JPS593893B2 - 鋸歯状波変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子楽器の音源として好適な鋸歯状波変換器
に関し、入力周波数の変化に即応できかつ出力振幅も一
定に保つことができるようにしたものである。

一般に鋸歯状波は、バイオリンなどのストリングス系の
音源として優れている。

また、鋸歯状波をスライスするとパルス波が得られ、ス
ライスレベルを変えるとパルス幅を変化することができ
る。このような理由から、鋸歯状波は電子楽器の音源と
して非常に有効であるとされている。一方、電子楽器の
音源としては方形波が一般的である。このため従来の電
子楽器においては、方形波の信号源とは別に鋸歯状波の
信号源を設けなけれはならないという問題がある。そこ
で、方形波を鋸歯状波に変換する装置を実用化し、方形
波の信号源を利用して必要に応じて鋸歯状波を取り出す
ことが望まれていたが、一般・ に方形波を鋸歯状波に
変換する場合には、入力周波数の範囲が限られていたり
、入力周波数の急な変化に即応しにくいなどの欠点かあ
つた。

本発明はこれらの点に鑑み、入力周波数範囲が１００倍
程度あつても、一定振幅の鋸歯状波が入０ 力信号の１
波前後の遅れで得られるようにした鋸歯伏波変換器を提
供するものである。

以下、第１図に示す本発明の一実施例について、第２図
のタイムチャートとともに説明する。

第１図において、第２図Ａに示すような方形波の入力５
信号Ａは入力端子１００に印加され、微分器ＴＯによ
りその立上りエッジが検出されて第２図Ｂに示すような
立上りノ々ルスＢが得られる。この立上りパルスＢは、
遅延回路８０により遅延され、第２図Ｃに示すようなリ
セットパルスＣとして第１■０ の鋸歯状波発生器１０
に印加される。一方、立上りパルスＢはサンプルホール
ド回路２０にもサンプリングパルスとして印加される。
ここで第１の鋸歯状波発生器１０は、定電流源Ｉがギヤ
ペンタＣ４の一端と放電用のトランジスタＱ１のコレク
タフ５ とに接続され、トランジスタＱ、のエミッタと
キャパシタＣｌの他端とが接地され、リセツトノ々ルス
ＣがトランジスタＱ１のベースに印加されるものであり
、リセット′ゞルスＣの周期に比例した第２図Ｄに示す
ような鋸歯状波Ｄを上記キャパシタ３０Ｃ１の一端に発
生する。この鋸歯状波Ｄはバッファ１を介してサンプル
ホールド回路２０に加えられる。サンプルホールド回路
２０は、サンプル用の電界効果トランジスタを用いたス
イッチＱ２ と、キャパシタＣ２と、バッファ２とによ
り構成され３５る周知のものである。そしてスイッチＱ
２のゲートには、鋸歯状波Ｄの最大電圧が発生する直前
に前述のようにサンプリング用の立上りノゞルスＢが印
加されるので、サンプルホールド回路２０は、第２図Ｅ
に示すように入力鋸歯伏波Ｄの最大電圧に近い電圧を保
持し、これを出力する。この出力電圧を周期電圧Ｅとす
る。周期電圧Ｅは対数変換器３０に印加される。

対数変換器３０は２個の演算増幅器３，４、ペアトラン
ジスタＱ３，Ｑ４、抵抗Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，ＲＥ
と他２本の抵抗および発振防止用のキヤパシタＣ３によ
つて構成される周知のものである。対数変換器３０の出
力Ｖ。ｕｔは逆対数変換器４０に印加される。逆対数変
換器４０は２つの演算増幅器５，６、ペアトランジスタ
Ｑ５，Ｑ６、抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，ＲＥ他２本
および発振防止用のキヤパシタＣ４によつて構成される
周知のものであり、対数変換器３０の入出力の位相を反
転するように構成している。なお、対数変換器３０、逆
対数変換器４０においてＥｒｅｆは変換係数に関わる基
準電圧である。以上のようにサンプルホール三ド回路２
０の出力Ｅを対数変換器３０、逆対数変換器４０を介し
て取り出すと、周期電圧Ｅの逆数、すなわち第２図Ｆに
示すような周波数電圧Ｆが逆対数変換器４０の出力とし
て得られる。この点について若干の数式を用いて説明す
る。

対数変換器３０の入力電圧ＶＩＮに対する出力電圧Ｖｎ
，，ｔは次式のようになる。逆対数変換器４０の入力電
圧ＥＩＮに対する出力電圧Ｅ。

ｕｔは次式のようになる。ここでＴ１はペアトランジス
タＱ３とＱ４のＰｎ接合の温度、Ｔ２はペアトランジス
タＱ５とＱ６のＰｎ接合の温度である。

入力電圧ＶＩＮに対する出力電圧Ｅ。ｕｔは、（１）式
と（２）式においてＶ。ｕｔ＝ＥＩＮとおくと、次式の
ようになる。上記ペアトランジスタＱ３，Ｑ４，Ｑ５，
Ｑ６を等温度に保つて、Ｔ１＝Ｔ２になるようにし、か
つを満足するように設計すれば、（３）式はになり、逆
数変換ができる。

