JPS58105193A - 楽曲演奏装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体メモリー等に音階データ、音符長データ
等の曲情報を記憶し、これら曲情報の読出しに従って楽
曲を再生するようにした楽曲演奏装置に係る。

この種の装置として、再生音に音色をもたせるため、あ
るいは周波数信号の正弦波、矩形波等の基本波形との組
合せて所望の楽器音で再生するため、各音階の周波数信
号にエンベロープをかけることが提案される。

本発明は、予じめエンベロープ波形を記憶しておき、こ
れを読出し出方することによって各音階の周波数信号に
エンベロープをかけ、また、エンベロープ波形の読出し
に応じて音階データ、音符長データ等の曲情報の読出し
制御を行なうようにして、曲情報の読出し回路を簡単化
したものである０ 以下図面に従って本発明装置の一実施例を説明する。

第１図は全体の回路ブロック図を示すものである。装置
は大別して、発振・分周回路１．トーン・ジェネレータ
部２．エンベロープ発生部３．外部入力回路４．コン］
・ロール回路５．アドレスヵウ／り６９曲情報メモリー
７、アンプ９．スピーカー１０から構成される。

発振・分周回路ＩＦｉ、例えば水晶発振回路及び分周回
路からなり、装置の基本クロックを発生する。トーン・
ジェネレータ部２は曲情報メモリー７　（例えば、ＲＯ
Ｍ、１ｌｌ）構成される）より出力されるデータに応じ
て対応する周波数信号を作り出す部分である。エンベロ
ープ発生部３は曲情報メモリー７から出力されるデータ
に応じて音の長さ及びエンベロープを作り出す。入力回
路４は選曲。

曲のスタート、移調・転調、テンポ等を制御するスイッ
チ回路である。コントロール回路５は入力回路４のスイ
ッチ入力を信号化し各ブロックに伝達する。アドレスカ
ウンター６は曲情報メモリー７のアドレスを指定するも
ので、曲情報メモリー７に記憶された楽曲データを順次
読出す。

第２図に曲情報メモリー７に記憶されたデータのビット
割当てを示す。すなわち、Ｂ［１−Ｂ１０　の１６ビツ
トでそれぞれ Ｂ０〜Ｂ３（４ヒツト）・・・音階ビットＢ４〜Ｂ７（
４ビツト）・・・音符長ビットＢ８．Ｂ、（２ビツト）
・・・オクターブビットＢ＋ｏ、Ｂ＋＋　（２ビツト）
・・・楽曲組換えビットＢ１□、Ｂ＋ａ（２ヒツト）・
・・音の強弱ビットＢ＋４（１ビツト）・・・音響効果
ビットＢ１５（１ビツト）・・・ストップビットのよう
に割当てられる。

〈具体的構成とその動作〉 １）まず、入力回路４０曲指定用スイッチにより曲を選
択する。このスイッチ操作によりコア）ロール回路５で
はＭ、〜Ｍ３にデコードされた３ビツトパターンを出力
し、曲情報メモリー７の読出し用先頭アドレスを指定す
る。

２）次に入力回路４のスタートスイッチをオンすると、
上記において指定されたアドレスの曲情報ビットパター
ンが読出される。読出されたビットパターンのうち、Ｂ
＃−Ｂ、（音階ビット）。

Ｂ８〜Ｂ１、（オクターブビット、楽器組換えビット）
の８ピツトはトーン・ジェネレータ部２へ、また、Ｂ４
〜Ｂ、（音符長ビット）　　、　ＢＩＧ−Ｂ１０（楽器
組換えビット、音の強弱ビット、音響効果ビット）の９
ビツトはエンベロープ発生部３に伝達される。

Ｂ、５（ストップピント）はコントロール回路５に伝達
される。ＢＩ５ピントに１″が出力されると動作はスト
ップするが、スタート時及び楽曲演奏時は０“で何ら動
作に影響を及ぼさない。

３）トーン・ジェネレータ部２に伝達された８ピントの
うち、Ｂ０〜Ｂ５．　Ｂ８．　Ｂ、の６ビノトは加減算
回路２−６に入力され、音階分周比メモリー２−５のア
ドレスを指定するとともに、オクターブセレクタ２−２
によりオクターブを選択する。

