JPS6252314B2 - - Google Patents

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JPS6252314B2
JPS6252314B2 JP53059852A JP5985278A JPS6252314B2 JP S6252314 B2 JPS6252314 B2 JP S6252314B2 JP 53059852 A JP53059852 A JP 53059852A JP 5985278 A JP5985278 A JP 5985278A JP S6252314 B2 JPS6252314 B2 JP S6252314B2
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JP
Japan
Prior art keywords
counter
binary
adsr
generator
point number
Prior art date
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Expired
Application number
JP53059852A
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English (en)
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JPS541609A (en
Inventor
Doitsuche Rarufu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd filed Critical Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Publication of JPS541609A publication Critical patent/JPS541609A/ja
Publication of JPS6252314B2 publication Critical patent/JPS6252314B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • G10H1/04Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation
    • G10H1/053Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos by additional modulation during execution only

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はデイジタル電子オルガンに、特にデ
イジタルエンベロープ発生器に関するものであ
る。
楽器によつて発生される楽音の感じは、波形の
スペクトラム構成によつてきまるだけでなく、時
間の関数としての波形のエンベロープ振幅の変化
によつてもきまる。楽器は一般に4部分に区分さ
れ、通常アタツク、デイケイ、サステイン、およ
びリリース部と呼ばれる。音が始まつてから終る
までの、これらの各部分の時間的割合は、発生さ
れる音の特有の感じに大いに影響する。
電子オルガンにおいては、キーが単にスイツチ
として動作する場合は、アタツク、デイケイおよ
びリリースの時間は極端に短い。サステインの時
間は勿論、キーが押されている時間の関数であ
る。しかしながら、違つた音響的効果を得るため
の、アタツク、デイケイおよびリリース時間の自
動的制御のための種種の装置が提供されている。
波形エンベロープのこれら4部分の時間的割合を
制御するための回路は、通常、ADSR発生器と呼
ばれる。
アナログとデイジタルの両方の、多数の違つた
形式のADSR発生器がこれまでに提案されてい
る。アナログ形発生器は、普通、抵抗−容量回路
網を用いる。しかしながら、このようなアナログ
形発生器は、かさばり、かつ高価である。なぜな
らば、長いリリース時間を得るために、大きな値
のキヤパシタを必要とするからである。さらにこ
のような回路は、鍵盤の各音に対して、相対的に
一定した特性を与えるように設計することが難し
い。
この理由から、楽音がアナログ信号によつて発
生される場合を含めて、電子オルガン用としてデ
イジタル形ADSR発生器が開発されて来た。この
ようなADSR発生器の一つが米国特許第3610805
号に記載されているが、そこではエンベロープの
波形は2進データとして固定メモリ(ROM)に
記憶されている。このエンベロープデータは要求
に応じて読み出され、楽音波形の周期から、また
