JP2833403B2 - 電子楽器の音源装置 - Google Patents
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Description
型の音源装置に係り、特に遅延時間の異なる複数の位置
からタップ(フィードバックルート)を取り、各タップ
系列毎にオールパスフィルタで位相ずれを生じさせるよ
うにし、複雑な楽音を合成するようにした音源装置に関
する。
して、メモリから読み出される正弦波に対して変調をか
けることにより倍音成分を生じさせるFM(Frequency
Modulation)合成法によるものが知られている。しかし
ながらこの方法の場合、数学的無機質な印象が強く、自
然楽器の発する楽音に近い自然な楽音を発生させること
は困難であった。そこで、このように変調によって波形
を合成するのではなく、自然楽器の発音メカニズムをシ
ミュレートすることにより得られたモデルを動作させ、
これにより自然楽器の楽音を合成する装置が検討される
に至った。この種の装置は、例えば特公昭58−481
09号公報等に開示されている。この装置は、遅延回路
およびフィルタ等を有するループ回路に、例えばインパ
ルス等のように多くの周波数成分を有する初期波形を供
給し、ループ回路を循環する信号を楽音信号として取り
出すようにしたものである。この音源装置によれば、ル
ープ回路に供給された初期波形は、フィルタを通過する
毎にフィルタの周波数特性に従って各周波数成分が減衰
される。この結果、音色が時間経過に伴って変化する減
衰音がループ回路から得られる。
来の音源装置は、倍音成分が単純になり易く、複雑な音
色の楽音の合成には不向きであるという問題があった。
たもので、複雑かつ新規な楽音の合成を行うことが可能
である電子楽器の音源装置を提供することを目的とす
る。
の音源装置は、励振信号を出力する励振手段と、各々
に、入力信号を遅延する遅延手段と、所定の信号処理を
施す信号手段とを備える複数のルートを有するととも
に、前記複数のルートの各々の出力信号と前記励振信号
とを加算し、該加算結果のみを前記複数のルートの各々
の入力信号として各遅延手段へフィードバックする加算
手段とを備える閉ループ手段と、前記閉ループ手段の複
数のルートの各遅延手段の遅延時間を、発生すべき楽音
信号の音高に応じて制御する制御手段とを具備し、前記
閉ループ手段を循環する信号を楽音信号として出力する
ことを特徴としている。
号は複数のルートにおいて各々異なった遅延比で遅延さ
れ、所定の信号処理が施される。複数のルートの各々の
出力信号は、加算手段により、励振信号と加算され、該
加算結果のみが各ルートの入力信号として各遅延手段へ
フィードバックされる。これによって、閉ループが形成
される。ここで、制御手段によって、閉ループ手段の複
数のルートの各遅延手段の遅延時間が、発生すべき楽音
信号の音高に応じて制御される。そして、閉ループ手段
を循環する信号が、楽音信号として出力される。
について説明する。 <第1実施例> §1.構成 図1はこの発明の第1実施例による電子楽器の音源装置
の構成を示すブロック図である。10は駆動波形発生部
であり、励振波形発生部11、ノイズ波形発生部12、
乗算器13a,bおよび加算器14からなる。駆動波形
発生部10には、図示しない鍵盤などの操作子の操作に
よって発生する下記の信号が入力される。 (1)押鍵された鍵のキーコードKC (2)鍵盤の押鍵操作がされていることを示すキーオン
信号KON (3)押鍵の際のタッチを示すタッチ情報TOUCH (4)設定された音色に対応する音色情報TC 励振波形発生部11は、複数種類の励振波形を各々例え
ば1周期分ずつ記憶しており、音色情報TCに応じた波
形を選択し、キーコードKCに応じて周波数を決定し
て、タッチ情報TOUCHにより発生すべき励振波形の
振幅を決定する。そして、キーオン信号KONが入力さ
れることにより、決定された波形種類、周波数および振
幅を有する励振波形の瞬時値を生成しサンプリングクロ
