JPS5913665Y2 - エンベロ−プ波形発生器 - Google Patents

エンベロ−プ波形発生器

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JPS5913665Y2
JPS5913665Y2 JP14417078U JP14417078U JPS5913665Y2 JP S5913665 Y2 JPS5913665 Y2 JP S5913665Y2 JP 14417078 U JP14417078 U JP 14417078U JP 14417078 U JP14417078 U JP 14417078U JP S5913665 Y2 JPS5913665 Y2 JP S5913665Y2
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gate
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、テ゛イジタル技術を利用した電子楽器のエ
ンベロープ波形発生器に関し、特に立上り、立下りが不
規則に変化するエンベロープ波形信号を発生するエンベ
ロープ波形発生器に関する。
一般に電子楽器においては、鍵盤部の押鍵操作に伴ない
発生されるキーオン信号でエンベロープ波形発生器を駆
動してエンベロープ波形信号を発生させ、該エンベロー
プ波形信号で操作鍵に対応する楽音信号(音源信号)の
キーイングを行い、これにより所望の楽音を発生させる
ようになっている。
このようなエンベロープ波形発生器としては、従来から
種々の構成のものが存在するが、最近ではディジタル技
術を利用して所定の演算を実行することによりエンベロ
ープ波形信号を発生するようにしたエンベロープ波形発
生器が提案されている。
従来のこの種のエンベロープ波形発生器にあっては、演
算回路にて規則的な周期で所定値を加算または減算する
演算(たとえば+1演算、−1演算)が実行される。
このためこの種のエンベロープ波形発生器から得られる
エンベロープ波形信号は、キーオンによりその最小レベ
ルから最大レベルまで時定数をもって規則的に立上り、
またキーオフによってその最大レベルから最小レベルま
で時定数をもって規制的に立下るような波形信号となる
ところで、ジャズやロックなどの演奏曲の場合、特に楽
音の立上りを強調し、歯切れのよい演奏音が得られるよ
うにすることが望ましい。
しかしながら上述した従来のエンベロープ波形発生器を
採用した電子楽器では、時定数をもって規則的に立上る
エンベロープ波形信号で楽音信号のキーイングを行って
いるため、発生楽音も時定数をもって規則的に立上るこ
とになり、楽音の立上りが不明瞭で歯切れがわるく、ジ
ャズやロックの演奏においては充分な演奏効果が得られ
なかつた。
この場合、エンベロープ波形信号の立上り時定数を非常
に短かくすることによって楽音の立上りをある程度強調
することは可能であるが、それでも充分満足のゆく演奏
効果は得られなかった。
この考案は上記の点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、立上り、立下りが不規則に変化するエン
ベロープ波形信号を発生するエンベロープ波形発生器を
提供し、これにより特に楽音の立上りが明瞭になり、ア
タック効果の強調された演奏音が得られるようにしたも
のである。
上記の目的を達成するために、この考案では、演算回路
、レジスタおよび演算制御回路とを設け、かつ前記演算
回路とシフトレジスタとの間の接続状態を、特定の少く
とも2ピツI・を相互に置換して接続するように構成し
、また前記演算回路に対して、キーオン信号の発生時か
t、前記演算回路の演算結果信号または前記レジスタの
出力信号が1の所定値に達するまでの期間、前記出力信
号に対する加算動作(減算動作)を繰返し実行させると
ともに、キーオン信号の消滅時から前記演算結果信号ま
たは前記レジスタの出力信号が第2の所作定値に達する
までの期間、前記出力信号に対する減算動作(加算動作
)を繰返し実行させるようにし、これにより立上り、立
下りが不規則に変化するエンベロープ波形信号が得られ
るようになっている。
