JP2844416B2 - Electronic length control circuit - Google Patents

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、管楽器において発生さ
せる楽音を電子的遅延線路で制御するようにした電子式
管長制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic length controller for controlling a musical tone generated in a wind instrument by an electronic delay line.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、管楽器は、機械的手段により直管
（円筒管）部分の実効長を変化させることによって音程
を変えるように構成されていた。例えば、トランペッ
ト、ホルン、バス等の金管楽器は複数のピストン・シリ
ンダーからなるバルブシステムにより、トロンボーン等
の金管楽器はスライド管機構により、また、木管楽器は
多数のトーンホールを開閉するためのキィー機構によ
り、直管部分の実効長を変化させていた。2. Description of the Related Art Conventionally, wind instruments have been configured to change the pitch by changing the effective length of a straight pipe (cylindrical pipe) portion by mechanical means. For example, brass instruments such as trumpets, horns, and basses use a valve system consisting of multiple pistons and cylinders, brass instruments such as trombone use a slide tube mechanism, and woodwind instruments use a key to open and close many tone holes. The effective length of the straight pipe portion was changed by a mechanism.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
機械的手段により音程を変える管楽器には、この機械的
手段自体の加工、調整等が困難であり、手間がかかると
いう問題があった。例えば、上記バルブシステムにおい
ては、ピストンとシリンダーとの隙間やスライド内管と
外管との隙間が大きいと、いわゆる“音ぬけ”現象が生
じ演奏のレスポンスが悪くなる。一方、上記隙間が小さ
いと素早い動きに対してピストン等が滑らかに動かない
問題が生じる。このため、通常は上記隙間（クリアラン
ス）を常に２０〜５０μｍ程度に保つ必要がある。ま
た、ピストンとシリンダーとは絶えず擦り合わされるの
で、磨耗しない高性能の材料や表面処理が必要となる。
さらに、ピストン等に無理な力が加わることによりこの
部分が歪んで動作しなくなるなど、故障が起こり易い。However, as described above, a wind instrument whose pitch is changed by mechanical means has a problem that it is difficult to process and adjust the mechanical means itself, and it takes time and effort. For example, in the above valve system, if the gap between the piston and the cylinder or the gap between the slide inner tube and the outer tube is large, a so-called “sound loss” phenomenon occurs, and the response of the performance deteriorates. On the other hand, if the gap is small, there arises a problem that a piston or the like does not move smoothly in response to quick movement. For this reason, usually, it is necessary to always keep the gap (clearance) at about 20 to 50 μm. Further, since the piston and the cylinder are constantly rubbed, a high-performance material and surface treatment that do not wear are required.
Further, failure is likely to occur, for example, when an excessive force is applied to the piston or the like, this portion is distorted and does not operate.

【０００４】本発明は上述の問題点にかんがみ、機械的
な手段によることなく音程を良好に制御できるようにす
ることを目的とする。[0004] In view of the above problems, an object of the present invention is to enable good control of a pitch without using mechanical means.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子式管長制御装置は、機械的手段のみを
電子的手段に置き換え、その他の部分は自然楽器のまま
に電子的スイッチによってその遅延時間を制御すること
により音階を制御するようにしている。つまり、管楽器
の直管部分に設置されたセンサで音響信号を電気信号に
変換し、この電気信号を電子的遅延線路で遅延し、これ
を直管部分に設置されたアクチュエータにより音響信号
に戻す作業を進行波および反射波について行うようにし
て、電子的手段で等価的に管楽器の直管部分の長さを制
御するようにしている。In order to achieve the above object, the electronic length control apparatus of the present invention replaces only mechanical means with electronic means, and electronically switches other parts as natural instruments. The sound scale is controlled by controlling the delay time. That is, the sound signal is converted into an electric signal by a sensor installed in a straight pipe portion of the wind instrument, the electric signal is delayed by an electronic delay line, and the sound signal is returned to the acoustic signal by an actuator installed in the straight pipe portion. For the traveling wave and the reflected wave, and the length of the straight pipe portion of the wind instrument is equivalently controlled by electronic means.

【０００６】さらに換言すると、本発明の電子式管長制
御装置は、管楽器のマウスピース側から進行してくる波
をセンサが電気信号として検出し、この電気信号を電子
的遅延線路により直管の長さ分遅延し、ノボリおよび朝
顔管側に設置されたアクチュエータで再び音響信号に戻
し、朝顔管から外部に音を放射する。尚、朝顔管で反射
した波はノボリおよび朝顔管側に設置されたセンサで電
気信号として検出され、再び直管の長さ分遅延し、マウ
スピース側に設置されたアクチュエータで音響信号に戻
され、マウスピース端に戻ってくる。その際、不必要に
なる波動は能動的な音響的無反射端によって吸収するよ
うにしている。In other words, in the electronic length control apparatus of the present invention, the sensor detects a wave traveling from the mouthpiece side of the wind instrument as an electric signal, and the electric signal is transmitted to the length of the straight pipe by an electronic delay line. After a delay, the sound signal is returned to the acoustic signal again by the actuators provided on the side of the bosh and the bosh tube, and the sound is radiated to the outside from the bosh tube. The wave reflected by the bosh tube is detected as an electrical signal by the sensors installed on the side of the bosh and the bosh tube, delayed again by the length of the straight tube, and returned to the acoustic signal by the actuator installed on the mouthpiece side. , Come back to the mouthpiece end. At this time, unnecessary waves are absorbed by the active acoustic non-reflection end.

【０００７】別の観点では、本発明の電子式管長制御装
置は、マウスピースに連なる第１の直管の入り口側部分
に、上記マウスピース側から進行してくる音響波を電気
信号に変換するための第１のセンサと、入力された電気
信号を音響波に変換して上記直管の入り口側部分に音響
出力を与える第１のアクチュエータとを配設するととも
に、ノボリおよび朝顔管部に連なる第２の直管の出口側
部分には、上記出口側からの反射波を電気信号に変換す
るための第２のセンサと、入力された電気信号を音響波
に変換して上記直管の出口側部分に音響出力を与える第
２のアクチュエータとを配設し、上記第１のセンサの出
力を電子的遅延線でもって所定時間遅延させてから上記
第２のアクチュエータに供給してこれを駆動するととも
に、上記第２のセンサの出力を電子的遅延線でもって所
定時間遅延させてから上記第１のアクチュエータに供給
してこれを駆動するように構成されている。In another aspect, the electronic length control apparatus of the present invention converts an acoustic wave propagating from the mouthpiece into an electric signal at the entrance of the first straight pipe connected to the mouthpiece. Sensor and a first actuator for converting an input electric signal into an acoustic wave to give an acoustic output to an entrance portion of the straight pipe, and connected to the Novoli and the bosh tube section A second sensor for converting a reflected wave from the outlet side into an electric signal at an outlet side portion of the second straight pipe, and an outlet of the straight pipe after converting an input electric signal into an acoustic wave. A second actuator for providing an acoustic output is provided on the side portion, and the output of the first sensor is delayed for a predetermined time by an electronic delay line, and then supplied to the second actuator to drive it. Along with the second The output Sa is configured to have an electronic delay line to drive this by supplied by delaying a predetermined time to the first actuator.

【０００８】また、さらに別の観点では、本発明の電子
式管長制御装置は、マウスピースが挿入される吹込管に
連なる第１の直管と、上記第１の直管と、ノボリおよび
朝顔管との間に介設された第２の直管と、上記吹込管側
の第１の所定位置に音響出力を与えるために上記第１の
直管に連設された第１のアクチュエータと、上記ノボリ
および朝顔管側の第２の所定位置に音響出力を与えるた
めに上記第２の直管に連設された第２のアクチュエータ
と、上記第１の直管の管壁上であって、上記第１の所定
位置に配設された第１のセンサと、上記第２の直管の管
壁上であって、上記第２の所定位置に配設された第２の
センサと、上記第１のセンサの出力を電子的に遅延させ
るために設けられた第１の遅延線と、上記第２のセンサ
の出力を電子的に遅延させるために設けられた第２の遅
延線とを具備し、上記第１の遅延線により電子的に遅延
させた上記第１のセンサの出力を上記第２のアクチュエ
ータに供給するとともに、上記第２の遅延線により電子
的に遅延させた上記第２のセンサの出力を上記第１のア
クチュエータに供給するように構成されている。In still another aspect, the electronic pipe length control device of the present invention comprises a first straight pipe connected to a blow pipe into which a mouthpiece is inserted, the first straight pipe, a Novoli and a bosh pipe. A second straight pipe interposed between the first straight pipe and a first actuator connected to the first straight pipe for providing an acoustic output to a first predetermined position on the side of the blow pipe; A second actuator connected to the second straight pipe for providing an acoustic output to a second predetermined position on the side of the Novoli and the bosh tube, and a second actuator on the pipe wall of the first straight pipe, A first sensor disposed at a first predetermined position; a second sensor disposed on the pipe wall of the second straight pipe at the second predetermined position; A first delay line provided to electronically delay the output of the second sensor, and an output of the second sensor electronically. And a second delay line provided to extend the output of the first sensor electronically delayed by the first delay line to the second actuator, The output of the second sensor electronically delayed by two delay lines is supplied to the first actuator.

【０００９】また、本発明の好ましい態様においては、
上記第１のセンサが上記マウスピースの近傍に設置され
ており、上記第２のセンサが上記ノボリおよび朝顔管の
近傍に設置されている。[0009] In a preferred embodiment of the present invention,
The first sensor is installed near the mouthpiece, and the second sensor is installed near the Novo and bosh tube.

【００１０】また、本発明の好ましい態様においては、
上記第１および第２のセンサの出力信号はＡ／Ｄ変換さ
れディジタル信号として上記第１および第２の電子的遅
延線路にそれぞれ入力され、上記第１および第２の電子
的遅延線路の出力信号はＤ／Ａ変換されアナログ信号と
して上記第１および第２のアクチュエータにそれぞれ供
給されるようにしている。[0010] In a preferred embodiment of the present invention,
The output signals of the first and second sensors are A / D converted and input as digital signals to the first and second electronic delay lines, respectively, and the output signals of the first and second electronic delay lines are output. Are D / A converted and supplied as analog signals to the first and second actuators, respectively.

【００１１】また、本発明の好ましい態様においては、
上記第１および第２のアクチュエータと上記第１および
第２の直管とをそれぞれ接続する細管の音響インピーダ
ンスは、上記第１および第２の直管の特性音響インピー
ダンスに較べて十分大きくするようにしている。[0011] In a preferred embodiment of the present invention,
The acoustic impedance of the thin tube connecting the first and second actuators to the first and second straight tubes, respectively, is set to be sufficiently larger than the characteristic acoustic impedance of the first and second straight tubes. ing.

【００１２】また、本発明の好ましい態様においては、
上記第１の電子的遅延線路の入力信号は、上記第１のセ
ンサの出力信号から上記第１のアクチュエータに供給さ
れる信号に比例した信号を減算したものであり、上記第
２の電子的遅延線路の入力信号は、上記第２のセンサの
出力信号から上記第２のアクチュエータに供給される信
号に比例した信号を減算したものにしている。In a preferred embodiment of the present invention,
The input signal of the first electronic delay line is obtained by subtracting a signal proportional to a signal supplied to the first actuator from an output signal of the first sensor, and the second electronic delay line. The input signal of the line is obtained by subtracting a signal proportional to a signal supplied to the second actuator from an output signal of the second sensor.

【００１３】また、本発明の好ましい態様においては、
上記第１の直管の上記マウスピースと反対方向の終端が
音響的無反射端であり、上記第２の直管の上記ノボリお
よび朝顔管と反対方向の終端が音響的無反射端であるよ
うにしている。[0013] In a preferred embodiment of the present invention,
The end of the first straight tube in the direction opposite to the mouthpiece is an acoustically non-reflective end, and the end of the second straight tube in the direction opposite to the novoli and bosh tube is an acoustically non-reflective end. I have to.

