JPS581799B2 - 音色制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子楽器などの楽音信号の音色を変化させる
音色制御装置に関するものであり、特に２つ以上の共振
型濾波器の共振周波数を大幅に変化させるようにしたも
のである。

従来、共振型濾波器を２つ並列に配して、崖坦な伝送特
性の任意の周波数において共振峰を作り、しかも、２つ
の共振峰の共振周波数を、可聴領域内で、たがいに独立
に変化できるようにした音色制御装置が知られている。

この場合、共振周波数は２つの１１変抵抗器や、いわゆ
る４チャネルボリュームあるいはジョイスティックと呼
はれる２次元内で操作棒を動かすような操作器によって
自由に設定される。

ところが、従来の音色制御装置においては、２つの共振
型濾波器のそれぞれの共振特性も、これらの共振特性の
共振周波数による変化も、互に全く同一に変化するよう
に構成されていた。

たとえば、第１の共振型濾波器の共振周波数をｆ１、第
２の共振型濾波器の共振周波数をｆ２とすると、ｆ１＝
ｆａ，ｆ２＝ｆｂに設定したときと、ｆ１＝ｆｂ，ｆ２
＝ｆａに設定したときで、総合の周波数特性は全く同一
になる。

すなわち、操作器の位置が異なるにもかかわらず、音色
が同一になってしまうという欠点があった。

本発明はこのような欠点を除去する音色制御装置を提供
するものである。

第１図は本発明の原理を示すブロック図である。

第１図において、共振峰をもつ濾波器３，４を複数個（
第１図の場合は２個）並列に配し、濾波器３と４に入力
端子１より楽音信号Ｓ１Ｎを印加し、各戸波器３，４の
出力信号Ｓ１とＳ２を加算器５で加算し、出力信号Ｓ０
を出力端了２に得る。

濾波器３と４の共振峰の共振周波数ｆ１とｆ２は、スラ
イドボリュームなどの可変抵抗器を操作器６により操作
して、それぞれ独立に可変できる。

そして、Ｐ波器３と４の共振峰での利得Ｇ１，Ｇ２と共
振のＱ１，Ｑ２のうち少なくとも１つは、共振周波数ｆ
１，ｆ２の変化とともに変化する。

しかも、濾波器３と４とでは、共振周波数に対する利得
とＱの変化の関係が相異なるようにする。

たとえば、Ｇ１とＱ１はｆ１に比例し、Ｇ２とＱ２はｆ
２に反比例するようにする。

ここで、比例、反比例は単に増減の関係を云うもので数
学的な厳密さは必ずしも必要でない。

このような濾波器の一例を第２図に示す。

第２図ａは、入力端子１０より抵抗Ｒ１を介して楽音信
号を印加し、キャパシタＣ１とインダクタＬ１を並列に
接続した並列共振回路と抵抗Ｒ１とで分圧した信号を出
力端子１１より出力信号として取り出している。

キャパシタＣ１のキャパシタンス（Ｃ１）は操作器６に
より変化できる。

第２図ｂは、抵抗Ｒ２、キャパシタＣ２、インダクタＬ
２を第２図ａと同様に接続したものである。

ただし、インダクタＬ２のインダクタンス（Ｌ２）は操
作器６により変化できる。

第２図ａ，ｂの共振周波数をそれぞれｆ１，ｆ２、共振
峰でのそれぞれＧ１，Ｇ２、共振回路のＱをそれぞれＱ
１，Ｑ２とするとそれらの間には次式が成立する。

これらの式より、共振峰での利得Ｇ１，Ｇ２は一であり
、Ｑ１はｆ１に反比例し、Ｑ２はｆ２に比例することに
なる。

第３図はその周波図特性の一例を示すもので、破線が第
２図ａの濾波器の特性で、実線が第２図ｂの濾波器の特
性を表わす。

したがって、総合の特性は、実線イと破線二の組み合わ
せ、または実線口と破線ハを組み合わせたものの２通り
が実現できる。

この２通りのうち前者はＱの小さい共振峰が２つある場
合、後者はＱの大きい共振峰が２つある場合である。

従来のものでは、この２つの特性がまったく一致してし
まったが、この実施例では、相異なった特性になり、異
なった音色が得られる。

したがって、従来のように操作器の位置が異なるにもか
かわらず総合の周波数特性が同一になるという問題は全
くなくなり、無駄な制御が減少し、音色制御の自由度が
増大する。