加減算回路２−６は、入力回路４の外部スイッチ入力に
よりＢｊ６〜Ｂ３．　Ｂ８．　Ｂ、のデータを制御して
移調・転調を可能にするものである。

４）オクターブセレクタ２−２により各オクターブに対
応する基本周波数ｆ０１〜ｆ０４の一つが選択される。

分周回路２〜１は発振・分周回路１に接続され、そのバ
イナリ出力より倍々　（ｌ。

２．４．８倍）の基本周波数ｆｏ１〜ｆｏＪを準備する
ものである。

オクターブセレクタ２−２より選択された基本周波数ｆ
。ｉは分周回路２−３に入力され分周される。分周回路
２−３の９ビットバイナリ分周出力は、一致回路２−４
において、上記アドレスにより指定された分周比メモリ
ー２−５からの同じく９ビツトの分周比出力と比較され
、一致したときパルスを出力するとともに分周回路２−
３をリセットする。

ちなみに、５００ＫＨｚの基準周波数に対して分周比が
４７８〜２５３０間（バイナリコードで９ビツトによシ
表現できる）の１２値であるとすると、１０４６〜１９
７５ＫＨｚ範囲の各音階周波数を得ることができる。オ
クターブは基準周波数を倍々に変化すればよい。

５）　一致検出パルスは更に分周回路２−７に入力され
る。分周回路２−７はその４ビソトバイナリ分周出力に
より次段基本波形メモＩＪ−２−８のアドレス指定を行
なう。すなわち、分周回路２−７はいわゆるアドレスカ
ウンタとして動作する。

基本波形メモリー２−８は８ピツト構成で１６ステノプ
で音階周波数の１周期分に相当する波形を形作るようデ
ータを記憶している。すなわち、オクターブセレクタ２
−２．一致回路２−４から出力される周波数は実際の音
階周波数の１６倍に相当するものであり、分周回路２−
７により各音階周波数の１周期分を１６分割して、基本
波形メモリー２−８の１６ステノプのアドレスを順次指
定するようにしている。このアドレス指定により読出さ
れた波形データはＤ／Ａコンバータ２−９に入力され、
Ｄ／Ａ変換されて音信号の基本波形を形成する。

また、基本波形メモリー２−８には曲情報メモＩＪ　−
７カラＢ＋ｏ＋　Ｂｌｌ　の２ビツト、エンベロープ発
生部３の分周回路３−７の上位２ビツトバイナリ分周出
力Ｃを入力している。１Ｂ、。、Ｂ、１ビツトは楽器組
換え制御に応じて読出すべき波形メモリーを選択するも
ので、Ｃの２ビツトは更にエンベロープを時間的に所定
領域に分け、適宜基本波形として高次周波数を付加した
もの等を選択し、音の自然さ、ききやすさを増すための
ものである。

６）エンベロープ発生部３に伝達された９ビツトについ
て、Ｂ、〜Ｂ７の４ビツトは音符長分周比メモリー３−
６にアドレス指定として入力されるＯ　ＢＩＯ＋　Ｂｌ
ｌの２ビツトは楽器組換用の制御ビットとしてエンベロ
ープ波形メモリー３−８に、またＢ　１２　＋　Ｂ１３
　＋　Ｂ　１１の３ビツトは音の強弱、音響効果（トレ
モロ）制御用ビットとして演算回路３−９に入力される
。

７）エンベロープ発生部３では、スタートスイッチがオ
ンになるとまず分周回路３−１が動作開始する。分周回
路３−１の６ビツトバイナリ分周出力は一致回路３−２
に入力され、テンポ分周比メモリー３−３の６ビツト分
周比出力と比、較される。一致すればパルスを発生し後
段の分周回路３−４に入力する。このパルスは最短音符
長の時間間隔を決定する。

要すれば、入力回路４のテンポ制御用スイッチの操作に
より、加減算回路３−１１において分周比メモリー３−
３０分周比出力を加減算し、分周比を変えて任意のテン
ポに設定することができる。

８）音符長分周比メモリー　３−４はＢ４〜Ｂ７の４ビ
ツトをアドレス指定として、各音符長に対応する８ビツ
トの分周比データを選択し出力する。これに応じて一致
回路３−５において、分周回路３−４の８ビットバイナ
リ−分周出力と比較され、一致したときパルスを出力す
る。このパルスの出力時間間隔はＢ４〜Ｂ７の４ビツト
で指定される各音符長に対応して変化する。