は独立のクロツクからタイミングをとられる。デ
イジタルオルガンの場合には、このデイジタル情
報は、楽音の波形を制御するデイジタルデータ
と、またはデイジタル−アナログ変換器によつて
アナログ電圧に変換されて楽音発生器のピーク振
幅を変調するために使用され得るデータと結合さ
れることができる。
米国特許第3982461号は類似のデイジタル
ADSR発生器を開示しているが、そこでは記憶さ
れている振幅データは、楽音波形のデイジタルデ
ータサンプルを修正するために直接用いられてい
る。
ラルフ・ドイツチエとレスリー・J・ドイツチ
エの名による、1976年6月26日付米国特許第
4079650号(特開昭52−93315号)“ADSRエンベ
ロープ発生器”においては、デイジタルADSR発
生器が記載されているが、これは曲線の四つの異
なる位置のおのおのに対して修正される反復的ル
ーチンによつて、ADSR曲線のエンベロープを定
めるデイジタル値を演算するものである。
この発明は、デイジタルオルガン用の、特にラ
ルフ・ドイツチエとレスリー・ドイツチエの名に
よる、1975年8月11日付米国特許第4085644号に
おいて記載されているような、デイジタル楽音シ
ンセサイザを有する形式のデイジタルオルガン用
の、デイジタル形ADSR発生器に関するものであ
る。
この発明のADSR発生器は、指数曲線に近似す
るため、2進浮動小数点数(binary floating
point numbers)の対数指標(logarithmic
character)を使用する。これらの曲線は結合さ
れて、ADSR発生器の出力波形の、アタツク、デ
イケイおよびリリース部を形成する。
いかなる数も、1、a1a2a3×2〓の形の2進浮
動小数点数として近似的に書けることが知られて
いる。ここでa1、a2、a3は二つの2進値0または
1のいずれかであり、αは整数である。2進数
a1、a2、a3を第1のカウンタに記憶し、2進形で
表現されたαを第2のカウンタに記憶して、第1
のカウンタをカウントダウンし、かつ第1のカウ
ンタが0を過るごとに第2のカウンタをカウント
ダウンすることによつて、一連の数が発生し、こ
れが指数的関係を近似している。この数が相補的
(complenmeted)であれば、指数的に増加する
一連の数が発生する。カウント速度は、いかに速
く、またはいかに遅く指数曲線の傾向が変化する
かを制御する。
この原理を用いて、本発明は第1および第2の
2進カウンタからなるADSR発生器を提供する。
可変クロツク源を含む手段が第1のカウンタをカ
ウントダウンし、第1のカウンタがゼロを通過し
てカウントダウンするとき発生するオーバフロー
パルスによつて、第2のカウンタがカウントダウ
ンする。
第1のカウンタの内容は、シフト手段によつて
固定小数点数(fixed point number)に変換さ
れる。このシフト手段は、第1のカウンタの2進
の内容を受け取つて、2進の内容を第2のカウン
タのカウント状態によつて定まる位置の数だけシ
フトして、浮動小数点数を固定小数点数に交換す
る。
キーの圧下によつて音が始またとき、関連する
制御装置が、クロツク源からカウンタの計数を開
始する。別の制御装置が、所定のアタツク期間
後、固定小数点数の2の補数を終了することによ
つてアタツクからデイケイに変化する。サステイ
ン期間は、デイケイの間カウンタの動作を中断
し、かつキーが開放された後カウンタの動作を続
けることによつて始められる。
以下、実施例について詳細に説明する。
第1図においては、本発明のADSR発生器のエ
ンベロープ波形図が示されている。初めのアタツ
クフエーズの間、振幅は突然立ち上り、指数的に
上昇する。続くデイケイフエーズの間、振幅は中
間レベルに向つて指数的に降下し、そこでサステ
インフエーズの間持続する。サステインフエーズ
の時間長は、鍵盤上でキーが圧下状態に保持され
る時間によつて定まる。キーが解放されると、振
幅は指数的に減少し続ける。
波形は後述のように、打音特性に対しては、ア
タツク時間を短縮しかつサステインを消去するよ
うに修正される。この変形は二つの基本的波形、
すなわち上昇する指数曲線と降下する指数曲線と
を結合したものである。
この発明によれば、指数曲線は第2図に示され
た方法でデイジタル的に発生される。第2図にお
いて指数曲線発生器は、一搬的に10で示されて
いる。
曲線発生器は第1の2進カウンタ12を含み、
それは三つの2進ステージ(モジユロ8)を有す
ることが望ましい。第2の2進カウンタはタイミ
ングクロツク14からのクロツクパルスによつて
カウントダウンされ得る。カウンタ13は三つの
2進ビツトを記憶する。第2のカウンタ13は、
第1のカウンタ12の最上位ステージからのアン