以下、図面を参照してこの考案の一実施例を説明する。
第1図において、アタックパルス発生器1から所定周波
数で発生されるアタックパルスACP(このアタックパ
ルスACPのパルス幅は、後述スるクロックパルスφの
パルス幅と同一とする)は、アンドゲート2に入力され
る。
このアンドゲート2は、図示しない鍵盤回路から押鍵に
ともない発生されるキーオン信号KON(押鍵中は2値
論理レベル“1”信号)および後述する検出信号X1を
インバータ3により反転した信号X1によりゲート制御
される。
換言すればこのアンドゲート2は、後述するアタック期
間中動作可能となって前記アタックパルスACPを通過
させるもので、このときこのアタックパルスACPは、
オアゲート4を介して加算器5の2ビツト目の第1の加
算入力端A2に送られる。
ディケイパルス発生器6から所定周波数で発生されるデ
ィケイパルスDCPは、アンドゲート7に人力される。
この場合、テ゛イケイパルスDCPの周波数は、前記ア
タックパルスACPの周波数と異なり、テ゛イケイパル
スDCPの周波数の方がアタックパルスACPの周波数
より低く選ばれている。
またディケイパルスDCPのパルス幅は、前記クロック
パルスφと同一で゛ある。
アンドゲート7は、前記キーオン信号KONをインバー
タ8により反転した信号KONおよび後述する検出信号
X2をインバータ9により反転した信号X2によりゲー
ト制御される。
換言すればこのアンドゲート7は後述するディケイ期間
中動作可能になって前記ディケイパルスDCPを通過さ
せるもので、このときこのディケイパルスDCPは、オ
アゲート4を介して加算器5の2ビツト目の第1の加算
入力端A2に送られるほかに、3ビツト目〜8ビツト目
の第1の加算入力端A3〜A8に直接送られる。
また加算器5の1ピッl−目の第1の加算入力端A1に
は、2値論理レベルの°0“信号が常時供給されている
更に加算器5の1〜8ビツト目の第2の加算入力端B1
〜B8には、この加算器5の出力端C1〜C8に接続さ
れるシフトレジスタ(容量:1ステージ・8ビツト)1
0の各ビットの出力端RO1〜RO8からの出力信号C
L1〜CL8が入力されている。
加算器5はその第1の加算入力端A1〜A8に入力され
る信号と第2の加算入力端B1〜B8に人力される信号
との加算演算を実行しその加算出力(8ビツトにより表
わされる加算値)Qは該加算器5の出力端C1〜C8か
ら出力されて前記シフトレジスタ10に送られる。
ところで、エンベロープ波形信号Eの立上りおよび立下
りを不規則に変化させるために、この実施側では、加算
器5の1ビツト目の出力端C1をシフトレジスタ10の
3ビツト目の入力端R■3に接続し、また加算器5の3
ビツト目の出力端C3をシフトレジスタ10の1ビツト
目の入力端R■1に接続している。
加算器5の2ビツト目の出力端C2および゛4〜8ビッ
ト目の出力端C4〜C8は、それぞれシフトレジスタ1
0の2ピ゛ツト目および゛4〜8ビット目の各入力端R
1□、R■4〜R■8に接続されている。
この結果、前記加算値Qの1ビツト目と3ビツト目の内
容が互いに置換された信号Q′が前記シフトレジスタ1
0に入力されることになる。
シフトレジスタ10は入力した信号Q′を一時記憶する
とともに、図示しない発振器から発生するクロツクパル
スφにより駆動されて前記信号Q′を出力端RO1〜R
O8から並列8ビツトの信号CL1〜CL8として出力
するもので゛ある。
この信−号CL4〜CL8は上述したように加算器5に
帰還されるため、加算器5とシフトレジスタ10とはア
キュムレータ11を構成している。
また信号CL、〜CLlはエンベロープ波形信号Eと称
され、図示しない楽音形成回路に送出される。
シフトレジスタ10から出力される並列8ビツトの信号
CL1〜CL8のうち信号CL2〜CL8がアンドゲー
ト12に入力されている。
アンドゲート12は、信号CL2〜CL8が全て2値論
理レベルの“1“信号のとき“l“信号を出力する。
ここでアンドゲート12の出力信号を信号X1とすると
、この信号X1は前記信号Q′が値r254Jに達した
ことを表わす検出信号である。
また前記信号CI、1〜CL8はともにノアゲート13
