JP2775570B2 - 歪み付加装置 - Google Patents
歪み付加装置Info
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- JP2775570B2 JP2775570B2 JP5123007A JP12300793A JP2775570B2 JP 2775570 B2 JP2775570 B2 JP 2775570B2 JP 5123007 A JP5123007 A JP 5123007A JP 12300793 A JP12300793 A JP 12300793A JP 2775570 B2 JP2775570 B2 JP 2775570B2
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- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電子楽器の音に歪みを
与え、各種の音響効果を得ることに用いる歪み付加装置
に関する。
与え、各種の音響効果を得ることに用いる歪み付加装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子楽器の分野では楽音信号に歪みを与
え、各種の音響効果を得る技術が用いられている。歪み
を与える方法としてはアナログ回路による場合と、ディ
ジタル回路で付加する方法とがある。アナログ回路によ
り歪みを与える方法によれば歪み量を大きく与えても音
質の良い歪み付加音を得ることができる。然し乍らアナ
ログ回路はＩＣ化がむずかしいため、形状が大きくなる
こと、及びコストが高くなること等の理由があって最近
の傾向としてディジタル回路によって歪みを付加する方
法が採られている。
え、各種の音響効果を得る技術が用いられている。歪み
を与える方法としてはアナログ回路による場合と、ディ
ジタル回路で付加する方法とがある。アナログ回路によ
り歪みを与える方法によれば歪み量を大きく与えても音
質の良い歪み付加音を得ることができる。然し乍らアナ
ログ回路はＩＣ化がむずかしいため、形状が大きくなる
こと、及びコストが高くなること等の理由があって最近
の傾向としてディジタル回路によって歪みを付加する方
法が採られている。
【０００３】図３にディジタル方式による従来の歪み付
加装置を示す。入力端子１にアナログの楽音信号を与え
る。このアナログの楽音信号はＡＤ変換器３でディジタ
ル信号に変換される。ＡＤ変換器３でＡＤ変換されたデ
ィジタル信号はディジタル型のローパスフィルタ４にお
いてＤＡ変換時に発生する１／２ｆ s 以上の超低周波成
分を除去し、オーバサンプリング回路５に与えられる。
オーバサンプリング回路５でオーバサンプリングされた
デジタル信号は、デジタル歪付加手段６に入力される。
加装置を示す。入力端子１にアナログの楽音信号を与え
る。このアナログの楽音信号はＡＤ変換器３でディジタ
ル信号に変換される。ＡＤ変換器３でＡＤ変換されたデ
ィジタル信号はディジタル型のローパスフィルタ４にお
いてＤＡ変換時に発生する１／２ｆ s 以上の超低周波成
分を除去し、オーバサンプリング回路５に与えられる。
オーバサンプリング回路５でオーバサンプリングされた
デジタル信号は、デジタル歪付加手段６に入力される。
【０００４】デジタル歪付加手段６は図４に示すよう
に、乗算手段１１Ａ・・・１１Ｎ、係数乗算手段１２Ａ
・・・１２Ｎ、ＲＯＭ１４、加算手段１３で構成され、
入力信号はＲＯＭ１４に記憶された係数ａ 0 、ａ 1 、ａ
2 、・・・ａ n を変えることにより、所望の歪みが与え
られる。
に、乗算手段１１Ａ・・・１１Ｎ、係数乗算手段１２Ａ
・・・１２Ｎ、ＲＯＭ１４、加算手段１３で構成され、
入力信号はＲＯＭ１４に記憶された係数ａ 0 、ａ 1 、ａ
2 、・・・ａ n を変えることにより、所望の歪みが与え
られる。
【０００５】デジタル歪付加手段６で非直線歪みが与え
られたディジタル信号はディジタルローパスフィルタ７
に与えられ、更にリサンプリング回路８、ＤＡ９を経て
所望の歪みが付加されたアナログ信号として出力され
る。
られたディジタル信号はディジタルローパスフィルタ７
に与えられ、更にリサンプリング回路８、ＤＡ９を経て
所望の歪みが付加されたアナログ信号として出力され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】必要な周波数成分が係
数ａ 0 、ａ 1 、ａ 2 、・・・ａ n によって決定されるデ
ジタル歪付加手段６は、係数ａ 0 、ａ 1 、ａ 2 、・・・
ａ n を適切に選定することにより、殆どどのような歪み
も与えることができるという利点を持つが、反面その決
定方法が複雑で、また信号の処理回路の構成が重くな
る。
数ａ 0 、ａ 1 、ａ 2 、・・・ａ n によって決定されるデ
ジタル歪付加手段６は、係数ａ 0 、ａ 1 、ａ 2 、・・・