【００１４】また、本発明の好ましい態様においては、
上記音響的無反射端が、近似的に無限長パイプと見做す
のに十分な長さのパイプによって構成されている。In a preferred embodiment of the present invention,
The acoustically non-reflective end is constituted by a pipe having a length sufficient to be regarded as an approximately infinite length pipe.

【００１５】また、本発明の好ましい態様においては、
上記音響的無反射端が能動的手段によって構成されてい
る。[0015] In a preferred embodiment of the present invention,
The acoustically non-reflective end is constituted by active means.

【００１６】また、本発明の好ましい態様においては、
上記能動的手段は、細管を通して上記第１の直管の上記
マウスピースと反対方向の終端につながっており、上記
第１のセンサの出力が供給される第３の電子的遅延線路
の出力信号を音響信号に変換する第３のアクチュエータ
と、細管を通して上記第２の直管の上記ノボリおよび朝
顔管と反対方向の終端につながっており、上記第２のセ
ンサの出力が供給される第４の電子的遅延線路の出力信
号を音響信号に変換する第４のアクチュエータとを備え
ている。In a preferred embodiment of the present invention,
The active means is connected through a capillary to an end of the first straight pipe in a direction opposite to the mouthpiece, and outputs an output signal of a third electronic delay line supplied with an output of the first sensor. A fourth actuator connected to a third actuator for converting into an acoustic signal and an end of the second straight tube in a direction opposite to the Novoli and the bosh tube through a thin tube, to which an output of the second sensor is supplied. And a fourth actuator for converting an output signal of the dynamic delay line into an acoustic signal.

【００１７】また、本発明の好ましい態様においては、
バルブシステム、スライド管、キーメカニズムのような
機械的な管長制御装置の設定位置に応じて２進コードを
発生し、上記２進コードに応じて上記第１および第２の
遅延線での遅延時間を変更するようにしている。In a preferred embodiment of the present invention,
A binary code is generated according to a set position of a mechanical pipe length control device such as a valve system, a slide pipe, a key mechanism, and a delay time in the first and second delay lines according to the binary code. To change.

【００１８】また、本発明の好ましい態様においては、
トリガ装置、スライド管のような機械的な管長制御装置
の設定位置に連動する可変抵抗器の値に応じて上記遅延
時間を微調整するようにしている。In a preferred embodiment of the present invention,
The delay time is finely adjusted in accordance with the value of a variable resistor linked to a set position of a mechanical length control device such as a trigger device or a slide tube.

【００１９】[0019]

【作用】本発明は上記技術手段よりなるので、マウスピ
ース側から進行してくる音響波は、上記マウスピース側
の直管部分に設置されたセンサで電気信号に変換される
とともに、電子的な遅延線で所定時間だけ遅延され、さ
らに、上記遅延された電気信号が、同じく直管部分の朝
顔管側に設置されたアクチュエータに与えられて音響波
に戻され、上記朝顔管から外部に放射される。Since the present invention comprises the above technical means, the acoustic wave propagating from the mouthpiece side is converted into an electric signal by a sensor installed in the straight pipe portion on the mouthpiece side, and is also converted into an electronic signal. The electric signal is delayed by a predetermined time in the delay line, and further, the delayed electric signal is given to an actuator installed on the bosh tube side of the straight tube portion, returned to an acoustic wave, and radiated from the bosh tube to the outside. You.

【００２０】上記音響波を電気信号に変換する操作、お
よび上記電気信号を音響波に再び戻す操作は、進行波お
よび反射波についてそれぞれ行われ、これにより、管楽
器の実効長が電子的な手段でもって等価的に制御され
る。The operation of converting the acoustic wave into an electric signal and the operation of returning the electric signal back to the acoustic wave are performed on the traveling wave and the reflected wave, respectively, whereby the effective length of the wind instrument is determined by electronic means. This is equivalently controlled.

【００２１】上記管楽器の実効長を電子的に制御する作
用を詳述すると、先ず、マウスピース側から進行してく
る音波を第１のセンサが検出して電気信号に変換すると
ともに、上記変換した電気信号を第１の遅延線に供給す
る。The operation of electronically controlling the effective length of the wind instrument will be described in detail. First, a first sensor detects a sound wave traveling from the mouthpiece side and converts it into an electric signal. An electrical signal is provided to a first delay line.

【００２２】上記第１の遅延線は、入力された電気信号
を直管の長さ分だけ遅延させるとともに、朝顔管側に設
置されたアクチュエータに導出する。上記朝顔管側に設
置されたアクチュエータは、上記遅延された電気信号が
入力されると、これを音響波に再び戻し、音波として上
記朝顔管から外部に放射する。The first delay line delays the input electric signal by the length of the straight tube and leads the electric signal to an actuator installed on the bosh tube side. When the delayed electric signal is input, the actuator installed on the bosh tube returns the acoustic signal to an acoustic wave again, and radiates the sound from the bosh tube to the outside.

【００２３】そして、ここで反射した音波は、上記朝顔
管側に設置された第２のセンサで検出されて第２の遅延
線に与えられる。第２の遅延線は、入力された電気信号
を直管の長さ分だけ遅延させるとともに、その遅延させ
た電気信号をマウスピース側に設置された第１のアクチ
ュエータに供給する。The sound wave reflected here is detected by a second sensor provided on the bosh tube side and is given to a second delay line. The second delay line delays the input electric signal by the length of the straight pipe, and supplies the delayed electric signal to the first actuator installed on the mouthpiece side.

【００２４】上記電気信号は、上記第１のアクチュエー
タによって音響波に変換されるとともに、マウスピース
端に戻される。その際、不必要になる波動は、能動的な
無反射端によって吸収される。The electric signal is converted into an acoustic wave by the first actuator and returned to the mouthpiece end. In that case, unnecessary waves are absorbed by the active non-reflection end.

【００２５】本発明の電子式管長制御装置は、このよう
にして音響波を電気信号に変換するとともに、上記変換
した電気信号を直管の実効長に応じた長さ分だけ遅延さ
せて音程の制御を行うことにより、音程を変化させるた
めの機械的な手段を不用にしている。The electronic tube length control device of the present invention converts the acoustic wave into an electric signal in this way, and delays the converted electric signal by a length corresponding to the effective length of the straight pipe to adjust the pitch. The control eliminates the need for a mechanical means for changing the pitch.

【００２６】[0026]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２７】図１は、本発明を金管楽器に適用した本実
施例の電子式管長制御装置を組み込んだ電子式管楽器を
示すブロック図である。なお、フルート等の木管楽器に
ついても本実施例と同様の構成にすることができる。FIG. 1 is a block diagram showing an electronic wind instrument incorporating the electronic length control device of the present embodiment in which the present invention is applied to a brass instrument. It should be noted that a woodwind instrument such as a flute can have the same configuration as that of the present embodiment.

【００２８】図１において、電子式管長制御装置の点Ａ
₁ から点Ａ₂ にかけての部分はマウスピースおよび吹込
管の部分（Ａ₁ 〜Ａ₂ 部分）であり、この部分はテーパ
ー管で構成される。また、点Ａ₂ から点Ａ₃ にかけての
部分は同一管径の直管部分（Ａ₂ 〜Ａ₃ 部分）であり、
この直管部分は、点Ａ₂ から点Ａにかけての長さＬ₁の
部分（Ａ₂ 〜Ａ部分）と、点Ａから点Ａ₃ にかけての長
さＬ₂ の部分（Ａ〜Ａ₃ 部分）とからなっている。長さ
Ｌ₁ の部分は音響的に管長に加えられる長さであるが、
長さＬ₂ の部分は点Ａ₃ に音響的無反射端を形成するた
めに設けられているものである。In FIG. 1, point A of the electronic pipe length control device is shown.
Part from ₁ toward the point A ₂ is a moiety of the mouthpiece and blow pipe (A ₁ to A ₂ portion), this portion consists of a tapered tube. The portion from the point A ₂ toward the point A ₃ is straight portion of the same pipe diameter (A ₂ to A ₃ portion),
The straight portion has a length L ₁ of the portion from the point A ₂ toward the point A and (A ₂ to A moiety), the length L ₂ of the portions from the point A toward the point A ₃ (A~A ₃ parts) It consists of Although part of the length L ₁ is the length applied to acoustically tube length,
Of the length L ₂ are those provided to form an acoustic non-reflection end point A _3.

【００２９】一方、点Ｂ₂ から点Ｂ₃ にかけての部分は
金管楽器におけるノボリおよび朝顔管部分（Ｂ₂ 〜Ｂ₃
部分）であり、点Ｂ₂ より左側の点Ｂ₁ から点Ｂ₂ にか
けての部分はＡ₂ 〜Ａ₃ 部分と同一管径の直管部分（Ｂ
₁ 〜Ｂ₂ 部分）であり、この直管部分は、点Ｂ₁ から点
Ｂにかけての長さＬ₃ の部分（Ｂ₁ 〜Ｂ部分）と、点Ｂ
から点Ｂ₂ にかけての長さＬ₄ の部分（Ｂ〜Ｂ₂ 部分）
とからなっている。長さＬ₄ の部分は音響的に管長に加
えられる長さであるが、長さＬ₃ の部分は点Ｂ₁ に音響
的無反射端を形成するために設けられているものであ
る。On the other hand, Nobori part from point B ₂ toward points B ₃ in brass and morning glory tube section (B ₂ .about.B ₃
A portion), the portion of the point B ₂ in terms B ₁ of the left side to the point B ₂ A ₂ to A ₃ portions and straight portions of the same tube diameter (B
A ₁ .about.B ₂ portions), the straight pipe portion, the length L ₃ of the portions from the point B ₁ toward a point B (B ₁ .about.B portion), point B
From toward the point B ₂ length L ₄ of the portion (B~B ₂ parts)
It consists of Of the length L ₄ represents a length that is applied to the acoustically pipe length but, of the length L ₃ are those provided to form an acoustic non-reflection end point B _1.

【００３０】点Ａの断面上には、第１のセンサ１０およ
び第１のアクチュエータ２４の駆動端が設置されてお
り、点Ｂの断面上には第２のセンサ１７および第２のア
クチュエータ１６の駆動端が設置されている。第１およ
び第２のセンサ１０、１７は、管内の圧力（または粒子
速度）検出に用いられるものであり、気柱の振動を妨げ
ないように管壁に埋め込まれている。第１および第２の
アクチュエータ１６、２４は、音響インピーダンスＺ_s
を有する高インピーダンスの細管を通して管気柱を駆動
する。The drive ends of the first sensor 10 and the first actuator 24 are provided on the cross section of the point A, and the drive ends of the second sensor 17 and the second actuator 16 are provided on the cross section of the point B. A drive end is provided. The first and second sensors 10 and 17 are used for detecting pressure (or particle velocity) in the pipe, and are embedded in the pipe wall so as not to hinder the vibration of the air column. The first and second actuators 16, 24 have an acoustic impedance Z _s
The tube column is driven through a high impedance capillary having

【００３１】１３および２０は電子的遅延線路であり、
その遅延時間（遅延量）は、後述するようにノート（音
の高さ）に応じて自由に変化させることができるように
構成されている。13 and 20 are electronic delay lines,
The delay time (delay amount) can be freely changed according to a note (pitch) as described later.

【００３２】次に、本実施例の電子式管長制御装置を組
み入れた電子式管楽器の内部における音波の伝播の様子
を説明する。Next, a description will be given of the state of propagation of sound waves inside an electronic wind instrument incorporating the electronic length control device of the present embodiment.