に入力されている。
ノアゲート13は信号CL1〜CL8が全て“0”信号
のとき“1”信号を出力する。
ここでノアゲート13の出力信号を信号X2とすると、
この信号X2は前記信号Q′が値「O」になったことを
表わす検出信号である。
次に第2図の動作波形図を参照して前記実施例の動作を
説明する。
アタックパルス発生器1およびテ゛イケイパルス発生器
6からは常時、アタックパルスACPおよびディケイパ
ルスDCPがそれぞれ所定の周波数で発生している。
また鍵(キー)が押鍵される以前は、シフトレジスタ1
0の各ビットの出力信号CL1〜CL8の内容は全て“
0”信号となっている。
したがってアンドゲート12の出力信号である検出信号
X1は“0”信号、ノアゲート13の出力信号である検
出信号X2は“l”信号となっている(第2図f9g参
照)。
更にキーオン信号KONは第2図eに示すように“0”
信号である。
押鍵開始前における前記各信号X1.X2.KONの上
述した出力状態によって、アンドゲート2,7はともに
不動作状態であるから、前記アタックパルスACPまた
はディケイパルスDCPはそれぞれアンドゲート2,7
により阻止され、加算器5に入力されない。
この状態において鍵が押鍵されると、キーオン信号KO
Nが“1”信号となる。
このとき検出信号X1は“0”信号であるから、アンド
ゲート2が押鍵開始とともに動作可能となる。
なお、アンドゲート7はキーオン信号KONが出力中(
“1”信号)は不動作のままである。
このためアタックパルスACPがアンドゲート2、オア
ゲート4を介して加算器5の2ビツト目の第1の加算入
力端A2に入力されはじめる。
押鍵開始前において、加算器5の第2の各加算入力端B
1〜B8に入力される信号CL1〜CL8は上述したよ
うに“0゛信号である。
したがって押鍵開始後に最初に出力されるアタックパル
スACPが加算器5に加えられると、加算器5の加算値
Qは2進数表示で”0OOOOOIOJ (10進数:
2)となる(第2図時刻t1)。
この時刻t1における加算値Qのlビット目、3ビツト
目はともに°“0゛信号であるから、シフトレジスタ1
0に入力される信号Q′も”0OOOOOIOJ (1
0進数:2)である。
シフトレジスタ10に入力され一時記憶された信号Q′
は並列8ビツトの信号CL1〜CL8としてシフトレジ
スタ10から出力され、加算器5の第2の各加算入力端
B1〜B8に送られる。
次に、2発目のアタックパルスACPが加算器5に加え
られると(第2図時刻t2)、加算値Qが2進数表示で
’0OOOO100J (10進数:4)となる。
この加算値Qの1ビツト目は°゛0”イ言号、3ビ゛ン
ト目は“l”信号であるから、信号Q′の1ビツト目が
“1”信号、3ビツト目がO”信号となり、この結果シ
フトレジスタ10に入力される信号Q′は、’0OOO
OOOIJ (10進数:1)となる。
このようにアタックパルスACPが加算器5に加えられ
るたびに、加算器5はその第2の加算入力端B1〜B8
に人力されている信号CL1〜CL8すなわち信号Q′
に対して「+2」する加算動作を実行することになる。
そして加算器5から出力されるあらたな加算値Qはその
1ビツト目と3ビツト目が置換されて信号Q′として加
算器5に再び入力され、次に出力されるアタックパルス
ACPによる加算動作が実行されることになる。
そして時刻t3において加算値Qが251(2進数:
rlllllollJ)となり、シフトレジスタ10に
入力される信号Q′が254(2進数: rlllll
lloJ)となると、シフトレジスタ10の出力信号C
L1〜CL8のうち信号CL2〜CL8がともに“1”
信号となり、したがってアンドゲート12から検出信号
X1(“1”信号)が出力される。
(第2図f参照)。
このためインバータ3の出力信号X1が“0”信号とな
ってアンドゲート2が不動作となる。
したがって、次に時刻t4において発生するアタックパ
ルスACPはアンドゲート2により阻止され、加算器5
に加えられない。
このたtこのときの加算値Qは254となり、また得ら
れる信号Q′は251(2進数: rlllljoll
J)となる。
このため検出信号X1が再び“O”信号となってアンド