ックφsに同期して順次出力する。
応じたノイズ波形をタッチ情報TOUCHに応じた振幅
で出力するものであり、ノイズ波形における各瞬時値を
サンプリングクロックφsに同期して順次出力する。励
振波形発生部11からの出力波形は、乗算器13aによ
り、励振波形用重み係数WMIXが乗算される。また、
ノイズ波形発生部12からの出力波形は、乗算器13b
により、ノイズ用重み係数NMIXが乗算される。これ
らの励振波形用重み係数WMIXおよびノイズ用重み係
数NMIXは、設定された音色に基づき、図示しない制
御手段が出力するものである。そして、加算器14は、
これら乗算器13a,bの乗算結果を加算して出力す
る。
えば、複数のセルからなり、サンプリングクロックφs
に従って、入力端Diに供給された楽音信号を後段のセ
ルへ順次シフトするシフトレジスタから構成されてい
る。この遅延回路DLYでは、どのセルから楽音信号を
出力するかにより、その楽音信号に対する遅延量が決定
されるようになっており、本実施例では、上記遅延量を
セルの段数で決定する。(小数段遅延が必要な場合は、
後述するように補間手段あるいはオールパスフィルタを
用いる。)すなわち、後段(遅延段数大)のセルから出
力する程、遅延量は大となる。なお、シフトレジスタの
代わりにRAM(ランダムアクセスメモリ)等を用い
て、書込アドレスと読出アドレスを所定時間ずらして順
次シフトさせるようにして遅延回路を構成してもよい。
上記遅延回路DLYの各セルから出力される楽音信号
は、そのセルの段数に応じて遅延され、ディレイ出力セ
レクタ部SLTへ供給されるようになっている。
セルの出力信号のいずれかを選択し、所定時間遅延され
た楽音信号D1〜DNとして、各々、オールパスフィルタ
APF1〜APFNへ供給する。オールパスフィルタAP
F1〜APFNは、音色によって決定されるフィルタ係数
APFC1〜APFNが供給され、それに基づき位相特性
が制御され、サンプリングクロックφsに同期して入力
信号に対してフィルタリングを行う。このオールパスフ
ィルタAPF1〜APFNの出力信号は、フィルタFLT
1〜FLTNに供給される。フィルタFLT1〜FLTN
は、音色によって決定されるフィルタ係数COEF1〜
COEFNに基づき周波数特性が制御され、サンプリン
グクロックφsに同期して、入力信号に対してフィルタ
リングを行う。フィルタFLT1〜FLTNによりフィル
タリングされた信号は、乗算器M1〜MNに供給され、減
衰係数FG1〜FGNが乗算されることにより減衰する。
この減衰係数FG1〜FGNは、設定された音色に対応し
た値でもよいし、あるいは音色とは独立に設定し得る値
としてもよい。各乗算器M1〜MNの各出力信号は、加算
器P1〜PN-1に供給され、より遅延された他の出力信号
と加算されて加算器PLに供給される。
加算器14の出力とを加算し、該加算結果を楽音信号と
して出力すると共に、遅延回路DLYへ出力する。以上
の遅延回路DLY→ディレイ出力セレクタ部SLT→オ
ールパスフィルタAPF1〜APFN→フィルタFLT1
〜FLTN→乗算器M1〜MN→加算器P1〜PN-1→加算
器PL→遅延回路DLYにより、各フィードバックルー
トLT1〜LTNが構成され、これらのフィードバックル
ートLT1〜LTNにおいてデータの循環、すなわち共振
が発生する。そして、これらフィードバックルートLT
1〜LTNを伝播するデータが順次加算されて帰還信号と
されることにより、1つの閉ループLPが形成され、該
閉ループLPの帰還信号が取り出されて楽音信号として
出力される。
SLTについて図2を参照して説明する。ディレイ出力
セレクタ部SLTは、図2に示すように、演算部C、セ
レクタSEL1〜SELN、および補間部IP1〜IPNよ
り構成される。そして、ディレイ出力セレクタ部SLT
には、操作子による操作により (1)音色情報TCによって決定される遅延比RATI
O (2)キーコードKCおよびそれに対応した音高情報P
ITCHによって決定されるベースディレイBASED
