JP2768086B2

JP2768086B2 - Musical sound wave generator

Info

Publication number: JP2768086B2
Application number: JP3277255A
Authority: JP
Inventors: 達也野中
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JPH0588679A

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は楽音波形発生装置に関
し、特に正弦波と正弦２乗波の波形を発生することので
きる楽音波形発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical tone generator, and more particularly to a musical tone generator capable of generating a sine wave and a sine square wave.

【０００２】[0002]

【従来の技術】楽音波形の基本波は正弦波である。正弦
波を発生させるための手段として、正弦波関数を展開
し、演算によって正弦波を求める方法、正弦波の波形を
リニアな線分等によって近似し、近似式に基づいて演算
によって求める方法、正弦波の波形をメモリに記憶し、
アドレス信号によってメモリから正弦波の波形を読み出
す方法等が知られている。2. Description of the Related Art The fundamental wave of a musical sound waveform is a sine wave. As a means for generating a sine wave, a method of developing a sine wave function and calculating a sine wave by calculation, a method of approximating a sine wave waveform by a linear segment or the like, and calculating by a calculation based on an approximate expression, Store the waveform of the wave in memory,
There is known a method of reading a sine wave waveform from a memory using an address signal.

【０００３】正弦波の波形をメモリに記憶し、所望周波
数で読み出す方式において、１周期分の波形を全て記憶
させるとメモリ容量は大きなものとなる。ところで、０
から２πまでの正弦波の波形を（π／２）ずつの４つの
部分に分けると、０から（π／２）までの部分と、（π
／２）からπまでの部分とは対称的であり、πから２π
の部分は０からπまでの部分の極性を反転させたもので
ある。In a system in which a sine wave waveform is stored in a memory and read out at a desired frequency, storing all waveforms for one cycle requires a large memory capacity. By the way, 0
When the waveform of the sine wave from to 2π is divided into four portions of (π / 2), a portion from 0 to (π / 2) and a portion of (π
/ 2) to π are symmetric, and π to 2π
The portion of FIG. 3 is obtained by inverting the polarity of the portion from 0 to π.

【０００４】従って、メモリには０からπ／２までの波
形を記憶させ、演算処理によって正弦波の波形を発生さ
せることができる。このような構成によれば、簡単な構
成で正確な正弦波を発生させることが可能である。Therefore, a waveform from 0 to π / 2 can be stored in the memory, and a sine waveform can be generated by arithmetic processing. According to such a configuration, it is possible to generate an accurate sine wave with a simple configuration.

【０００５】種々の自然楽器においては、種々の楽音が
発生する。電子楽器においてこれらの楽音または自然楽
器にない楽音を発生させようとすると、種々の波形が必
要となる。このような音色のバリエションを増大させる
ための基本的波形の１つとして正弦２乗波（ｓｉｎ²ω
ｔ）がある。In various natural musical instruments, various musical tones are generated. In order to generate these musical tones or musical tones not found in natural musical instruments in an electronic musical instrument, various waveforms are required. One of the basic waveforms for increasing the variation of such a tone color is a sinusoidal square wave (sin ² ω).
t).

【０００６】正弦波のほかに正弦２乗波を発生すること
のできる楽音波形発生装置を構成するためには、以下の
ような方法が知られている。The following methods are known to constitute a musical sound waveform generator capable of generating a sine square wave in addition to a sine wave.

【０００７】その１つは、正弦２乗波の波形メモリを正
弦波の波形メモリとは独立に用意することである。しか
しながら、この方法によれば波形メモリのメモリ容量が
大幅に増大する。One of them is to prepare a sine-square wave waveform memory independently of a sine wave waveform memory. However, according to this method, the memory capacity of the waveform memory is greatly increased.

【０００８】他の１つの方法は、正弦２乗波を演算処理
によって求めることである。たとえば、正弦波の波形メ
モリから正弦波の波形を読み出し、２乗演算を行うこと
によって正弦２乗波を得る。しかしながら、このような
乗算器は楽音波形発生装置の構成を大幅に複雑化させ
る。Another method is to obtain a sine square wave by arithmetic processing. For example, a sine wave is read from a sine wave waveform memory, and a sine wave is obtained by performing a square operation. However, such a multiplier greatly complicates the configuration of the musical tone waveform generator.

【０００９】他の方法として、近似式による演算によっ
て正弦２乗波を求める方法がある。しかしながら、近似
式による場合は波形精度が低くなり、非整数次の波形成
分が発生してしまう。As another method, there is a method of obtaining a sine square wave by an operation using an approximate expression. However, in the case of using the approximate expression, the waveform accuracy is low, and a non-integer-order waveform component is generated.

【００１０】たとえば、特開平２−１８１７９７号公報
は、正弦波の波形を近似式によって表わし、正弦２乗波
を発生させる時は、アドレス変換回路によってアドレス
信号を変換することによって正弦２乗波に近似した波形
を発生させている。For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 2-181797 describes a waveform of a sine wave by an approximate expression. When a sine square wave is generated, an address signal is converted by an address conversion circuit into a sine square wave. Generates an approximated waveform.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
正弦波のほかに正弦２乗波を発生させることのできる楽
音波形発生装置が知られているが、波形精度が劣化す
る、構成が複雑化する等の問題を有する。As described above,
A musical sound waveform generator capable of generating a sine-square wave in addition to a sine wave is known, but has problems such as deterioration of waveform accuracy and complexity of the configuration.

