JPS61196298A - 電子楽器 - Google Patents

電子楽器

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JPS61196298A
JPS61196298A JP60037282A JP3728285A JPS61196298A JP S61196298 A JPS61196298 A JP S61196298A JP 60037282 A JP60037282 A JP 60037282A JP 3728285 A JP3728285 A JP 3728285A JP S61196298 A JPS61196298 A JP S61196298A
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JP
Japan
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harmonic
overtone
sound
function
electronic musical
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JP60037282A
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Inventor
松島 正
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Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
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Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H7/00Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
    • G10H7/08Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform
    • G10H7/10Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients
    • G10H7/105Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients using Fourier coefficients
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
    • G10H1/06Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
    • G10H1/08Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by combining tones

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基本波に対応する高調波関数を演算する場合に
非調和倍音を有する楽音を発生する電子楽器に関するも
のである。
〔従来の技術と問題点〕
従来、基本波に対応する高調波関数を合成する倍音合成
方式においては、一般的に整数倍音しか扱っておらず、
前記合成方式の中の1つである正弦波合成方式を用いた
場合もその音はアコースティック楽器音とはほど遠く、
いわゆる”電気くささ”をもった音しか作れなかった。
すなわち正弦波合成方式を用いてアコースティック楽器
音に含まれる非調和音を作シ出そうとすると、倍音数だ
けの発振器を用意しなければならず、価格的に実現困難
であった。従って低価格の普及形の電子楽器ではこのよ
うな方法は用いられず、調和前を非実時間方式で発生さ
せていた。その結果音楽的に不満足な音しか得られなか
った。
しかし、実際のアコースティック楽器である弦楽器の前
件、弦長と同じ波長をもつ基本波弦長の半分の波長の2
倍音、3分の1の3倍音、・・・・・・はては数百倍音
までを含み、しかもその高次倍音は周波数が高くなるに
従って、よシ多く高い周波数側にずれ込んでゆくという
特長の「インハーモニシティ」をもっている。この特長
が弦楽器の金属的であったシ、きらびやかであったシす
る音の美しさを決定づけている。
本発明の目的はアコースティック楽器の音と同じインハ
ーモニシティをもった周波数スペクトルと、同じ倍音パ
ワーの時間的変化であるハーモニックエンベロープをも
つ正弦波群を合成してアコースティック楽器と同じ音を
作シ出すようにした電子楽器を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本発明の電子楽器は基本波に
対応する高調波関数を演算する手段を有し、楽音波形を
合成する電子楽器において、前記高調波関数として調和
倍音に対応する調和関数の発生手段と、該調和倍音に任
意の周波数ずれを与える位相関数の発生手段と、該調和
関数と該位相関数を乗算する手段とを具え、非調和倍音
を発生しうることを特徴とするものである。
〔実 施 例〕
第2図は原理説明図、第3図は原理ブロック図である。