ａ n を適切に選定することにより、殆どどのような歪み
も与えることができるという利点を持つが、反面その決
定方法が複雑で、また信号の処理回路の構成が重くな
る。
【０００７】例えば必要な周波数成分を７個とし、その
各成分を決定する係数ｑ 0 、ｑ 1 、ｑ 2 、・・・ｑ 7 を
求める計算式を簡単に説明する。 入力信号Ｓ in ＝ｐ sin tとした時、出力信号Ｓ out は Ｓ out ＝ｑ 0 ＋ｑ 1 sin t＋ｑ 2 cos 2t・・・＋ｑ 7 sin7tとなる。 ここで ｑ 0 ＝1/16(5p 6 a 6 +6ｐ 4 a 4 +8p 2 a 2 +16a 0 ) ｑ 1 ＝1/64（５ｐ 7 a 7 +8 ｐ 5 a 5 +16p 3 a 3 +64a 1 ) ｑ 2 ＝−1/32（15ｐ 6 a 6 +16ｐ 4 a 4 +16 ｐ 2 a 2 ) ・ ・ ・ ｑ 7 ＝−1/64ｐ 7 a 7 このようにして必要な周波数成分を決めて、上記の式を
満足する係数ａ 0 、ａ 1 、ａ 2 、・・・ａ n を求めねば
ならず、繁雑な手数を必要とする。
各成分を決定する係数ｑ 0 、ｑ 1 、ｑ 2 、・・・ｑ 7 を
求める計算式を簡単に説明する。 入力信号Ｓ in ＝ｐ sin tとした時、出力信号Ｓ out は Ｓ out ＝ｑ 0 ＋ｑ 1 sin t＋ｑ 2 cos 2t・・・＋ｑ 7 sin7tとなる。 ここで ｑ 0 ＝1/16(5p 6 a 6 +6ｐ 4 a 4 +8p 2 a 2 +16a 0 ) ｑ 1 ＝1/64（５ｐ 7 a 7 +8 ｐ 5 a 5 +16p 3 a 3 +64a 1 ) ｑ 2 ＝−1/32（15ｐ 6 a 6 +16ｐ 4 a 4 +16 ｐ 2 a 2 ) ・ ・ ・ ｑ 7 ＝−1/64ｐ 7 a 7 このようにして必要な周波数成分を決めて、上記の式を
満足する係数ａ 0 、ａ 1 、ａ 2 、・・・ａ n を求めねば
ならず、繁雑な手数を必要とする。
【０００８】そして更に図４に示すような、乗算手段１
１Ａ・・・１１Ｎ、係数乗算手段１２Ａ・・・１１Ｎ、
ＲＯＭ１４、加算手段１３で構成される複雑な回路を組
まねばならない。
１Ａ・・・１１Ｎ、係数乗算手段１２Ａ・・・１１Ｎ、
ＲＯＭ１４、加算手段１３で構成される複雑な回路を組
まねばならない。
【０００９】以上のように係数ａ 0 、ａ 1 、ａ 2 、・・
・ａ n を求める計算は複雑であり、短時間に歪み信号を
得るという点に難点があり、又歪付加手段６はハードウ
ェアも非常に重くなる。 更に従来において楽器音に対
し、どのような歪みを与えたら効果的であるかは必ずし
も明らかではなかった。
・ａ n を求める計算は複雑であり、短時間に歪み信号を
得るという点に難点があり、又歪付加手段６はハードウ
ェアも非常に重くなる。 更に従来において楽器音に対
し、どのような歪みを与えたら効果的であるかは必ずし
も明らかではなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の歪み付加装置
は、アナログ楽音信号をサンプリング周波数ｆ s でＡＤ
変換するＡＤ変換器と、このＡＤ変換器でＡＤ変換した
周期１／ｆ s で生成されるディジタル信号のサンプリン
グ周波数をＮ・ｆ s に上昇させるアップサンプル手段
と、サンプリング周波数が高められたディジタル信号に
可変の利得制御信号を乗算し、その乗算された信号中の
所定値以上のサンプルを上記所定値のサンプルに変更し
て歪みを与える非線形変換手段と、 この非線形変換器か
ら出力される信号のサンプリング周波数を１／Ｎに下降
さ せるダウンサンプル手段と、このダウンサンプラで元
の周波数ｆ s に戻されたディジタル信号をＤＡ変換する
ＤＡ変換器とで構成される。
は、アナログ楽音信号をサンプリング周波数ｆ s でＡＤ
変換するＡＤ変換器と、このＡＤ変換器でＡＤ変換した
周期１／ｆ s で生成されるディジタル信号のサンプリン
グ周波数をＮ・ｆ s に上昇させるアップサンプル手段
と、サンプリング周波数が高められたディジタル信号に
可変の利得制御信号を乗算し、その乗算された信号中の
所定値以上のサンプルを上記所定値のサンプルに変更し
て歪みを与える非線形変換手段と、 この非線形変換器か
ら出力される信号のサンプリング周波数を１／Ｎに下降
さ せるダウンサンプル手段と、このダウンサンプラで元
の周波数ｆ s に戻されたディジタル信号をＤＡ変換する
ＤＡ変換器とで構成される。
【００１１】この発明の構成によれば、歪みを与える非
線形変換器は非常に簡潔な構成とすることができ、又簡
単な操作で特定の歪み、特に奇数次倍音が強調される歪
み、の音色を生成することができる。
線形変換器は非常に簡潔な構成とすることができ、又簡
単な操作で特定の歪み、特に奇数次倍音が強調される歪
み、の音色を生成することができる。
【００１２】
【実施例】図１にこの発明の一実施例を示す。この発明
