回路に各々入
力される。尚、メインＲＯＭ３７は、一つのアドレスに
音符長データ、音源１の音程、音量、音の区切りデー
タ、音源２の音程、音量、音の区切りデータ、音源３の
音程、音量、音の区切りデータ、リズム音の音量、音の
区切りデータを記憶しており、端子４１に並列的に各デ
ータを出力する。

【００２１】図３は本発明の図１における音源の回路例
である。図中５１は図２のテンポ・プログラマブルカウ
ンタ３２の出力４０が供給される入力端子、５２は図２
のメインＲＯＭ３７の音符データ出力４１のうち音符の
音量データが供給される入力端子、５４は図２の音符デ
ータ出力４１のうち音符の音程データが供給される入力
端子、６６は図２の音符データ出力４１のうち音の区切
りデータが供給される入力端子、５３は図１の発振回路
１からの発振周波数の入力端子である。

【００２２】５５は音のエンべロープ形状をデジタル値
に変換したデータを記憶したエンべロープＲＯＭ、５６
は図２のテンポ・プログラマブルカウンタ３２の出力、
すなわち最短音符の周期のクロックをカウントしてエン
べロープＲＯＭ５５のアドレスをインクリメントするエ
ンべロープ・カウンタ５６である。このカウンタ５６は
６６から音の区切りを示す０又は１のデータを入力し、
このデータが音の区切りを示す１であったときカウント
内容をリセットしてエンべロープＲＯＭ５５のアドレス
を先頭番地とする。逆にデータが０のときは音符間がタ
イで結ばれている場合であり、カウントをそのまま続
け、エンぺロープ波形の出力を続けさせる。５７はエン
べロープＲＯＭ５５から出力されるエンべロープ形状の
デジタルデータと、図２のメインＲＯＭ３７から出力さ
れる音量データとを加算し、エンべロープ形状を音量デ
ータ分だけ上方に平行移動し、等価的に音量を増加した
データを作成する第１の加算回路である。

【００２３】５８は加算されたエンべロープのデジタル
データをアナログ電圧値に変換する第１のＤＡ変換回路
である。この出力電圧値は基準電圧から電源電圧Ｖ_DDの
間で選択される。５９は図２のメインＲＯＭ３７の音程
データ出力によってアドレスが決定されるスケールＲＯ
Ｍであり、６０はスケールＲＯＭ５９の記憶データによ
り分周比が決定され、発振周波数を、出力したい音符の
音程の周波数のＮ倍の周波数に分周するスケール・プロ
グラマブルカウンタである。６１は音の１波形をデジタ
ル値に変換したデータを記憶した波形ＲＯＭであり、音
源から出力させたい音色（ピアノ音、バイオリン音等）
に応じた波形が予めブログラムされる。６２はスケール
・プログラマブルカウンタ６０の出力をカウントするＮ
進のカウンタであり、波形ＲＯＭ６１のアドレス数はＮ
である。従って、音の１波形データを波形ＲＯＭ６１か
ら読み出す時間を１周期とした周波数で波形データを繰
り返し読み出すことになる。この周波数が音程の周波数
である。

【００２４】６３は第１のＤＡ変換回路５８のアナログ
電圧値を最大値とし、このアナログ電圧値と基準電圧の
間を波形ＲＯＭ６１のデジタル出力データに応じて分圧
することにより音の波形データをアナログ電圧波形に変
換する第２のＤＡ変換回路である。６４は第２のＤＡ変
換回路の出力で、エンべロープを付加した音の波形が出
力される音源の最終出力端子である。６５はＤＡ変換回
路５８の出力端子と基準電圧の間に接続されたスイッチ
素子である。このスイッチは５２の音量データが音量無
しを示したときオンし、ＤＡ変換回路６３へ入力する電
圧を基準電圧としてしまう。するとＤＡ変換回路６３は
基準電圧しか供給されないため動作せず６４には信号出
力されない。

