JPS61107298A

JPS61107298A - 楽音信号発生装置

Info

Publication number: JPS61107298A
Application number: JP59228371A
Authority: JP
Inventors: 利文国本
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1986-05-26
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: EP0187211B1; JPH0631968B2; US4815354A; DE3572743D1; EP0187211A1

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】〔醸懺上の利用分野〕この発明は、電子楽器等において用いられる′＃、４音
信号発生債置に関するう〔従来技術〕従来、′４気的に楽音１６号を発生するＪｉｌｔとして
種々の方式のものが知られているが、その１つに、楽音
信号のａａの部分をメモリに記憶させ、このツメモリ内
のデータを繰返し読出して楽音信号を形成するものが提
案されている　　（！＃願昭５９−２６６７号参照入こ
の方式の楽音イδ号発生暎１ｔは、１＠コ図の曲＠Ｌｔ
−栗音信号の包路線とすれば、図に示す部分ＡＩ、Ａ２
・・・について、ｉｔ信号をサンプリングして得た波形
データ（サンプリングデータ）を予めメモリ内に記１意
させておく。なお、部分ＡＩ、Ａ２・・・の時間域は向
えば楽音１８号の／周期である。そして、図に示す期間
Ｔ１の楽音信号形成時には、部分Ａ１のサンプリングデ
ータを嫌返し続出して楽音１８号を形成する。同様に、
期間Ｔ２．Ｔ３・・・の楽音信号形成４には、部分Ａ２
゜Ａ３・・・のサンプリングデータをそれぞれ４返し続
出して楽音信号を形成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この種の楽音信号形成襄１唯における間４点
は、期間ＴＩ　、Ｔ２・・・のっなぎ目にある。

すなわち、例えば期間Ｔ２の楽音信号形成が終了した時
点でい！！なり部分Ａ３のサンプリングデータによる楽
音信号形成を開始すると、その接続部で楽音信号の波形
が亀に変わることから極めて不自然な楽音が発生してし
まう。そこで、従来は、例えば第３図に示すように「１
」゛から「０」へ傾次減少するデータおよび「０」から
「１」へ順次増加するデータを各々、今まで発生してい
たサンプリングデータおよび次に発生するサンプリング
データに乗算し、この乗算結果を加算してつなぎ目の楽
音波形の補間を行っていた。しかしながら、このような
補間方法は、補間のための構成がａ雑になる欠点がめっ
た。

そこでこの発明は、上述し九つなぎ目における楽音波形
の補間を極めて簡単な構成によって行うことができる楽
音信号発生装置を提供することを目的としている。

〔間１題ｔ−解決するための手段〕この発明は、Ｍ、杉データ（アナログまたはディジタル
サンプリングデータ）を、遅延手段と乗（手段をループ
状に接続してなるローパスフィルタへ供給Ｌ、このロー
パスフィルタ（よって波形補間を行う。この場合、遅延
手段は波形の周期に対応する時間のｄ延を行うものであ
る。

〔実施例〕

第ｑ図は周知のディジタルローパスフィルタの構成を示
すブロック図であり、この図において１は入力端子、２
は加算器、３は１サンプルタイムの遅延要素（列えば、
ＤＦＦ：ディレィフリップ７０ツブ）、４は入力される
データにフィルタ係数ｇを乗算する乗疼器、５は入力さ
れるデータに係数（／　　ｇ）を乗算する乗塚器、６は
出力端子である。このローパスフィルタにおいて、入力
端子１へ供給されるデータが列えは第５図の実線Ｌ　　
　　　ゝ：ｌにて示すように′＆激に変化した場合、出
力端子６から出力されるデータは同図に曲線Ｌ２にて示
すように指数カーブに従って除々に変化する。なお、曲
線Ｌ２の形は、係数ｇの値に応じて破線Ｌ３またはＬ４
のように変わる。なお、係ａｇは「１」より小さいが、
「１」に近い咳に設定される。

