JPS5949596A - 楽音波形信号発生装置 - 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】 この発明は、時間と共に楽音波形か変化して、音色に変
化をもたせるようにした電子楽器に関する。

従来より、１つの楽音を発生するのに、複数の楽音生成
回路を駆動し、同時に複数の異なる集音信号を得、それ
を合成して発音するようにしたものがある。

このよう７（電子楽器では、１つの楽音生成回路を用い
るものに対し基本的に２倍以上の回路手段を必要とし、
回路規模が大きくなるという欠点があった。

この発明は上述した事情を背景にしてなされたもので、
その目的とするところは、少い回路で音色変化の豊富な
楽音波形を生成可能とした電子楽器を提供することであ
る。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説８音まで
の楽音を同時に生成可能な８音ポリフオニツクの電子楽
器のブロック回路図である。図において、アドレスカウ
ンタ１【；１図示しないタイミング信号・発生回路が出
力するチャンネル指定のタイミンダ信９　Ｃ２、ＣＩ、
ＣＯを入力してチャンネルが指定され、そしてその計数
出力はα波形メモリ２およびβ波形メモリ３の各アドレ
ス入力端子Ａ　ｓ〜Ａｏに印加される。このアドレスカ
ウンタ１は、例えばシフトレジスタとアゲ−の組合せ、
あるいはＲＡ　Ｍとアダーの組合せにより構成される。

α波形メモリ２は、例えば第３図（８，）に示す三角波
の波形を記憶し、またその波形は１６ステツプのステッ
プ波形データとして出力端子Ｄ２〜ＤＯから続出される
と、トランスファーゲート４２〜４ｏを介し乗算器７の
入力端子ａ２〜ａ・に印加される。他方、β波形メモリ
３は、例えば第３図（１））　ｋ−示すパルス波の波形
を記憶し、またその波形は１６ステツプのステップ波形
データとして出力端子Ｄ２〜Ｄｏから読出されると、ト
ランスファーゲート５２〜５ｏを介し乗算器７の入力端
子ａ２〜ａｏに印加される。なお、トランスフ７−ゲー
）４２−４゜はタイミング信号ｔｏ：Ｃ，二より１６接
開閉制御され、またトランスフ７−ゲー１・５２＋、ａ
　５（。

はタイミング信号ｔαをインバークロを介しそのゲーＨ
こ印加されて開閉制御される０また前記タイミング信号
ｔαは８チヤンネルの楽音生成チャンネルの各チャンネ
ルタイミングを前半と後半に２分割する信号である。

エンベロープカウンタ８はタイミング信号Ｃ２〜ＣＯを
入力してチャンネルを指定されてアップエンベロープカ
ウンタ８も、例えばシフトレジスタどアダーの組合せ　
あるいはＲＡＭとアダーの組合ぜＯこよりｗｌ成される
。そして、このゲート回路９には前記タイミング信号ｔ
αと、キーボード（図示路）付近に設けられている４つ
の切替え接点を有するエンベロープ制御スイッチ（図示
路）の設定状態あるいは制御部（図示せず）内部に記憶
されている情報に応じて制御部が出力する制御信号Ｍβ
１〜Ｍα、（後述）とが更に入力端〜子ａＯ０Ｂ、　ｌ
−ａ　６へ印加される。１面してゲート回路９は前記制
御信号Ｍβ、〜Ｍα、に応じてエンベロープカウンタ８
からの計数出力から各チャンネルタイミングの前半と後
半とで夫々１、種類づつ、アタック、ディケイ、リリー
スの各部から成るエンベロープ波形データを作成して出
力端子８６〜ＳＯから出力し、乗算器７の入力端子す、
〜ｂＯへ印加する。乗算器７は入力端子ａ２〜ａＯへの
ステップ波形データと入力端子ｂ６〜ｂ、へのエンベロ
ープ波形データとを乗算し、その結果データを累算器１
０へ与える。累算器１０は８チャンネル分の前記結果デ
ータを累算し、その累算結果データを楽音波形信号とし
て音響変換回路（図示路）に出力し、これにより詩分割
処理による８チャンネル分の合成された楽音がスピーカ
から放音される０ 次に第２図によりゲート回路９の詳細な構成を説明する
。切替え回路１１ｏ、１１□−・・・、１１０は共に同
一構成から成り、夫々にはエンベロープカウンタ８の計
数出力の７ビツト目、６ビ゛ント目、・・・、１ビット
目の各ビットデータが人力してし）る。