【００２５】図４は本発明のリズム音発生回路６の回路
例である。図中、７１は図２のテンポ・プログラマブル
カウンタ３２からの入力端子、７２は図２のメインＲＯ
Ｍ３７の出力データのうちリズム音の音量データの入力
端子、８５は図２のメインＲＯＭ３７の出力データのう
ちのリズム音の区切りデータの入力端子、７３は図１の
発振回路１からの発振周波数の入力端子である。７４は
リズム音のエンべロープ形状をデジタル値に変換したデ
ータを記憶したリズムエンべローブＲＯＭ、７５は図２
のテンポ・プログラマブルカウンタ３２の出力（最短音
符の周期のクロック）をカウントしてリズムエンべロー
プＲＯＭ７４のアドレスをインクリメントするリズムエ
ンべロープ・カウンタである。このカウンタ７５は８５
から入力するリズム音の区切りを示す０又は１のデータ
が区切りの１であるとき音符の切りかわり目のタイミン
グでカウント内容がリセットされ、エンべロープＲＯＭ
７４のアドレスを先頭番地とする。データが０であると
きはリセットしない。

【００２６】７６はリズムエンべロープＲＯＭ７４から
出力されるリズム音のエンべロープのデジタルデータ
と、図２のメインＲＯＭ３７の出力デー夕４１のうちリ
ズム音の音量データとを加算しエンべロープ形状を音量
データ分だけ上方に平行移動し、等価的に音量を増加さ
せたデータを作成する第２の加算回路（リズム音加算回
路）である。７７は第２の加算回路からのエンべロープ
のデジタルデータをアナログ電圧値に変換する第３のＤ
Ａ変換回路である。このＤＡ変換回路７７は５８のＤＡ
変換回路と同様にＶ_DDと基準電圧の間に接続され、出力
は２つの電圧間を変化する。

【００２７】７８は発振周波数をクロック入力とする複
数のフリップフロップで構成されたシフトレジスタとイ
クスクルーシブ・オア回路で構成されたノイズ発生回
路、７９と８１は矩形波の２種類の音の周波数データを
記憶した２個のカネ音ＲＯＭ、８０と８２はカネ音ＲＯ
Ｍ１とカネ音ＲＯＭ２の各々の記憶データにより各々分
周比が設定され、発振周波数を分周比に応じて分周し、
矩形波の２種類の音の周波数を各々発生する２個のカネ
音プログラマブルカウンタである。

【００２８】８３は第３のＤＡ変換回路７７のアナログ
電圧出力値を最大値とし、ノイズ発生回路７８のノイズ
出力と、カネ音プログラマブルカウンタ８０、８２の矩
形波出力とを混合しアナログ電圧値に変換する第４のＤ
Ａ変換回路、８４はエンぺロープを付加したノイズ及び
２種の異なった周波数の矩形波で作成されたリズム音の
出力端子である。

【００２９】８６は７２から入力されたリズム音の音量
デー夕が音無しを示したときオンするスイッチ素子であ
る。このスイッチがオンするとＤＡ変換回路７７の出力
は強制的に基準電圧レべルとなり、ＤＡ変換回路８３は
基準電圧しか供給されないため、リズム音の信号を８４
に出力しない。また、ノイズ発生回路７８、２つのカネ
音プログラマブルカウンタ８０、８２の出力端子とＤＡ
変換回路８３の入力端子とは音発生装置をＩＣとして製
造する過程のマスクによって選択的に接続され、必要な
リズム音だけが出力されることとなる。図５は各音源及
びリズム音発生回路に於ける音量と休符の制御の説明図
である。図中３７はメインＲＯＭ、１０２は音源のエン
べロープＲＯＭまたはリズム・エンべロープＲＯＭであ
る。１０３〜１０７はメインＲＯＭの音量デー夕とエン
ぺロープＲＯＭのエンべロープデータを加算する加算器
である。１０７の点線枠中は１ビットに対する加算の一
回路例であり、１０４〜１０６も同じ回路構成となって
いる。１０７は最下低ビット同士の加算であり、キャリ
ーは１０６へ人力される。同様に１０６のキャリーが１
０５に、１０５のキャリーが１０４に入力される。この
加算器は５７、７６に相当する。１０８はエンべロープ
用のＤＡ変換回路であり、これは５８、７７に相当す
る。