第６図は、第を図における遅延要素３を鶏サンプルタイ
ムの１！！延要素７に置換したローパスフィルタを示す
図である。ここで、１！！延要素７は入力されるデータ
を島すンプルタイム幌延させて出力するもので、例えば
シリーズ接続されたＳ　＋Ｉ！ｉのＤＦＦによって構成
される。この図に示すローパスフィルタは、鶏サンプル
点毎のデータに対し、ローパスフィルタとして働く。言
い換えれば、独立したｌ０のサンプリングデータを時分
割でローパスフィルタ処理するものである。

第７図は第６図に示すローパスフィルタを′Ｒ形したも
ので、＠６図のものとの相違点は乗算ａＩ４０位置であ
る。この第７図に示すものは、哉能的には第６図のもの
と略同じであるが、第６図のものより、フィルタ係ａｇ
が変化した場合における出力端子６のデータのレベル変
化が少い初点がある。そして、以下に説明する実施例（
第１図（イ））におけるローパスフィルタ２８は、この
第７図に示すローパスフィルタを基本形としている。次
に、このローパスフィルタの入力端子１へ楽音波形デー
タ（サンプリングデータ）が印加された場合について説
明する。＠ｇ図は・皮音波形の一例を示す図であり、こ
の図において期間Ｔ１〜Ｔ３の各波形は同一、期間Ｔ４
〜Ｔ６の谷波形も同一でめ９、期間Ｔ１〜Ｔ３の波形と
期間Ｔ４〜Ｔ６０波形は鴨なっている。また、期間Ｔ１
〜Ｔ６の時間（周期）はいずれも等しく、／周期におけ
るサンプル点数は為とする。いま、図に示す時刻ｔにお
いてサンプリングデータＤ１が第７図の入力端子１へ印
加されたとすると、時刻ｔ＋ａＴ（Ｔ’：サンプリング
周期）Ｉ　ｔ＋−２”Ｔにおいても入力端子１へ同一の
データＤ１が印加され、時刻ｔ＋３島Ｔ　Ｉｔ＋弘％Ｔ
、ｔ＋５ａＴにおいて入力端子１ヘデータＤ２が印加さ
れる。この場合、第７図に示すローパスフィルタが烏サ
ンプル点ｔσのデータに対しローパスフィルタとして１
動くことから、１寺刻ｔ＋−Ｔ＋ｔ＋−２−Ｔ・・・に
おいて出力端子６から；員次出力されるデータは、第９
図に示すようにデータＤ１から指数カーブに沿ってデー
タＤ２ｔで逐次変化するデータとなる。他のす／プル点
のデータについても全く同じことが言えるっすなわち、
第３図に示すように波形が急激に変わる楽音波形データ
が第７図の入力端子１へ印加された場合、出力端子６か
ら波形補間が行われた楽音波形の波形データがｔ４られ
るうなお、第７図のフィルタは図に示す出力端子６＆か
ら出力を得てもよい。この出力端子６＆のデータと出力
端子６のデータは、時間−Ｔのずれがあるだけである。

哨１０図は第７図に示すローパスフィルタの変形列を示
す図であり、この７０図に示すものが第７図のものと角
なる点は！！！！動動作するスイッチ要素８　ａ　ｒ　
８　ｂが設けられている点である。そして、これらのス
イッチ−！！素８　ａ　ｔ　ａ　ｂが共に実線位置にあ
る場合は、第１Ｏ図の回路と第７〔ワの回路が同一とな
り、一方、スイッチ要Ｘ　８　ａ　ｅ　８　ｂが破線位
置にある場合は、ｄ延４！素７の出力データがスイッチ
ｔ’　壜ｓ　ｂ　を加算ａ２を介してｄ延要素７の入力
端へ供給され、これにより、ｄ延媛素７内のデータが自
己保持される。この１９成において、入力端子１へ供給
される楽音波形の／周期間スイ・・ツチ要素８　ａ　＋
　８　ｂを実線位置とし、次いで−ｊえは５周期間スイ
ッチ要Ｊ　８＆　ｇ　１３　ｂを破線位置とし、以下上
記動作を４ぺえせば、波形のつなぎ目における波形補間
を第７図の回路よりさらにゆっくり行うことができる。

