JPS62178298A - 楽音波形発生装置 - 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】 ［９，明の技術分野］ 本発明は、楽７ｆ波形メモリに人力される位相角データ
を変更して所望の波形を生成する電子楽器の波形発生装
置に関する。

［従来技術とその問題点］ デジタル電子楽器の波形発生装置として、（イ）音色ご
とに対応する波形をメモリ上記憶しておき、単純に読み
出す方式、（ロ）基本周波数の１［弦波、各高調波成分
のＩＦ弦波の夫々にフーリエ係数を乗じて合成波形を生
成する方式１等々が知られている。（イ）の方式では明
らか上記憶容！＋１：が犠牲になる。すなわち、異なる
１°ｆ色の数だけの波形をメモリに確保しなければなら
ない、さらに、波形メモリ上記憶されている以外の波形
を生成することができない。一方（ロ）の方式において
は、所望の倍ｉ構成の楽音を１’Ｊる場合に１倍汗成分
の数に相当する計算及び正弦波発生回路を必要とし、装
置が大型化する。

さらに（イ）、（ロ）いずれの方式もなだらかなスペク
トル包絡を有する種々の波形を生成するのに適していな
い、同一出願人に係る特願昭５７−２２１２６７　（昭
和５７年１２月１７０出願）にはこの種の波形を生成す
る装置が示されている。この方式では弔−の楽音波形メ
モリ上記憶された正弦波に対する読出位相角を位相角変
更回路により変更することで、鋸歯状波から正弦波まで
変化する種々の波形を発生させている。しかし。

この位相角変更回路は１位相角データの傾きを切り換え
る位置を検出するため、制御データとしての切換位置デ
ータを位相角データと比較する比較回路を使用している
。さらに、切換位ｌの前後で異なる態様により演算を実
行する演算回路（′！Ａ算器を含む）により最終的な変
更位相角データを生成している。このため、位相角変更
回路全体の規模が比較的大さくなってしまうという問題
があった。

［発明の目的］ この発明は１−述した°１１情に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、ｔｐ５’ｔｔな構成でなだ
らかなスペクトル包絡を持つ種々の波形を発生する波形
発生装置を提供することにある。

［発明の要点］ この発明は、Ｉ：、記の［１的を達成するため、制御デ
ータに応じて位相角データを変更して変更位相角データ
を生成し、これを楽音波形メモリのアドレス信りとして
用いるものにおいて、上記制御データを、位相角データ
を異なる方向にビットシフトさせる情報として用い、か
かるビー２トシフトにより、変更位相角データの傾斜を
規定し、ビットシフト方向選択ｆ段により変更位相角デ
ータとして採用する方のビットシフト方向を波形の一周
期の途中の点で切換選択するようにしたことを要点とす
る。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明が適用される電子楽器の全体構成図であ
る。説明の便宜上、モノフォニックとする。鍵盤回路ｌ
は鍵のオン／オフを検出するスイッチをマトリクス状に
配線したものである。この鍵盤回路ｌの鍵状態はキーア
サイナ２の走査によってモニターされ、新しいキーオン
があると、キーアサイナ２はその鍵のキーコードＫＣ及
びアタック開始信号を発生する。エンベロープ発生回路
３はこのアタック開始信号Ａに応答して、所定のエンベ
ロープ波形Ｅの発生を開始する。一方１位相角発生回路
４は送られてきたキーコードＫＣに対応する周波数値を
発生し、それを累算することにより一定の割合で変化す
る位相角データＸを発生する。位相角変更回路５は本発
明の中心をなす部分で、データ設定回路６からの制御デ
ータｋに基づいて位相角データＸのイ１を変更すること
により、変更位相角データＸ′を生成するものである。

変更位相角データＸ′は正弦波メモリ７の最終的なアド
レス信壮となり、対応するＩＦ弦波波形５ｉｎＸ′を発
生し１乗算器８でエンベロープＥと乗算され、楽１゛を
波形Ｅｓ１ｎＸ′となる。サウンドシステム９はデジタ
ルデータである楽；キ波形Ｅｓ１ｎＸ’　をＤ／Ａ変換
し、増幅して放音する。

その後、キーオフされたら、キーアサイナ２はディケイ
開始信号りを発生し、エンベロープをリリース状態にす
る。リリースが終丁すると、エンベロープ発生回路３は
エンベロープ終Ｔ信号ＥＦを発生し、キーアサイナ２は
発音終ｒ状態となる。