では非線形変換器４の前段側にアップサンプラ８を設
け、このアップサンプラ８においてＤＡ変換器２におけ
るサンプリング周波数ｆs のＮ倍のサンプリング周波数
に上昇させる。これと共に、非線形変換器４の後段にダ
ウンサンプラ９を設け、このダウンサンプラ９でサンプ
リング周波数を元の周波数ｆs に戻す構造としている。
アップサンプラ８及びダウンサンプラ９は周知のサンプ
リング速度上昇器及びサンプリング速度下降器を利用す
ることができる。アップサンプラ８においてサンプリン
グ速度ｆ s をＮ＝４倍に上昇させたとすると、非線形変
換器４ではナイキスト周波数は４×（１／２）ｆ s とな
る。ナイキスト周波数が４倍の周波数に上昇したことに
より、図２に示すように折返し雑音ＮＳ 2 は４倍のナイ
キスト周波数４×（１／２）ｆ s で折返され、可聴周波
数領域（１／２）ｆ s 以下の周波数領域では従来の折返
し雑音ＮＳ 1 と比較してこの例では１２ｄＢ以上小さく
することができた。
では非線形変換器４の前段側にアップサンプラ８を設
け、このアップサンプラ８においてＤＡ変換器２におけ
るサンプリング周波数ｆs のＮ倍のサンプリング周波数
に上昇させる。これと共に、非線形変換器４の後段にダ
ウンサンプラ９を設け、このダウンサンプラ９でサンプ
リング周波数を元の周波数ｆs に戻す構造としている。
アップサンプラ８及びダウンサンプラ９は周知のサンプ
リング速度上昇器及びサンプリング速度下降器を利用す
ることができる。アップサンプラ８においてサンプリン
グ速度ｆ s をＮ＝４倍に上昇させたとすると、非線形変
換器４ではナイキスト周波数は４×（１／２）ｆ s とな
る。ナイキスト周波数が４倍の周波数に上昇したことに
より、図２に示すように折返し雑音ＮＳ 2 は４倍のナイ
キスト周波数４×（１／２）ｆ s で折返され、可聴周波
数領域（１／２）ｆ s 以下の周波数領域では従来の折返
し雑音ＮＳ 1 と比較してこの例では１２ｄＢ以上小さく
することができた。
【００１３】非線形変換器４は、図５に示すように乗算
器４Ａと飽和特性変換器４Ｂとの縦続によって構成され
る。乗算器４Ａには利得制御信号Ｃが与えられ、乗算器
４Ａの利得Ｇを変化させることにより、歪みの付加量を
制御できるように構成される。乗算器４Ａの入出力特性
は図６ａに示すように、歪みの付加量に応じて勾配が変
えられる。飽和特性変換器４Ｂでは振幅制限特性、つま
り図６ｂに示すようなクリッパ特性、を有し特定の振幅
以上の部分を飽和させ、非直線歪みを与える。 乗算器４
Ａと飽和特性変換器４Ｂとの縦続接続によって構成され
る非線形変換器４の入出力特性は、図６ｃに示すように
なる。
器４Ａと飽和特性変換器４Ｂとの縦続によって構成され
る。乗算器４Ａには利得制御信号Ｃが与えられ、乗算器
４Ａの利得Ｇを変化させることにより、歪みの付加量を
制御できるように構成される。乗算器４Ａの入出力特性
は図６ａに示すように、歪みの付加量に応じて勾配が変
えられる。飽和特性変換器４Ｂでは振幅制限特性、つま
り図６ｂに示すようなクリッパ特性、を有し特定の振幅
以上の部分を飽和させ、非直線歪みを与える。 乗算器４
Ａと飽和特性変換器４Ｂとの縦続接続によって構成され
る非線形変換器４の入出力特性は、図６ｃに示すように
なる。
【００１４】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば非線
形変換器４は、入力信号を一律に増幅する乗算器４Ａ
と、クリッパ特性を持つ飽和特性変換器４Ｂとの縦続に
よって構成されので、ハードウェアとしては非常に簡潔
なものにすることができる。そして歪み信号の作成にお
いても、乗算器４Ａの増幅度と、飽和特性変換器４Ｂの
クリッパ値の２個所を変更するのみであり、操作が簡単
であり、従って短時間で歪み信号を作成することができ
る。 しかも重要なことは、この発明によれば前述のよう
に頗る簡単な構成により、特に奇数次倍音が優勢でしか
も高次の倍音が豊かであり、フルート等のエアリード楽
器、トランペット等のマウスピース楽器の独奏演奏より
の楽器信号に対し、音色の上で互いによく融け合うよ
り、目立った表情的な音色が得られる効果を有する。
形変換器４は、入力信号を一律に増幅する乗算器４Ａ
と、クリッパ特性を持つ飽和特性変換器４Ｂとの縦続に
よって構成されので、ハードウェアとしては非常に簡潔
なものにすることができる。そして歪み信号の作成にお
いても、乗算器４Ａの増幅度と、飽和特性変換器４Ｂの
クリッパ値の２個所を変更するのみであり、操作が簡単
であり、従って短時間で歪み信号を作成することができ
る。 しかも重要なことは、この発明によれば前述のよう
に頗る簡単な構成により、特に奇数次倍音が優勢でしか
も高次の倍音が豊かであり、フルート等のエアリード楽
器、トランペット等のマウスピース楽器の独奏演奏より
の楽器信号に対し、音色の上で互いによく融け合うよ