第１図（イ）に示す実施例は、ローパスフィルタ２８と
して、この第１０図の回路と等価な回路を用いている。

次に、第１図（イ）に示す実施列について悦羽する。

この図に示す実施列は、第２図に示す部分ＡＩ。

Ａ２・・・の各波形を予め波形メモリ１４内に記憶させ
ておき、このメモリ１４内の各波形を読出して楽音信号
の形成を行う。すなわち、Ｒ７図（イ）において、符号
１１はｆｉｌｌ、１２は押鍵検出回路である。この押鍵
検出回路１２は鍵盤１の各キーのオン／オフ状標を噴出
し、オン状嗜にあるキーのキーコードＫＣｌ−出力する
と共に、キーがオンとされた時％１′信号に立上り、オ
フとされた時１０１信号に実るキーオン信号ＫＯＮを出
力する。アドレス発生′ａ１３は、メモリ１４および１
５へ供給するアドレスデータを発生する回路であり、そ
の詳細列を第１図（ロ）に示す。この第１図（ロ）にお
いて、符号１６は午−コードＫＣに対応する周波数のノ
ートクロックφを発生する回路である。１７は微分回路
であり、キーオン信号ＫＯＮの立上りにおいて、すなわ
ちキーが新たに押下された時点において隔の短かいキー
オンパルスＫＯＮＰｅ出カスる。カウンタ１８はノート
クロックφをアップカウントする一Ａのカウンタであり
、キーオンパルスＫＯＮＰによってリセットされる。こ
のカウンタ１８のカウント出力は「０」〜ｒ−−ＩＪに
わたって変化し、また、このカウント出力がアドレスデ
ータＡＤＩとして波形メモリ１４へ供会される。また、
このカウンタ１８のカウント出力が「１％−１」から「
０」に変わる時発生するキャリイ信号ＣＡがカウンタ１
９へ供給される。カウンタ１９ｈ＋ヤリイ信号ＣＡｉニ
アツブカウントするカウンタでｊｐ）ユ、オアゲート２
０の出力によってリセットされる。礒返し回数メモリ２
１は同一波形を蝶返す回数、゛すなわち、第２図におけ
る都外Ａｌ。

Ａ２・・・の波形を各々何回模瓦すかを示す数１１Ｋが
記憶されたメモリである。比１ｉｆｔ回路２２はカウン
タ１９のカウント出力と、メモリ２１の出力データとを
比較し、両者が一式しｔ時一致信号ＥＱ（’１’（１１
号）を出力する。カウンタ２３はアンドゲート２４ｔ−
介して供給される一致１８号ＥＱをアップカウントする
カウンタであり、キーオンパルスＫＯＮＰによってリセ
ットされもナントゲート２５はカウンタ２３０カウント
出力の各ビットのナンド条件をとる回路である。スイッ
チ制御回路２６は、Ｒ７図（イ）に示すスイッチ４木３
０ｔ−オン／オフ制御するスイッチ制＃信号ＳＯＮを出
力する回路であり、カウンタ１９０カウント出力が％１
えげ「０」。

ｒ５Ｊ　　、ｒｌＯＪ　　、ｒ１５Ｊ　　、・・・の時
スイッチ制（Ｒ１１信ＳＯＮとして１１′信号を出力し
、そｎ以外の時は′″０′０′信号する。このスイッチ
制御信号ＳＯＮが１１′信号の侍スイッチ要、ｇ３０が
オンとなる。