【００３３】マウスピースの入口である点Ａ₁ から演奏
者によって吹き込まれた圧力波動は、マウスピース内に
圧力や流速の変動を生じさせる。その変動はマウスピー
ス端、すなわち、直管の入口である点Ａ₂ に達する。な
お、点Ａ₂ での音圧波動の波形をＰ₀(t)、そのラプラス
変換形をＰ₀(s)とする。The pressure wave that is blown by the performer from A ₁ that it is the entrance of the mouthpiece results in a variation in pressure or flow rate in the mouthpiece. Its variation mouthpiece end, i.e., reaches a point A ₂ is the entry of the straight pipe. The waveform of the sound pressure wave at point A ₂ is P ₀ (t), and its Laplace transform form is P ₀ (s).

【００３４】音圧波動Ｐ₀(s)は、点Ａ₂ 〜Ａ部分を伝播
して点Ａに達する。ここで、The sound pressure wave P ₀ (s) propagates through points A ₂ to A and reaches point A. here,

【００３５】[0035]

【数１】 (Equation 1)

【００３６】とおくと、長さＬ₁ だけの遅延があるため
に、点Ａには、Ｐ₀(s)ε^L1なる波動がマウスピース側か
ら入射する。ここで、〔数１〕中のｃは音速を表し、Ｔ
は管路の損失に関連する項であり、近似的には無損失と
考え、Ｔ→∞、したがって、１／Ｔ≒０としてよい。In other words, since there is a delay of length L _1, a wave of P ₀ (s) ε ^L1 enters point A from the mouthpiece side. Here, c in [Equation 1] represents the speed of sound, and T
Is a term related to the loss in the pipeline, which is approximately considered to be lossless, and may be T → ∞, and thus 1 / T ≒ 0.

【００３７】点Ａに入射した波動は右方向に進行して点
Ａ₃ に達するが、本実施例では、点Ａ₃ に音響的無反射
端が形成されているため、点Ａ₃ から反射波が戻ってこ
ない。なお、音響的無反射端は、音響的に無限長パイプ
と近似的に見做すのに十分な長さのパイプによって構成
することができ、また、能動的無反射端を構成し、後述
のように、点Ａでの音圧Ｐ_A (s) に対し、Ｐ_S ＝Ｚ_S ／
Ｚ_A （１−Ｚ_A ／Ｚ_C）Ｐ_A (s) ε^L2でアクチュエータ
２９の機械系を駆動すればよい。The point wave incident on A is reached at point A ₃ proceeds to the right, in the present embodiment, since the acoustic non-reflection end point A ₃ is formed, the reflected wave from point A ₃ Does not come back. The acoustically non-reflective end can be constituted by a pipe having a length sufficient to approximately be regarded as an acoustically infinite length pipe, and also constitutes an active non-reflective end, which will be described later. Thus, for the sound pressure P _A (s) at point A, P _S = Z _S /
The mechanical system of the actuator 29 may be driven by Z _A (1−Z _A / Z _C ) P _A (s) ε ^L2 .

【００３８】点Ａに入射した音波Ｐ₀(s)ε^L1は、点Ａと
同一断面上の管体の内壁に埋め込まれた第１のセンサ１
０によって電気信号に変換される。この電気信号は、Ａ
／Ｄコンバータ１１においてディジタル信号に変換され
た後、伝達関数Ｋ₁(s)を有するバッファフィルタ回路１
２を経て第１の電子的遅延線路１３の入力点Ｃ₁ に入力
される。The sound wave P ₀ (s) ε ^L1 incident on the point A is transmitted to the first sensor 1 embedded in the inner wall of the tube having the same cross section as the point A.
It is converted into an electric signal by 0. This electrical signal is A
After being converted into a digital signal by the / D converter 11, the buffer filter circuit 1 having a transfer function K ₁ (s)
2, the signal is input to the input point C ₁ of the first electronic delay line 13.

【００３９】第１の電子的遅延線路１３での遅延長をｄ
とすると、第１の電子的遅延線路１３の出力信号は、Ｋ
₁(s)Ｐ₀(s)ε^L1+dという電気信号として出力点Ｃ₂ から
出力される。The delay length of the first electronic delay line 13 is represented by d
Then, the output signal of the first electronic delay line 13 is K
It is output from the output point C ₂ as _{1 (s) P 0 (s} ) electrical signals that epsilon ^{L1 + d.}

【００４０】その出力は、伝達関数Ｋ₂(s)を有するバッ
ファフィルタ回路１４、Ｄ／Ａコンバータ１５を経て第
２のアクチュエータ１６に与えられこれを駆動する。The output is supplied to a second actuator 16 via a buffer filter circuit 14 having a transfer function K ₂ (s) and a D / A converter 15 to drive the second actuator 16.

【００４１】次に、第２のアクチュエータ１６によって
直管内の点Ｂに発生され、点Ｂの左右に伝播して行く波
動について、図２を用いて説明する。なお、この駆動電
圧が印加されることにより第２のアクチュエータ１６の
振動板に作用する力を音圧換算でＰ_s とする。Next, the wave generated at the point B in the straight pipe by the second actuator 16 and propagating to the left and right of the point B will be described with reference to FIG. It is assumed that P _s the force acting by the drive voltage is applied to the diaphragm of the second actuator 16 in the sound pressure terms.

【００４２】図２（ａ）は、第２のアクチュエータ１６
の出力が音響インピーダンスＺ_s を有する細いインピー
ダンス管Ｔ₂ を通して電子式管長制御装置の直管に供給
される様子を示す図である。図２（ｂ）は、電子式管長
制御装置の直管部分の特性音響インピーダンス関数をＺ
_c (s) としたときの進行波に対する等価回路であり、図
２（ｃ）は、これをさらに簡略化した等価回路である。FIG. 2A shows the second actuator 16.
Output is a diagram showing a state supplied through a narrow impedance tube T ₂ having an acoustic impedance Z _s on the straight tube of the electronic tube length control. FIG. 2B shows the characteristic acoustic impedance function of the straight pipe portion of the electronic pipe length control device as Z.
This is an equivalent circuit for a traveling wave when _c (s) is set, and FIG. 2 (c) is an equivalent circuit obtained by further simplifying this.

【００４３】図２（ｃ）の等価回路から、点ＢにはＶ_s
＝Ｐ_s ／( Ｚ_s ＋Ｚ_c / ２）の体積速度が発生すること
が分かるが、これによる音圧はＰ_s ′＝〔Ｐ_s ／（Ｚ_s
＋Ｚ _c / ２）〕・Ｚ_c ／２となる。しかし、直管の特性
音響インピーダンスＺ_c に較べてインピーダンス管Ｔ₃
の音響インピーダンスＺ_s を十分大きく（Ｚ_s ≫Ｚ_c）
しておけば、Ｐ_s ′＝１／２・（Ｚ_c ／Ｚ_s ）・Ｐ_s と
なる。ここで、Ｐ_s は第２のアクチュエータ１６の駆動
電圧に比例するから、その比例定数をαとすると、
Ｐ_s ′＝１／２・（Ｚ_c ／Ｚ_s ）・α・Ｋ₁(s)Ｋ₂(s)Ｐ
₀(s)ε^L1+dの音圧が点Ｂに発生することになる。したが
って、バッファフィルタ回路１２、１４の伝達関数Ｋ
₁(s)およびＫ₂(s)がＫ₁(s)Ｋ₂(s)＝（２／α）（Ｚ_s ／
Ｚ_c ）という関係式を満たすように調整することによっ
て、点ＢからＰ₀(s)ε^L1+dの音圧波動が左右に伝播する
状態をつくることができる。なお、比例定数αは、アク
チュエータの仕様によって定まる値である。From the equivalent circuit of FIG._s
= P_s/ (Z_s+ Z_c/ 2) volume velocity occurs
The sound pressure is P_s'= [P_s/ (Z_s
+ Z _c/ 2)] ・ Z_c/ 2. However, the characteristics of straight pipe
Acoustic impedance Z_cImpedance tube T compared to_Three
Acoustic impedance Z_sLarge enough (Z_s≫Z_c)
If you do, P_s'= 1/2 · (Z_c/ Z_s) ・ P_sWhen
Become. Where P_sIs the drive of the second actuator 16
Since it is proportional to the voltage, if the proportionality constant is α,
P_s'= 1/2 · (Z_c/ Z_s) ・ Α ・ K₁(s) K_Two(s) P
₀(s) ε^{L1 + d}Is generated at the point B. But
Therefore, the transfer function K of the buffer filter circuits 12 and 14
₁(s) and K_Two(s) is K₁(s) K_Two(s) = (2 / α) (Z_s/
Z_c) To satisfy the relational expression
And points B to P₀(s) ε^{L1 + d}Sound pressure wave propagates right and left
You can create a state. Note that the proportionality constant α is
This value is determined by the specifications of the tutor.

【００４４】この音圧波動は、点Ｂ₁ および点Ｂ₂ の方
向に伝播する。本実施例では、後述するように点Ｂ₁ に
音響的無反射端を形成しているため、点Ｂ₁ の方向に進
行した波動は再び点Ｂに戻ってこない。This sound pressure wave propagates in the directions of points B ₁ and B ₂ . In this embodiment, since an acoustically non-reflective end is formed at the point B ₁ as described later, the wave traveling in the direction of the point B ₁ does not return to the point B again.

【００４５】一方、点Ｂから点Ｂ₂ の方向に伝播する波
動はノボリおよび朝顔管部分３を進み開口端で音を放射
し、反射して再び点Ｂに戻ってくる。点Ｂで発生した波
動Ｐ₀(s)ε^L1+dは直管Ｂ〜Ｂ₂ 部分を伝播し、点Ｂ₂ で
はＰ₀(s)ε^L1+d+L4 と表される。ノボリおよび朝顔管部
分３であるＢ₂ 〜Ｂ₃ 部分の入力インピーダンス関数を
Ｚ_H (s) とすれば、Ｂ₂ 〜Ｂ₃ 部分での反射係数はｍ_H
(s) ＝（Ｚ_H (s) −Ｚ_c ）／（Ｚ_H (s) ＋Ｚ_c ）で表さ
れる。したがって、点Ｂ₂ にはｍ_H (s) Ｐ₀(s)ε
^L1+d+L4 の音圧波動が生じ、点Ｂから点Ｂ₂ での遅延を
考慮すると、ノボリおよび朝顔管側から戻ってきた波動
は点Ｂにおいて、ｍ_H (s) Ｐ₀(s)ε^L1+d+2L4と表され
る。On the other hand, the wave propagating in the direction from the point B to the point B ₂ travels through the nobori and the bosh section 3, radiates sound at the open end, is reflected and returns to the point B again. Wave ^{_{P 0 (s) ε L1 +}} d generated at point B propagates straight pipe B～B ₂ portions, denoted at point _{B 2 P 0 (s) ε} L1 + d + L4. If uplink and the input impedance function of B ₂ .about.B ₃ portions a morning glory tube portion 3 and Z _H (s), the reflection coefficient at the B ₂ .about.B ₃ parts m _H
(s) = represented by _{(Z H (s) -Z c} ) / (Z H (s) + Z c). Therefore, the point B ₂ has m _H (s) P ₀ (s) ε
^{L1 + d + L4} acoustic pressure waves movement occurs in, considering the delay from the point B at point B _2, the wave returned from upstream and morning glory tube side at the point _{B, m H (s) P} 0 (s) ^{Expressed as εL1 + d + 2L4} .