【００１２】本発明の目的は、比較的簡単な構成で正確
な波形の正弦２乗波を発生させることのできる楽音波形
発生装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a musical tone waveform generator capable of generating a sine-square wave having an accurate waveform with a relatively simple configuration.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の楽音波形発生装
置は、正弦波の１周期の一部であり少なくとも１／４周
期の波形をアドレス信号の関数として記憶する波形メモ
リと、楽音信号の周波数を指定するための周波数指定手
段と、正弦波、正弦波の２乗に基づく波形を選択するた
めの波形選択手段と、正弦波の２乗に基づく波形を選択
した時は、正弦波の波形を選択した時と比較して周波数
が２倍のアドレス信号を発生するアドレス発生手段と、
正弦波の２乗に基づく波形を選択した時は、前記アドレ
ス発生手段が発生した２倍の周波数のアドレス信号を基
に前記波形メモリから正弦波に基づく波形を読み出す波
形読み出し手段と、前記波形読み出し手段が読み出した
波形を前記正弦波の１／２周期おきに論理反転する論理
反転手段と、前記論理反転手段が論理反転した波形に対
し前記正弦波の１／２周期おきにオフセット値を加算す
る加算手段と、前記加算手段が加算した波形の符号を前
記正弦波の１周期おきに反転させ、前記正弦波と同じ周
期を持つ正弦２乗波を生成することができる符号反転手
段とを含む。The tone waveform generator of the present invention is a part of one cycle of a sine wave and has at least 1/4 of a period.
A waveform memory for storing the period of the waveform as a function of the address signal, and the waveform selecting means for selecting a frequency designation unit, a sine wave, a waveform based on the square of the sine wave for specifying the frequency of the tone signal, Address generation means for generating an address signal having a frequency twice as high as when a sine wave is selected based on the square of the sine wave;
When a waveform based on the square of a sine wave is selected, the address
Based on the address signal of twice the frequency generated by the
To read a waveform based on a sine wave from the waveform memory
Shape reading means and the waveform reading means
Logic that inverts the waveform every half cycle of the sine wave
Inverting means and a waveform inverted by the logical inverting means.
And adds an offset value every half cycle of the sine wave.
And a sign of the waveform added by the adding means.
Serial inverts one cycle every sine wave, and a sign inversion hand <br/> stage that can generate a sine 2 Nonami having the same period as the sinusoidal wave.

【００１４】[0014]

【作用】正弦２乗波は、以下のように変換することがで
きる。The sine square wave can be converted as follows.

【００１５】ｓｉｎ²（θ）＝（１／２）［１−ｓｉｎ｛２θ＋（π／２）｝］すなわち、正弦２乗波は、２倍の周波数を有する正弦波
に位相差を持たせ、乗数を加減乗除することによって得
ることができる。Sin ² (θ) = (1/2) [1−sin {2θ + (π / 2)}] That is, the sine square wave has a phase difference with respect to a sine wave having a double frequency, It can be obtained by adding, subtracting, multiplying and dividing the multiplier.

【００１６】正弦波の波形を記憶する波形メモリが存在
すれば、読み出しアドレスを制御することによって２倍
の周波数の正弦波を読み出すことができる。たとえば、
位相をずらせて２倍の周波数で正弦波の波形を読み出せ
ば、ｓｉｎ｛２θ＋（π／２）｝の波形を得ることがで
きる。１とこの波形との差は簡単な回路によって演算で
きる。If there is a waveform memory for storing a sine wave waveform, a sine wave having twice the frequency can be read by controlling the read address. For example,
If a sine wave waveform is read at twice the frequency with the phase shifted, a waveform of sin {2θ + (π / 2)} can be obtained. The difference between 1 and this waveform can be calculated by a simple circuit.

【００１７】また、波形の振幅を１／２にすることは、
デジタル信号のビットを１つ移すことによって実現する
ことができる。従って、このような方法により簡単な構
成で正確な波形の正弦２乗波を発生させることができ
る。Reducing the amplitude of the waveform to 、
This can be realized by shifting one bit of the digital signal. Therefore, a sine-square wave having an accurate waveform can be generated with a simple configuration by such a method.

【００１８】[0018]

【実施例】図１は、本発明の実施例による楽音波形発生
装置のブロック図である。正弦波メモリ２は、１／４周
期の正弦波の波形を記憶するメモリである。正弦波メモ
リ２には１０ビットのアドレス信号ＡＤＲＳが供給さ
れ、読み出された正弦波の波形は１６ビットの信号ＷＯ
ＵＴとなって供給される。FIG. 1 is a block diagram of a musical tone waveform generator according to an embodiment of the present invention. The sine wave memory 2 is a memory that stores a sine wave waveform of a quarter cycle. The sine wave memory 2 is supplied with a 10-bit address signal ADRS, and the read sine wave waveform is a 16-bit signal WO.
Supplied as UT.

【００１９】図中左側部分に正弦波メモリ２に対するア
ドレス信号ＡＤＲＳを作成するための回路が示されてい
る。A circuit for generating an address signal ADRS for the sine wave memory 2 is shown in the left part of the figure.