波形メモリ１４は記憶エリアＥＯ，Ｅ１・・・を有し、
各エリアＥＯ，Ｅｌ・・・内に各々１１．２図に示す部
分ＡＩ、Ａ２・・・の各波形が記憶されている。この場
合、各波形はいずれも／周期分であり、そのサンプル点
数は共に腸である。すなわち、エリアＥＯ，Ｅ１・・・
内には各々ｓ　＋１４のサンプリングデータが記憶され
ている。そして、エリアＥＯ，Ｅｌ・・・がアドレスデ
ータＡＤ２によって指定され、指定されたエリアＥＯ，
Ｅｌ・・・内の各サンプリングデータがアドレスデータ
ＡＤＩに基づいて読出される。２８はローパスフィルタ
であり、減疼器四と、スイッチ要素３０と、乗算６３１
と、加算器３２と、遅延要素３３とから構成される。こ
の場合、乗″ば５３１はデータシフト回路と加算器等に
より簡単に構成することができる。ま九、遅延要素３３
＃ｉ入力されるデータをノートクロックφの賜ビットタ
イム趙延させて出力するもので、ノートクロックφでト
リガさｎる１個のＤＦＦから構成され、また、各ＤＦＦ
はキーオンパルスＫＯＮＰＫよってリセットされる。こ
のローパスフィルタ２８は８＠ＩＯ図に示すローパスフ
ィルタと等価である。すなわち、第１Ｏ図において入力
端子１のデータｔｘ−Ｍ延媛素７の出力データをｙとす
ると、スイッチ１！素８　ａ　＊　８　ｂがオンの１４
合において乗′ｆＬ器４および５の出力が・谷々ｇ：＋
ｃ、（１ｇ）ｙとなり、したがって、加算器２の出力が
ｇｚ＋（１−ｇ）ｙ・・・（１）トする。−万、ローパスフィルタ２８においては、減４
器２９の出力がｘｙとなり、スイッチ・要素３０がオン
の場合において乗、４！３１の出力がｇ＜ｘ−ｙ＞とな
り、加痺！３２の出力が、ｇｃｘ−ｙ）＋ｙ−ｇ：ｃ＋
（１−ｇ）ｙ・・・（２）となる。この（２１式と前記
（１）式とを比較すれば明らかなように、＠ＩＯ図のロ
ーパスフィルタとローパスフィルタ２Ｂとはｗ価となる
。なお、４７図（イ）（Ｑａ−バスフィルタ２８におい
て、スイッチ髪素３０がオフの時は、第１Ｏ図の場合と
１川様に、　　　　　　；：遂延ｆＩ素３３内のデータ
が自己保持される。

係数メモリ１５は、＊＊器３１へ供給すべきフィルタ係
数ｇ・ｔｇｔ・・・が予め記憶されているメモリであり
、これらの係数ｇｏ　１ｇ＋・・・はう々アドレスデー
タＡＤ２に従って続出され、乗に器３１へ供給される。

ローパスフィルタ２８の出力データが供給さ゛れる乗４
′ａ３５は、該出力データに工／ペロープ発生器３６か
ら出力されるエンベロープデータＥＤｔ−乗算するもの
で、この乗算器３５の出力はＤＡＣ（ディジタル／アナ
ログ変換″ａ）３７へ供給される。ＤＡＣ３７は１乗４
謁３５の出力をアナログ信号ＫｔＱ％し、サウンドシス
テム３８へＩｇ袷する。サウンドシステム３８呟供給さ
れたアナログ信号を増嘱し、スピーカから楽音として発
音する。

次に、上記構成による実施列の動作′ｔ−説明する。

鍵盤１１のいずれかのキーが押下されると、押鍵１・検
出１屯路１２がこれを噴出し、同キーのキーコードＫＣ
およびキーオン信号ＫＯＮ（’″１′１′信号ドレス発
生器１３へ出力する。アドレス発生器１３内のノートク
ロック発生器１６（箒／図仲））は、以稜、押下キーの
キーコードＫＣに対応する周波数のノートクロックφを
出力する。一方、微分回路エフはキーオン信号ＫＯＮの
立上りに′Ｊ？いてキーオンパルスＫＯＮＩ出力する。

コノキーオンパルスＫＯＮＰによって、カウンタ１８．
１９゜２３が各々リセットされると共に、ローパスフィ
ルタ２８内の遅延＠素３３がリセットされる。カウンタ
２３がリセットされると、アドレスデータＡＤ２　ｒＯ
Ｊが同カクンタ２３から出力され、波形メモリ１４およ
び嘘糸数メモリ１５へ１共倫される。

これにより、波形メモリ１４内のエリアＥＯが１定され
、また、係数メモリ１５からフィルタ係数ｇ・が続出さ
れ、乗４４３１へ供給される。、−また、アドレスデー
タＡＤ２　ｒＯＪは繰返し回数メモリ２１へも供給され
る。これにより、同メモリ２１から部分Ａｌ（第２図）
の燥べし回数（Ｎｌとする）が続出され、比１咬回椹２
２へ供給される。