第2図(α)〜(c)は、下記本発明の高調波関数の展
開式(1)〜(3)に対するスペクトル構成を示す。
F(t)= ’! hKsin(x”0 +ΔωK〕t
=ffiAK(ainxω6t @0C1iΔωg t
 +C08Ka16 t ” 8鮎ωKt )段鴫 y(t)=ΣAKe8inKω6t ” (XMlst
a)z g一1九 、、X、Az (sin (Kωo+jg) e+5j
n(Ka+6−jx) t)   (2)h(t) =
ΣAKOO8K(dotll 8jMMJy、 t1% =2Z、AK (am (KO2+tsmg )t −
sin (Ku6−tsm* ) t )   (3)
ここで t;時間 λに:振幅 ω0;調和倍音周波数(ω〆2π) へ呟;濁波数ずれ(tmK/2π) 関数p(t)を(1)式のように定義する時、F(j)
はn倍音までをもった非調和音である。そして、その非
調和に倍音の周波数スペクトルは同図(ロ)であシ、調
和倍音ので〆2π〔H幻よシtstarg/Qπ【肥〕
だけ高い周波数にずれている。
いま、F(t)を三角関数の加法定理を用いて2つの項
に分割したものをそれぞれaCt)、ル(1)とおく。
y(t)と屓t)は、式(2)l (3)に示すように
変形され、それぞれのスペクトル構成は同図(6)、 
(C)のようK。
調和倍音のに%/2π〔耶〕のキャリア周波数を中心と
し、前後に−x/’2π(H2)ずれた位置に2分の1
の振幅で正負のスペクかルか現われる。
よって、y(t)、 h(t)を発生し加算すれば同図
(匈になることは図形上からも明らかである。
第3図は第2図の非調和音発生の原理ブロック図を示す
同図において、1は式(2)を発生する装置、すなわち
、正弦波の調和倍音に余弦波による振幅変調がかかった
信号を1次まで発生させる装置である。
2は式(3)を発生する装置、すなわち余弦波の調和倍
音に正弦波による振幅変調がかかった信号を5次まで発
生させる装置である。ここでλには各信号の振幅を示す
高調波係数であシ、これらの装置内で任意に設定できる
ものである・ y (t)装置2とh (t)装置3で得られた信号は
加算器3で加算され、この加算器3で得られた非調和音
F(t)をD/A変換器5でデジタル・アナログ変換さ
れる。この出力はサウンドシステム5を介して放音され
る。
この場合、装置1,2で実時間あるいは非実時間で発生
させた変調波y(t)、 h(t)を加算器3で加算し
非調和音F(t)を得るものである。
第1図は本発明の実施例の構成説明図である。
すなわち、第5図の原理ブロック図をさらに具体的に構
成したものである。
同図において、倍音位相発生器11は式(2)における
19区tを発生するものであル、調和倍音発生器12紘
式(2)におけるaiaxωat  を発生するもので
ある。この両発生器11.12で発生され九信号を乗算
器13で乗算することによシ変調が行なわれる。
この出力を加算器14と主記憶器15よル成シ後者の出
力を前者に入力させた回路に入力し、基本波から外次ま
での倍音成分を加算し、楽音波形を形成し、形成された
波形信号を記憶する。そしてこの主記憶器15に記憶さ
れた波形信号を転送制御回路16で制御されて次段の波
形記憶器18に転送される。周波数発生器17は波形記
憶器18に転送された信号に周波数を付加するものであ
る。
一方、倍音位相発生器21は式(3)における8凪ソK
tを発生するものでちゃ、調和倍音発生器22は式(3
)における0O8Kωotを発生するものである。この
両発生器21.22で発生された信号を乗算器23で乗
算することによシ変調が行なわれる。以下加算器24か
ら波形記憶器28 tでの構成は前記加算器14から波
形記憶器18tでの構成と同等の機能を有する。これら
の構成は実時間、非実時間の何れでも実現でき、加算器
15.23においてはハーモニックエンベロープの;ン
トロ−2とし℃の機能も付加できる。またこれらの構成
の効率化を図るため、倍音位相発生器11.21と調和
倍音発生器12.22との機能の互換性をもたせたシ、
倍音位相発生器11゜21から波形記憶器18.28の
2系のうち何れか1系のみとし、時分割で2系として動
作させることも可能である。
波形記憶器18.28の出力として上記2系によって発
生された変調波y<t)* h(t)を加算器19に送
り加算することによシ、第2図(→〜(C)に説明した
ように、非調和音F (t)が得られ、DA変換器(D
人0)20でF(t)をアナログ信号に変換し、サウン
ドシステム29を介して放音される。
第4図は第5図の実施例の応用例を示す。
同図において基本となる電子楽器はラルフドイツチェ外
1名の提案した特開昭52−27621号の「複音シン
セサイザー」に破線内で示す本発明の構成を適用したも
のである。
提案例は、離散的7一リエ級数によって計算される主デ
ータセットを合成するため、計算サイクルとデータ転送
サイクルに分けて楽音に変換するように構成される。
同図において、鍵盤31のキーが押下されると、キーア
サイナ52で検出されてデャンネルに割癲てられ、実行
制御回路33に送られる。実行制御回路33では、主ク
ロック59からのクロックで制御され、主データセット
の高調波を計算する計算サイクルと、計算されたデータ
を転送する転送サイクルとのタイミングを与えるととも