り、目立った表情的な音色が得られる効果を有する。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】この発明の折返し雑音（エイリアジング）の減
少を説明するグラフ。
少を説明するグラフ。
【図３】従来の技術を説明するためのブロック図。
【図４】従来の技術のデジタル歪み付加手段を示す図。
【図５】この発明の非線形変換器を示す図。
【図６】この発明の非線形変換器の入出力の関係を示す
図。
図。
【図７】折返し雑音（エイリアジング）を説明するため
の波形図。
の波形図。
１ 入力端子 ２ ＡＤ変換器 ３ ディジタル型のローカットフィルタ ４ 非線形変換器 ５ ディジタルフィルタ群 ６ ＤＡ変換器 ７ 出力端子 ８ アップサンプラ ９ ダウンサンプラ ＮＳ1 オーバサンプリング技術を用いない場合の折
返しノイズ ＮＳ2 オーバサンプリング技術を用いた場合の折返
しノイズ
返しノイズ ＮＳ2 オーバサンプリング技術を用いた場合の折返
しノイズ
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａ．アナログ楽音信号をサンプリング周
波数ｆs でＡＤ変換するＡＤ変換器と、 Ｂ．このＡＤ変換器でＡＤ変換した周期１／ｆs で生成
されるディジタル信号のサンプリング周波数をＮ・ｆs
に上昇させるアップサンプル手段と、 Ｃ．サンプリング周波数が高められたディジタル信号に
可変の利得制御信号を乗算し、その乗算された信号中の
所定値以上のサンプルを上記所定値のサンプルに変更し
て歪みを与える非線形変換手段と、 Ｄ．この非線形変換器から出力される信号のサンプリン
グ周波数を１／Ｎに下降させるダウンサンプル手段と、 Ｅ．このダウンサンプラで元の周波数ｆs に戻されたデ
ィジタル信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、 によって構成したことを特徴とする歪み付加装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5123007A JP2775570B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 歪み付加装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5123007A JP2775570B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 歪み付加装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06332456A JPH06332456A (ja) | 1994-12-02 |
| JP2775570B2 true JP2775570B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=14849947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5123007A Expired - Fee Related JP2775570B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 歪み付加装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775570B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2691851B2 (ja) * | 1993-08-20 | 1997-12-17 | 日本コロムビア株式会社 | ディジタル信号処理装置 |
| JP5092580B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2012-12-05 | ソニー株式会社 | デジタル信号処理装置、デジタル信号処理方法及びデジタル信号処理プログラム |
| JP6386339B2 (ja) | 2014-10-28 | 2018-09-05 | パナソニック株式会社 | 歪み補償電力増幅器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07101350B2 (ja) * | 1987-06-24 | 1995-11-01 | 株式会社コルグ | ディジタル歪付加装置 |
-
1993
- 1993-05-26 JP JP5123007A patent/JP2775570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06332456A (ja) | 1994-12-02 |
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