【００２０】発生すべき楽音の周波数を指定する周波数
ナンバデータＦＮＯは、１４ビットの信号で形成され、
上位に８ビット“０”の信号を加算されて２２ビットの
信号となり、加算器４に供給される。加算器４には周波
数ナンバデータＦＮＯの外、レジスタ６から前回までの
累算値を表わす２２ビット信号が供給され、その和が出
力される。The frequency number data FNO designating the frequency of the musical tone to be generated is formed by a 14-bit signal.
The signal of 8 bits “0” is added to the higher order to form a 22-bit signal, which is supplied to the adder 4. In addition to the frequency number data FNO, a 22-bit signal representing the accumulated value up to the previous time is supplied from the register 6 to the adder 4, and the sum is output.

【００２１】この和信号は、アンド回路８を介して累算
値を格納するレジスタ６に供給され、累算値を行進す
る。すなわち、加算器４、アンド回路８、レジスタ６は
ループ回路を構成している。The sum signal is supplied to a register 6 for storing the accumulated value via an AND circuit 8, and the accumulated value is marched. That is, the adder 4, the AND circuit 8, and the register 6 constitute a loop circuit.

【００２２】アンド回路８には押鍵の検出あるいは発音
開始を示す押鍵パルス信号であるキーオンパルスＫＯＮ
Ｐがインバータ１０を介して供給されている。すなわ
ち、キーオンパルスＫＯＮＰが１となると、インバータ
１０の出力は０となり、アンド回路８は“０”をレジス
タ６に供給し、レジスタ６をクリアする。The AND circuit 8 has a key-on pulse KON which is a key-press pulse signal indicating the detection of key press or the start of sound generation.
P is supplied via an inverter 10. That is, when the key-on pulse KONP becomes 1, the output of the inverter 10 becomes 0, and the AND circuit 8 supplies “0” to the register 6 to clear the register 6.

【００２３】キーオンパルスＫＯＮＰが消滅した後は、
インバータ１０がアンド回路８に１を供給するため、加
算器４の信号はそのままレジスタ６に供給される。従っ
て、レジスタ６は周波数ナンバデータＦＮＯを単位とし
てタイミングごとに増大する累算値を格納する。この累
算値は、加算器１２を介してセレクタ１４に供給され
る。After the key-on pulse KONP has disappeared,
Since the inverter 10 supplies 1 to the AND circuit 8, the signal of the adder 4 is supplied to the register 6 as it is. Therefore, the register 6 stores an accumulated value that increases for each timing in units of the frequency number data FNO. This accumulated value is supplied to the selector 14 via the adder 12.

【００２４】加算器１２は外部からの周波数変調入力信
号ＦＭＩＮも受け、変調を行なう時にはアドレス信号に
付加的変調を行なう。ただし通常は周波数変調入力ＦＭ
ＩＮは“０”であり、加算器１２は入力信号をそのまま
出力する。この２２ビットの信号を位相信号ＰＨＡＳＥ
と呼ぶ。The adder 12 also receives an external frequency modulation input signal FMIN, and performs additional modulation on the address signal when performing modulation. However, usually the frequency modulation input FM
IN is “0”, and the adder 12 outputs the input signal as it is. This 22-bit signal is converted to a phase signal PHASE
Call.

【００２５】ここで、図２（Ａ）を参照して信号のビッ
ト構成を説明する。周波数ナンバデータＦＮＯは、０ビ
ットから１３ビットまでの１４ビット信号である。位相
信号ＰＨＡＳＥは、０ビットから２１ビットまでの２２
ビット信号であり、１２ビットから２１ビットまでの１
０ビットが整数部を示し、０ビットから１１ビットまで
の１２ビットが小数部を示す。Here, the bit configuration of the signal will be described with reference to FIG. The frequency number data FNO is a 14-bit signal of 0 to 13 bits. The phase signal PHASE has 22 bits from 0 to 21 bits.
It is a bit signal, and 1 bit from 12 bits to 21 bits
0 bits indicate an integer part, and 12 bits from 0 bits to 11 bits indicate a decimal part.

【００２６】なおこれらの内、１０ビットから１９ビッ
トまでの１０ビットが正弦波発生時のアドレス用として
セレクタ回路１４の“０”端子に供給され、９ビットか
ら１８ビットまでの１０ビットが正弦２乗波発生時のア
ドレス用としてセレクタ回路１４の“１”端子に供給さ
れる。Of these, 10 bits from 10 bits to 19 bits are supplied to the "0" terminal of the selector circuit 14 for use as an address when a sine wave is generated, and 10 bits from 9 bits to 18 bits are supplied to the sine 2 It is supplied to the “1” terminal of the selector circuit 14 for the address at the time of occurrence of the multiplication.

【００２７】正弦波発生時と正弦２乗波発生時の読み出
しにおいて、アドレス信号の最高位ビットが１ずれてい
ることは、読み出し周波数が正弦２乗波の場合２倍にな
ることを示している。When the sine wave is generated and when the sine square wave is read, a shift of the highest order bit of the address signal by one indicates that the read frequency is doubled when the sine square wave is used. .

【００２８】セレクタ回路１４のＳ端子には、タイミン
グ信号発生部２０から選択信号ＳＥＬが供給されてい
る。タイミング信号発生部２０には、入力信号としてク
ロック信号φ、正弦２乗波選択信号ＳＱおよびキーオン
パルスＫＯＮＰが供給されている。正弦２乗波選択信号
ＳＱに基づいてセレクタ回路１４に対する選択信号ＳＥ
Ｌが形成される。A selection signal SEL is supplied from the timing signal generator 20 to the S terminal of the selector circuit 14. The timing signal generator 20 is supplied with a clock signal φ, a sine square wave selection signal SQ, and a key-on pulse KONP as input signals. Selection signal SE to selector circuit 14 based on sine square wave selection signal SQ
L is formed.