【００４６】したがって、点Ｂの管壁内面に設置された
第２のセンサ１７は、Ｐ₀(s)ε^L1+d＋ｍ_H (s) Ｐ₀(s)ε
^L1+d+2L4に比例した電圧を検出する。第２のセンサ１７
の出力信号はＡ／Ｄコンバータ１８においてディジタル
信号に変換され、伝達関数Ｋ₃(s)を有するバッファフィ
ルタ回路１９を経て第２の電子的遅延線路２０の入力点
Ｃ₃ に供給される。しかしながら、実際の物理システム
では、ノボリおよび朝顔管側からマウスピース側に戻る
反射波は第２のセンサ１７の検出する電圧のうち第２項
のｍ_H (s) Ｐ₀(s)ε^L1+d+2L4であり、第１項のＰ₀(s)ε
^L1+dは反射波としてマウスピース側に戻してはいけな
い。そこで、本実施例では、引き算器２１を設けて、第
２のセンサ１７が検出する電圧から第１の電子的遅延線
路１３の出力電圧を差し引くようにしている。このため
に、結局、第２の電子的遅延線路２０の入力点Ｃ₃ に
は、ｍ_H (s) Ｐ₀(s)ε^L1+d+2L4なる電圧が供給される。Therefore, the second sensor 17 installed on the inner surface of the tube wall at the point B is P ₀ (s) ε ^{L1 + d} + m _H (s) P ₀ (s) ε
Detects voltage proportional to ^{L1 + d + 2L4} . Second sensor 17
Is converted into a digital signal in an A / D converter 18 and supplied to an input point C ₃ of a second electronic delay line 20 via a buffer filter circuit 19 having a transfer function K ₃ (s). However, in the actual physical system, the reflected wave returning from the Novoli and the bosh tube side to the mouthpiece side is the second term m _H (s) P ₀ (s) ε ^{L1 + of} the voltage detected by the second sensor 17. ^{d + 2L4} , and the first term P ₀ (s) ε
^{L1 + d} must not be returned to the mouthpiece as a reflected wave. Therefore, in the present embodiment, the subtractor 21 is provided so that the output voltage of the first electronic delay line 13 is subtracted from the voltage detected by the second sensor 17. For this, after all, the input point C ₃ of the second electronic delay lines _{20, m H (s) P} 0 (s) ε L1 + d + 2L4 becomes voltage is supplied.

【００４７】第２の電子的遅延線路２０での遅延長をｄ
とすると、この第２の電子的遅延線路２０の出力信号
は、Ｋ₃(s)ｍ_H (s) Ｐ₀(s)ε^L1+2(L4+d)という電気信号
として出力点Ｃ₄ から出力される。The delay length in the second electronic delay line 20 is represented by d
When the output signal of the second electronic delay line 20 from _{K 3 (s) m H (} s) P 0 (s) ε L1 + 2 (L4 + d) output point C ₄ as an electric signal that Is output.

【００４８】その出力は、伝達関数Ｋ₄(s)を有するバッ
ファフィルタ回路２２を経てＤ／Ａコンバータ２３にお
いてアナログ信号に変換され、駆動電圧Ｋ₃(s)Ｋ₄(s)ｍ
_H (s) Ｐ₀(s)ε^L1+2(L4+d)として第１のアクチュエータ
２４に与えられてこれを駆動する。The output is converted to an analog signal in a D / A converter 23 through a buffer filter circuit 22 having a transfer function K ₄ (s), and a drive voltage K ₃ (s) K ₄ (s) m
_H (s) P ₀ (s) ε ^{L1 + 2 (L4 + d)} is given to the first actuator 24 to drive it.

【００４９】ここで、上述したのと同様に、第１のアク
チュエータ２４の出力がＺ_s ≫Ｚ_cである音響インピー
ダンスＺ_s を有する細いインピーダンス管Ｔ₁ を通して
電子式管長制御装置の第１の直管１に供給されるとする
と、第１のアクチュエータ２４によって第１の直管１内
の点Ａに発生し、左右に伝播して行く波動の圧力は、Ｐ
_s ″＝１／２・（Ｚ_c ／Ｚ_s ）・α・Ｋ₃(s)Ｋ₄(s)ｍ_H
(s) Ｐ₀(s)ε^L1+2(L4+d)となる。したがって、バッファ
フィルタ回路１９、２２の伝達関数Ｋ₃(s)およびＫ₄(s)
がＫ₃(s)Ｋ₄(s)＝（２／α）（Ｚ_s ／Ｚ_c ）という関係
式を満たすように調整することによって、点Ａにはｍ_H
(s) Ｐ₀(s)ε^L1+2(L4+d)の音圧波動が戻ってきたことに
なる。[0049] Here, in the same manner as described above, the first straight of the electronic tube length control unit through a fine impedance tube T ₁ having an acoustic impedance Z _s is the output of the first actuator 24 is Z _s >> Z _c If supplied to the pipe 1, the pressure of the wave generated at the point A in the first straight pipe 1 by the first actuator 24 and propagating right and left is P
_s ″ = 1/2 · (Z _c / Z _s ) · α · K ₃ (s) K ₄ (s) m _H
(s) P ₀ (s) ε ^{L1 + 2 (L4 + d)} Therefore, the transfer functions K ₃ (s) and K ₄ (s) of the buffer filter circuits 19 and 22
By but it is tailored to meet the relational expression _{K 3 (s) K 4 (} s) = (2 / α) (Z s / Z c), the point A m _H
(s) P ₀ (s) ε The sound pressure wave of ^{L1 + 2 (L4 + d)} has returned.

【００５０】この音圧波動は、点Ａ₂ および点Ａ₃ の方
向に伝播する。本実施例では、上述のように点Ａ₃ に音
響的無反射端を形成しているため、点Ａ₃ の方向に進行
した波動は再び点Ａに戻ってこない。しかし、第１のセ
ンサ１０がこの波動を検知して再び第１の電子的遅延線
路１３を駆動するルートが起動されると、実際の物理シ
ステムと異なってくることになる。そこで、本実施例で
は、上述したのと同様に、引き算器２５を設けて、第１
のセンサ１０が拾った信号から第１のアクチュエータ２
４に戻ってきた信号を差し引くようにしている。This sound pressure wave propagates in the directions of points A ₂ and A ₃ . In this embodiment, since forming the acoustic non-reflection end to the point A ₃ as described above, the wave that has traveled in the direction of the point A ₃ is not returned again to the point A. However, if the first sensor 10 detects this wave and activates the route for driving the first electronic delay line 13 again, the actual physical system will be different. Therefore, in the present embodiment, the subtractor 25 is provided and the first
From the signal picked up by the first sensor 2
The signal returning to 4 is subtracted.

【００５１】一方、点Ａから点Ａ₂ の方向に伝播する波
動はマウスピース−吹込管との接合端である点Ａ₂ で反
射し、再び点Ａに戻ってくる。点Ａ₂ よりマウスピース
側の音響インピーダンス関数をＺ_M (s) とすれば、点Ａ
₂ での反射係数はｍ_M (s) ＝（Ｚ_M −Ｚ_c ）／（Ｚ_M ＋
Ｚ_c ）で表されるので、経路による遅延を考慮すると、
ｍ_H (s) ｍ_M (s) Ｐ₀(s)ε^3L1+2(L4+d) の音圧の波動が
マウスピース−吹込管側から点Ａに戻ってくる。Meanwhile, the wave propagating from the point A toward the point A ₂ mouthpiece - is reflected at a point A ₂ is a joining end of the blow pipe, coming back again to the point A. If the acoustic impedance function on the mouthpiece side from point A ₂ is Z _M (s), point A
The reflection coefficient at _{2 m M (s) = (} Z M -Z c) / (Z M +
Z _c ), and considering the delay due to the route,
_{m H (s) m M (} s) P 0 (s) ε 3L1 + 2 (L4 + d) vibration of the sound pressure mouthpiece - returning to point A from the blow pipe side.

【００５２】以上のように、電子式管長制御装置におい
て、波動の伝播と反射とが引き続いて繰り返されるか
ら、結局、点Ａにマウスピース−吹込管側から伝播して
くる音圧波動は、Ｐ₁(s)＝Ｐ₀(s)ε^L1〔１＋ｍ_H ｍ_M ε
^2(L1+L4+d)＋ｍ² _H ｍ² _M ε^4(L1+L4+d)＋・・・〕と表
され、逆にノボリおよび朝顔管側から点Ａに伝播してく
る形になる音波波動はＰ₂(s)＝Ｐ₀(s)ε^L1ｍ_H ε
^2(L4+d) 〔１＋ｍ_H ｍ_M ε^2(L1+L4+d)＋ｍ² _H ｍ² _M ε
^4(L1+L4+d)＋・・・〕と表される。As described above, in the electronic tube length control device, the propagation and reflection of the wave are continuously repeated, so that the sound pressure wave propagating at the point A from the mouthpiece-blow-in tube side is P ₁ (s) = P ₀ (s) ε ^L1 [1 + m _H mm _M ε
It is expressed as ^{2 (L1 + L4 + d)} + m 2 H m 2 M ε 4 (+ L1 + L4 d) + ··· ], the shape coming propagated to point A in the opposite from upstream and morning glory pipe side sonic waves _{P 2 (s) = P 0} (s) ε L1 m H ε
^{2 (L4 + d) _{[1 + m H m M ε 2}} (L1 + L4 + d) + m 2 H m 2 M ε
^{4 (L1 + L4 + d)} +...].

【００５３】ここで、実際の楽器の有効な直管部分の長
さ（全直管長）であるＬを、Ｌ＝Ｌ₁ ＋Ｌ₄ ＋ｄと置く
と、点Ａの音圧は以下の〔数２〕で表される。Here, if L, which is the effective straight pipe length (total straight pipe length) of an actual musical instrument, is set as L = L ₁ + L ₄ + d, the sound pressure at the point A is as follows: ] Is represented.

【００５４】[0054]

【数２】 (Equation 2)

【００５５】〔数２〕は、図３に示すように金管楽器を
例にすれば、マウスピースおよび吹込管部分とノボリお
よび朝顔管部分３との間に介在する長さＬの直管部分の
１点Ａにおける音圧のラプラス変換形を表す式である。
全直管長Ｌの部分長ｄの部分は上述のように電子的遅延
線路に置き換えられたことになり、その遅延時間を任意
に変えることにより管楽器の音程を随意に制御すること
が可能となる。As shown in FIG. 3, in the case of a brass instrument as shown in FIG. 3, the straight pipe portion having a length L interposed between the mouthpiece and the blowing tube portion and the novoli and the bosh tube portion 3 is shown in FIG. This is an expression representing the Laplace transform form of the sound pressure at one point A.
As described above, the part of the total straight pipe length L having the partial length d has been replaced with an electronic delay line, and the pitch of the wind instrument can be controlled at will by changing the delay time arbitrarily.

【００５６】次に、本実施例において、点Ａ₃ および点
Ｂ₁ に置かれる音響的無反射端について説明する。もし
点Ａ₃ および点Ｂ₁ に直管と同じ径で長さが無限長のパ
イプを設置すれば、音波は反射して戻ってこないので点
Ａ₃ および点Ｂ₁ を音響的無反射端とすることができ
る。しかし実際はパイプの長さを無限長としなくても、
近似的に無限長パイプと見做すのに十分な長さのパイプ
や、点Ａ₃ および点Ｂ₁に適当な吸収材を併用すれば必
要な周波数帯での反射を低く抑えることができる。Next, the acoustic non-reflection ends located at points A ₃ and B ₁ in this embodiment will be described. If if installed is infinitely long pipe length to the point A ₃ and the point B ₁ in the same diameter as the straight tube, waves and acoustic non-reflection end point A ₃ and the point B ₁ does not come back after being reflected can do. But actually, even if the pipe length is not infinite,
To be regarded as approximately infinite length pipe can be kept low reflection at the required frequency band when combined sufficient length pipe or a suitable absorbent material point A ₃ and the point B _1.

【００５７】他方、能動的手段を用いることにより点Ａ
₃ および点Ｂ₁ に音響的無反射端を作ることもできる。
以下、それについて説明する。On the other hand, the point A
₃ and point B ₁ can also be made of acoustic non-reflection end.
Hereinafter, this will be described.