第４図は、濾波器３，４の他の例を示すものである。

第３図と違う点についてのみ説明する。各濾波器のイン
ダクタＬ１とＬ２に直列に抵抗ｒ１，ｒ２が接続されて
いる。

第４図ａとｂについて共振周波数をそれぞれｆ１，ｆ２
とし、共振のＱをそれぞれＱ１，Ｑ２とし、並列共振回
路のインピーダンスをＺ１，Ｚ２とするとそれらの間に
は次式が成立する。

したがって、第４図ａの濾波器では、Ｑ１と共振峰での
利得（＝Ｚ１／（Ｚ１＋Ｒ１））は、共振周波数ｆ１に
比例する。

一方、第４図ｂの濾波器では、Ｑ２と共振峰での利得（
＝Ｚ２／（Ｚ２＋Ｒ２））は、共振周波数ｆ２に反比例
する。

この様子を第５図に示す。

第５図の実線は第４図ａの濾波器の、破線は第４図ｂの
濾波器の特性をそれぞれ表わしている。

この場合も実線と破線の組み合わせで、無駄のない多種
多様な周波数特性を実現することができる。

なお、インダククＬ１，Ｌ２の代りに、ジャイレータな
どの電子回路を用いた等価的なインダクタンス回路を用
いても同様である。

ところで、第１図〜第５図に示した音色制御装置では、
各戸波器３，４の共振特性により、比較的狭い帯域での
周波数特性の可変しかできず、またＱの設定範囲も狭い
範囲内に限られてしまう欠点がある。

本発明はこのような問題をも解決し、オーディオ周波数
帯域全域にわたって周波数特性を広範囲に可変でき、か
つＱも広範囲に可変できて、設計を容易にすることがで
きる音色制御装置を提供するものである。

以下本発明の一実施例を第６図、第７図とともに説明す
る。

第６図は、第１図の原理図における濾波器３，４の具体
構成を示すものである。

第６図において、入力端子１６に印加された楽音信号は
、バツファ１７、抵抗Ｒ３を介して、全域通過回路２１
．２２および位相反転器２３の縦続接続回路に印加され
る。

位相反転器２３の出力信号は、抵抗Ｒ５、可変抵抗Ｒ４
を介して全域通過回路２１の入力へ帰環される。

全域通過回路２１は、伝達関数０１（Ｓ）として、 Ｇ１（Ｓ）＝−（Ｓ−Ｓｏ）／（Ｓ＋Ｓｏ）の特性をも
つもので、通称ツーロン回路として知られるものである
。

全域通過回路を構成している。そして、その伝達関数Ｇ
２（Ｓ）は になる。

したがって位相推移は、Ｓ＝Ｓｏなる周波数で−１８０
°になり、位相反転器２３によって位相は＋１８０°に
なる。

すなわち、帰還は止帰還になる。

したがってＳ＝Ｓｏにおいて共振が起る。全域通過回路
２１の入力端子よりバツファ２４を介して出力信号を出
力端子２７から取り出すようにする。

なお、ツーロン回路は第７図に示すようなもので、端子
２８に供給された信号を差動出力増幅器２９に加えて正
相と逆相の２つの信号にし、キャパシタＣ３と抵抗Ｒ６
を介して出力端子３０でミキシングし、出力信号を得る
ようにしたものである。