【００２９】セレクタ回路１４は、正弦波形読み出し用
の１０ビットから１９ビットまでの位相信号または正弦
２乗波形読み出し用の９ビットから１８ビットまでの位
相信号を１０ビット出力信号として供給する。この出力
信号は、タイミング信号発生部２０にも位相セレクタ出
力ＰＨＳとして与えられる。The selector circuit 14 supplies a 10-bit to 19-bit phase signal for reading a sine waveform or a 9- to 18-bit phase signal for reading a sine square waveform as a 10-bit output signal. This output signal is also provided to the timing signal generator 20 as the phase selector output PHS.

【００３０】位相セレクタ出力ＰＨＳは、排他的ＯＲ回
路１６を介して正弦波メモリ２に供給される。排他的Ｎ
ＯＲ回路１６には、他の入力としてタイミング信号発生
部２０から位相データ論理反転制御信号ＰＩＮＶが供給
される。The phase selector output PHS is supplied to the sine wave memory 2 via an exclusive OR circuit 16. Exclusive N
The OR circuit 16 is supplied with the phase data logic inversion control signal PINV from the timing signal generator 20 as another input.

【００３１】位相セレクタ出力ＰＨＳを反転させようと
する時は、位相データ論理反転制御信号ＰＩＮＶが
“１”となる。すなわち、ＰＨＳが１の時は０が出力
し、０の時は１が出力するため、排他的ＯＲ回路１６は
入力信号の反転を行なう。When inverting the phase selector output PHS, the phase data logic inversion control signal PINV becomes "1". That is, when PHS is 1, 0 is output, and when PHS is 1, 1 is output. Therefore, the exclusive OR circuit 16 inverts the input signal.

【００３２】ここで、タイミング信号発生部に対する入
力信号φ、ＫＯＮＰ、ＰＨＡＳＥの時間変化を図２
（Ｂ）を参照して説明する。FIG. 2 shows a time change of input signals φ, KONP, and PHASE to the timing signal generator.
This will be described with reference to FIG.

【００３３】クロック信号φは、図に示すように繰り返
し矩形波の波形を有する。キーオンパルスＫＯＮＰは、
クロック信号φの１周期分“１”となる矩形波信号であ
る。位相信号ＰＨＡＳＥは、図２（Ａ）に示すように、
２２ビットの信号であり、指定された周波数に従う数を
単位としてクロック信号φの周期ごとに新たに累算され
た数値を取る。The clock signal φ has a repeating rectangular waveform as shown in the figure. The key-on pulse KONP is
This is a rectangular wave signal that is “1” for one cycle of the clock signal φ. The phase signal PHASE is, as shown in FIG.
It is a 22-bit signal, and takes a newly accumulated numerical value for each cycle of the clock signal φ in units of a number according to a designated frequency.

【００３４】正弦波メモリ２は、たとえば図２（Ｃ）に
示すような波形を記憶する。図２（Ｃ）において、横軸
はアドレス信号ＡＤＲＳを示し、縦軸は出力されるデー
タを示す。図示の場合アドレス信号は１０ビット信号で
あり、出力データは１６ビット信号である。The sine wave memory 2 stores, for example, a waveform as shown in FIG. In FIG. 2C, the horizontal axis indicates the address signal ADRS, and the vertical axis indicates output data. In the case shown, the address signal is a 10-bit signal, and the output data is a 16-bit signal.

【００３５】正弦波メモリ２から読み出された出力波形
データＷＯＵＴは、選択的にデータ反転を行うための排
他的ＯＲ回路２２を介して反転出力ＷＩＮＶとなり、加
算器２４に供給される。正弦波メモリ２からの出力信号
ＷＯＵＴを反転させる時は、タイミング信号発生部２０
から反転信号ＩＮＶ（＝“１”）が排他的ＮＯＲ回路２
２に供給される。The output waveform data WOUT read from the sine wave memory 2 becomes an inverted output WINV via an exclusive OR circuit 22 for selectively inverting data, and is supplied to an adder 24. When inverting the output signal WOUT from the sine wave memory 2, the timing signal generator 20
From the inverted NOR circuit 2 (= “1”)
2 is supplied.

【００３６】加算器２４には、タイミング信号発生部２
０からの波形オフセット加算制御信号ＯＦＦＳＥＴがア
ンド回路２６を介して供給される。アンド回路２６の他
の入力端子には、（８０００）の１６ビット信号（１を
表わす）が供給されている。すなわち、加算器２４は１
と反転出力ＷＩＮＶとの加算を行うことができる。この
加算によって１６ビット信号は１７ビット信号となる。The adder 24 includes a timing signal generator 2
The waveform offset addition control signal OFFSET from 0 is supplied via the AND circuit 26. The other input terminal of the AND circuit 26 is supplied with a (8000) 16-bit signal (representing 1). That is, the adder 24 outputs 1
And the inverted output WINV can be added. This addition turns the 16-bit signal into a 17-bit signal.