に、楽音に変換すべきノートレジスタ44.45のノー
トに対応し周波数発生器40で周波数を発生するタイミ
ング奢与える。
この実行制御回路35からのタイミングに応じ、計算サ
イクルを行なう構成として、主データセットの語数をカ
ウントするワードカウンタ54と、高調波次数をカウン
トする高調波カウンタ35と、この出力とタイミングを
ゲート36を介してワードカウンタ34の出力とともに
入力する加算アキュムレータ37とを有し、ワードカウ
ンタ34の内容(たとえばモジュロ32)に応じ計算サ
ブサイクルを累算する。
この加算器アキュムレータ37から出力する計算サブサ
イクルの結果の累算値に対し、破線内の構成によシ本発
明を適用して主レジスタ42に送夛、次段への転送デー
タとして格納する。
すなわち、加算器アキュムレータ37からの累算値によ
シ、正弦波テーブル51.余弦波テーブル52から正弦
波または余弦波を読出しデータセレクタ53に入れ、実
行制御回路33からのタイミングでその何れかを選択し
、乗算器59に送る。一方、本発明の非調和音を発生さ
せるため、位相発生器54拡正弦波、余弦波の位相の度
合いを決定し、正弦波テーブル55.余弦波テーブル5
6を介し、データセレクタ57に入れ、実行制御回路3
3からのタイミングでその何れかを選択し、乗算器58
に入れ、高調波カウンタ35の出力で高調波メモリ38
よシ続出されたデータと乗算し、各倍音振幅を決定する
。次に、乗算器59においては、先に加算器アキエムレ
ータ37から選択された正弦波または余弦波をデータセ
レクタ53によシ選択し、乗算器58よシ送出される正
弦波または余弦波の変調波と乗算する。これによシ、式
(2) l (3)のy (t)またはh(t)が得ら
れ、次段の加算器41に送出し、転送データを格納する
主レジスタ42にセットされる。
次に、非調和音が合成された転送データを、主レジスタ
42から転送サイクルを2分割した第1のサブサイクル
で、ロード選択回路43によりノートレジスタ44が選
択されここに一時保持する。
このノートレジスタ44内のノートに対応し周波数発生
器40によシ周波数に変換し、加算器46を介して9人
変換器47でアナログデータに変換し、増幅器4日、サ
ウンドシステム49を通して放音される。一方、主レジ
スタ42から計算サイクルの次のサブサイクルの転送デ
ータを、転送サイクルの第2のサブサイクルで、ロード
選択回路43によりノートレジスタ45が選択されここ
に一時保持する。このノートレジスタ45内のノートに
対応し周波数発生器40によシ周波数に変換し、加算器
46を介し同じ径路を通し放音される。
このように、計算サブシステムで計算されたデータに対
し、非調和音を加味したものを主レジスタ42に格納し
、この内容をノートレジスタ44.45に選択転送し放
音するものである。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、高調波関数とし
て調和倍音に対応する調和関数の発生手段と、該調和倍
音に任意の周波数ずれを与える位相関数の発生手段と、
該調和関数と該位相関数を乗算する手段とを具え、非調
和音を発生するようにしたものである。これによ)、ア
コースティック楽器の自然音に近い音を比較的低価格で
実現することか可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の構成説明図、第2図は本発明
の原理説明図、第3図は原理説明用ブロック図、第4図
は本発明の実施例の応用例であシ、図中、11.21は
倍音位相発生器、12.22は調和倍音発生器、13.
23は乗算器、14.24は加算器、15.2.5は主
記憶器、16.26は転送制御回路、17゜27は周波
数発生器、18.28は波形記憶器、19は加算器、2
0は9人変換器、29はサウンドシステムを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基本波に対応する高調波関数を演算する手段を有し、楽
    音波形を合成する電子楽器において、前記高調波関数と
    して調和倍音に対応する調和関数の発生手段と、該調和
    倍音に任意の周波数ずれを与える位相関数の発生手段と
    、該調和関数と該位相関数を乗算する手段とを具え、非
    調和倍音を発生しうることを特徴とする電子楽器。
JP60037282A 1985-02-26 1985-02-26 電子楽器 Pending JPS61196298A (ja)

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JP60037282A JPS61196298A (ja) 1985-02-26 1985-02-26 電子楽器
US07/129,423 US4811644A (en) 1985-02-26 1987-11-25 Electronic musical instrument for generation of inharmonic tones

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US4811644A (en) 1989-03-14

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