このパルスは分周回路３−７に入力され分周される。

９）エンベロープ波形メモリー３−８は、８ビット構成
、３２ステツプで１つのエンベロープ波形を形作るよう
データを記憶している。このようにエンベロープ波形は
３２ステツプと固定的に記憶されたものであり、いずれ
の音符長でもその１音符長で１つのエンベロープ波形を
読出すようにされる。すなわち、上述した音符長ピッｌ
−Ｂ、〜Ｂ７により指定される一致回路；３−５の出力
パルス間隔は、このエンベロープ波形メモリー３−８に
おける読出し速度を決定するものであり、いずれの音符
長の場合でも１．Ｃレス発生間隔を変えてｌ音符長につ
き３２個のパルスが出力される。

これによって、分周回路３−７は、一致回路３−５から
の出力パルスを受けて動作する、いわゆるエンベロープ
波形メモリー３−８のアドレスカウンタとなり、ｌ音符
長の期間に相当して、その５ビツトバイナリ分周出力に
より、エンベロープ波形メモリー３−８の３２ステツプ
を順次読出す。

エンベロープ波形メモリー３−８に入力されたＢｌＯ＋
Ｂ１１ビットは読出されるべき波形メモリーを選択し、
基本波形メモリー２−８で選択される基本波形と組合せ
て楽器組換え制御を行なう。Ｃの２ビツトは分周回路３
−７の５ビットバイナリ分周出力の高位のもので、エン
ベロープ期間を４等分する。

１０）エンベロープ波形メモリー３−８から読出される
データは、演算回路３−９において、Ｂ１□。

ＢＩ３の強弱ビットデータに基づく乗算及びＢＩ４の音
響効果（トレモロ）ビットデータに基づく加減算を行な
い、エンベロープ波形データをモディファイする。モデ
ィファイされたデータはＤ／Ａコンバータ３−１０でＤ
／Ａ変換されエンベロープを発生する。

１１）エンベロープはトーン・ジェネレータ部２のＤ／
Ａコンバータ２−９にレベル制御信号として送られ、Ｄ
／Ａコンバータ２−９で基本波形とミキシングされエン
ベロープ付音信号を出力する。

音信号はアンプ９．スピーカー１０を介して放音される
。

１２）　分周回路３−７で３２ステツプをカウントする
と、そのキャリーパルスはアドレスカウンタ６に入力さ
れアドレスを１つ進める。すなわち、分周回路３−７は
異なる出力パルス間隔の入力で、いずれの音符長の場合
でも３２をカウントすることにより、エンベロープ波形
の読出しを終え、同時にそれぞれの音符長期間を終了す
ることとなる。キャリーパルスの発生によりアドレスが
１つ進められれば、曲情報メモリー７から次の曲情報ビ
ットパターンが読出され、上記１）〜１２）の動作を繰
返す。

１３）このようにして曲情報メモリー７から順次曲情報
ビットパターンを読出していき、Ｂ１．ビットに１″が
出力されると、コントロール回路５より停止］二の信号
が出力され、各分周回路２−１．２−３．２−７．３−
１．３−４．３−７をリセットするとともに、内部のゲ
ート回路を閉じ、一連の動作を終了する。

ぐメモリーのデータ容量〉 ちなみに、」１記実施例における各メモリーのデータ容
置は次のとおりである。

音階分周比メモリー２−５ φ・・９ビット×１２音階 基本波形メモリー２−８ 番・・８ビット×１６ステツプ×４基本波形（ただし、
Ｃ信号による制御がない場合）音符長分周比メモリー３
−３ ・・・８ビツト×１最短音符長 音符長分周比メモリー３−６ −・・８ビツトＸ１６音符長 エンベロープ波形メモリー３−８ ・・・８ビツト×３２ステツプ×４エンベローグ波形く
基本波形とエンベロープ〉 基本波形としては、例えば第３図のタイムチャートに示
されるように、（ａ）正弦波、（ｂ）銀波、（Ｃ）矩形
波、（ｄ）三角波等がある。基本波形メモリー２−８に
は、これら波形Ａの１周期分が１６分割されて、８ビツ
ト、１６ステノグのディジタルデータとして記憶される
。第４図（１）〜（４）のタイムチャートはエンベロー
プの波形例ヲ示す。エンベ、ロープ波形Ｂは３２分割さ
れて、エンベロープ波形メモリー３−８に８ビツト、３
２ステツプのディジタルデータとして記憶される。上述
の基本波形、エンベロープ波形は一例であり、他に様々
な基本波形、エンベロープ波形がありこれらに限定され
るものではない。