【００３７】加算器２４の発生する１７ビット信号の
内、下位１６ビットはビットシフト回路２８の正弦波用
入力端子に供給され、上位１６ビットは正弦２乗波用入
力端子に供給される。タイミング信号発生部２０は、選
択信号ＳＥＬをビットシフト回路２８の選択入力端子Ｓ
に供給し、正弦波を選択するか正弦２乗波を選択するか
の選択を行なう。正弦波と正弦２乗波とで１ビットずれ
ていることは１／２の演算を表す。Of the 17-bit signal generated by the adder 24, the lower 16 bits are supplied to a sine wave input terminal of the bit shift circuit 28, and the upper 16 bits are supplied to a sine square wave input terminal. The timing signal generator 20 outputs the selection signal SEL to the selection input terminal S of the bit shift circuit 28.
To select a sine wave or a sine square wave. A shift of one bit between the sine wave and the sine square wave indicates a calculation of 演算.

【００３８】ビットシフト回路２８の出力１６ビット信
号は、符号反転回路３０の入力端子に供給され、タイミ
ング信号発生部２０からの正負符号制御信号ＳＩＧＮに
よって必要に応じてその符号を反転させて出力に１６ビ
ット信号を発生する。A 16-bit signal output from the bit shift circuit 28 is supplied to an input terminal of a sign inverting circuit 30. The sign is inverted as required by a sign control signal SIGN from the timing signal generating section 20 and output to the output. Generate a 16-bit signal.

【００３９】以上説明した図１に示す回路を用いて、以
下により詳細に説明するように正弦波信号と正弦２乗波
信号を選択的に供給することができる。Using the circuit shown in FIG. 1 described above, a sine wave signal and a sine square wave signal can be selectively supplied as described in more detail below.

【００４０】図３は、正弦波発生時のタイミングチャー
トを示す。キーオンパルスＫＯＮＰが発生すると、指定
された周波数ナンバＦＮＯに基づき、その累算によって
得られる位相信号ＰＨＡＳＥが次第に増大し、最大値に
達すると０にリセットされ、鋸歯状波的波形を形成す
る。FIG. 3 shows a timing chart when a sine wave is generated. When the key-on pulse KONP is generated, based on the designated frequency number FNO, the phase signal PHASE obtained by its accumulation gradually increases, and when it reaches the maximum value, is reset to 0 to form a sawtooth waveform.

【００４１】正弦波を発生する時セレクタ回路１４で
は、第１０ビットから第１９ビットまでの１０ビットを
選択する。この第１９ビットは、位相信号の最大ビット
である第２１ビットと比較し、２ビット分低いため位相
セレクタ出力ＰＨＳは位相信号が１つの鋸波を描く間に
４つの鋸波を描く。When a sine wave is generated, the selector circuit 14 selects 10 bits from the 10th bit to the 19th bit. Since the 19th bit is lower by 2 bits than the 21st bit which is the maximum bit of the phase signal, the phase selector output PHS draws four sawtooth waves while the phase signal draws one sawtooth wave.

【００４２】正弦波メモリ２の入力側に接続された排他
的ＯＲ回路１６に供給される位相データ論理反転制御信
号ＰＩＮＶは、位相セレクタ出力ＰＨＳの最初の鋸波の
間“０”を取り、次の鋸波の間“１”を取り、このよう
に“０”と“１”と交互に取る。The phase data logic inversion control signal PINV supplied to the exclusive OR circuit 16 connected to the input side of the sine wave memory 2 takes "0" during the first sawtooth wave of the phase selector output PHS, and "1" is taken during this sawtooth wave, and thus "0" and "1" are alternately taken.

【００４３】位相データ論理反転制御信号ＰＩＮＶが
“１”の時、排他的ＯＲ回路１６に対する入力信号は反
転されて出力される。この反転信号は、全体として入力
信号の最大値に対する補数を形成する。このため、位相
セレクタ出力ＰＨＳの１、３、５、・・・番目の鋸波の
部分は傾きが反転され、三角波的に変化するアドレス信
号ＡＤＲＳを形成する。When the phase data logical inversion control signal PINV is "1", the input signal to the exclusive OR circuit 16 is inverted and output. This inverted signal as a whole forms the complement to the maximum value of the input signal. Thus, the first, third, fifth,..., Sawtooth wave portions of the phase selector output PHS have inverted slopes, and form an address signal ADRS that changes like a triangular wave.

【００４４】アドレス信号ＡＤＲＳがリニアに立上が
り、最大値に達した後リニアに立下がると、正弦波メモ
リ２からは記憶されているままの１／４周期の波形と、
引続き反転した１／４周期の波形が読み出され、メモリ
読み出し出力ＷＯＵＴとして図示のような１／２周期の
正弦波形を形成する。When the address signal ADRS rises linearly and falls linearly after reaching the maximum value, the waveform of the 周期 cycle as stored from the sine wave memory 2 becomes:
Subsequently, the inverted quarter cycle waveform is read out, and a half cycle sine waveform as shown is formed as the memory read output WOUT.

【００４５】正弦波発生時には、反転信号ＩＮＶ、波形
オフセット加算制御信号ＯＦＦＳＥＴは０であり、正弦
波メモリ２からの出力信号はそのままビットシフト回路
２８に供給される。ビットシフト回路２８にはタイミン
グ信号発生部２０から選択信号ＳＥＬとして正弦波を選
択すべき信号が与えられ、入力１７ビット信号の内下位
１６ビットが選択されて出力する。When a sine wave is generated, the inverted signal INV and the waveform offset addition control signal OFFSET are 0, and the output signal from the sine wave memory 2 is supplied to the bit shift circuit 28 as it is. The bit shift circuit 28 is supplied with a signal for selecting a sine wave as the selection signal SEL from the timing signal generator 20, and selects and outputs the lower 16 bits of the input 17-bit signal.