【００３０】１０９はメインＲＯＭの音量データがすべ
て０となった時（休符）を検出するＮＯＲ回路、１１０
は１０９のＮＯＲ回路の出力がハイになったときにＤＡ
変換回路の出力を強制的に基準電圧とショートさせるＭ
ＯＳスイッチであって、図３の６５、図４の８６に相当
する。

【００３１】全体のシステムの動作は下記の通りであ
る。

【００３２】図１の発振回路１は、ＣＲ発振回路または
水晶発振回路、もしくはセラミック振動子による発振回
路により構成され、目的の周波数を発振させて、発振周
波数を音源１、２、３及びリズム音発生回路に入力す
る。また、発振周波数を１／Ｍに分周した周波数を制御
回路とリズム音発生回路に入力する。但し、１／Ｍ分周
はせずに発振周波数をそのまま使用してもよい。

【００３３】発振回路１から図２の制御回路の入力端子
３１に入力された発振周波数を分周した周波数は、テン
ポ・プログラマブルカウンタ３２により目的のテンポ
（拍子）の周波数に分周される。たとえば、テンポ・プ
ログラマブルカウンタ３２に入力される周波数を１２８
Ｈｚとし、このシステムで最短音符を３２分音符とす
る。一般にテンポは、４分音符＝６０という表現をする
が、これは１分間に４分音符が６０個送られる速度（テ
ンポ）という意味であるので４分音符は１秒間に１個送
られる。３２分音符は４分音符の８倍の速度であるので
１秒間に８個送られることとなり、最短音符が３２分音
符である場合にはテンポ・プログラマブルカウン夕３２
からは３２分音符が１秒間に８個出力できるだけの周波
数が発生されなければならない。このため、テンポ・プ
ログラマブルカウンタ３２が１２８ＨＺを８Ｈｚまで分
周して出力することを意味する。従って４分音符＝６０
を作るには、テンポプログラマブルカウンタ３２で８／
１２８＝１／１６分周すればよい。５ビットのテンポ・
プログラマブルカウンタであれば、テンポＲＯＭ３３の
記憶データを０００００から１１１１１までのいくつか
の値に設定すると、１／１分周から１／３２分周まで変
化できるため３２種のテンポが設定できる。これは上記
の例の４分音符＝６０を満たすと共に４分音符＝３０か
ら４分音符＝９６０までのテンポ設定を可能とする。３
２種のうち何種かをテンポＲＯＭに記憶し、コントロー
ルＲＯＭ３９からの出力をテンポＲＯＭ３３のアドレス
とすることにより曲演奏途中にテンポの変更が可能とな
る。

【００３４】テンポ・プログラマブルカウンタ３２から
出力された最短音符の周波数はノート・プログラマブル
カウンタ３４に入力される。ノート・プログラマブルカ
ウンタ３４がテンポ・プログラマブルカウンタ３２と同
様に５ビットの場合、メインＲＯＭ３７からの１音符ご
との音符長データ出力に応じてノートＲＯＭ３５のアド
レスが設定されノートＲＯＭから５ビットのデータ出力
が得られる。従って、この５ビットのデータにより３２
種類の分周比のうち１種が決まる。最短音符である３２
分音符から３２分音符の３２倍の音符長の最長音符（全
音符）までのうちの１種の音符の周波数が出力される。

【００３５】ノート・プログラマブルカウンタ３４から
出力された音符の周波数のクロックをメイン・プログラ
マブルカウンタ３６がカウントし、カウント値によって
メインＲＯＭ３７のアドレス選択してメインＲＯＭ３７
のアドレスを音符ごとに進める。メインＲＯＭ３７は、
すべての曲の音符ごとにデータ（音符長、ジャンプデー
タ、各音源の音程、各音源及びリズムの音量及び音の区
切りのデータ）を記憶している。音符データのうちジャ
ンプデータが１となると、それをコントロールカウンタ
３８がカウントすると同時にコントロールＲＯＭ３９の
記憶データが出力され、メイン・プログラマブルカウン
タ３６を構成するフリップフロップにセットまたはリセ
ットをかけてメインＲＯＭ３７のジャンプ先アドレスに
対応したデータをセットし、メインＲＯＭ３７の読み出
しアドレスのジャンプを行う。コントロールＲＯＭ３９
にはメインＲＯＭ３７のジャンプ先が記憶されており、
コントロールカウンタ３８がカウントされるごとに次の
ジャンプ先が選ばれる。