LY が入力される。この遅延比RATIOは、フィードバッ
クルートLT1〜LTNの遅延時間比を表す。また、ベー
スディレイBASEDLYは、音高に対応して、N個の
フィードバックルートLT1〜LTNの各遅延時間のうち
最も長い遅延段数を指定する。次に、これらの入力信号
に基づく各部の処理について説明する。
び遅延比RATIOに基づき、各フィードバックルート
LT1〜LTNの遅延段数を演算する。例えば、フィード
バックルートLT1〜LTNの遅延時間比が 1:aN-1:aN-2:…:a1 である場合、 LTNの遅延段数DLN=BASEDLY LTN-1の遅延段数DLN-1=aN-1・BASEDLY … LT1の遅延段数DL1=a1・BASEDLY となる。 (2)次に、演算部Cは、各フィードバックルートLT
1〜LTNに介挿されたフィルタFLT1〜FLTN等によ
る遅延量を除く、遅延回路DLYによってのみ決まる遅
延量(段数)を求める。 遅延段数DN’=DLN−tfN 遅延段数DN-1’=DLN-1−tfN-1 … 遅延段数D1’=DL1−tf1 なお、tfN、tfN-1、およびtf1は、各フィードバ
ックルートLT1〜LTNにおける各フィルタFLT1〜
FLTNの遅延段数の換算値を表す。また、演算部Cが
出力する遅延段数D1’〜DN’は、各々整数部ID1〜
IDNおよび小数部FD1〜FDNからなり、整数部ID1
〜IDNはセレクタ部SEL1〜SELNに供給され、小
数部FD1〜FDNは補間部IP1〜IPNに供給される。
部SEL1〜SELNには、各々、遅延回路DLYの各セ
ルからの出力信号が供給されている。これらセレクタ部
SEL1〜SELNは、上記整数部ID1〜IDNの値に応
じたセルが出力する楽音信号を出力するようになってい
る。例えば、セレクタ部SEL1は整数部ID1の値に対
応するセルの出力信号、すなわち、第ID1段目の楽音
信号と、整数部ID2の値に対応するセルの出力信号、
すなわち、第ID2段目の楽音信号とを選択的に出力す
る。同様に、セレクタ部SELN-1は、整数部IDN-1の
値に応じて、第IDN-1段目の楽音信号と、第IDN段目
の楽音信号とを選択的に出力し、セレクタ部SELN
は、整数部IDNの値に応じて、第IDN段目の楽音信号
と、第IDN+1段目の楽音信号とを選択的に出力するよ
うになっている。
PNは、乗算器MU11〜MUN1、乗算器MU12〜MUN
2、および加算器PL1〜PLNより構成される。そし
て、演算部Cが出力する遅延段数D1'〜DN'の小数部F
D1〜FDNに応じて、上記セレクタ部SEL1〜SELN
によって選択的に出力された楽音信号の遅延量を補間す
るようになっている。例えば、演算部Cから遅延段数D
N’が出力されると、セレクタ部SELNが選択され、そ
の補間部IPNにおいて遅延回路DLYの第IDN+1段目
の出力信号が乗算器MUN1によりFDNと乗算されて、
第IDN段目の出力信号が乗算器MUN2により1−FDN
と乗算される。そして加算器PLNにより各乗算結果が
加算され、出力信号DNとして各フィードバックルート
LT1〜LTNに出力される。
る。操作者によって音色設定操作子(図示せず)の操作
により音色が設定されると、図示しない制御部よりその
音色に対応した音色情報TCが出力される。また、設定
音色に対応した励振波形用重み係数WMIX、ノイズ用
重み係数NMIX、フィルタ係数APFC1〜APFC
N、フィルタ係数COEF1〜COEFN、および減衰係
数FG1〜FGNが出力される。そして、音色情報TCに
基づいて遅延比RATIOがディレイ出力セレクタ部S
LTに供給される。
キーコードKCが検出されキーオン信号KONが発生さ
れると共に、キーコードKCに基づいて音高情報PIT
CHが出力される。同時に、鍵のタッチを示すタッチ情
報TOUCHも出力される。そして、キーコードKCに
基づいてベースディレイBASEDLYがディレイ出力
セレクタ部SLTに供給される。
ることにより、音色情報TCに対応する励振波形を選択
して出力する。ここで、励振波形発生部11が出力する