【００４６】タイミング信号発生部２０は正負符号制御
信号ＳＩＧＮとして正弦波の前半１／２周期“０”とな
り、後半１／２周期“１”となる信号を発生する。正負
符号制御信号ＳＩＧＮが１となる期間、符号反転回路３
０は入力信号の符号を反転させて出力する。このため、
符号反転回路の出力信号ＯＵＴは、偶数番目の半周期で
反転されて正弦波を形成する。このようにして、正弦波
発生時には、図１に示す回路が正弦波形を発生する。The timing signal generator 20 generates a signal having the first half 周期 cycle “0” and the second half 周期 cycle “1” of the sine wave as the sign control signal SIGN. While the sign control signal SIGN is 1, the sign inversion circuit 3
0 inverts the sign of the input signal and outputs it. For this reason,
The output signal OUT of the sign inversion circuit is inverted at an even-numbered half cycle to form a sine wave. Thus, when a sine wave is generated, the circuit shown in FIG. 1 generates a sine wave.

【００４７】図４は、正弦２乗波発生時のタイミングチ
ャートを示す。キーオンパルスＫＯＮＰが発生すると、
位相信号ＰＨＡＳＥが指定された周波数に基づいて鋸歯
状波を形成することは図３の場合と同様である。FIG. 4 shows a timing chart when a sine square wave is generated. When the key-on pulse KONP occurs,
Forming a sawtooth wave based on the designated frequency of the phase signal PHASE is the same as in the case of FIG.

【００４８】正弦２乗波発生時には、タイミング信号発
生部２０からの選択信号ＳＥＬにより、セレクタ回路１
４は第９ビットから第１８ビットまでの１０ビット信号
を位相セレクタ出力ＰＨＳとして選択する。ここで、最
高ビットが第１８ビットであり、正弦波発生時に比べて
１ビット低いため、位相セレクタ出力ＰＨＳは正弦波の
場合と比べ２倍の周期で変化する。When a sine-square wave is generated, the selector circuit 1 is selected by the selection signal SEL from the timing signal generator 20.
4 selects a 10-bit signal from the ninth bit to the eighteenth bit as the phase selector output PHS. Here, the highest bit is the 18th bit, which is one bit lower than when the sine wave is generated, and thus the phase selector output PHS changes at twice the cycle as compared with the case of the sine wave.

【００４９】この位相セレクタ出力ＰＨＳに合せて、位
相データ論理反転制御信号ＰＩＮＶも２倍の周期で変化
する。なお、位相データ論理反転制御信号ＰＩＮＶは、
さらに１／２周期の位相ずれを伴っている。これは、先
に説明したｓｉｎ²の展開式において位相項にπ／２が
含まれることに対応させたものである。このため、アド
レス信号ＡＤＲＳとして、正弦波発生時と比べ周期が２
倍で位相がπ／２ずれた信号が発生する。In accordance with the phase selector output PHS, the phase data logic inversion control signal PINV also changes at twice the period. Note that the phase data logic inversion control signal PINV is
Further, there is a phase shift of 周期 cycle. This corresponds to the fact that π / 2 is included in the phase term in the sin ² expansion formula described above. Therefore, the period of the address signal ADRS is 2 compared to the period when the sine wave is generated.
A signal which is twice and shifted in phase by π / 2 is generated.

【００５０】このようなアドレス信号ＡＤＲＳによって
波形メモリ２の出力ＷＯＵＴとして、正弦波発生時と比
較し、周期が２倍で位相がπ／２ずれた出力信号ＷＯＵ
Ｔが得られる。With such an address signal ADRS, the output signal WOU whose period is twice and whose phase is shifted by π / 2 as compared with the time when a sine wave is generated is output as the output WOUT of the waveform memory 2.
T is obtained.

【００５１】タイミング発生部２０は、反転信号ＩＮＶ
として１／４周期“１”となり、次の１／２周期“０”
となり、次の１／２周期“１”となり、このように１／
２周期ずつ“０”と“１”に変化する波形を形成する。
この反転信号ＩＮＶによって、排他的ＯＲ回路２２は入
力信号の最大値に対する補数の信号を発生する。このよ
うにして、図に示すような、波形論理反転出力ＷＩＮＶ
が形成される。The timing generator 20 outputs the inverted signal INV
Becomes 周期 cycle “1” and the next １／ cycle “0”
And the next half cycle “1”.
A waveform that changes between "0" and "1" every two cycles is formed.
With the inverted signal INV, the exclusive OR circuit 22 generates a signal of a complement to the maximum value of the input signal. In this manner, the waveform logical inversion output WINV as shown in FIG.
Is formed.

【００５２】また、タイミング信号発生部２０は、波形
オフセット加算制御信号ＯＦＦＳＥＴとして、反転信号
ＩＮＶに対して相補的関係となる波形を形成する。この
波形オフセット加算制御信号ＯＦＦＳＥＴが１となる期
間、アンド回路２６から加算器２４に定数１に相当する
信号が供給され、その部分の波形信号がオフセットされ
ることにより、図に示すような２倍周期の正弦波形が得
られる。The timing signal generator 20 forms a waveform complementary to the inverted signal INV as the waveform offset addition control signal OFFSET. During a period in which the waveform offset addition control signal OFFSET is 1, a signal corresponding to a constant 1 is supplied from the AND circuit 26 to the adder 24, and the waveform signal in that portion is offset, so that the signal shown in FIG. A sine waveform with a period is obtained.