【００５８】点Ａの音圧Ｐ_A (s) は〔数２〕で与えられ
るが、点Ａから点Ａ₃ に向けてｘの距離にある点での音
圧Ｐ(s,x) および体積速度Ｖ_S (s,x) は、ａおよびｂを
それぞれ音圧波形の進行波および反射波の振幅として、
以下のように表される。The sound pressure P _A (s) at the point A is given by [Equation 2]. The sound pressure P (s, x) and the volume at a point at a distance of x from the point A to the point A ₃ are obtained. The velocity V _S (s, x) is obtained by using a and b as the amplitudes of the traveling wave and the reflected wave of the sound pressure waveform, respectively.
It is expressed as follows.

【００５９】[0059]

【数３】 (Equation 3)

【００６０】[0060]

【数４】 (Equation 4)

【００６１】また、図４（ａ）は、音響駆動力Ｐ_s でイ
ンピーダンスＺ_s を有するインピーダンス管を通してア
クチュエータから直管に２次音源が与えられる状態を示
す図であり、図４（ｂ）はその等価回路を示す図であ
る。図４（ｂ）から、点Ａ₃ での音圧Ｐ₃ および体積速
度Ｖ₃ と、２次音源から与えられる体積速度Ｖ_S と、管
端の音響インピーダンスＺ_A とは、Ｐ₃ ＝Ｐ_S ＋Ｚ_S Ｖ
_S ＝Ｚ_A （Ｖ₃ −Ｖ_S ）の関係がある。したがって、Ｖ
_S ＝（Ｚ_A Ｖ₃ −Ｐ_S ）／（Ｚ_A ＋Ｚ_S ）であり、以下
の〔数５〕が成り立つ。FIG. 4A is a diagram showing a state in which a secondary sound source is applied from an actuator to a straight tube through an impedance tube having an impedance Z _s with an acoustic driving force P _s , and FIG. It is a figure showing the equivalent circuit. Figure 4 (b), the sound pressure P ₃ and the volume velocity V ₃ at point A _3, and the volume velocity V _S given by the secondary sound source, the acoustic impedance Z _A of the tube end, P ₃ = P _S + Z _S V
There is a relationship of _S = Z _A (V ₃ −V _S ). Therefore, V
_S = a _{(Z A V 3 -P S)} / (Z A + Z S), holds the following [Equation 5].

【００６２】[0062]

【数５】 (Equation 5)

【００６３】ここで、本実施例では、Ｚ_S ≫Ｚ_A 、つま
り十分大きなインピーダンスＺ_S を有するインピーダン
ス管Ｔ₃ を介してアクチュエータを駆動するので、Ｐ₃
≒Ｐ_S ・（Ｚ_A ／Ｚ_S ）＋Ｖ₃ Ｚ_A となる。Here, in this embodiment, since the actuator is driven via Z _S ≫Z _A , that is, the impedance tube T ₃ having a sufficiently large impedance Z _S , P ₃
≒ becomes _{P S · (Z A / Z} S) + V 3 Z A.

【００６４】したがって、ｘ＝０でＰ(s,0) ＝Ｐ_A (s)
，ｘ＝Ｌ₂ でＰ(s, Ｌ₂)＝Ｐ₃ ＝Ｐ_S ・（Ｚ_A ／
Ｚ_S ）＋Ｖ₃ Ｚ_A という境界条件から、Ｐ_A (s) ＝ａ＋
ｂ、かつ、Therefore, when x = 0, P (s, 0) = P _A (s)
, P at _{x = L 2 (s, L} 2) = P 3 = P S · (Z A /
From the boundary condition Z _S ) + V ₃ Z _A , P _A (s) = a +
b, and

【００６５】[0065]

【数６】 (Equation 6)

【００６６】が成り立つ。これら２式から、反射波の振
幅ｂ(s) は、The following holds. From these two equations, the amplitude b (s) of the reflected wave is

【００６７】[0067]

【数７】 (Equation 7)

【００６８】となるから、無反射条件ｂ＝０より、以下
の〔数８〕が成り立つ。From the non-reflection condition b = 0, the following [Equation 8] holds.

【００６９】[0069]

【数８】 (Equation 8)

【００７０】したがって、音圧換算で〔数８〕のＰ_S で
アクチュエータが駆動されれば反射波は打ち消されて無
くなり、点Ａ₃ に無反射端が構成される。つまり、点Ａ
に設置された第１のセンサ１０により検知された音圧Ｐ
_A (s) に比例する信号をＡ／Ｄコンバータ１１において
ディジタル信号に変換し、Ｈ(s) ＝（Ｚ_S ／Ｚ_A ）（１
−Ｚ_A ／Ｚ_C ）の伝達関数を有するディジタルフィルタ
回路２６を経て、等価的にＬ₂ なる遅延長を有する第３
の電子的遅延線路２７で遅延された信号をＤ／Ａコンバ
ータ２８でアナログ信号に変換して第３のアクチュエー
タ２９を駆動すれば、点Ａ₃ に音響的無反射端が形成さ
れる。Accordingly, if the actuator is driven at P _S in terms of sound pressure, the reflected wave is canceled and disappears, and a non-reflection end is formed at point A ₃ . That is, point A
Pressure P detected by the first sensor 10 installed at
A signal proportional to _A (s) is converted into a digital signal in the A / D converter 11, H (s) = ( Z S / Z A) (1
−Z _A / Z _C ) through a digital filter circuit 26 having a transfer function of third delay having a delay length equivalent to L ₂ .
If the electronic delay line 27 signal delayed by driving the third actuator 29 is converted into an analog signal by a D / A converter 28, acoustic non-reflection end is formed at point A _3.

【００７１】一方、Ｚ_A ≫Ｚ_S の場合、例えば点Ａ₃ の
終端が閉管である場合には〔数５〕より、Ｐ₃ ≒（Ｐ_S
＋Ｖ₃ Ｚ_S ）Ｚ_A ／Ｚ_A ＝Ｐ_S ＋Ｖ₃ Ｚ_S となる。した
がって、ｘ＝０でＰ(s,0) ＝Ｐ_A (s) ，ｘ＝Ｌ₂ でＰ
(s, Ｌ₂)＝Ｐ₃ ＝Ｐ_S ＋Ｖ₃ Ｚ_S という境界条件から、
〔数３〕〔数４〕より、Ｐ_A (s) ＝ａ＋ｂ、かつ、On the other hand, when Z _A ≫Z _S , for example, when the end of point A ₃ is a closed tube, P ₃ ≒ (P _S
+ A _{V 3 Z S) Z A /} Z A = P S + V 3 Z S. Therefore, when x = 0, P (s, 0) = P _A (s), and when x = L ₂ , P (s, 0) = P _A (s)
(s, L ₂₎ from _{= P 3 = P S + V} 3 Z S of the boundary condition,
From [Equation 3] and [Equation 4], P _A (s) = a + b, and

【００７２】[0072]

【数９】 (Equation 9)

【００７３】が成り立つ。これら２式から、反射波の振
幅ｂ(s) は、Holds. From these two equations, the amplitude b (s) of the reflected wave is

【００７４】[0074]

【数１０】 (Equation 10)

【００７５】となるから、無反射条件ｂ(s) ＝０によ
り、以下の〔数１１〕が成り立つ。Therefore, the following [Equation 11] is satisfied under the non-reflection condition b (s) = 0.

【００７６】[0076]

【数１１】 [Equation 11]

【００７７】したがって、音圧換算で〔数１１〕のＰ_S
で第３のアクチュエータ２９が駆動されれば反射波は打
ち消されて無くなり、点Ａ₃ に無反射端が構成される。
つまり、点Ａに設置された第１のセンサ１０により検知
された音圧Ｐ_A (s) に比例する信号をＡ／Ｄコンバータ
１１においてディジタル信号に変換し、Ｈ(s) ＝（１−
Ｚ_S ／Ｚ_C ）の伝達関数を有するディジタルフィルタ回
路２６を経て、等価的にＬ₂ なる遅延長を有する第３の
電子的遅延線路２７で遅延された信号をＤ／Ａコンバー
タ２８でアナログ信号に変換して第３のアクチュエータ
２９を駆動すれば、点Ａ₃ に音響的無反射端が形成され
る。Therefore, in terms of sound pressure, P _S of [Equation 11] is obtained.
In the reflected wave if a third actuator 29 is driven disappears is canceled, nonreflective end configured to point A _3.
That is, a signal proportional to the sound pressure P _A (s) detected by the first sensor 10 installed at the point A is converted into a digital signal by the A / D converter 11, and H (s) = (1−
A signal delayed by a third electronic delay line 27 having a delay length equivalent to L ₂ via a digital filter circuit 26 having a transfer function of Z _S / Z _C ) is converted into an analog signal by a D / A converter 28. by driving the third actuator 29 is converted to, acoustic non-reflection end is formed at point a _3.

【００７８】なお、本実施例において、第１、第２およ
び第３のアクチュエータ２４、１６、２９は、楽器本体
の直管部分の特性音響インピーダンスＺ_C に較べて十分
高いインピーダンスＺ_S を有するインピーダンス管を通
して音圧を発生させるために径が小さく形成されてい
て、必要に応じてその内部に適当な抵抗材等が充填され
た細管を振動板の先に取り付けて構成されている。In the present embodiment, the first, second and third actuators 24, 16, 29 have an impedance Z _S that is sufficiently higher than the characteristic acoustic impedance Z _C of the straight pipe portion of the instrument body. In order to generate sound pressure through the tube, the diameter is formed small, and a thin tube filled with an appropriate resistance material or the like is attached to the tip of the diaphragm as necessary.

【００７９】また、音響的無反射端については、ここか
ら外部に発生する音は本来ないことが望ましいので、大
きな抵抗分を通過させるようにしたり、管をしぼってこ
の端からの音の放射効率を下げたり、閉止端にしたりす
ることなどの工夫が必要である。Since it is desirable that no sound is generated outside from the acoustic non-reflective end, it is necessary to pass a large resistance component or to squeeze the pipe to radiate the sound from the end. It is necessary to take measures such as lowering the end and making it a closed end.

【００８０】さらに、音響的無反射端Ａ₃ からの反射を
なくすために、その端での放射音響インピーダンスＺ_A
とインピーダンス管の音響インピーダンスＺ_S との値の
大小に応じて上述した伝達関数Ｈ(s) ＝（Ｚ_S ／Ｚ_A ）
（１−Ｚ_A ／Ｚ_C ）、またはＨ(s) ＝（１−Ｚ_S ／
Ｚ_C ）を有するディジタルフィルタ回路２６を用いる
が、気温等による音速の変化、寸法変化等により微細な
調整が必要である。したがって、演奏に際しては、予め
マウスピース端Ａ₁ から短いパルス状の波形を吹き込
み、それが点Ａを通過し、点Ａ₃ で反射して再び点Ａに
戻ってくる反射パルスが０に近くなるようにディジタル
フィルタ回路２６の伝達関数Ｈ(s) 、第３の電子的遅延
線路２７の特性を調整することが望ましい。Further, in order to eliminate the reflection from the acoustically non-reflective end A ₃ , the radiation acoustic impedance Z _A at that end is used.
Transfer function H (s) = (Z _S / Z _A ) according to the magnitude of the value of the impedance and the acoustic impedance Z _S of the impedance tube.
(1−Z _A / Z _C ) or H (s) = (1−Z _S /
Although a digital filter circuit 26 having Z _C ) is used, fine adjustment is required due to a change in sonic speed and a change in dimensions due to temperature and the like. Therefore, when playing, blowing a short pulse waveform in advance from the mouthpiece end A _1, it passes through the point A, the reflected pulse returning to the reflected again point A at point A ₃ becomes close to 0 It is desirable to adjust the transfer function H (s) of the digital filter circuit 26 and the characteristics of the third electronic delay line 27 as described above.