ゲート2を再び動作状態とさせる。
次に時刻t。においてアタックパルスACPが発生する
と、こCアタックパルスACPが加算器5に加えられる
力ら、このときの加算値Qは253(2進数:rlll
lllolj)となり、したがって得られる信号Qも2
53である。
この信号Q′の2ビツト目は゛0゛信号であり、前記信
号X1は“0“信号のまま変イ[しない。
次に時刻t6において発生するアタックかルスACPも
、アンドゲート2が動作中のため加舞器5に加えられ、
このときの加算値Qは255 (2m数: rllll
llllJ)となる。
したがってこのとき祠られる信号Q′も255となるか
ら、前記信号X1が角び“1”信号に反転する。
このためこの時刻t6辺降においてはアンドゲート2が
再び不動作となり、発生するアタックパルスACPが加
算器5に力[えられない。
第2図す、 cには、押鍵開始後から前記信号Q′、
すなわちエンベロープ波形信号Eが最大値255に達す
るまでのアタック期間中、前言eアタックパルスACP
の発生ごとにエンベロープ波形信号Eの大きさく振幅値
)が不規則に、すなわちアップダウンを繰返しながら徐
々にアップしてゆく過程が示しである。
すなわちエンベロープ波形信号Eの振幅値は押鍵開始後
、0→2→1→6→8→10→9→・・・・・・→24
6→248→250→249→254→251→253
→255と変化するものである。
なお、第2図dに示すように、前記エンベロープ波形信
号Eの振幅値の変化に対応して、前記加算値Qの内容も
0→2→4→3→8→10→12→・・・・・・→24
3→248→250→252→251→254→253
→255とアップダウンしながら徐々にアップしてゆく
ものである。
このようにしてエンベロープ波形のアタック部分が形成
される。
また上述したようにして、検出信号X1が再び“1”信
号となると、加算値Q (255)および信号Q’ (
255)は、加算器5およびシフトレジスタ10により
構成される前記アキュムレータ11の循環動作によって
、これ以後のサスティン期間中その値が変化しない。
したがってエンベロープ波形信号Eの振幅値も前記値2
55に保持され、この結果、エンベロープ波形のサステ
ィン部分が形成される。
鍵が離鍵され、キーオン信号KONが第2図eに示すよ
うに“0”信号に反転すると、インバータ8の出力信号
KONが“1゛信号となり、アンドゲート7が動作可能
となる。
なおアンドゲート2は前記サスティン期間中に続いて不
動作状態のままである。
アンドゲート7が動作可能となると、ディケイパルス発
生器6から発生するディケイパルスDCPが、アンドゲ
ート7を介して加算器5の3〜8ビツト目の第1の加算
入力端A3〜A8に加えられ、更にオアゲート4を介し
て2ビツト目の第1の加算入力端A2にも同時に加えら
れるようになる。
したがって離鍵後最初のディケイパルスDCPが時刻t
7にて発生すると、最大値255に保持されていた信号
Q’ (信号CL1〜CL8)が「−2」されて加算値
Qが253(2進数:「11111101」)となる。
このためにこのとき得られる信号Q′も253となり、
シフトレジスタ10に一時記憶される。
次いで2発目のテ゛イケイパルスDCPが時刻t8にて
発生すると、前記信号Q’ (253)が「−2」され
て加算値Qは251(2進数: rllllloll」
)となり、したがってこのとき得られる信号Q′は25
4(2進数:「11111110」)となる。
同様にして、テ゛イケイパルスDCPが発生するたびに
、加算器5に入力中の信号CL1〜CL8が「−2」さ
れてあらたな加算値Qが算出され、またこの加算値Qの
1ビツト目と3ビツト目が置換されて信号Q′を得る動
作が繰返される。
このようにして、第2図す、Cに示すように、エンベロ
ープ波形信号Eの振幅値は離鍵後、不規則にアップダウ
ンしながら次第にその振幅値がOに近付いてゆくもので
ある。
すなわち、エンベロープ波形信号Eの振幅値は、255
→253→254→249→247→・・・・・・→1
6→14→9→10→8→6→1→2→0と変化するも
のである。
なお、第2図dに示すように、前記エンベロープ波形信