【００３６】テンポ・プログラマブルカウンタ３２の出
力は、図３の音源のエンべロープカウンタ５６に入力さ
れる。エンべロープＲＯＭ５５にはエンべロープ形状を
デジタル値に変換したデータが記憶されている。たとえ
ば、４ビットデータによってのこぎり形状エンべロープ
を形成する場合、エンべロープＲＯＭ５５のアドレス０
〜１Ｆに図６のようなデータが記憶される。メインＲＯ
Ｍ３７には音符ごとに区切りをつけるか否かのデータも
記憶されており、音符データの中にこの区切りデータが
あると、音符の区切りごとに短いパルスでエンぺロープ
カウンタ５６にリセットをかけて、エンべロープＲＯＭ
５５の読み出しアドレスを０アドレスにセットされるよ
うにする。次に、テンポ・プログラマブルカウンタ３２
からの最短音符の周波数でエンべロープカウンタ５６を
カウントし、エンべロープデータを順次読み出す。図２
のメインＲＯＭ３７の各音符に対する音量データは、図
３の入力端子５２に入力され、加算回路５７により読み
出されたエンべロープデータと加算される。音量データ
分だけエンべロープデータが大きくなるため音符ごとの
音量調節が可能となる。加算回路５７からのエンべロー
プのデジタルデータは第１のＤＡ変換回路５８によりア
ナログ電圧値に変換される。

【００３７】一方、図２のメインＲＯＭ３７からの音程
データにより図３のスケールＲＯＭ５９のアドレスが設
定される。スケールＲＯＭ５９には音程に応じた分周比
データが記憶されており、スケール・プログラマブルカ
ウンタ６０の分周比を決定する。スケール・プログラマ
ブルカウンタ６０は発振回路１からの発振周波数が入力
し、出力したい音程の周波数のＮ倍の周波数に分周され
たクロックを出力する。例えば、Ｃ４＝２５６Ｈｚの音
程を得たい場合、発振周波数を２６２．１４４ＫＨ_Z 、
Ｎ＝３２とすると１／３２分周すればよい。スケール・
プログラマブルカウンタ６０の出力はＮ進の波形カウン
タ６２に入力され、波形ＲＯＭ６１のアドレスをインク
リメントする。

【００３８】波形ＲＯＭ６１には音の１波長の波形をデ
ジタル値に変換したデータが記憶されている。例えば、
波形ＲＯＭ６１のアドレス数（Ｎ）＝３２、データ数＝
３２の場合、サイン波を書きこむと図７のようになる。
従って、波形カウンタ６２がすべてカウントし終った時
点で目的の音程の周波数の波形が１個出力される。この
１波形を繰り返して読み出す周波数が音程の周波数であ
る。音程を変化させるためには、波形カウンタ６２がカ
ウントするクロックの周波数をスケール・プログラマブ
ルカウンタ６０により変化させればよい。波形ＲＯＭ６
１から出力されたデジタルの波形データは、第２のＤＡ
変換回路６３に入力されるが、第２のＤＡ変換回路６３
の最大動作電圧を前記のエンべロープを作成した第１の
ＤＡ変換回路５８のアナログ出力電圧とし、最小動作電
圧を接地電圧とすることにより、第２のＤＡ変換回路６
３からの最終出力波形は、エンべロープ波形がついたア
ナログの音波形となる。つまり、第２のＤＡ変換回路６
３において、第１のＤＡ変換回路５８のアナログ出力電
圧が波形ＲＯＭ６１からの出力データに応じて分圧され
て出力されることとなる。また、音源に対する音量デー
タが０であったとき、スイッチ６５はオンし、音源から
の音信号の出力を禁止する。このスイッチは、第２のＤ
Ａ変換回路６３の出力に付加してもよい。