次に、カウンタ１８は、午−オンパルスＫＯＮＰによっ
てリセットされ７を時点以降、ノートクロックφをカウ
ントする。これにより、カウンタ１８からアドレスデー
タＡＤＩ　ｒＯＪ　〜ｒｎｈ−ＩＪが４求し出力され、
またアドレスデータＡＤＩが［％−１」から「０」に戻
る時キャリイ信号ＣＡが出力される。アドレスデータＡ
ＤＩ　ｒＯＪ〜「％−１」が＊ｇし出力されると、波形
メモリ１４のエリアＥＯ内のサンプリングデータが繰返
し読出され、ローパスフィルタ２８を通して乗算器３５
へ供給され、この乗Ｘ４３５においてエンベロープが付
与され、次いでＤＡＣ３７においてアナログ信号に変遺
され、サウンドシステム３８へ供給すれる。これにより
第２図に示す期間Ｔ１の楽音が発生する。

一方、カウンタ１９はキャリイ信号ＣＡｆ逐次アップカ
ウントする。そして、カウンタ１９のカウント出力が前
述した繰返し回数Ｎ１に４すると比較回路２２から一致
信号Ｅ′Ｑが出力され、アンドゲート２４を介してカウ
ンタ２３へ供給される。

こｎにより、カウンタ２３からアドレスデータＡＤ２「
１」が出力される。アドレスデータＡＤ２ｒｌＪがカウ
ンタ２３から出力されると、波形メモリ１４のエリアＥ
１が指定され、また、係数メモリ１５からフィルタ係ｄ
ｇｔが読出され、また、４１ｇ１．回数メモリ２１から
部分Ａ２（第２図）の橡べし回ａ（Ｎ２とする）が出力
される。まｔ、一致１ざ号ＥＱｄオアゲー）２０ｔ−介
してカウンタ１９のリセット端子Ｒへ供給され、これに
よりカウンタ１９がリセットされる。以漫、アドレスデ
ータＡＤＩに基づいてエリアＥｌ内のサンプリングデー
タが燥返し！読出される。読出さｎ’ｆｔニーサンプリ
ングデータは、ローパスフィルタ２８に２いて波形補１
門ｊが行われた鏝、乗算にｇＩ３５においてエンベロー
プが付与され、ＤＡＣ３７’ｉ−介してサウンドシステ
ム３８へ供給される。こｎにより、第２図に示す期間Ｔ
２の楽音が発生する。

次に、カウンタ１９のカウント出力が４べし回数Ｎ２に
達すると、＋４び比較回路２２から一致信号ＥＱが出力
され、カウンタ２３からアドレスデータＡＤ２　ｒ２Ｊ
が出力される。これにより、波形メモリ１４のエリアＥ
２が指定され、係数メモリ１５から係ａｇ雪が出力され
、また槌返し回数メモリ２１から４返り、ｌｊｏｇＮ３
が出力される。また、一致信号ＥＱによってカラ／り１
９がリセットされる。そして、以後期間Ｔ３の楽音が発
生する。

以下、上記動作が繰返えされる。また、上記動作が繰返
えされている間に、スイッチ制御回路２６からはスイッ
チ制御信号５ＯＮ（゛１−信号）が操返し出力される。

こｎにより、スイッチ要素３゜がカウンタ１９のカウン
ト出力に同期してｄ！しオン／オフされる。次に、カウ
ンタ２３からアドレスデータＡＤ２’″１１・・・１１
′が出力されると、波形メモリ１４内のｆ＆後のエリア
内のサンプリングデータが読出されて楽音信号が形成さ
れる。まｔ、同アドレスデータＡＤ２’ｌｌ・・・１１
１が出力されると、ナントゲート２５から１０′信号が
出力され、これによりアンドゲート２４が閉状惺となる
。風儀、アドレスデータＡＤ２は次のキーが押下さｎる
まで変化しない。