号Eの振幅値の変化に対応して、加算値Qの内容も25
5→253→251−252→247→・・・・・・→
16→11→12→10→8→3→4→2→0と不規則
にアップダウンを繰返しなから0に近付いてゆくもので
ある。
このようにしてエンベロープ波形のディケイ部分が形成
される。
信号Q’ (信号CL1〜CL8)がOとなると、ノア
ゲート13から検出信号X2 (“199信号)が出力
され、次の押鍵に備えられる(第2図g参照)。
なお、第2図fに示すように、検出信号X1は上述した
離鍵時において一度44o”信号となり、次いで信号Q
′の内容が254となると再び“1”信号に反転し、更
に信号Q′の内容が249となると“09?信号となり
、これ以降は°“0”信号のままとなっている。
しかし、この信号X1のディケイ期間中の出力状態は、
上述した動作には影響しないものである。
上述した説明かられかるように、この実施例によって得
られるエンベロープ波形信号Eの振幅値はアタック期間
においてはアップダウンしながら次第に最大値に近付く
ものである。
またテ゛イケイ期間においては、アップダウンしながら
次第にその振幅値がOに近付いてゆくものである。
したがってエンベロープ波形信号Eの立上りおよび立下
りがともに不規則に変化し、歯切れのよい楽音が得られ
るものである。
またこの実施例の場合、アタックパルスACPの周波数
がディケイパルスDCPの周波数より高く選ばれている
から、特に立上りの歯切れがよい楽音を発生しうるもの
である。
第3図は立上り (アタック)部分のみが不規則に変化
するエンベロープ波形信号Eを得るようにした、第1図
の実施例の変形例を示す。
この変形例では、前記加算器5とシフトレジスタ10と
の間にゲート回路15が設けられ、他の部分の構成は上
述した第1図の実施例と同一である。
ゲート回路15においては、キーオン信号KONがアン
トゲ−1−17,18に入力され、このキーオン信号K
ONによりアントゲ−) 17.18がゲート制御され
る。
またキーオン信号KONをインバータ20により反転し
た信号KONがアンドゲート16゜19に入力され、信
号KONによりアンドゲート16゜19がゲート制御さ
れるように構成されている。
更にアントゲ−)16.18には加算値Qの1ビツト目
の信号(加算器5の出力端C1からの信号)が入力され
、またアンドゲート17.19には3ビツト目の信号(
出力端C3からの信号)が入力されている。
そしてアントゲ−)16,17の出力信号はオアゲート
21を介してシフトレジスタ10の1ビツト目の入力端
R11に入力され、またアントゲ−) 18.19の出
力信号はオアゲート22を介してシフトレジスタ10の
3ビツト目の入力端RI3に入力されている。
ゲート回路15の前記構成により、キーオン信号KOH
の発生中(“1”信号)であるアタック期間中において
はアントゲ−H7,18が動作可能となり、またアント
ゲ−) 16.19が不動作となっている。
したがってこのアタック期間においては、前記加算値Q
の1ビツト目の信号がアンドゲート18、オアゲート2
2を介してシフトレジスタ1003ビツト目に送られ、
また加算値Qの3ビツト目の信号がアンドゲート17、
オアゲート21を介してシフトレジスタ10の1ビ゛ン
ト目(こ送られる。
これにより、アタック期間においては、第1図の実施例
同様に加算値Qの1ビツト目と3ビツト目が互いに置換
されてシフトレジスタ10に送られ、エンベロープ波形
信号Eの振幅値は不規則に変化するものとなる。
他方、キーオン信号KONが出力されていない(“0”
信号)ディケイ期間においては、信号KONが“1”信
号となり、したがってアンドゲート16゜19が動作可
能となり、またアンドゲート17.18が不動作となる
このためこのテ゛イケイ期間においては、前記加算値Q
の1ビツト目の信号はアンドゲート16、オアゲート2
1を介してシフトレジスタ10の1ビツト目に送られ、
また加算値Qの3ビツト目の信号はアンドゲート19、
オアゲート22を介してシフトレジスタ10の3ビツト
目に送られる。
これによりこのディケイ期間においては、加算値Qの1
ビツト目と3ビツト目の各信号が互いに置換されないか