【００３９】図４は、リズム音発生回路６の構成図であ
る。図２のテンポ・プログラマブルカウンタ３２の出力
クロックがリズム・エンべロープカウンタ７５に入力さ
れる。リズム・エンべロープカウンタ７５は、リズム音
のエンべロープ形状をデジタル値に変換したデータが記
憶されているリズム・エンべロープＲＯＭ７４の読み出
しアドレスをインクリメントする。リズム・エンべロー
プＲＯＭ７４からのデジタルエンべロープデータは図２
のメインＲＯＭ３７のデータ出力のうち、リズム音の音
量データと加算され、第３のＤＡ変換回路７７により、
アナログ電圧値に変換される。

【００４０】一方、人力端子７３から発振周波数を１／
Ｍ分周した周波数が入力され、これをノイズ発生回路７
８とカネ音プログラマブルカウンタ８０、８２に入力す
る。ノイズ発生回路７８は多段のシフトレジスタと、そ
のシフトレジスタを構成しているフリップフロップの特
定の２出力を入力する排他的論理和回路を内蔵し、この
排他的論理和出力を前記シフトレジスタの初段に帰還さ
せる構成になっており、シフトレジスタに入力されるク
ロック周波数を最大周波数とするホワイトノイズを発生
する。

【００４１】カネ音プログラマブルカウンタ８０、８２
は、矩形波の音の周波数データを記憶したカネ音ＲＯＭ
７９、８１からの分周比データ出力により、入力周波数
を分周し、目的の矩形波の音の周波数を出力する。ノイ
ズ発生回路７８からのノイズと、複数のカネ音プログラ
マブルカウンタ８０、８２からの周波数の異なる矩形波
とを、ＤＡ変換回路８３で混合するが、そのＤＡ変換回
路８３の最大動作電圧を第３のＤＡ変換回路７７のアナ
ログ出力電圧とすることにより、エンべロープが付加さ
れたリズム音が出力される。ノイズと矩形波とそれらに
付加されるエンべロープにより、ドラム、シンバル、鐘
の音等のリズム音（パーカッション）が自由に作成でき
る。

【００４２】最終的に、複数の音源からの音のアナログ
電圧とリズム音のアナログ電圧とを図１に示す混合回路
７で混合して音出力のアナログ電圧が発生する。図８
は、３音源の波形ＲＯＭにサイン波、矩形波、ノコギリ
波を記憶し、それぞれのエンベロープＲＯＭに台形波的
形状、三角波的形状、台形波的形状を記憶した場合の波
形図を示す。波形ＲＯＭとエンべロープＲＯＭに楽器の
波形及びエンぺロープを記憶させることにより多彩な音
色を発生することが出来る。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、波形
及びエンべロープ形状を記憶したメモリーを音源に持つ
ことにより、従来のような音質が一定の音を発生するの
ではなく、装置内の各メモリーデータを書き換えること
により、自由な音質の音を発生することができる。ま
た、音符情報のメモリーに記憶した強弱データ（音量デ
ータ）と、エンべロープ波形データとを加算するという
方法により音符ごとの音量の調整が可能となる。

【００４４】このシステムでは、外部からのマイクロコ
ンピュータ等の制御なしで、音楽情報をメモリーに記憶
させることにより、曲の自動演奏が可能となる。さら
に、音質の異なる音源を複数個持ち、リズム音が加わる
ことにより、従来にない、広がりのある重厚で自然な演
奏を実現でき、また、曲のみではなく、自然界の音、例
えば、鳥、虫等の動物の鳴き声、風、波、水等の音、擬
音等も実現できるという大きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音信号発生装置の一実施の形態におけ
るシステム図。