励振波形の周波数はキーコードKCにより決定され、振
幅はタッチ情報TOUCHにより決定される。励振波形
の各瞬時値はサンプリングクロックφsに同期し、励振
波形発生部11から順次乗算器13aへ送られる。同時
に、ノイズ波形発生部12は、キーオン信号KONが入
力されることにより、音色情報TCに対応するノイズ波
形を選択して出力する。ここで、ノイズ波形発生部12
が出力するノイズ波形の振幅はタッチ情報TOUCHに
より決定される。ノイズ波形の各瞬時値はサンプリング
クロックφsに同期し、ノイズ波形発生部12から順次
乗算器13bへ送られる。励振波形発生部11の出力波
形は乗算器13aによって励振波形用重み係数WMIX
と掛け合わされ、ノイズ波形発生部12の出力波形は乗
算器13bによってノイズ用重み係数NMIXと掛け合
わされる。乗算器13a,bから出力される各波形は、
加算器14によって加算され、初期波形信号として加算
器PLに出力される。加算器PLの出力信号は楽音信号
として出力されると共に遅延回路DLYに供給される。
た信号は、サンプリングクロックφsの周期の整数倍の
遅延時間だけ遅延される。また、ディレイ出力セレクタ
部SLTにおいては、ベースディレイBASEDLYお
よび遅延比RATIOに基づいて、発音すべき楽音信号
の基音に対するフィードバックルートLTNの遅延段数
DN’および各倍音に対するフィードバックルートLT1
〜LTN-1の遅延段数D1’〜DN-1’が決定される。そ
して、それらに基づいて遅延された楽音信号D1〜DN
が、各々のフィードバックルートLT1〜LTNに出力さ
れる。
F1において位相が変化させられる。オールパスフィル
タAPF1の出力信号は、フィルタFLT1において高周
波数成分が除去され、乗算器M1によって減衰係数FG1
が乗算されて、加算器P1に出力される。楽音信号D2も
同様に、オールパスフィルタAPF2、フィルタFLT
2、乗算器M2を経て加算器P2に出力される。楽音信号
DNは、同様にオールパスフィルタAPFN、フィルタF
LTN、乗算器MNを経たのち、加算器P2において乗算
器M2の出力と加算される。そして、その加算結果は加
算器P1によって乗算器M1の出力と加算され、加算器P
Lに出力される。その後、加算器PLによって、加算器
P1からの出力と加算器14からの出力とが加算され、
再び遅延回路DLYに出力されて上述の動作を繰り返
す。以後、循環が繰り返されることにより、初期波形は
指数関数的に減衰してゆく。以上のように信号のフィー
ドバックルートLT1〜LTN内の循環により共振が発生
し、このフィードバックルートLT1〜LTN内を伝播す
る信号が順次加算されて帰還信号となり、閉ループLP
から楽音信号として出力される。
クルートの遅延比が予め決定されている場合は、図3に
示すような構成にすることが可能である。図3に示す構
成によれば、各フィードバックルートLT1〜LT3に所
定の遅延段数を有する遅延回路DLY1〜DLY3を設
け、遅延回路DLY1の出力信号を遅延回路DLY2の入
力信号とし、遅延回路DLY2の出力信号を遅延回路D
LY3の入力信号としている。これにより、例えばフィ
ードバックルートLT1,LT2,LT3の遅延比を2:
1:1と予め設定することができる。そして、各オール
パスフィルタAPF1〜APF3により各フィードバック
ルートLT1〜LT3の遅延量が周波数に応じて変わるよ
うにする。このような構成による装置は、フィードバッ
クルートLT1〜LTNの数Nを増やすことにより、より
複雑な楽音合成も可能である。
スフィルタAPF1〜APFN、フィルタFLT1〜FL
TN、および乗算器M1〜MNを別々に設けずに、共通の
ハードウェアを使用し、時分割で処理させることも可能
である。
例による電子楽器の音源装置の構成を示すブロック図で
ある。第1実施例においては、遅延回路DLYを1個だ
け設けてディレイ出力セレクタ部SLTにより楽音信号
を取り出していたが、第2実施例では各フィードバック