【００８１】以上、点Ａ₃ に音響的無反射端を形成する
手段について説明したが、同様の構成により点Ｂ₁ に音
響的無反射端を形成することもできる。その際、第２の
センサ１７で検出された信号を、上述した伝達関数Ｈ
(s) ＝（Ｚ_S ／Ｚ_A ）（１−Ｚ_A ／Ｚ_C ）、またはＨ
(s) ＝（１−Ｚ_S ／Ｚ_C ）を有するディジタルフィルタ
回路３０に入力し、等価的にＬ₃ なる遅延長を有する第
４の電子的遅延線路３１で遅延された信号をＤ／Ａコン
バータ３２でアナログ信号に変換して第４のアクチュエ
ータ３３を駆動する。なお、点Ａ₃ と点Ｂ₁ の音響的無
反射端は必ずしも能動的な手段である必要はなく、直管
部分と同一直径の無限長パイプを接続してもよい。現実
には無限長でなくても、充分な長さのある直管をゆるや
かにうずまき状に多数回巻いたものでも代行できる。[0081] Having described the means for forming the acoustic non-reflection end point A _3, it is also possible to form the acoustic non-reflection end point B ₁ in the same configuration. At this time, the signal detected by the second sensor 17 is transferred to the transfer function H described above.
(s) = (Z _S / Z _A ) (1-Z _A / Z _C ) or H
The signal input to the digital filter circuit 30 having (s) = (1−Z _S / Z _C ) and equivalently delayed by the fourth electronic delay line 31 having a delay length of L ₃ is D / A. The converter 32 converts the signal into an analog signal and drives the fourth actuator 33. Note that the acoustic non-reflection end of the point A ₃ and the point B ₁ need not always be active means, may be connected to an infinite length pipe straight pipe portion and the same diameter. Even if it is not an infinite length in reality, a straight tube with a sufficient length can be replaced by a number of gently spirally wound turns.

【００８２】次に、電子式管長制御装置の直管部分の管
長を変化させる機構について説明する。例えば、トラン
ペットではバルブシステムの操作により管長が７段階に
変化する。また、トロンボーンの管長は連続的に変化す
るが、標準的には７つのスライドポジションがある。し
たがって、これらの楽器に対しては、上述した電子的遅
延線路による遅延時間は７段階に半音間隔で変化するよ
うになっていればよい。但し、トリガ等の操作により一
定の幅で連続的にピッチが変化する場合には、遅延時間
を微調整する機能が必要である。例えば、トランペット
であればトリガのある第３抜差管の動きに連動して変化
する抵抗値、或いは電圧値によって後述のように遅延時
間を微調整する機能が必要である。Next, a mechanism for changing the length of the straight pipe portion of the electronic length control device will be described. For example, in a trumpet, the pipe length changes in seven stages by operating the valve system. Although the trombone tube length changes continuously, there are typically seven slide positions. Therefore, for these musical instruments, it is sufficient that the delay time by the above-mentioned electronic delay line changes in seven steps at semitone intervals. However, in the case where the pitch continuously changes with a constant width by an operation such as a trigger, a function of finely adjusting the delay time is required. For example, in the case of a trumpet, a function of finely adjusting a delay time by a resistance value or a voltage value that changes in accordance with the movement of the third slide tube having a trigger is necessary, as described later.

【００８３】図５は、３本のピストンＩ、ＩＩ、ＩＩＩ
のオン／オフを検知するスイッチをバルブシステムに構
造的に備えた本発明の一実施例のトランペットを示す。
このトランペットにおいては、実際のトランペットと同
一形状かつ同一間隔で配置され、同一の運動を行うバル
ブシステム、スライド管およびキーメカニズムを使用し
ている。また、演奏による動作を２進コードの形で検出
し、これを音階制御コードとして上述した電子的遅延線
路に入力し、遅延係数を発生するようにしている。FIG. 5 shows three pistons I, II and III.
1 shows a trumpet according to an embodiment of the present invention, in which a switch for detecting ON / OFF of a valve is structurally provided in a valve system.
In this trumpet, a valve system, a slide tube and a key mechanism which are arranged in the same shape and at the same interval as the actual trumpet and perform the same movement are used. In addition, the operation due to the performance is detected in the form of a binary code, and this is input as a scale control code to the above-mentioned electronic delay line to generate a delay coefficient.

【００８４】すなわち、図５に示すように、３本のピス
トンＩ、ＩＩ、ＩＩＩの操作状態を、ＯＮ−ＯＦＦのコ
ードで表し、３ビットの２進コードで遅延線路５２に供
給する。一方、トリガー５０ａの連続的位置変化を検出
器５０により検出する。図５に示した検出器５０は、ト
リガー５０ａの操作状態をアナログ量で検出するように
している。そこで、図５に示したように、検出器５０の
検出出力をＡ／Ｄ変換器５１でディジタル信号に変換
し、遅延線路５２に供給するようにしている。That is, as shown in FIG. 5, the operating states of the three pistons I, II, and III are represented by ON-OFF codes and supplied to the delay line 52 in a 3-bit binary code. On the other hand, the detector 50 detects a continuous position change of the trigger 50a. The detector 50 shown in FIG. 5 detects the operation state of the trigger 50a by an analog amount. Therefore, as shown in FIG. 5, the detection output of the detector 50 is converted into a digital signal by the A / D converter 51 and supplied to the delay line 52.

【００８５】また、直管５３上には、マウスピース側に
近い側に設定された第１の所定位置には第１のセンサ５
４および第１のアクチュエータ５５が配設され、ノボリ
および朝顔管に近い側に設定された第２の所定位置には
第２のセンサ５６および第２のアクチュエータ５７が配
設されている。On the straight pipe 53, a first sensor 5 is provided at a first predetermined position set on a side close to the mouthpiece side.
4 and a first actuator 55 are disposed, and a second sensor 56 and a second actuator 57 are disposed at a second predetermined position set on the side close to the Novori and the bosh tube.

【００８６】さらに、遅延線路５２と第１および第２の
センサ５４、５６との間にバッファアンプ５８ａ、５８
ｃが配設されていて、各センサ出力を所定のレベルに増
幅してから遅延線路５２に供給するようにしている。Further, buffer amplifiers 58a and 58 are provided between the delay line 52 and the first and second sensors 54 and 56.
c is provided so that each sensor output is amplified to a predetermined level and then supplied to the delay line 52.

【００８７】また、遅延線路５２と第１および第２のア
クチュエータ５５、５７との間にバッファアンプ５８
ｂ、５８ｄが配設されていて、遅延線路５２から導出さ
れた信号を増幅して各アクチュエータに加えるようにし
ている。A buffer amplifier 58 is provided between the delay line 52 and the first and second actuators 55 and 57.
b and 58d are provided to amplify the signal derived from the delay line 52 and apply the amplified signal to each actuator.

【００８８】このように構成された本実施例のトランペ
ットにおいて、ピストンの押し下げ（スイッチオン）を
記号“１”に対応させ、ピストン上がり（スイッチオ
フ）を記号“０”に対応させると、押されるピストンと
スイッチ状態と管長変化との間には、以下の〔表１〕に
示す関係がある。In the thus configured trumpet of this embodiment, when the depression (switch-on) of the piston corresponds to the symbol "1" and the piston rise (switch-off) corresponds to the symbol "0", the piston is pushed. The relationship shown in the following [Table 1] exists between the piston, the switch state, and the tube length change.

【００８９】[0089]

【表１】 [Table 1]

【００９０】よって、〔表１〕のスイッチコードを、音
階制御コード入力として後述する図６の遅延係数発生回
路に入力すれば直管部分の管長を制御することができ
る。トランペット以外の楽器についても同様の方法を採
ることができる。Therefore, if the switch code shown in Table 1 is input as a scale control code input to a delay coefficient generation circuit shown in FIG. 6 described later, the pipe length of the straight pipe portion can be controlled. A similar method can be adopted for instruments other than the trumpet.

【００９１】次に、本実施例において直管部分の長さを
制御する管長制御部について説明する。Next, a pipe length control section for controlling the length of the straight pipe portion in this embodiment will be described.

【００９２】図６は、管長制御部の一例を示すブロック
図である。この管長制御部は、ピッチ設定手段６１と、
遅延係数発生手段６２と、アドレス発生手段６３と、選
択手段６４と、記憶手段６５と、演算手段６６と、Ｄ／
Ａ変換器６７とにより構成される。ここで、ピッチ設定
手段６１は、図５に示したようなバルブに相当するスイ
ッチ群で構成されるのが一般的であるが、キーボード等
の鍵盤であってもよい。さらに、ピッチ設定手段６１
は、ボリューム、または、直接ディジタル値を出力する
ロータリエンコーダなどの管長微調整用の手段を具備し
ている。FIG. 6 is a block diagram showing an example of the pipe length control unit. The pipe length control unit includes a pitch setting unit 61,
Delay coefficient generating means 62, address generating means 63, selecting means 64, storing means 65, calculating means 66,
An A converter 67 is provided. Here, the pitch setting means 61 is generally composed of a switch group corresponding to a valve as shown in FIG. 5, but may be a keyboard such as a keyboard. Further, pitch setting means 61
Is provided with means for fine adjustment of the tube length, such as a volume or a rotary encoder for directly outputting a digital value.

【００９３】このような構成の管長制御部において、ピ
ッチ設定手段６１から出力された音階指示のスイッチ情
報および微調情報は、音階制御コードおよび微調コード
として遅延係数発生手段６２に出力される。In the pipe length control section having such a configuration, the switch information and the fine adjustment information of the scale instruction output from the pitch setting means 61 are output to the delay coefficient generating means 62 as a scale control code and a fine adjustment code.

【００９４】図７は、遅延係数発生手段６２の一実施例
を示すブロック図である。遅延係数発生手段６２に入力
された音階制御コードは、音階遅延変換テーブル７１
（ＲＯＭ等にて構成される）において、所望の音階を得
るための遅延時間（音波の伝播遅延時間）に相当する音
階遅延係数に変換される。さらに、微調コードも微調変
換テーブル７２において微調遅延係数に変換される。こ
れら両係数は加算器７３において加算される。FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of the delay coefficient generating means 62. The scale control code input to the delay coefficient generating means 62 is based on a scale delay conversion table 71.
(Configured in a ROM or the like), it is converted into a scale delay coefficient corresponding to a delay time (sound propagation delay time of a sound wave) for obtaining a desired scale. Further, the fine adjustment code is also converted to a fine adjustment delay coefficient in the fine adjustment conversion table 72. These two coefficients are added in the adder 73.

【００９５】ここで、簡単化のために本実施例でのシス
テムクロックの周波数を８００キロヘルツとする。なぜ
ならば、後述する遅延時間を１０μｓ（１００キロヘル
ツ相当）として計算すれば、システム遅延量が把握しや
すいからである。管長を３４ｃｍ延ばしたとすると、音
速ｃは気温１５℃において３４０ｍ／ｓだから、音波が
３４ｃｍ伝播するのに要する遅延時間Ｔ_D は３４÷３４
０００＝０．００１秒＝１ｍｓである。システムの遅延
時間分解は上述の１０μｓであるから遅延係数を１００
とすれば遅延量に等しくなることは自明である。Here, for the sake of simplicity, the frequency of the system clock in this embodiment is 800 kHz. This is because if the delay time described later is calculated as 10 μs (corresponding to 100 kHz), the system delay amount can be easily grasped. If the pipe length is extended by 34 cm, the sound speed c is 340 m / s at a temperature of 15 ° C., so that the delay time T _D required for the sound wave to propagate 34 cm is 34 ÷ 34.
000 = 0.001 seconds = 1 ms. Since the delay time resolution of the system is 10 μs as described above, the delay coefficient is set to 100
Is obviously equal to the delay amount.

【００９６】音階は上述のように割り切れた値ではない
ことは音階周波数表からも明らかである。さらに、１０
μｓの分解能では不十分であることも理解される。これ
は、ピッチ制御の精度で決定されるものであり、したが
って、この遅延係数は必然的に小数部を含む量となる。It is clear from the scale frequency table that the scale is not a divisible value as described above. In addition, 10
It is also understood that a resolution of μs is not sufficient. This is determined by the precision of the pitch control, and therefore this delay coefficient is necessarily a quantity including a decimal part.