ダフローパルスによつてカウントダウンされる。
第1のカウンタの3ステージは仮数
(mantissa)を記憶し、第2のカウンタの3ステ
ージは浮動小数点数の指数(power)を記憶す
る。仮数の3ビツトは2進ビツトa1、a2、および
a3に対応し、指数の3ビツトは、1.a1a2a3×2〓
の形で上記にあらわされた2進浮動小数点数にお
ける値αに対応する。カウンタ12は、ゲート1
6を経てタイミングクロツク14から導かれたク
ロツクパルスに応じて、カウントダウンするよう
に配置されている。
鍵盤上でキーが作動されると、米国特許第
4022098号“鍵盤スイツチ検出と割当器回路”に
記載され、引用よつて関連するキー検出と割当器
回路15からのライン上の信号(ニユウノート)
が、楽音発生器によつて新しい音が発生されてい
ることを示す。これはカウンタ12を、3ステー
ジ全部2進の1にセツトし、一方、カウンタ13
はその最上位のステージが2進の1に、他の2ス
テージが2進の0にセツトされる。ニユウノート
信号はADSR制御回路18にも加えられ、ADSR
制御回路18はニユウノート信号に応じてゲート
16を開き、それによつてタイミングクロツク1
4からのパルスによるカウンタ12のカウントダ
ウンを開始する。
カウンタ12に記憶された三つの2進数a1
a2、およびa3は、並列シフト回路20に加えられ
る。常に2進の1である第4の最上位桁は、固定
論理回路(wired logic)によつて並列シフト回
路20への第4の入力ラインに加えられる。並列
シフト回路20はまた、カウンタ13の指数値α
の出力を受け取つて復号化する。並列シフト回路
20は、8本の出力ラインを有する。
並列シフト回路20は5位置スイツチとして動
作し、その5位置は、カウンタ13の指数αの五
つの異つた2進符号化状態に対応する。並列シフ
ト回路20は、カウンタ13の内容によつて定ま
る5位置のいずれか一つへ切り替えることによつ
て、4入力ラインを8出力ラインに関してシフト
する。カウンタ13が1カウントダウンするごと
に、入力ラインは1位置右へ切り替えられる。
入力ラインに接続されない出力ラインは、すべ
て、2進の0に対応する出力信号を供給する。並
列シフト回路20の効果は、4ビツトの浮動小数
点数を8ビツトの固定小数点数に変換することで
ある。
並列シフト回路20からの出力は、2の補数回
路22へ加えられる。2の補数回路は、シフト回
路20から受け取られた2進入力の8ビツトのそ
れぞれの補数を求め、かつ最下位桁へ2進の1を
加える。
スイツチ回路23は、ADSR制御回路18から
の出力に応じて、回路22への入力または回路2
2からの出力のいずれかを、エンベロープ利用手
段へ選択的に接続する。従つて、ADSR発生器の
出力は、ADSR制御回路18からの制御信号に応
じて、並列シフト回路20の出力に等しいかまた
はその2の補数であるかの何れかである。
2の補数回路22の2進符号化入力と出力は第
3図に示されており、第3図はまた10進の相等数
も示している。リリースの欄は2の補数回路の入
力に対応し、アタツクの欄は2の補数回路の出力
に対応している。
スイツチ回路23からの出力は、第1図に示さ
れた波形を有するアナログ信号を発生するデイジ
タル−アナログ変換器24のような、適当なエン
ベロープ利用手段に加えられる。それでアナログ
信号は、すべて上述の特許出願書類において詳細
に述べられた方法で、鍵盤上のキーの作動に応じ
て楽音発生器26によつて発生した信号を変調す
るのに用いられることができる。
ADSR制御回路は、いつニユウノート信号がキ
ー検出と割当器回路15から入力ライン上に受け
取られたかを検知するための、簡単な論理回路を
含んでいる。ADSR制御回路18は、ニユウノー
ト信号に応じてゲート16を開き、かつ同時にス
イツチ回路23を2の補数回路23の出力へセツ
トする。
第2のカウンタ(指数カウンタ)13がゼロに
カウントダウンすると、これはADSR制御回路1
8によつて検知され、ADSR制御回路18はそれ
に応じてスイツチ回路23をシフト回路20の出
力へセツトし、それによつてアタツクを終了し
て、ADSR曲線演算のデイケイ部分を開始する。
ADSR制御回路18は、いつ指数カウンタ13
が、デイケイ演算の開始後に1カウントダウンし
たかを検知する。ADSR制御回路18はこの時点
でゲート16を閉じて、キー検出と割当器回路1
5からキーリリース信号を検知するまで、カウン
タ12と13のそれ以上のカウントダウンを阻止
する。
ゲート16はキーが開放されたとき再び開き、
カウンタ12と13はゼロにカウントダウンする
ことを許される。この時点でADSR制御回路18
は再びゲート16を閉じ、動作サイクルを完了す