そしてこれらビットデータは、前述した制御信号Ｍβ１
〜Ｍα、（Ｄ出力状態に応してその値が制御され、前記
出力端子８６〜Ｓ０からエンベローフ′波形テークとし
て出力する。即ら、制貨；信号Ｍβ１、Ｍα１、Ｍβ２
、Ｍα２、Ｍβ３、Ｍα３が夫々、アンドゲート１２．
１３．１４，１．５．１６．１７の各一端に入力する。

またアンＦ’　／／−−）　１２．１４．１６の各他端
にはタイミング信号ｔαがインバータ１８．１９．２０
を夫々介し入力し、更にアンドゲート１３．１５．１７
の各他端には夫々、タイミング信号ｔαが直接入力する
。そしてアントゲ−）１２．１３の各出力はオ゛ｒゲー
ト２１に入力風アントゲ−）１４．１．５の各出力審マ
オアゲート２２に入力し、アンドゲート１．６．１７の
各出力はオアゲート２３に入力する。そしてン５アゲー
ト２１．２２．２３の各出力＆ま共Ｏこノアゲート２４
に入力し、またその出力は切替え回路１１６〜ｌｌｏの
入力ラインＬ、に入力する。更にオアゲート２Ｊ−１２
２，２３の各出力はまた夫々、切替え回路１１６〜１１
０の入力ラインＬ２、Ｌ３　、Ｌ４に入力する。

前述したように切替え回路１１６〜Ｉｌｏは同一構成で
あるので同一部に同一参照番号を付して以下に説明する
と、前記入力ラインＬＩ　、Ｌ２、Ｌ３−、　Ｔ、４は
夫々、トランスファーゲート２５．２６．２７．２Ｂの
各ゲートに接続されている。

そしてトランスファーゲート２５には夫々、エンベロー
プカウンタ８からの対応する各ビットｆ−タが１α接入
力し、またトランスファーゲート２６には夫々、前記ビ
ットｆ−りがインバータ２９を介し人力する。更にトラ
ンスファーゲート２７には“１０゛信号が人力し、また
トランスファーゲート２８には゛１°°信号が入力する
。そしてトランスファーゲート２５〜２８の各出力信号
は対応する出力端子Ｓ６〜Ｓｏへ入力し、乗算器７へ送
出される。

次に′ｒＪｔｌ記実施例の動作を第４図ないし第６図を
参照して説明する。タイミング信号発生回路はタイミン
グ信号Ｃ２、Ｃ１、ＣＯを第６図（ｊ＋、（１））、（
Ｑ）に示すように夫々出力し、゛ｌ−ドレスカウンタ１
およびエンベロープカウンタ８へ印加する。即ち前記タ
イミング信号Ｃ２、Ｃ１、Ｃｏは時分割処理の１周期の
間にその値が０〜７まで変化してチャンネル（Ｃｈ）０
〜７のデーＹンネルタイミングを夫々与えるものである
。そして′ｒドレスカウンタ１およびエンベロープカウ
ンタ８はこれに応じて共に、各チャンネルタイミングで
個別に夫々のアップカｌクント動作を実行し、アＩＪレ
スカウンク１では各チャンネルタイミンクでの言］数出
力をアドレスデータとしてα波形メモリ２、β波形メモ
リ３の各アドレス入力端子Ａｇ〜Ａｏに印加する一方、
エンベロープカウンタ８でに各チャンネルタイミングで
の計数出力をゲート回路９の入力端子ｂｏ”ｂｏへ印加
するものである。更にタイミング信号しαは第６図（ｄ
）に示すように、各チャンネルタイミングの前半におい
て“■１、後半において“０゛として夫々出力し、トラ
ンスファーゲ−）　４、〜４ｏへ直接、およびトランス
７了−ゲート５２〜５ｏヘインバータ６を介し印加され
、またゲート回路９へも印加される。これにより各チャ
ンネルタイミングの前半においてζｊトランスファーウ
ート４２〜４゜が開成し、α波形メモ１ノ２から読出さ
れたα波形（三角波）の各ステップの波形データが乗算
器７０入力端子ａ２〜ａＯへ入力し、また各チャンネル
タイミングの後半ではトランスファーゲート５２〜５ｏ
が開成し、β波形メモリ３カ）ら読出さオしたβ波形（
）ぜルス波）の各ステップの波形データが前記入力端子
ａ２〜ａＯへ印加される（第６図（ｅ）参照）。