【００５３】この正弦波形は、１に相当する数オフセッ
トされている。なお、最初にπ／２の位相ずれを導入し
たことにより、この２倍周期の波形は時間０で０の値を
とる。This sine waveform is offset by a number corresponding to one. Since the phase shift of π / 2 is first introduced, the double cycle waveform takes a value of 0 at time 0.

【００５４】なお、この２倍周期の波形は振幅も２倍と
なっているため、１７ビット信号の内上位１６ビットの
みをビットシフト回路２８に供給し、出力１６ビット信
号として供給することにより、振幅を１／２にする。Since the amplitude of the double cycle waveform is also doubled, only the upper 16 bits of the 17-bit signal are supplied to the bit shift circuit 28 and supplied as an output 16-bit signal. Reduce the amplitude by half.

【００５５】このようにして、正弦２乗波が簡単な回路
構成によって得られる。なお、正弦２乗波の平均値を
“０”としたい場合には、さらに符号反転回路３０によ
って１周期おきに波形信号の符号を反転させる。すなわ
ち、タイミング信号発生部２０から正負符号制御信号Ｓ
ＩＧＮとして正弦２乗波の１周期ごとに反転する信号を
供給し、正負符号制御信号ＳＩＧＮが１の時、入力信号
の符号を反転させれば、出力信号ＯＵＴとして図４最下
段に示す波形を得ることができる。In this way, a sine-square wave can be obtained with a simple circuit configuration. If the average value of the sine square wave is to be set to “0”, the sign of the waveform signal is further inverted by the sign inverting circuit 30 every other cycle. That is, the positive / negative sign control signal S
A signal that is inverted every cycle of a sine square wave is supplied as IGN, and when the sign control signal SIGN is 1, if the sign of the input signal is inverted, the waveform shown at the bottom of FIG. Obtainable.

【００５６】この信号波形は、正弦２乗波に基づく波形
であるが、周期としては正弦波と同一の周期を有する。
なお、変調信号ＦＭＩＮによってアドレスを変調すると
波形が変化するが、これらも正弦２乗波に基づく波形で
ある。また、正弦２乗波を２周期毎ないし所定周期毎に
極性反転させた波形等を用いることもできる。This signal waveform is a waveform based on a sine square wave, and has the same cycle as the sine wave.
When the address is modulated by the modulation signal FMIN, the waveform changes, and these are also waveforms based on a sine square wave. Further, a waveform or the like obtained by inverting the polarity of the sine square wave every two cycles or every predetermined cycle may be used.

【００５７】上述の実施例においては、正弦波または正
弦２乗波の単音を発生する場合を説明したが、時分割多
重処理による複音化も容易に行うことができる。In the above-described embodiment, a case where a single tone of a sine wave or a sine square wave is generated has been described. However, a double tone can be easily formed by time division multiplexing.

【００５８】図５は、上述のような楽音波形発生装置を
用いたＦＭ音源を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an FM sound source using the above-described tone waveform generator.

【００５９】図１に示すような、楽音波形発生装置を時
分割で用い、一方で正弦波を発生し、他方で正弦２乗波
を発生してＦＭ音源を形成する。すなわち、第１の波形
発生部４２は周波数ナンバデータＦＮＯ１とキーオンパ
ルスＫＯＮＰをうけ、正弦波を指定する信号ＳＱ１＝０
をうけて変調波となる正弦波を発生する。As shown in FIG. 1, a tone waveform generator is used in a time-division manner, and a sine wave is generated on the one hand and a sine square wave is generated on the other hand to form an FM sound source. That is, the first waveform generation unit 42 receives the frequency number data FNO1 and the key-on pulse KONP, and outputs a signal SQ1 = 0 specifying a sine wave.
To generate a sine wave to be a modulated wave.

【００６０】第２の楽音波形発生部４４は、周波数ナン
バデータＦＮＯとキーオンパルスＫＯＮＰおよび正弦２
乗波を示す信号ＳＱ２＝１を受け、キャリア波となる正
弦２乗波を発生する。第１の波形発生部４２の出力信号
をＦＭ変調入力信号として第２の波形発生部４４に供給
し、第２の波形発生部４４からＦＭ波形出力を提供す
る。The second musical tone waveform generating section 44 generates the frequency number data FNO, the key-on pulse KONP and the sine 2
Receiving the signal SQ2 = 1 indicating a multiplying wave, the sine square wave serving as a carrier wave is generated. The output signal of the first waveform generator 42 is supplied to the second waveform generator 44 as an FM modulation input signal, and the second waveform generator 44 provides an FM waveform output.

【００６１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変形、改良、組合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【００６２】たとえば、正弦波メモリ２に記憶する正弦
波形は、音楽的な意味で正弦波と認められるものであれ
ばよく、音楽的効果の低い部分においてある程度の近似
を用いること等はさしつかえない。For example, the sine waveform stored in the sine wave memory 2 only needs to be recognized as a sine wave in a musical sense, and it is inevitable to use a certain approximation in a portion having a low musical effect.