【図２】本発明の音信号発生装置の一実施の形態におけ
る制御回路ブロック図。

【図３】本発明の音信号発生装置の一実施の形態におけ
る音源のブロック図。

【図４】本発明の音信号発生装置の一実施の形態におけ
るリズム音発生回路のブロック図。

【図５】本発明の音信号発生装置の一実施の形態におけ
る音量調整と休符の説明図。

【図６】本発明の音信号発生装置の音源の、のこぎり波
形状エンべロープ・メモリーの説明図。

【図７】本発明の音信号発生装置の音源のサイン波形メ
モリーの説明図。

【図８】本発明の音信号発生装置の全体の波形関係説明
図。

【図９】従来の音信号発生装置のブロック図。

【符号の説明】

１・・・・・発振回路 ２・・・・・制御回路 ３・・・・・音源１ ４・・・・・音源２ ５・・・・・音源３ ６・・・・・リズム音発生回路生回路 ７・・・・・混合回路 ３２・・・・テンポ・プログラマブルカウンタ ３３・・・・テンポＲＯＭ ３４・・・・ノート・プログラマブルカウンタ ３５・・・・ノートＲＯＭ ３７、９３・・メインＲＯＭ ３８・・・・コントロールカウンタ ３９・・・・コントロールＲＯＭ ５５、１０２・・エンベロープＲＯＭ ５６・・・・エンベロープカウンタ ５７、７６・・加算回路 ５８、６３、７７、８３、１０８・・・ＤＡ変換回路 ５９・・・・・スケールＲＯＭ ６０・・・・・スケール・プログラマブルカウンタ ６１・・・・・波形ＲＯＭ ６２・・・・・波形カウンタ ７４・・・・・リズムエンベロープＲＯＭ ７５・・・・・リズム・エンベローブカウンタ ７８・・・・・ノイズ発生回路 ７９・・・・・カネ音ＲＯＭ ８０，８１ ・・カネ音・プログラマブルカウンタ ９２・・・・・音符長発生回路 ９６・・・・・エンベロープ発生回路 １０９・・・・ＮＯＲ回路