蚊で、音色選択スイッチ（図示略）の選択により例えは
第５図のａ類人に示すエンベリーブ波形が選択されると
、制御部番、を同図に示す制御信号Ｍβ１〜Ｍα３を出
力してゲート回路９の入力端子ａ、ｌ〜ａ６に印加する
。即ち、エンベローブカラＭβ３、Ｍα、は共に０°と
して出力する。このため第２図のゲート回路９では、タ
イミング信号ｔαが“′１′の各チャンネルタイミング
の前半ではアンドゲート１２〜１７の各出力は共に１１
　Ｏｎの出力か“１゛となり、切替え［１１路」１６・
−］、１゜の入カシインＬ、のみに“１゛伯号か人力し
、各トランスファーゲート２５が開成する。そしてこ力
し、ｆＱ算器７の入力端子ｂ６〜ｂｏへ印加される。ま
たタイミング信号ｔαがパ０°°の各チャンネルタイミ
ング日、′寺チ＋÷→→ 亨≠キ字すの後半ではアンドゲート１４の出力のみが“
１゛となり、且つアンドゲート１２．１３．１５〜１７
の各出力は共に’　０　”となる。したがって切替え回
路１１６〜ｌｌｏの人力ラインＴＪ１１のみに１１　工
ＩＩ信号が入力し、他の人力ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ４に
は゛０″信号が入力する。このため各トランスファーゲ
ート２７のみが開成し、ケート回路９の出力端子８６〜
Ｓｏへ番７１オールＩＩ　０１１データが出力すること
になり−、エンベロープカウンタ８からの計数出力は無
効とされる。

前記エンベロープのアタック状態Ｓ１が終了して次にデ
ィケイ状ＭＳ２になると、制御部は制御信号Ｍα１のみ
を°１゛として出力し、且つその他の制御信号Ｍβ１、
Ｍβ２〜Ｍα３は′０′″として出力する。このためタ
イミング信号ｔαが１゛１°゛の各チャンネルタイミａ
、、ゲート回路９ではアンドゲート１２〜１７のうちア
ンドゲート１３の出力のみが“１″となり、これにより
切替え回路１１６〜１１０−の人力ラインＬ２のみに“
１″信号が入力して各トランスファーゲート２６のみを
開成する。したがってエンベロープカウンタ８からの言
１数出力は各ビットの値を各インバータ２９により反転
されて、即ち、前記計数出力の反転データがゲート回路
９の出力端子８６〜Ｓ。

から出力する。他方、チャンネルタイミングの後半では
、アンドゲート１２〜１７の各出力は共に０Ｍとなり、
したがって入力ラインＬ１のみに゛′１″′信号が入力
する。このためエンベロープカウンタ８の計数出力がぞ
のまま出力端子Ｓ６〜Ｓ。

から出力する〇 前記エンベロープのリリース状１１１ｉｓ３になると、
制御部は制御信号Ｍβ、、Ｍｃｔ、を“１゛°としてＭ
β 出力し、その他の制御信号Ｍα７、Ｍβとで〜α。

は共に“０″′として出力する。このためタイミング信
号ｔαが“１″の各チャンネルタイミングの前半では、
アンドゲート１２〜１７のうちアンドゲート１５の出力
のみが°“１゛°となり、入カブインＬ３のみに’１”
（ｉ号が入力して各トランスファーゲート２７が開成す
る。このため出力端子８６〜Ｓｏへはオール゛０゛デー
タが出力し、エンベロープカウンタ８の計数出力は無効
とされる。他方、各チャンネルタイミングの後半でし↑
、アンドゲート１２〜１７のうちアンドゲート１２のみ
の出力が′１″となり、入力ラインＬ２にのみＩＩ　１
″信号が入力して各トランスファーゲート２・６を開成
する。このためエンベロープカラン？’　３　（１）　
計に出力の反転データが出力端子８６〜Ｓｏへ出力する
。