次に、本実施例の要素である位相角変更回路５で採用し
ている変更方式のＪ！要を説明する。第２図の（ｇ）は
元の位相角データＸと、最終的に正弦波メモリ７をアク
セスする変更位相角データＸ′との関係を示している０
本図かられかるように、両者の関係を特徴づける関数は
Ｘの値によってその＃ｌきすなわち、Ｘに乗するべき乗
数が異なる。いま、乗数をα（０≦Ｘ＜Ｍ、Ｎ−Ｍ≦×
くＮ）、β（Ｍ≦ｘ＜Ｎ−Ｍ）とおくとα＝　　（’／
４）／Ｍ ｋ＝　　（Ｎ／４）／（’／７−Ｍ） したがってｌ／α＋ｌ／β＝２ となる。ただし、Ｎは正弦波メモリ７の１周期２πを表
わし、Ｍは乗数のすＪ換点であり、Ｘ＝ＭのときＸ’＝
”／ｎ　となり正弦波メモリ７の正弦波の極大値がアク
セスされる（築４図参照）。

例えば、β＝α／　２　ｋ　とおくと。

α＝　（２ｋ　＋　１）　／２ ｋ＝　（１＋２す／２ となる、したがって１位相変更のための乗算はビットシ
フト方式で実行できることになる。

第２図の（ａ）〜（ｇ）は元の位相角データＸから最終
的な変更位相角データＸ′を生成するための手順を示し
ている。（ａ）に示すＸＯ′はＸより最上位ビットＸｎ
５ｏを除いたもの、（ｂ）、（ｃ）に示すＸｌ　’　と
ＸＩ″はｘｏ　’を適宜反転したもの、（ｄ）に示すＸ
２　’はｘＩ′にβを乗したもの、（ｅ）に小すＸ２″
はＸ１″にαを乗じたものであり、（ｆ）に示すＸｌ　
′はＸン”　とＸ？　′を、 として連結したものである。（ｇ）に示す最終的な変更
位相角データＸ′は（ｆ）に示すＸｌ　’を用いて、 として得たものである。

第２図で説ＩＪＩ　した処理を実行する回路例を第３図
に示す０位相角発生回路４より送られてくる原位相デー
タＸは、その最上位ピッ）Ｘｓｓａにより反転制御人力
Ｒが１のとき出力が反転する反転回路１１．１４によっ
て反転される。すなわち、反転回路１１ではインバータ
ｌＯにより反転制御人力ＲにｘＩＩｓｏが加わるのでｘ
、、５ａ＝０のとき反転、ｘ、ｓ、＝　１のとき非反転
となる。一方、反転回路１４　テハＸ５ｓｎ　＝　０　
（７）　トき非反転、Ｘ５ｓｏ＝１のとき反転となる８
したがって反転回路１１と１４の出力は、夫々、第４図
の（ｂ）と（ｃ）に示すＸ１″とＸＩ”に対応する。各
反転回路１１．１４としては反転時に２の補数を出力す
るものが精度上は好ましいが、近似としてｌの補数を生
成する排他的論理和群（ＥＸ−ＯＲＪｉ）を採用しても
よい、左シフト回路１２と加算器１３は上述の乗数βを
制御入力５ｏ−３２（ｋに相当する２進データ）に応じ
てＸＩ　’に乗するもので、加算器１３の入力は左シフ
ト（坏倍）されて入力されるようになっており、 ｘ２′＝βＸＩ　′ ＝２１　（２−’Ｘ＋　’　＋Ｘ＋　’　）（ただし、
ｋ＝０〜７） を実行する。

同様にして、右シフト回路１５と加算器１６は上述の乗
算αをＸ１″に乗するもので。

ｘ？”＝αＸ１″ ＝２−’　（２’　ＸＩ　”　＋Ｘ＋　″）を実行する
。

選択回路１７は第２図（ｆ）に示すＸｌ　′を生成する
もので、加算器１３．１６の出力Ｘ７　’　とＸ２″の
・方を選択するため、加算器１３がキャリイアウドＣＯ
を出力するとき、すなわち第２図（ｄ）　テＸ２’　＞
’／４　（７）、！ｌ：きだけ、Ｘ２″を選択し、それ
以外のときはＸ２　’　を選択する。