【００６３】なお、本発明の好ましい実施態様として以
下のものがある。（１）．正弦波の波形をアドレス信号の関数として記憶
する波形メモリと、楽音信号の周波数を指定するための
周波数指定手段と、正弦波、正弦波の２乗に基づく波形
を選択するための波形選択手段と、正弦波の２乗に基づ
く波形を選択した時は、正弦波の波形を選択した時と比
較して周波数が２倍のアドレス信号を発生するアドレス
発生手段とを含む楽音波形発生装置であって、波形メモ
リは正弦波の１／４周期の波形を記憶し、アドレス発生
手段は増加減少するアドレス信号を供給できる楽音信号
発生装置。The following are preferred embodiments of the present invention. (1). A waveform memory for storing a sine wave waveform as a function of an address signal, frequency designating means for designating a frequency of a tone signal, and a waveform selecting means for selecting a sine wave and a waveform based on the square of the sine wave. An address generating means for generating an address signal having a frequency twice as high as when a sine wave is selected based on the square of the sine wave. The waveform memory stores a waveform of a quarter cycle of a sine wave, and the address generating means can supply an increasing / decreasing address signal.

【００６４】（２）．上記（１）項において、さらに正
弦波形を読み出す時と正弦波の２乗に基づく波形を読み
出す時とで波形メモリからの出力信号を１ビットずらす
手段を含む楽音信号発生装置。(2). The tone signal generating device according to the above item (1), further comprising means for shifting the output signal from the waveform memory by one bit when reading the sine waveform and when reading the waveform based on the square of the sine wave.

【００６５】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正弦波の波形を記憶する波形メモリを有する楽音波形発
生装置において、簡単な回路構成を追加することによ
り、正弦２乗波を得ることができる。As described above, according to the present invention,
In a musical tone waveform generator having a waveform memory for storing a sine wave waveform, a sine square wave can be obtained by adding a simple circuit configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施例による楽音波形発生装置のブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a musical tone waveform generator according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１の回路における回路動作を説明するため
の図である。図２（Ａ）は信号のビット構成を示す慨略
図、図２（Ｂ）は信号の時間変化を示す波形図、図２
（Ｃ）は正弦波メモリの内容を示すグラフである。FIG. 2 is a diagram for explaining a circuit operation in the circuit of FIG. FIG. 2A is a schematic diagram showing a bit configuration of a signal, FIG. 2B is a waveform diagram showing a time change of the signal, and FIG.
(C) is a graph showing the contents of the sine wave memory.

【図３】図１の回路において正弦波を発生させる時の
タイミングチャートを示す。FIG. 3 shows a timing chart when a sine wave is generated in the circuit of FIG.

【図４】図１の回路において正弦２乗波を発生させる
時のタイミングチャートを示す。FIG. 4 is a timing chart when a sine square wave is generated in the circuit of FIG. 1;

【図５】図１の回路を用いて構成したＦＭ音源のブロ
ック図である。FIG. 5 is a block diagram of an FM sound source configured using the circuit of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２正弦波メモリ、４加算器、６レジスタ、
８アンド回路、１０インバータ、１２加算器、
１４セレクタ回路、１６排他的ＮＯＲ回路、
２０タイミング信号発生部、２２排他的ＮＯＲ回
路、２４加算器、２６ＡＮＤ回路、２８ビッ
トシフト回路、３０符号反転回路、４２、４４
波形発生部。2 sine wave memory, 4 adder, 6 register,
8 AND circuits, 10 inverters, 12 adders,
14 selector circuit, 16 exclusive NOR circuit,
Reference Signs List 20 timing signal generator, 22 exclusive NOR circuit, 24 adder, 26 AND circuit, 28 bit shift circuit, 30 sign inverting circuit, 42, 44
Waveform generator.

Claims

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]

【請求項１】正弦波の１周期の一部であり少なくとも
１／４周期の波形をアドレス信号の関数として記憶する
波形メモリと、楽音信号の周波数を指定するための周波数指定手段と、正弦波、正弦波の２乗に基づく波形を選択するための波
形選択手段と、正弦波の２乗に基づく波形を選択した時は、正弦波の波
形を選択した時と比較して周波数が２倍のアドレス信号
を発生するアドレス発生手段と、正弦波の２乗に基づく波形を選択した時は、前記アドレ
ス発生手段が発生した２倍の周波数のアドレス信号を基
に前記波形メモリから正弦波に基づく波形を読み出す波
形読み出し手段と、前記波形読み出し手段が読み出した波形を前記正弦波の
１／２周期おきに論理反転する論理反転手段と、前記論理反転手段が論理反転した波形に対し前記正弦波
の１／２周期おきにオフセット値を加算する加算手段
と、前記加算手段が加算した波形の符号を前記正弦波の１周
期おきに反転させ、前記正弦波と同じ周期を持つ正弦２
乗波を生成することができる符号反転手段とを含む楽音
波形発生装置。 1. A part of one cycle of a sine wave, at least
A waveform memory for storing a quarter cycle waveform as a function of an address signal; a frequency designating means for designating a frequency of a tone signal; and a waveform selection for selecting a waveform based on a sine wave or a square of a sine wave. Means, an address generating means for generating an address signal having a frequency twice as high as when the sine wave waveform is selected, and a sine wave square. If you select a waveform based on
Based on the address signal of twice the frequency generated by the
To read a waveform based on a sine wave from the waveform memory
Shape reading means, and the waveform read by the waveform reading means
Logic inversion means for inverting the logic every half cycle, and the sine wave for the waveform inverted by the logic inversion means
Adding means for adding an offset value every half cycle of
When the sign of the waveform in which the adding means is added is inverted to one cycle every of the sine wave, sine 2 having the same period as the sinusoidal wave
A sign inverting means capable of generating a multiplicative wave.