以上のようにして前記音色選択スイッチの選択により第
５図の種類Ａに示すエンベロープ波形が選択されると同
図の信号αの項のエンベロープ波形にみられるように、
各チャンネルタイミングの前半では、アタック、ディケ
イ、リリースの各状態において夫々、エンベロープカウ
ンタ８の計数出力がそのまま、前記計数出方の反転デー
タ、オール“０“データがエンベロープ波形データとし
てゲート回路９の出力端子８６〜ｓｏから出力し、乗算
器７の入力端子ｂ６〜ｂｏへ印加されることになる。而
してこのとき乗算器７の入力端子＆２〜ａ６ベは、ｄ波
形メモリ２がら読出されたα波形（三角波）の各ステッ
プの波形データが印加されているから、前記エンベロー
プ波形データは前記α波形に対するエンベロープ波形デ
ータということになる。そして乗算器７は両データを乗
算し、その結果データを累ｎ器１ｏへ与える。

他方・第５図の信号βの項のエンベロープ波形にみられ
るように、各チャンネルタイミングの後半では、アタッ
ク、ディケイ、リリースの各状態において夫々、オール
“０″′データ、エンベロープカウンタ８の計数出力が
そのまま、前記計数出力の反転データがエンベロープ波
形データとして出力し、乗算器７の入力端子ｂ６〜ｂｏ
へ印加される。而してこのとき乗算器７の入力端子ａ２
〜・ａＯにはβ波形メモリ３からのβ波形（パルス波）
のステップ波形データが印加されているから、前記エン
ベロープ波形データはβ波形に対するエンベロープ波形
データということになる。そして乗算器７は両データを
乗算し、その結果データを累算器１０へ与える。

このようにして乗算器７の出力端子８８〜Ｓ。

からは第６図（１）にみられるように、各チャンネルタ
イミンクｃｈＯ１ｃｈ１、・・・、ｃｈ７の前半に於い
てα波形に対する前記結果データが出力し、また後半に
於いてはβ波形に対する前記結果データカ出力し、累算
器１ｏへ与えられることになる。

このため累算器ｌＯは各チャンネルタイミングに於いて
その１ステツプ内の前半と後半の・各結果データを累算
し、その累算結果データを楽音波形信号として音響変換
回路（図示時）に出力し、その楽音が放音される。

したがってキーボード上のあるキーが実際にオンされた
ときには、制御部はそのキーに対し何れか１つのチャン
ネルを割当てる。而してそのチャンネル袷割当時から該
チャンネルタイミングにおいて前記アドレスカウンタ１
、エンベロープカウンタ８、乗算器７、累算器１０が上
述した動作を開始し、α波形メ士り２、β波形メモリ３
がらは」二連したオンキーの音高に対応してα波形とβ
波形が読出される。またゲート回路９からはキーオン中
はアタック、ディケイの各部のエンベロープ波形データ
が前記α波ル、β波形に対し夫々出カ肱この結果、−前
記オンキーの楽音が放音される。

また例えばキーオフされると各エンベロープ波形はリリ
ース状態として出力され、前記楽音が消音してゆく。

第４図は、α波形〈β波形が夫々第３図に示す三角波及
びパルス波であり、且つ音色選択スイッチが第５１テに
示す種類Ａのエンベロープ波形を指定している上述した
例において累１′ｆ、器１ｏがら出力する楽音波形信号
の変化の模様を示している。

即ち１第４図（ａ）、（ｂ）Ｓ（ｏ）はアタック状１ｉ
ｓ１を示す。コ（７）　場合、α波形に対するエンベロ
ープ波形のみが有効であるから、キーメン後からエンベ
ロープ波形の振幅値が増大するにしたがって三角波のみ
の楽音波形信号の振幅値も第４図（ａ）→（ｂ）→（１
と順に示すように増大する。

第４図（ｄ）、（、）、（ｆ）はディケイ状態ｓ２を示
す。

即ち、このディケイ状態ｓ２ではα波形のエンベ四−・
ブ波形の振Ｉ＋（［ｌ値はその最大値から最小値へ向け
で減少し、他方、β波形のユーンベローブ波形はその振
幅値は最小値から最大値へ向ＩＪて増大する。

したがって第４図（ｄ、）に示すように、ディケイ状態
Ｓ２の開始後は、楽音波形信号にはα波形（三角波）を
主成分としてβ波形（パルス波）がぞれに付加された形
状を有風またディケイ状ｔｌ？］ｚの半ばで仁へ第４図
（ｅ）に示すように両波形の成分は半々となり、更にデ
ィケイ状態ｓ２の後半では第４図（ｆ）に示すように、
β波形の成分の方が主と′ｊ、ｒる。