反転回路１８は反転回路１１．１４と同様に。

反転制御人力Ｒが１のとき反転するもので、Ｘ　Ｍ　Ｓ
　ＩＩ　とキャリイアウドＣＯと結合するＥＸ−ＯＲゲ
ート１９により、築２図の（ｆ）に示すＸｌ　’の傾き
の極性が全て正となるようにＸｌ　′を反転させる。す
なわち、 （イ）ｘ＝θ〜ＭのときはＸＭＳＯ＝　Ｏ，ＣＯ＝　１
であるからＸｌ　’　を非反転。

（０）Ｘ＝Ｍ−’／２ｔ７’）ときはＸ５ｓｏ　＝　０
１ＧＯ＝０であるからｘ３　を反転、 （ハ）Ｘ＝’／ｚ−Ｎ−Ｍ＋７）ときはＸｎ５ｌＩ＝　
ｌ　。

Ｃ０＝ＯであるからＸｌ　’　を非反転。

（−：）　Ｘ＝　Ｎ−Ｍ−Ｎｃ７）ト！ｊｌｔＸｍｓｕ
　＝　ｌ　、　　Ｃ０＝１であるからｘ３′を反転させ
る。

さらに、この反転回路１８の出力に４二位ビットとして
ＥＸ−ＯＲゲートの出力とＸ　ｎ　ｓ　１１を加えるこ
とにより第２［４（ｇ）に示すＸ′すなわち変更位相デ
ータが得られる。

第４図と第５図は種々のｋの（（ｉに対する位相角変更
回路５の出力Ｘ′で正弦波メモリ７をアクセスした場合
に発生する波形とそのスペクトルを示したものである。

に＝０〜７のイ（（を増すにつれ。

スペクトルが徐々にｉ１Ｍ状波的に増えていくのがわか
る。

］二足実施例によれば、擦弦楽器等に特有の音色を容易
に発生させることができる。また、制御データの値ｋを
時間変化させることにより、微妙に７′ｆ色の変化する
楽音を生成できる。さらに、本実施例による楽？１発生
回路を複数段は互いに周波数や位相変更の度合をわずか
に異ならして駆動すれば（持分１１方式でもよい）、厚
みのある音を容易に生成することができる。

［変形例Ｊ 未発用は１−記゛夫施例に限定されず種々の変形、変更
が可能である０例えば、）二足実施例では波形メモリに
格、納された一周期分の正弦波をアクセスしているが、
゛ｉ周期分あるいはハ周期分の正弦波から１−述したよ
うな波形を生成することも容易な変更の範囲内で実現で
きる。また、」二足実施例では２つの異なる乗数を使用
しているが、さらに多くの乗数をりｊり換えて変更位相
角データを生成してもよい、さらに上記実施例では乗数
の切換を変更位相角データが波形の極大、極小値を指示
する位置で行っているが、別の位ｔで切り換えてもよい
。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば制御データを異な
る方向のビットシフト信号として用い、出力として採択
するビットシフト方向を選択しているので構成が簡単で
あり、しかもスペクトルが徐々に変化する波形を生成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される電子楽器の全体構成図、第
２図は本実施例に基づく波形生成の方式を説明するため
の図、第３図は本実施例の要部である位相変更回路の構
成例を示す図、第４図は本実施例により生成される種々
の波形図、第５図は本実施例により生成される種々の波
形のスペクトル図である。 ４・・・・・・位相角発生回路、５・・−・・・位相角
変更回路、６・・・・・・データ設定回路、７・・・・
・・正弦波メモリ、１２・・・・・・左シフト回路、１
５・・・・・・右シフト回路、１７・・・・・・選択回
路。 特許出願人　　カシオ計算機株式会社 代理人　弁理士　　町　ｉｌ＋　　俊　正第１図 （υ 第２図 にり〜７〕 Ｓ遥１５１１ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 押下された鍵に対応する周波数で変化する位相角データ
   を発生する位相角発生手段と、 上記位相角データを変更するための制御データを発生す
   るデータ設定手段と、 上記制御データに応じて上記位相角データを変更し変更
   位相角データを出力する位相角変更手段と、 上記位相角変更手段の出力によりアドレス指定される楽
   音波形メモリとを備え、 上記位相角変更手段が、上記制御データを用いて上記位
   相角データを異なる方向にビットシフトするシフト手段
   と、この位相角変更手段の出力である上記変更位相角デ
   ータの傾斜を規定する上記ビットシフトの方向を波形の
   一周期の途中の点で切換選択するビットシフト方向選択
   手段とを有することを特徴とする電子楽器の波形発生装
   置。