以上が第７図（イ）に示す実施例の詳細である。

なお、上記実施列においては、波形メモリ１４に記憶す
る各波形を／周期としたが、鏝数８期としてもよい。ま
た、上記実施列においては、波形メモ１７１４を用いて
波形データ（サンプリングデータ）を発生しているが、
他の方式によって波形データを発生してもよい。Ｚｌえ
は演イによって波形データを発生するようにしてもよい
。また、上記実施列においては、遅延“慶累３３の遅延
時間を波形の１周期分に対応する時間に設定したが、こ
の遅延時間を波形の１数周４ｇ３分に対応する【時間に
設定するようにしてもよい。この場合、ｄ延要素３３は
、シフトレジスタやＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
を用いて構成することもｃＩＴ能でめる。

また、上記実施列においては、ローパスフィルタ２８の
出力をｄ延媛飛３３の出力詞から収り出しているが、こ
れに代えてｊ用＃ｒ４３２の出力ｆｌｌｌｌ　’Ｖの適
宜（所から取り出すことが可能である。ま之、上記実施
例では、楽ｆ信号に封する振・−エンペローブ付与を乗
９器３５およびエンベロープ発生４３６を用いて行なう
ようにしたが、こｎに代えて、ディケイ状態では、スイ
ッチ・を素３０を虜にオン状態にするとともに、波形メ
モリ１４からの波形データＸを「０」とし、かつ乗算語
３１に供給する係数ｇを適宜設定し、ローパスフィルタ
２８の出力データが指数的に減衰することを利用して・
実音１ｄ号の撮部エンベロープ制御を行なうようにして
もよい。このようにすれば、乗１５３５．エンベロープ
発生６３６を省略できる。また、上記実ｍ列においては
、ディジタル処理によって楽音信号の形成を行っている
が、この発明はアナログ処理によって渠ｆ信号を形成す
る場合にも同様に実施できるものでめる。さらに、この
発明は、進盤で押鍵されたキーに対応する楽音信号を発
生する場合に、挾らず、打楽器音・鰺の・実音信号″ｆ
：＠生ずる場合にもｔｆｆＪ俺に実施できるものである
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、波形が一時的
に滑らかに変化する高品賞の楽音信号を発生できるとと
もに、波形切憶り時の波形補間をローパスフィルタを用
いて行うようにしたので、波形補間を極めて藺鴫な構成
によって行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】第１図（イ）はこの発明の一′ｉ４鳩例の４戎を示すブ
ロック図、＠　／　Ｉ、ｄ（ロ）は同−犬施例における
アトＶス発生器１３の構成例を示すブロック図、Ｊ（コ
図は楽音波形の−しＩＪｔ示す図、第３図は従来の波形
補：間方法ｔ−説明するための図、）寓弘図は一役的な
ディジタルｌｊ−ハスフィルタの構成例を示すブロック
図、第Ｓ図は同ローパスフィルタの・萌作ｔ−説明する
九めの図、第６図は同ローパスフィルタにおける遅延４
素３を４礪要素７に置換えて・４成したローパスフィル
タを示すブロック図、４７図は第６図のクーバスフィル
タの変形列を示すブロック図、第を図は楽ｆ波形の一例
を示す図、４９図は第７図のローパスフィルタ動作を説
明する九めの図、槙１０図は第７図（イ）のローパスフ
ィルタ２８と等価なａ−Ａスフイルタの構成を示すブロ
ック図でるる。１３・・・・！・アドレス発生器、１４・・・・・・波
形メモリ、１５・・・・・・係数メモリ、２８・・・・
・・ローパスフィルタ、３１・・・・・・乗嫁器、３３
・・・・・・厘延安単（禮鴫手段）。　　＼　　　：□
第２図　　　　　第３図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】（ａ）少なくとも２つの第１および第２の波形のうち該
第１の波形に関する波形データを順次、かつ繰返し発生
し、次いで該第２の波形に関する波形データを順次かつ
繰返し発生する波形発生手段と、（ｂ）前記波形データ
が入力されるローパスフィルタであつて、遅延時間が前
記波形の周期に対応して設定された遅延手段と、入力さ
れる信号にフィルタ係数を乗算する乗算手段とをループ
状に接続してなるローパスフィルタと、を具備してなり、前記ローパスフィルタの出力データを
楽音信号として発生するようにしたことを特徴とする楽
音信号発生装置。