第４図（ｇ）、（ｈ）、（１丹まりリース状態Ｓ３を示
す。

即ぢ、このリリース状ｆ６ｊｊ　３３では、α波形のエ
ンベロープ波形は「０」であり、β波形のエンベロープ
波形のみがその振幅値が最大値から最小値へ向けて減少
してゆく。このためパルス波のみの楽音信号の振幅値が
第４図（ｇ）→（旬→（１）と順に示すように次第に減
少してゆく。

第５図の種類Ｂ、Ｃ，Ｄは夫々、他の音色選択スイッタ
が選択された詩、ゲート回路９からα波形、β波３Ｆ３
に対し夫々出力するエンベロープ波形の形状と、制御信
号Ｍβ１〜ＭαＳの各出力状態を示しでいる。これら種
類Ｂ、Ｃ，Ｄの各場合におけるゲート回路９の動作は種
類Ａの場合と同様であるから、その説明は省略する〇 尚、前記実施例ではα、βの２つの波形メモリを設りて
各チャンネルタイミングを２分割したか、３以上の波形
メモリを設けて各チャンネルタイミングの波形情報を読
出すことが出来るようにしてもよい。また波形は三角波
、パルス波に限らないことは勿論である。そして、波形
メモリに記憶する情報としては振幅値のほか差分値等で
も良い。

更にエンベロープ波形の形状、組み合せの数も前記実施
例に限定されないことも勿論である。

この発明は以上説明したように、複数の波形を出し、そ
して各波形に対して夫々異なるエンベロープ波形を何−
ダするようにし、而して前記波形メモリから読みｍされ
た各波形に対ルシするエンベロープ波形を付与し、その
結果、得られる複数の波形を合成して出力するようにし
た電子楽器を提供したから、複数の波形が合成された楽
音信号が得られ、その結果、得られる楽音の音色が自然
楽器のように非常に豊かになる利点がある。その場合１
回路構成は最小のものでよいからＬＳＩ化に最適であり
、電子楽器の小型化、コストダウンにも寄与できるもの
である。またこの発明の電子楽器に複数の楽音を同時に
得べく時分割処理方式を適用すれは、音色豊かな楽音が
多数、同時生成され、演奏」１好都合となる刊点も！）
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（・。Ｌこの発明の一実施例の要部のブロック回
路図、第２図はゲート回路９の具体的回路図、第３図（
”）　、（ｂ）は夫々、α波形、β波形を示す図、第４
図１（ａ）〜（１）は夫々、種類Ａのエンベロープが前
記α波形、β波形に設定されている場合に生成される楽
音波形信号の生成過程の状態を示す図、第５図は４種類
のエンベロープとそのときに出力する制御信号Ｎ１β１
〜Ｍα３の内容を示す図、第６図は動作を説明するタイ
ムチャートである。 ■・・・・・・アドレスカウンタ、２・・・・・・α波
形メモリ、３・・・・・・β波形メモリ、７・・・・・
・乗ｎ’？ｕｉ、８・・・・・・エンベロープカウンタ
、９・・・・・・ゲート回路、１０・・・・・・累ｎ器
。 第２図 東′１＃＄７へ エンへ゛Ｏ−７’オツ〉り８より 第３図 （の　／６＼／ゝ！′＼ （ｂｔ　４ 第４図 （１）　　　□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　　複数の波形を記憶する波形メモリと、この波
   形メモリから１つの楽音に対して異なる複数の波形を時
   分割的に読出す読出し手段と、前記波形メモリから読出
   された前記波形に対し夫々具なるエンベロープを時分割
   的に付与するためのエンベロープ付＆と、前記エンベロ
   ープ付与手段にて１エンベｐ−ブが付与された複数の波
   形を合成する手段とを具備したことを特徴とする電子楽
   器。 （２）　　前記複数の波形を合成する手段は、前記エン
   ベロープ付与手段にて前記複数の波形に対しエンベロー
   プを乗算して得られる複数の波形を累算して合成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。 （３）　　前記読出し手段、前記エンベロープ付与手段
   お処理動作を実行し、複数の楽音を同時に生成してなる
   ｑ３許請求の範囲第１項記載の電子楽器。