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メロディ情報を記憶する主記憶手段を有
   し、該メロディ情報を該メロディ情報の中の音の長さデ
   ータに応じた時間間隔で該主記憶手段から順次読み出し
   てなる音信号発生装置において、 所定の音の波形と前記主記憶手段から読み出される前記
   メロディ情報の中の音の高さデータに応じた音周波数と
   をもつ信号に所定のエンベロープ波形を付加した音信号
   を発生する音源と、 リズム音量データに基づいてリズム音の信号を発生する
   リズム音信号発生手段とを具備し、 前記リズム音量データは、前記主記憶手段に記憶されて
   なることを特徴とする音信号発生装置。
2. 【請求項２】前記リズム音信号発生手段は、 リズム用エンベロープ波形のデータがデジタル的に記憶
   されるとともに繰り返して読み出されるリズム用エンベ
   ロープ波形記憶手段と、 前記リズム用エンベロープ波形のデータと前記リズム音
   量データとを加算するリズム音加算回路と、 リズムを形成するための所定の形状のパルスを発生する
   手段と、 前記リズム音加算回路の出力をデジタル・アナログ変換
   する第１のデジタル・アナログ変換回路と、 該第１のデジタル・アナログ変換回路の出力を前記所定
   の形状のパルスに付加する第２のデジタル・アナログ変
   換手段とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の
   音信号発生装置。
3. 【請求項３】前記リズム音信号発生手段は、前記第１の
   デジタル・アナログ変換回路又は前記第２のデジタル・
   アナログ変換回路の出力と基準電圧の出力との間に接続
   されたスイッチ手段を含み、該スイッチ手段は前記主記
   憶手段から読み出された前記リズム音量データが音量無
   しを示すときに導通してなることを特徴とする請求項２
   記載の音信号発生装置。
4. 【請求項４】前記主記憶手段は、リズム音の区切りデー
   タを記憶し、前記リズム用エンベロープ波形記憶手段の
   読み出し番地は、該リズム音の区切りデータが音の区切
   りを指示した時に先頭番地に設定されてなることを特徴
   とする請求項２記載の音信号発生装置。
5. 【請求項５】前記リズム音信号発生手段は、メロディの
   テンポに対応するテンポ周波数でカウントされるリズム
   用エンベロープカウンタを含み、該リズム用エンベロー
   プカウンタは該リズム用エンベロープカウンタのカウン
   ト値に応じた前記リズム用エンベロープ波形記憶手段の
   読み出し番地を指定するとともに、前記リズム音の区切
   りデータに基づいて前記カウント値がリセットされてな
   ることを特徴とする請求項４記載の音信号リズム音信号
   発生装置。
6. 【請求項６】前記主記憶手段は、各番地に、メロディの
   各音の前記音の長さデータ、前記リズム音量データ及び
   前記リズム音の音の区切りデータとを記憶してなること
   を特徴とする請求項４記載の音信号発生装置。
7. 【請求項７】基本周波数を出力する発振手段と、 前記基本周波数をテンポの周波数に分周するテンポ用カ
   ウンタと、 前記主記憶手段から読み出された前記音の長さデータに
   応じて前記テンポの周波数を該音の長さに対応する周波
   数に分周する音長用プログラマブルカウンタと、 該音長用プログラマブルカウンタの出力をカウントして
   前記主記憶手段の読み出し番地を指定するメインカウン
   タとを備えてなることを特徴とする請求項１記載の音信
   号発生装置。
8. 【請求項８】メロディ情報を主記憶手段に記憶し、該主
   記憶手段から該メロディ情報の中の音の長さデータに応
   じた時間間隔で前記メロディ情報を順次読み出してなる
   音信号発生装置において、 音源とリズム音信号発生手段と混合手段とを設け、 前記主記憶手段は前記音の長さデータと共に該音源を制
   御するための音の高さデータを記憶してなり、 前記音源は、所定の音の波形と前記音の高さデータに応
   じた音周波数とをもつ信号に所定のエンベロープ波形を
   付加した第１の音信号を出力し、 前記リズム音信号発生手段は、リズム音エンベロープ波
   形の付加手段を具備し、該リズム音エンベロープ波形の
   付加手段は所定の形状のパルスに所定のリズム音エンベ
   ロープ波形を付加した第２の音信号を出力し、 前記混合手段は、前記第１の音信号と前記第２の音信号
   とを混合した音信号を発生してなることを特徴とする音
   信号発生装置。
9. 【請求項９】前記音信号発生装置は複数の前記リズム音
   信号発生手段を具備し、 前記主記憶手段は、該複数のリズム音信号発生手段をそ
   れぞれ制御するための複数のリズム音量データを記憶し
   てなり、 前記各リズム音信号発生手段は、前記各リズム音エンベ
   ロープ波形のデータと前記各リズム音量データを加算す
   るリズム音加算回路を含み、 前記リズム音エンベロープ波形の付加手段は、該リズム
   音加算回路の出力をデジタル・アナログ変換する第１の
   デジタル・アナログ変換回路と、該第１のデジタル・ア
   ナログ変換回路の出力を最大電圧として前記所定の形状
   のパルスに付加する第２のデジタル・アナログ変換回路
   とからなることを特徴とする請求項８記載の音信号発生
   装置。
10. 【請求項１０】メロディ情報を記憶した主記憶手段か
    ら、該メロディ情報の中の音の長さデータに応じた時間
    間隔で順次該メロディ情報を読み出してなる音信号発生
    方法において、 所定の音の波形と前記主記憶手段から読み出される前記
    メロディ情報の中の音の高さデータに応じた音周波数と
    をもつ信号に所定のエンベロープ波形を付加した第１の
    音信号を発生するとともに、 前記主記憶手段から読み出される前記メロディ情報の中
    のリズム音量データに基づく所定のリズム音の信号に所
    定のエンベロープ波形を付加した第２の音信号を発生
    し、 前記第１の音信号と前記第２の信号とが混合された音信
    号を発生することを特徴とする音信号発生方法。
11. 【請求項１１】請求項８記載の音信号発生装置と、 該音信号発生装置の前記混合手段から出力される信号に
    基づいて発音する発音手段とを具備することを特徴とす
    る楽音発生装置。