抵抗Ｒ６を変化させると上記Ｓｏが変化する。

Ｓｏ＝Ｊ２πｆｏとすると、，ｆｏ＝１／２πＲ６Ｃ３
になる。

したがって、第６図において、全域通過回路２１と２２
のり変抵抗２５と２６を変化させることにより、Ｓｏを
変化させて共振周波数を変えることができる。

また、可変抵抗Ｒ４により帰還量を変化させると共振の
Ｑが変化する。

したがって、町変抵抗２５．２６と町変抵抗Ｒ４とを連
動すると、共振周波数ｆと共振峰でのＧとを相関連して
変化させることが可能になる。

可変抵抗２５，２６，Ｒ４の抵抗値を比例的に変化させ
ると、共振周数ｆと利得Ｇが比例し、町変抵抗２５．２
６と反比例して町変抵抗Ｒ４を連動させると、利得Ｇは
共振周波数ｆに反比例する。

２次の全通過回路としては、上記のものに限らず、ｂｉ
ｇｕａｄ回路など他の回路を利用してもよい。

なお第１図の原理図において、濾波器と並列にバイパス
系路を設けて、共振峰以外の部分の周波数特性を平坦に
してもよい。

以上のように、本発明は、多数の共振回路の共振特性の
変化を互に相異ならしめるこみによって従来より多様な
周波数特性を、従来と同じ操作器の操作により実現でき
、従来例の欠点である音色制御のむだを除去することが
できるものである。

しかも本発明は、濾波器として楽音信号を入力抵抗の一
端に印加し他端を２次の全域通過回路に接続し、２次の
全域通過回路の出力を位相反転し、帰還抵抗を介して上
記入力抵抗の他端に帰還し、上記入力抵抗の他端より出
力電圧を取り出すようにした濾波器を用い、上記２次の
全域通過回路に位相特性を変化させて共振周波数を変化
させると共に、上記帰還抵抗を変化させて、共振峰の高
さを変化させるようにしたものであるから、２次の全域
通過回路によって、オーディオ周波数帯域全体にわたっ
て周波数特性を広範囲に可変できるとともに、帰還抵抗
によって、Ｑをも広範囲に町変でき、したがって回路設
計を著しく容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示すブロック図、第２図ａ，ｂ
は第１図に用いる濾波器を示す回路図、第３図はその周
波数特性図、第４図ａ，ｂは第１図に用いる他のＰ波器
を示す回路図、第５図はその周波数特性図、第６図は本
発明の一実施例に用いる濾波器の回路図、第７図は上記
第６図の濾波器を構成する全域通過回路の一例を示す回
路図である。 １……入力端子、２……出力端子、３，４……濾波器、
５……加算器、１６……入力端子、１７……バツファ、
２１．２２……全域通過回路、２３……位相反転器、２
４……バツファ、Ｒ４，Ｒ５……帰還抵抗、２５，２６
……町変抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 共振峰をもつ濾波器を複数個並列に接続し、上記各
   濾波器に入力信号を供給し、各濾波器の出力信号を互に
   加算して取り出すように構成し、上記各ｖｉ波器の共振
   峰の共振周波数を互に独立して可変し得るように構成し
   、各共振峰のレベル、Ｑのうち少なくとも一方が上記共
   振周波数の変化に応じて変化するように構成し、かつそ
   の変化特性が各濾波器によって相異なるように構成する
   とともに、上記濾波器として、楽音信号を入力抵抗の一
   端に印加し他端を２次の全域通過回路に接続し７、２次
   の全域通過回路の出力を位相反転し、帰環抵抗を介して
   上記入力抵抗の他端に帰環し、上記入力抵抗の他端より
   出力電圧を取り出すようにした濾波器を用い、上記２次
   の全域通過回路の位相特性を変化させて共振周波数を変
   化させると共に、上記帰環抵抗を変化させて、共振峰の
   高さを変化させるようにしたことを特徴とする音声制御
   装置。