る。
以上の説明から、ADSR発生器は比較的単純な
設計であるが、それでもかなりの融通性を持たさ
れていることが明らかであろう。例えば、エンベ
ロープアタツク、デイケイおよびリリース部分の
時間的割合を変えるため、カウント速度は各フエ
ーズごとに変えられる。
ADSR発生器は、米国特許第4079650号(特開
昭52−93315号)“ADSRエンベロープ発生器”で
記載されているような複音システムにおいて、時
分割され得る。これは発生される各音に対して、
上述の出願書類に記載されているエンベロープフ
エーズシフトレジスタを用いて、ADSR制御回路
18の状態を記憶し、かつ上述の出願書類に記載
されている振幅シフトレジスタを用いて、カウン
タ12と13のカウント状態を記憶することによ
つて遂行され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のADSR発生器によつて生じた
エンベロープ波形の曲線図、第2図は本発明の
ADSR発生器の一実施例のブロツク図、第3図は
第2の補数回路の2進符号化入力および出力を示
す図である。 10……指数曲線発生器、12……第1の2進
カウンタ(仮数カウンタ)、13……第2の2進
カウンタ(指数カウンタ)、14……タイミング
クロツク、15……キー検出と割当器回路、16
……ゲート、18……ADSR制御回路、20……
並列シフト回路、22……2の補数回路、23…
…スイツチ回路、24……デイジタル−アナログ
変換器、26……楽音発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所望の楽音波形を発生する楽音波形発生器を
    含む電子楽器において、 浮動小数点数として利用される下位区分及び上
    位区分で構成される多数ビツト2進カウンタ手段
    と、 前記カウンタ手段をカウントするためのクロツ
    クを発生するクロツク源と、 前記カウンタ手段への前記クロツク源からのク
    ロツクの供給を鍵の押鍵・離鍵の作動に応じて制
    御し前記カウント手段のカウント状態を制御する
    手段と、 前記カウント手段の下位区分の2進内容を浮動
    小数点数の仮数として、上位区分の2進内容を浮
    動小数点数の指数として受け取り前記下位区分の
    2進内容を前記上位区分の2進内容の示す数に応
    じて2の階乗のシフトを行い前記浮動小数点数を
    指数曲線となる固定小数点数に変換するシフト手
    段と、 前記シフト手段からのシフトされた固定小数点
    数を表わす出力で前記楽音発生器から発生される
    楽音波形を変調するエンベロープ信号として与え
    る手段とを具えるADSR発生器。
JP5985278A 1977-06-06 1978-05-19 Amplitude generator for electronic organ Granted JPS541609A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/803,447 US4144789A (en) 1977-06-06 1977-06-06 Amplitude generator for an electronic organ

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Publication Number Publication Date
JPS541609A JPS541609A (en) 1979-01-08
JPS6252314B2 true JPS6252314B2 (ja) 1987-11-04

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ID=25186528

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JP5985278A Granted JPS541609A (en) 1977-06-06 1978-05-19 Amplitude generator for electronic organ

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JP (1) JPS541609A (ja)

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JPS541609A (en) 1979-01-08
US4144789A (en) 1979-03-20

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