【００９７】また、微調遅延変換テーブル７１も周波数
精度と制御されるべき周波数の範囲とによって決定され
る。これらはシステムの仕様に関わる問題であり、本実
施例のように変換テーブルで実現するようにすれば、微
調カーブも変更でき、さらに制御周波数（管楽器のピス
トンのような）の割り当ても自由に変更できる。さらに
は、楽器の種類別に変換テーブルを設け、楽器種類に応
じた変換テーブルを選択することもできる。本実施例で
は、音階遅延変換テーブル７１と微調整遅延変換テーブ
ル７２とを独立に設けているが、これらをまとめて１つ
の変換テーブルＲＯＭとして持つようにすれば、時分割
的に読み出すことも容易に実現できる。The fine adjustment delay conversion table 71 is also determined by the frequency accuracy and the frequency range to be controlled. These are problems related to the specifications of the system. If realized by a conversion table as in this embodiment, the fine adjustment curve can be changed, and the assignment of the control frequency (such as a wind instrument piston) can be freely changed. it can. Further, a conversion table can be provided for each type of musical instrument, and a conversion table corresponding to the type of musical instrument can be selected. In the present embodiment, the scale delay conversion table 71 and the fine adjustment delay conversion table 72 are provided independently. However, if these are collectively provided as one conversion table ROM, it is easy to read them in a time-division manner. Can be realized.

【００９８】遅延係数発生手段６２からの遅延係数の整
数部はアドレス発生手段６３に入力される。ここで、本
実施例では、遅延回路の実現方法としてＲＡＭを用いた
が、シフトレジスタ等の回路構成でも実現できることは
明白である。本実施例におけるアドレス発生手段６３の
一実施例を図８に示し、動作タイミングを図１０に示
す。以下、タイミングの説明は全て図１０に基づいて説
明する。本実施例のタイミングは８つのタイミング信号
τ₀ 〜τ₇ を基本とする。The integer part of the delay coefficient from the delay coefficient generation means 62 is input to the address generation means 63. Here, in the present embodiment, the RAM is used as a method of realizing the delay circuit, but it is apparent that the RAM can be realized by a circuit configuration such as a shift register. FIG. 8 shows an embodiment of the address generating means 63 in this embodiment, and FIG. 10 shows the operation timing. Hereinafter, all the description of the timing will be described based on FIG. The timing of this embodiment is based on eight timing signals τ _{0 to} τ ₇ .

【００９９】図８において、第１の選択手段８１は、値
“０”と“１”と遅延係数の整数部Ｄ_L0〜Ｄ_Lmとをタイ
ミング信号τに従って逐次選択する。また、第２の選択
手段８２は、ラッチ出力とカウント値Ｔ₃ 〜Ｔ_n-1 とを
タイミング信号τに従って逐次選択する。まず、第１の
タイミングτ₀ では選択手段８１は遅延係数Ｄ_L0〜Ｄ_Lm
を選択し、減算器８３はこれをカウンタ上位のカウント
値Ｔ₃ 〜Ｔ_n-1 から減算し、ラッチ回路８４にラッチす
る。したがって、〔Ｔ−Ｄ_L 〕は第２のタイミングτ₁
のタイミングでＲＡＭアドレスとして与えられる（図１
０参照）。In FIG. 8, the first selecting means 81 sequentially selects the values “0” and “1” and the integer parts D _{L0 to} D _{Lm of the} delay coefficient according to the timing signal τ. The second selecting means 82 sequentially selects the latch output and the count values T _{3 to} T _n−1 according to the timing signal τ. First, at the first timing τ ₀ , the selection means 81 sets the delay coefficients D _{L0 to} D _Lm
, And the subtracter 83 subtracts this from the higher count values T _{3 to} T _n−1 of the counter, and latches the result in the latch circuit 84. Therefore, [T- _DL ] is at the second timing τ ₁
Is given as a RAM address at the timing shown in FIG.
0).

【０１００】さらに、第２のタイミングτ₁ にて第２の
選択手段８２はラッチ出力を選択するとともに、第１の
選択手段８１は“１”を選択することにより、遅延時間
として１クロック多い〔Ｔ−Ｄ_L −１〕が計算され、第
３のタイミングτ₂ でラッチ出力される。第３のタイミ
ングτ₂ では、第１の選択手段８１は“０”を選択し、
第２の選択手段８２は再びカウント値Ｔ₃ 〜Ｔ_n-1 を選
択する。そして、ポインタの示すアドレスＴ₃ 〜Ｔ_n-1
が演算され、第４のタイミングτ₃ でＲＡＭアドレスと
して出力される。Further, at the second timing τ _1, the second selecting means 82 selects the latch output, and the first selecting means 81 selects “1”, thereby increasing the delay time by one clock [ T−D _L −1] is calculated and latched at the third timing τ ₂ . At the third timing τ ₂ , the first selecting means 81 selects “0”,
The second selecting means 82 selects the count values T _{3 to} T _n-1 again. Then, the addresses T _{3 to} T _n-1 indicated by the pointers
Is calculated and output as a RAM address at the fourth timing τ ₃ .

【０１０１】以降のタイミングτ₄ ，τ₅ ，τ₆ におい
ても同様な演算が行われ、各タイミングτ₅ ，τ₆ ，τ
₇ にてラッチ出力される。ここで、アドレスＴ_n がラッ
チされることで、進行波エリア（ＭＳＢが“ＬＯＷ”）
および反射波エリア（ＭＳＢが“ＨＩＧＨ”）がそれぞ
れ出力される。これは、ＲＡＭエリアの前半分のエリア
を進行波、後半分を反射波格納エリアとしていることを
意味する。ここで、減算器８３は加算器で構成可能であ
り、タイミングもτ₃ 〜τ₇ であいているため、上述の
遅延係数演算を兼ねることも可能となる。Similar calculations are performed at the subsequent timings τ ₄ , τ ₅ , τ ₆ , and the respective timings τ ₅ , τ ₆ , τ ₆
Latch output at ₇ . Here, when the address _Tn is latched, the traveling wave area (MSB is “LOW”)
And the reflected wave area (MSB is “HIGH”) are output. This means that the first half of the RAM area is a traveling wave and the second half is a reflected wave storage area. Here, the subtracter 83 can be configured by an adder, and the timing is also τ _{3 to} τ ₇ , so that the above-described delay coefficient calculation can also be performed.

【０１０２】次に、図６に示す記憶手段６５について説
明する。この記憶手段６５は、上述したように、図１０
に示すタイミングでアドレスされる。ここで、記憶手段
６５は、第４のタイミングτ₃ では入力波Ｗ_i を、第８
のタイミングτ₇ ではＷ_R （後述の演算手段出力）を図
６の選択手段６４を介して書き込まれる。Next, the storage means 65 shown in FIG. 6 will be described. As described above, this storage means 65
At the timing shown in FIG. Here, the storage unit 65 stores the input wave W _i at the fourth timing τ ₃ ,
The at timing τ ₇ W _R (arithmetic means output will be described later) are written via the selection means 64 in FIG. 6.

【０１０３】次に、図６に示す演算手段６６について説
明する。図９に本実施例における演算手段６６を示す。
上述の遅延係数発生手段６２からの遅延係数の小数部は
演算手段６６の補間係数発生手段９１に入力され補間係
数ＩＰおよびＩＰ′（′は反転）を発生する。補間係数
発生手段９１は、排他的論理和にて“１”の補数出力制
御する方法もあるがＲＯＭを用いて補間係数を発生する
ことも可能であることは明白である。Next, the operation means 66 shown in FIG. 6 will be described. FIG. 9 shows the calculating means 66 in this embodiment.
The decimal part of the delay coefficient from the delay coefficient generating means 62 is input to the interpolation coefficient generating means 91 of the calculating means 66 to generate the interpolation coefficients IP and IP '(' is inverted). The interpolation coefficient generating means 91 may control the complement output of "1" by exclusive OR, but it is apparent that the interpolation coefficient can be generated using a ROM.

【０１０４】補間係数ＩＰおよびＩＰ′とＲＡＭ出力デ
ータとはラッチ９２およびラッチ９３にてそれぞれφ_M
の立ち上がりでラッチされ、乗算器９４にて乗算され、
ラッチ９５にラッチされる。乗算結果Ｆ＊ＩＰ′は第２
のタイミングτ₁ でクリアされているラッチ９６と加算
器９７において加算され、第３のタイミングτ₂ の後端
でラッチ９６にラッチされ、第４のタイミングτ₃ でさ
らにＦ⁺ ＊ＩＰに加算され、最終演算結果（Ｗ_F 進行
波）としてラッチ９８にラッチされ出力される。タイミ
ングτ₅ 〜τ₇ では同様の演算が行われ、反射波の補間
演算（Ｗ_R 反射波）が行われることは当然である。The interpolation coefficients IP and IP 'and the RAM output data are supplied to the latch 92 and the latch 93 by φ _M
, And is multiplied by a multiplier 94.
Latched by latch 95. The multiplication result F * IP 'is the second
Is a latch 96 for being cleared at the timing tau ₁ added by the adder 97 is latched by the latch 96 at the third timing tau ₂ of the rear end, is added to further F ⁺ * IP at fourth timing tau ₃ and latched by the latch 98 as the final operation result (W _F traveling wave) is output. Timing tau ₅ in ～Tau ₇ is operation similar done, it should be understood that interpolation calculation of the reflected wave (W _R reflected wave) is carried out.

【０１０５】[0105]

【発明の効果】本発明は上述したように、管楽器の直管
部分に、第１および第２のアクチュエータと、第１およ
び第２のセンサとを配設するとともに、第１および第２
の遅延線を配設し、上記第１の遅延線により電子的に遅
延させた上記第１のセンサの出力を上記第２のアクチュ
エータに供給し、上記第２の遅延線により電子的に遅延
させた上記第２のセンサの出力を上記第１のアクチュエ
ータに供給するようにしたので、管楽器の直管部分で行
っている音程変化作用を電子的に行うようにすることが
できる。したがって、例えば金管楽器におけるバルブシ
ステムやスライド機構、または木管楽器におけるキーシ
ステムのように、極めて高い加工精度が要求されるとと
もに、過酷な動作を強いられる機械的な音程変化機構を
省略して管楽器を構成することができる。これにより、
音程変化操作に伴う機械的な磨滅や故障を無くすことが
でき、半永久的に安定した性能が得られるようにするこ
とができる。また、従来と全く同じ吹奏法および発音法
によって演奏することができるので、電子的に音程を変
化させるようにしたことによる違和感を感じさせないよ
うにすることができる。As described above, according to the present invention, the first and second actuators and the first and second sensors are disposed on the straight pipe portion of the wind instrument, and the first and second actuators are provided.
And an output of the first sensor electronically delayed by the first delay line is supplied to the second actuator, and the output of the first sensor is electronically delayed by the second delay line. Since the output of the second sensor is supplied to the first actuator, it is possible to electronically perform the pitch changing operation performed in the straight pipe portion of the wind instrument. Therefore, for example, a valve system or a slide mechanism in a brass instrument or a key system in a woodwind instrument requires extremely high processing accuracy, and a mechanical pitch changing mechanism that is forced to perform severe operations is omitted, and the wind instrument is omitted. Can be configured. This allows
It is possible to eliminate mechanical abrasion and failure associated with the pitch change operation, and to obtain semipermanently stable performance. In addition, since the performance can be performed using the same blowing method and pronunciation method as in the related art, it is possible to prevent a sense of incongruity caused by electronically changing the pitch.