ルートLT1〜LTN毎に遅延回路DLY1〜DLYNを設
けている。そして各遅延回路DLY1〜DLYNには、キ
ーコードKC等によって決定される段数データDa1〜
DaNが供給される。この遅延回路DLY1〜DLYN
は、図5あるいは図6に示すように構成される。図5に
おいて、段数データDaの整数部Dintは段数可変遅
延回路31へ遅延時間を指定する情報として入力され
る。そして、段数可変遅延回路31は、入力信号を遅延
時間D1int・τだけ遅延させて出力する。なおτは
サンプリングクロックφsの周期である。この出力信号
は乗算器32に直接入力されると共に、1サンプルタイ
ム遅延回路33によって1サンプリング周期τだけ遅延
されて乗算器34に入力される。すなわち、乗算器34
には、乗算器32の入力信号Iよりも1サンプル周期τ
だけ前のデータI-1が入力される。そしてデータI-1は
データDfracが乗算され、データIには減算器35
の出力信号であるデータ1−Dfracが乗算用係数と
して乗じられ、各乗算結果が加算器36によって加算さ
れる。
YNの代わりに図6に示す回路を用いてもよい。図6に
おいて、段数データDaの整数部Dintは遅延回路4
1に入力され、小数部Dfracは係数発生部42に入
力される。係数発生部42は、データDfracにより
オールパスフィルタ43に対してその位相特性を指定す
る係数APFCを発生する。遅延回路41の出力信号は
オールパスフィルタ43に入力され、オールパスフィル
タ43は係数APFCに基づいて入力信号を位相変化さ
せて出力する。
ピアノ等の弦の数に対応してフィードバックルートLT
1〜LTNが設けられることにより、それらの音源装置と
して使用される。
ば、励振信号を出力する励振手段と、各々に、入力信号
を遅延する遅延手段と、所定の信号処理を施す信号手段
とを備える複数のルートを有するとともに、前記複数の
ルートの各々の出力信号と前記励振信号とを加算し、該
加算結果のみを前記複数のルートの各々の入力信号とし
て各遅延手段へフィードバックする加算手段とを備える
閉ループ手段と、前記閉ループ手段の複数のルートの各
遅延手段の遅延時間を、発生すべき楽音信号の音高に応
じて制御する制御手段とを設け、閉ループ手段を循環す
る信号を楽音信号として取り出すようにしたので、簡易
な構成で、複雑かつ新規な楽音の合成を行うことができ
るという効果がある。
装置の構成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
図である。
図である。
段)、 FLT1〜FLTN……フィルタ(信号処理手段)、 PL……加算器(加算手段)、P1〜PN-1……加算器
(加算手段)、 M1〜MN……乗算器、LT1〜LTN……フィードバック
ルート。
Claims (1)
- 【請求項1】 励振信号を出力する励振手段と、 各々に、入力信号を遅延する遅延手段と、所定の信号処
理を施す信号手段とを備える複数のルートを有するとと
もに、前記複数のルートの各々の出力信号と前記励振信
号とを加算し、該加算結果のみを前記複数のルートの各
々の入力信号として各遅延手段へフィードバックする加
算手段とを備える閉ループ手段と、 前記閉ループ手段の複数のルートの各遅延手段の遅延時
間を、発生すべき楽音信号の音高に応じて制御する制御
手段とを具備し、前記閉ループ手段を循環する信号を楽
音信号として出力することを特徴とする電子楽器の音源
装置。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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JP5068872A Expired - Fee Related JP2833403B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 電子楽器の音源装置 |
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