ら、エンベロープ波形信号Eのディケイ部分の振幅値は
、デ゛イケイパルスDCP発生ごとに「−2」され、規
則的に減衰するものとなる。
なお、上述した各実施例において、加算器5の出力端C
1〜C8のうち何れの出力端を互いに置換させるかは任
意であり、また置換する出力端の数は2以上の何れであ
ってもよい。
また前記実施例のアタックパルス発生器1とディケイパ
ルス発生器6を1個のパルス発生器に換えることもでき
る。
この場合、置換したパルス発生器から全く不規則な周期
のパルス信号(ランダムパルス)を発生させるようにす
ると、エンベロープ波形信号の立上り、立下りは更に不
規則に変化するものが得られる。
勿論、前記アタックパルス発生器1、ディケイパルス発
生器6からも前記ランダムパルスを発生させるようにし
てもよい。
更に前記実施例中において説明したように、前記加算値
Qもアタック期間およびテ゛イケイ期間において不規則
に変化するから、この加算値Qを利用してエンベロープ
波形信号を発生させることも可能である。
また前記実施例において、発生されるエンベロープ波形
信号Eの最大振幅値を信号Q’ (加算値Q)の最小値
(全ビット“O”信号)に対応させ、他方最小振幅値を
信号Q’ (加算値Q)の最小値(全ビット“1”信号
)に対応させるようにした場合には、エンベロープ波形
信号Eのアタック部分を得る演算の際には減算動作を実
行し、他方ディケイ部分を得る演算の際には加算動作を
実行するように回路構成を変更する必要がある。
この考案は以上説明したように、立上りおよび立下りが
不規則に変化するエンベロープ波形信号を発生するエン
ベロープ波形発生器を提供したから、このエンベロープ
波形発生器を利用することにより、歯切れのよい楽音を
発生させることができ、ジャズやロックの演奏に好適と
なるものである。
またこの考案では、演算回路の出力線の配線を組立時に
おいて変更するだけの極めて簡単な方法により、立上り
や立下りが不規則に変化するエンベロープ波形が得られ
るから、従来のエンベロープ波形発生器にあらたな回路
を付加する必要は何らかなく、この点においても極めて
好都合となるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例によるエンベロープ波形発
生器の回路構成図、第2図は同側の動作波形図、第3図
は前記第1実施例の変形例の要部の回路構成図である。 1.6・・・・・・パルス発生器、5・・・・・・加算
器、10・・・・・・シフトレジスタ、2. 7.12
・・・・・・アンドゲート、4・・・・・・オアゲート
、13・・・・・・ノアゲート。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 演算回路と、レジスタと、演算制御回路とを備え、前記
    レジスタは、前記演算回路から出力される演算結果信号
    を一時記憶したのち該演算結果信号を出力するように構
    成され、前記演算回路は、前記レジスタの出力信号を入
    力し、該出力信号に対し所定の加算または減算動作を実
    行して複数ビットからなる前記演算結果信号を出力する
    ように構成され、前記演算制御回路は、前記演算回路に
    対して、キーオン信号の発生時から前記演算結果信号ま
    たは前記レジスタの出力信号が第1の所定値に達するま
    での期間、前記出力信号に対する加算動作(減算動作)
    を繰返し実行させるとともに、キーオン信号の消滅時か
    ら前記演算結果信号または前記出力信号が第2の所定値
    に達するまでの期間、前記出力信号に対する減算動作(
    加算動作)を繰返し実行させる制御を行なうように構成
    され、さらに、前記演算回路と前記レジスタとの間の接
    続状態を、特定の少くとも2ビツトを相互に置換して接
    続するようにしてなり、前記演算回路の演算結果信号ま
    たは前記レジスタの出力信号からエンベロープ波形信号
    を得るようにしたことを特徴とするエンベロープ波形発
    生器。
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