【０１０６】また、電子的な遅延線としてディジタル遅
延線を使用することにより、従来の管楽器のように温度
によりピッチ変動が生じる不都合を無くすことができ
る。Further, by using a digital delay line as an electronic delay line, it is possible to eliminate the inconvenience of pitch fluctuation due to temperature unlike a conventional wind instrument.

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

【図１】本発明の一実施例の電子式管長制御装置を組み
込んだ電子式管楽器のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an electronic wind instrument incorporating an electronic length control device according to an embodiment of the present invention.

【図２】電子的遅延線路の出力信号を音圧信号に変換す
るアクチュエータの駆動様式を説明するための図であ
る。FIG. 2 is a diagram for explaining a driving mode of an actuator that converts an output signal of an electronic delay line into a sound pressure signal.

【図３】管楽器の全直管長を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining the total straight length of a wind instrument.

【図４】音響的無反射端におけるアクチュエータの駆動
様式を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a driving style of an actuator at an acoustic non-reflection end.

【図５】トランペットのピストンのオン／オフと発生す
る音階コードを示す本発明の一実施例の電子式管長制御
装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of an electronic length control device according to an embodiment of the present invention, showing a scale code generated when a trumpet piston is turned on / off.

【図６】管長制御部の一実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing one embodiment of a pipe length control unit.

【図７】遅延係数発生手段の一実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of a delay coefficient generating means.

【図８】アドレス発生手段の一実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of an address generating means.

【図９】演算手段の一実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing one embodiment of a calculating means.

【図１０】管長制御のタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart of pipe length control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 第１のセンサ １１ １８ Ａ／Ｄコンバータ １２ １４ １９ ２２ バッファフィルタ回路 １３ 第１の電子的遅延線路 １５ ２３ ２８ ３２ Ｄ／Ａコンバータ １６ 第２のアクチュエータ １７ 第２のセンサ ２０ 第２の電子的遅延線路 ２１ ２５ 引き算器 ２４ 第１のアクチュエータ ２６ ３０ ディジタルフィルタ回路 ２７ 第３の電子的遅延線路 ２９ 第３のアクチュエータ ３１ 第４の電子的遅延線路 ３３ 第４のアクチュエータ Reference Signs List 10 first sensor 11 18 A / D converter 12 14 19 22 buffer filter circuit 13 first electronic delay line 15 23 28 32 D / A converter 16 second actuator 17 second sensor 20 second electronic Delay line 21 25 subtracter 24 first actuator 26 30 digital filter circuit 27 third electronic delay line 29 third actuator 31 fourth electronic delay line 33 fourth actuator

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 マウスピースに連なる第１の直管の入り
口側部分に、上記マウスピース側から進行してくる音響
波を電気信号に変換するための第１のセンサと、入力さ
れた電気信号を音響波に変換して上記直管の入り口側部
分に音響出力を与える第１のアクチュエータとを配設す
るとともに、 ノボリおよび朝顔管部に連なる第２の直管の出口側部分
には、上記出口側からの反射波を電気信号に変換するた
めの第２のセンサと、入力された電気信号を音響波に変
換して上記直管の出口側部分に音響出力を与える第２の
アクチュエータとを配設し、 上記第１のセンサの出力を電子的遅延線でもって所定時
間遅延させてから上記第２のアクチュエータに供給して
これを駆動するとともに、上記第２のセンサの出力を電
子的遅延線でもって所定時間遅延させてから上記第１の
アクチュエータに供給してこれを駆動するようにしたこ
とを特徴とする電子式管長制御装置。1. A first sensor for converting an acoustic wave traveling from the mouthpiece into an electric signal at an entrance side of a first straight pipe connected to the mouthpiece, and an input electric signal. And a first actuator for converting the sound into an acoustic wave and providing an acoustic output to the entrance portion of the straight pipe, and the outlet portion of the second straight pipe connected to the Novoli and the bosh section are provided with the first actuator. A second sensor for converting a reflected wave from the outlet side into an electric signal, and a second actuator for converting an input electric signal into an acoustic wave and providing an acoustic output to an outlet side portion of the straight pipe. The output of the first sensor is delayed for a predetermined time by an electronic delay line, and then supplied to and driven by the second actuator, and the output of the second sensor is electronically delayed. Predetermined time delay by line Electronic tube length control unit were allowed to be supplied to the first actuator, characterized in that so as to drive it. 【請求項２】 マウスピースが挿入される吹込管に連な
る第１の直管と、 上記第１の直管と、ノボリおよび朝顔管との間に介設さ
れた第２の直管と、 上記吹込管側の第１の所定位置に音響出力を与えるため
に上記第１の直管に連設された第１のアクチュエータ
と、 上記ノボリおよび朝顔管側の第２の所定位置に音響出力
を与えるために上記第２の直管に連設された第２のアク
チュエータと、 上記第１の直管の管壁上であって、上記第１の所定位置
に配設された第１のセンサと、 上記第２の直管の管壁上であって、上記第２の所定位置
に配設された第２のセンサと、 上記第１のセンサの出力を電子的に遅延させるために設
けられた第１の遅延線と、 上記第２のセンサの出力を電子的に遅延させるために設
けられた第２の遅延線とを具備し、 上記第１の遅延線により電子的に遅延させた上記第１の
センサの出力を上記第２のアクチュエータに供給すると
ともに、上記第２の遅延線により電子的に遅延させた上
記第２のセンサの出力を上記第１のアクチュエータに供
給するようにしたことを特徴とする電子式管長制御装
置。2. A first straight pipe connected to a blow pipe into which a mouthpiece is inserted, a second straight pipe interposed between the first straight pipe, a Novoli and a bosh pipe, A first actuator connected to the first straight pipe for providing a sound output to a first predetermined position on the side of the blow pipe; and providing a sound output to a second predetermined position on the side of the novoli and the bosh tube. A second actuator connected to the second straight pipe, and a first sensor disposed on the pipe wall of the first straight pipe at the first predetermined position; A second sensor disposed on the pipe wall of the second straight pipe and disposed at the second predetermined position; and a second sensor provided for electronically delaying an output of the first sensor. 1 delay line, and a second delay line provided to electronically delay the output of the second sensor, The output of the first sensor electronically delayed by the first delay line is supplied to the second actuator, and the output of the second sensor electronically delayed by the second delay line is supplied to the second actuator. An electronic pipe length control device, wherein an output is supplied to the first actuator. 【請求項３】 上記第１のセンサが上記マウスピースの
近傍に設置されており、上記第２のセンサが上記ノボリ
および朝顔管の近傍に設置されていることを特徴とする
請求項２に記載の電子式管長制御装置。3. The apparatus according to claim 2, wherein the first sensor is installed near the mouthpiece, and the second sensor is installed near the Novoli and the bosh tube. Electronic pipe length control device. 【請求項４】 上記第１および第２のセンサの出力信号
はＡ／Ｄ変換されディジタル信号として上記第１および
第２の電子的遅延線路にそれぞれ入力され、上記第１お
よび第２の電子的遅延線路の出力信号はＤ／Ａ変換され
アナログ信号として上記第１および第２のアクチュエー
タにそれぞれ供給されることを特徴とする請求項２また
は３に記載の電子式管長制御装置。4. The output signals of the first and second sensors are A / D converted and input as digital signals to the first and second electronic delay lines, respectively, and the first and second electronic delay lines are provided. 4. The electronic pipe length control device according to claim 2, wherein an output signal of the delay line is D / A converted and supplied as an analog signal to each of the first and second actuators. 【請求項５】 上記第１および第２のアクチュエータと
上記第１および第２の直管とをそれぞれ接続する細管の
音響インピーダンスは、上記第１および第２の直管の特
性音響インピーダンスに較べて十分大きいことを特徴と
する請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子式管長制
御装置。5. The acoustic impedance of a thin tube connecting the first and second actuators to the first and second straight tubes, respectively, as compared to the characteristic acoustic impedance of the first and second straight tubes. The electronic pipe length control device according to any one of claims 2 to 4, wherein the electronic length control device is sufficiently large. 【請求項６】 上記第１の電子的遅延線路の入力信号
は、上記第１のセンサの出力信号から上記第１のアクチ
ュエータに供給される信号に比例した信号を減算したも
のであり、上記第２の電子的遅延線路の入力信号は、上
記第２のセンサの出力信号から上記第２のアクチュエー
タに供給される信号に比例した信号を減算したものであ
ることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載
の電子式管長制御装置。6. The input signal of the first electronic delay line is obtained by subtracting a signal proportional to a signal supplied to the first actuator from an output signal of the first sensor. The input signal of the second electronic delay line is obtained by subtracting a signal proportional to a signal supplied to the second actuator from an output signal of the second sensor. The electronic pipe length control device according to any one of claims 1 to 4. 【請求項７】 上記第１の直管の上記マウスピースと反
対方向の終端が音響的無反射端であり、上記第２の直管
の上記ノボリおよび朝顔管と反対方向の終端が音響的無
反射端であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか
１項に記載の電子式管長制御装置。7. An end of the first straight tube in the direction opposite to the mouthpiece is an acoustically non-reflective end, and an end of the second straight tube in the direction opposite to the Novoli and the bosh tube is acoustically non-reflective. The electronic tube length control device according to claim 2, wherein the electronic tube length control device is a reflection end. 【請求項８】 上記音響的無反射端が、近似的に無限長
パイプと見做すのに十分な長さのパイプによって構成さ
れていることを特徴とする請求項７に記載の電子式管長
制御装置。8. The electronic tube length according to claim 7, wherein the acoustically non-reflective end is constituted by a pipe having a length sufficient to be regarded as an approximately infinite length pipe. Control device. 【請求項９】 上記音響的無反射端が能動的手段によっ
て構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電
子式管長制御装置。9. The electronic tube length control device according to claim 7, wherein said acoustically non-reflective end is constituted by active means. 【請求項１０】 上記能動的手段は、細管を通して上記
第１の直管の上記マウスピースと反対方向の終端につな
がっており、上記第１のセンサの出力が供給される第３
の電子的遅延線路の出力信号を音響信号に変換する第３
のアクチュエータと、細管を通して上記第２の直管の上
記ノボリおよび朝顔管と反対方向の終端につながってお
り、上記第２のセンサの出力が供給される第４の電子的
遅延線路の出力信号を音響信号に変換する第４のアクチ
ュエータとを備えていることを特徴とする請求項９に記
載の電子式管長制御装置。10. The active means is connected through a capillary to an end of the first straight pipe in a direction opposite to the mouthpiece, the third means being provided with an output of the first sensor.
To convert the output signal of the electronic delay line into an acoustic signal
And an output signal of a fourth electronic delay line, to which the output of the second sensor is supplied, which is connected to an end of the second straight pipe through a thin tube in a direction opposite to the Novori and bosh tubes. The electronic length control apparatus according to claim 9, further comprising a fourth actuator that converts the sound into an acoustic signal. 【請求項１１】 バルブシステム、スライド管、キーメ
カニズムのような機械的な管長制御装置の設定位置に応
じて２進コードを発生し、上記２進コードに応じて上記
第１および第２の遅延線での遅延時間を変更するように
構成されていることを特徴とする請求項２〜１０のいず
れか１項に記載の電子式管長制御装置。11. A binary code is generated according to a set position of a mechanical pipe length control device such as a valve system, a slide pipe, and a key mechanism, and the first and second delays are generated according to the binary code. The electronic pipe length control device according to any one of claims 2 to 10, wherein the electronic pipe length control device is configured to change a delay time in a line. 【請求項１２】 トリガ装置、スライド管のような機械
的な管長制御装置の設定位置に連動する可変抵抗器の値
に応じて上記遅延時間を微調整することを特徴とする請
求項１１に記載の電子式管長制御装置。12. The delay time according to claim 11, wherein the delay time is finely adjusted according to a value of a variable resistor that is linked to a set position of a mechanical pipe length control device such as a trigger device or a slide tube. Electronic pipe length control device.