ある楽器の音が第５図のようであるとすると、基本波形
Ａは第３図の（ａ）、エンベロープ波形Ｂは第４図の（
２）から構成されることとなる。基本波形ノ周波数は各
音階に、エンベロープの長さは各音符長に対応する。

く移調・転調、テンポ調整〉 音階データ　（Ｂ、〜Ｂ３ピント）のコード図を第６図
に、音符長データ　（Ｂ４〜Ｂ７ビツト）のコード図を
第７図に示す。ここでは図示のようにそれぞれ音階デー
タ、音符長データを、４ビツトのバイナリコードに順次
対応させてコード化している。

なお、音階データはｌゝ００００″（コードＯＨ）のと
き休符を表わし、体符長は音符長データをもって設定さ
れる。

音階の移調・転調は上記のコードを用いて考えると、あ
る数のバイナリコードの加減算になる。

例えば、ハ長調から半音−１二げると変ニ長調に変わる
。ハ長調の１オクターブは”０１００”（コード４Ｈ）
〜ゝ１１１１″（コードＦＨ）で表わされ、変ニ長調の
１オクターブはゝ’０１０１”（コード５Ｈ）〜１オク
ターフ゛」二の’０１００″（コード４．　Ｈ）となり
、ハ長調のコードに“ＯＯ０１″を加えたものになる。

また、ハ長調から半音下げると口長調になる。このとき
の口長調の１オクターブは、１オクターブ下の１１１１
″（コードＦＨ）、同オクターブのゝゝ０１０１”（コ
ード４Ｈ）〜゛ゝ１１１０”（コードＥＨ）となり、ハ
長調から０００１″を減じたものとなる。オクターブの
上下は、」１記の加減算で０１００″（コード４．Ｈ）
〜゛１１１．１１″（コードＦＨ）のキャリー及びボロ
ーで表わされるＯ １・−ン・ジェネレータ部２の加減算回路２−６は上述
のような加減算を行なうもので、移調・転調データは入
力回路４のスイッチ操作により設定される。本実施例で
は、半音部を含めド〜シの音階を、　０１００”（コー
ド４Ｈ）〜’１ｌｌｌｌ″（コードＩｉ”Ｈ）　　とバ
イナリコードに応じて順次対応させているので、簡単な
加減算より、移調・転調した音階をそれぞれ指定するこ
とができ非常に有用である。

テンポも同様な加減算回路３〜１１により、６ビソト分
周比メモＩＪ−３−３の出力に任意数（バイナリコード
）を加減算し最短音符長を変化することにより達成でき
る。

く楽器音の発生ン 音色は、エンベロープとそのエンベロープ期間作ってい
る基本波形によって構成されており、その基本波形及び
エンベロープを指定することにより、所望の楽器音も指
定することができる。

楽器音を指定するデータは、曲情報メモリー７から出力
される楽器組換えビットＢ＋ｏ、Ｂ＋＋であり、ここで
は最大１音符毎に楽器音を切換えることができるように
している。楽器組換えビットＢ１０　＋　Ｂ　１１　　
のデータは基本波形メモリー２−８゜エンベロープ波形
メモリー３−８に入力され、それぞれ対応する基本波形
及びエンベロープ波形が選択される。基本波形例は第３
図、エンベロープ波形例は第４図のタイムチャートに示
されるとおりで、例えば基本波形Ａとして第３図（ｃ）
のものが、エンベロープ波形Ｂとして第４図（２）のも
のが選択された場合は、第５図に示すような波形形態を
もつ楽器音が出力される。

楽器音は、楽器組換えピノ）Ｂ＋ｏ、Ｂ＋＋で指定され
る４種類である。ビットＢ、。、Ｂ１１がゝｏｏ”。

ゝ゛０１“　　１１１　Ｑｌ＋　、　　＋＋１１′ｒｒ
ｒの場合において、それぞれ定められた基本波形及びエ
ンベロープ波形の組合せが選択され、選択された基本波
形、エンベロ　−グ波形が読出される。