対数変換器３０や逆対数変換器４０は温度に敏感である
が、この場合、両者の温度項が打消し合うので、（６）
式のような正確な逆数変換が実行できる。（４）式、（
５）式の条件は、とすればよく、各対の抵抗の温度特性
がそろつていれば、温度特性の悪い抵抗素子を用いても
よい。このため上記逆数変換器は、半導体集積回路化に
適している。周波数電圧Ｆは定電流回路５０に印加され
る。

定電流回路５０は演算増幅器ＴとトランジスタＱ７およ
び抵抗Ｒ９により構成された周知の回路であり、周波数
電圧Ｆに比例した電流がトランジスタＱ７のコレクタに
流入する。この電流は第２の鋸歯伏波発生器６０の入力
信号になる。第２の鋸歯状波発生器６０は、基準電源Ｖ
，と、ランプ波形発生用のキヤパシタＣ，と、電荷放電
用のトランジスタＱ８および抵抗Ｒ１ｏと、鋸歯伏波の
振幅制限用の定電圧ダイオードＤｚと、バツフア８とで
構成されており、抵抗Ｒ１ｏの一端にりセツト用の立上
りノゞルスがインバータ９０を介して印加される。そし
て入力電流は周波数に比例しているので、キヤパシタＣ
５の下端には、基準電圧Ｖ１を起点として、周波数に比
例した傾斜のランプ波形が発生し、トランジスタＱ８が
０Ｎになる牛ヤパシタＣ５の電荷が放電されて急速に立
ち上がり、この動作を繰り返して第２図Ｇに示すような
一定振幅の鋸歯伏波が出力端子２００に得られる。第２
図から明らかなように周波数が急に低下すると、入力周
波数の変化が周波数電圧Ｆの変化になるまでに一周期分
遅れる。したがつて鋸歯状波Ｇの振幅は１周期の間だけ
大きくなるが、定電圧ダイオードＤｚで振幅をリミツト
するようにしているから、振幅の増大は防止される。し
たがつて、このような鋸歯伏波を音源として用いたとき
、後段の音色フイルタや増幅器がクリツプしたりオ一バ
ーロードすることがない。逆に、入力周波数が急に高く
なると、一周期区間だけ振幅の小さい鋸歯状波が発生す
るが、この場合も同様後段への悪影響は発生しない。な
お、上記逆対数変換器４０のペアトランジスタの一方Ｑ
６のコレクタ出力は定電流源の性質を備えているから、
この出力電流を用いれば、演算増幅器６抵抗Ｒ８や定電
流回路５０を省くことができる。

また、上記逆対数変換器４０と対数変換器３０の接続順
序を逆にし、入出力の位相が逆対数変換器４０において
反転するようにして、逆数回路を構成することもできる
。また、実施例では人力信号として方形波を用いたが、
幅の狭いパルス等を用いても同様の効果が得られること
は云うまでもない。以上のように、本発明によれば、広
範囲の入力周波数に対して、ほぼ一周期の遅れで応答し
、かつ一定振幅の鋸歯伏波を発生することができる。

また逆数回路の２つのペアトランジスタの温度平衡をと
ることにより、上記動作をより優れたものにすることが
でき、しかも出力振幅を制限するために定電圧ダイオー
ド等のリミツタを付加すれば、上記一周期の遅れも、実
用上悪影響のないものにすることができる。したがつて
、電子楽器、とくに、ミユージツクシンセサイザの音源
に用いれば、上記効果を十分に発揮して優れた音源装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はその
動作を説明するためのタイミングチヤートである。 １０・・・・・・第１の鋸歯状波発生器、２０・・・・
・・サンプルホールド回路、３０・・・・・・対数変換
器、４０・・・・・・逆対数変換器、５０・・・・・・
定電流回路、６０・・・・・・第２の鋸歯状波発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力信号の周期に比例した振幅の鋸歯状波を発生す
   る第１の鋸歯状波発生器と、上記鋸歯状波のピーク電圧
   を検出するサンプルホールド回路と、上記ピーク電圧を
   入力として上記ピーク電圧の逆数電圧を出力する対数変
   換器と逆対数変換器の縦続接続回路からなる逆数回路と
   、上記逆数電圧と上記入力信号を入力として上記入力信
   号の周波数にかかわらず一定振幅の鋸歯状波を出力する
   第２の鋸歯状波発生器とを備えてなる鋸歯状波変換器。