楽器組換えビットとしてビット数を増やし、それぞれ単
独で基本波形、エンベロープ波形を選択し得るようにす
ると、任意に基本波形とエンベロープ波形の組合せを指
定し、限られたメモリー容量で更に多くの楽器音に切換
えることができる。

〈音の自然さ、ききやすさ〉 基本波形メモリー２−８に入力された２ビツトのＣ信号
は音の自然さ、音のききやすさを増すものである。

１つのエンベローブ内で、基本波形の組合せが変わるこ
とがある。一般には、第４図（１）の典型的なエンベロ
ープ波形に示されるように、音の立上りからピークにな
る捷での時間ニアタック・タイムチャ−トから保持レベ
ルまでの時間：ディケイ・タイムＤ、保持レベルの時間
：サスティン・タイムＳ、立下りの時間：リリース・タ
イムＲかあり、これらの期間で基本波形も変わり得る。

本実施例では２ビツトのＣ信号により、エンベロープ期
間を均等に４分割しこれに近似化している。

基本波形の変化としては高次周波数を附加して若干の変
化がつけられるもの、あるいは特定の楽器音でばあ名期
間が全く異なる基本波形となる場合もあり様々である。

この場合、楽器組換用ピッ）　Ｂｌｏｔ　１３＋１　で
指定され、またそれぞれエンベロープの４期間で基本波
形を選択する必要から、４×４の基本波形をメモリーし
、基本波形メモリー２〜８のデータ容量８ビツト×１６
ステツプＸ（４Ｘ４）基本波形となる。

〈音の強弱、トレモロ制御〉 音の強弱は振幅の大小で決まるので、エンベロープ全体
のレベル調整を行なうことによって、またトレモロ効果
はいわゆる低周波数の振幅変調であるので、エンベロー
プ波形を低周波数にて振幅変調することによって実現で
きる。

エンベロープ発生部３の演算回路３−９は、上記のため
音の強弱ビニ７トＢｌ□、Ｂ１３及び音響効果ビットＢ
、４が入力され、適宜読出されエンベロープ波形（ディ
ジタル量）に演算を施こすものであるＯ 以上のように本発明によれば、予じめ記憶されたエンベ
ロープ波形により各音階の周波数信号にエンベロープを
かけることができ、また音階データ、音符長データ等の
曲情報の読出しが、上記エンベロープ波形の読出しに関
連して簡単な回路構成で達成でき、音色豊かで実用価値
の高い楽曲演奏装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の回路ブロック図
、第２図は曲情報メモリーのビット割当てを示す図、第
３図（ａ）〜（ｄ）は基本波形例を示すタイムチャート
、第４図（１１〜（４）はエンベロープ波形例を示すタ
イムチャート、第５図は基本波形とエンベロープ波形の
ミキシ／グ例を示すタイムチャート、第６図は各音階に
対応するコード例を示す図、第７図は各音符長に対応す
るコード例を示す図である。 ■・発振・分周回路、　２・トーン・ジェネレータ部、
　３　エンベロープ発生部、　６・・アドレスカウンタ
、　　７・・曲情報メモＩＪ　−、３−４・３−７・・
分周回路、　３−５−数回路、３−６・音符長分周比メ
モリー、　　３−８・エンベローブ波形メモリー、　、
Ｂ０〜Ｂ３・・音階ビット、Ｂ。 〜Ｂ７・・・音符長ビット。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦 ｌに−ット 亀２凶 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも音階データと音符長データをビットパタ
   ーンとする曲情報を記憶し、該曲情報の読出しに従って
   楽曲を演奏する装置において、前記音階データの読出し
   に応じて発生する各音階の周波数信号にエンベロープを
   かける手段を有し、該手段はエンベロープ波形を記憶す
   る手段及び該記憶されたエンベロープ波形を読出し出力
   する手段とを備え、前記音符長データの読出しに応じて
   各音符長期間に相当して前記エンベロープ波形を読出す
   とともに、前記エンベロープ波形の読出し終了時毎に前
   記メモリ一手段から次の曲情報を読出すようにしてなる
   ことを特徴とする楽曲演奏装置。