JP2968847B2 - 雑音発生装置 - Google Patents

雑音発生装置

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JP2968847B2 JP2413160A JP41316090A JP2968847B2 JP 2968847 B2 JP2968847 B2 JP 2968847B2 JP 2413160 A JP2413160 A JP 2413160A JP 41316090 A JP41316090 A JP 41316090A JP 2968847 B2 JP2968847 B2 JP 2968847B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器や効果装置に
おいて使用する雑音発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば電子楽器においては、シン
バルやスネアドラムの音源として雑音発生装置を使用す
ることがあり、普通の楽音を発生させる音源とは別に、
雑音発生装置として、乱数発生装置を設けるものがあっ
た。また、楽音の音源として楽音波形を記憶装置に記憶
させる方式の電子楽器では、雑音波形も記憶装置に記憶
させるものがあった。なお、雑音波形を記憶させる場
合、この雑音波形を読みだした際に、周期性を聴者に感
じさせないようにするため、少し長い区間に渡って雑音
波形を記憶させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、乱数発生装置
を雑音発生装置として用いたものでは、雑音を発生させ
るためだけに、通常の音源とは別に乱数発生装置を設け
なければならず、構成が複雑になるという問題点があっ
た。また、雑音波形を記憶装置に記憶させるものでは、
少し長い区間だけ雑音波形を記憶装置に記憶させねばな
らないので、記憶装置の容量が多く必要なり、コストが
高くなるという問題点があった。
【0004】本発明は、例えば電子楽器の音源として使
用する信号発生装置と、この信号発生装置の出力が供給
される演算手段とを用いて、雑音を発生させることによ
って、構成が簡単で、低コストの雑音発生装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、周期信号または非周期信号を発生する
信号発生手段と、この信号発生手段の出力信号が入力さ
れ、その信号に演算を施す演算手段とを、具備してい
る。前記演算手段には、演算によって信号がオーバーフ
ローすることを防止するクリップ手段と、雑音信号を発
生させる場合、前記クリップ手段を解除する解除手段と
、さらに備えられている。
【0006】具体的には、演算手段は、ディジタルフィ
ルタ手段とすることができる。さらに、信号発生手段
は、ディジタル可聴周波数信号を発生するものとするこ
とができる。また、上記ディジタルフィルタ手段は、帰
還ループと、そのループ内に加算手段を有するものとす
ることができる。上記クリップ手段は、上記加算手段の
出力のオーバーフローを検出したとき、加算手段の出力
を所定値にクリップするものとできる。
【0007】
【作用】本発明によれば、クリップ手段が作動している
状態では、信号発生手段からの信号は、オーバーフロー
することなく演算手段によって演算が施されて、出力さ
れる。例えば、ディジタルフィルタ手段によってフィル
タ処理されて、出力される。また、クリップ手段が解除
された状態では、演算によってオーバーフローするの
で、雑音を発生する。
【0008】
【実施例】第1の実施例は、本発明を電子楽器に実施し
たもので、この電子楽器は、図2に示すように、キース
イッチ回路2を有し、このキースイッチ回路2は、多数
のスイッチを備えるもので、図示していない鍵盤のいず
れかの鍵を押鍵すると、この押鍵された鍵に対応するス
イッチが動作する。この動作したスイッチをキーアサイ
ナー4が検出し、押鍵された鍵に対応する音高情報P
と、キーオン信号KONとを、楽音形成装置6内の最大
同時発音数に相当する複数の楽音形成手段8のうち適当
なものに割当てる。この割り当てられた楽音形成手段8
は、音高情報Pと、キーオン信号KONとに基づいて楽
音信号を発生する。
【0009】図3に示すように、楽音形成装置6の楽音
形成手段8は、楽音形成装置6の最大発音数に対応した
数だけ設けられている。各楽音形成手段8は、キーアサ
イナー4によって割り当てられた音高情報Pに対応した
音高のデジタル楽音信号を発生する楽音発生装置10を
有している。この楽音発生装置10が発生したデジタル
楽音信号は、デジタルフィルタ12に供給され、適当な
音色が形成される。この音色の形成された楽音信号は、
乗算器14に供給される。この乗算器14には、エンベ
ロープ発生装置16からのエンベロープ信号も供給され
ており、乗算器14は、音色の形成された楽音信号と、
エンベロープ信号とを乗算して、音色の形成された楽音
信号にエンベロープを付加する。なお、エンベロープ発
生装置16は、キーアサイナー4によって割り当てられ
たキーオン信号KONに基づいてエンベロープ信号を発
生する。これら各楽音形成手段8からの出力信号、即ち
各乗算器14からの出力信号は、混合用加算器18によ
って混合され、図示しないデジタルアナログ変換器によ
ってアナログ楽音信号に変換される。
【0010】フィルタ12は、図1に示すように、例え
ば加算器20と、1サンプリング遅延部22と、乗算器
24とからなる巡回型のデジタルローパスフィルタによ
って構成されており、加算器20は、楽音発生装置10
からのデジタル信号と、乗算器24の出力とを加算する
もので、この加算器20の出力は遅延部22で1サンプ
リング遅延されて出力されると共に、乗算器24に供給
され、係数Wが乗算される。この係数Wを変更すること
によってローパスフィルタ12の周波数特性が変更され
る。、なお、この係数Wは図示しないCPUから供給さ
れる。
【0011】加算器20は、例えば加算回路26の出力
側にオーバフローチェック回路28を備えたもので、加
算回路26には、図4に示すように、楽音発生装置10
と乗算器24とから16ビットのデジタル信号DA15
至DA0 、DB15乃至DB0 が供給される。これらデジ
タル信号DA15乃至DA0 、DB15乃至DB0 は、次の
ように10進数と対応しているものである。
【0012】
【0013】加算回路26は17ビットの2つの入力A
16乃至A0 、B16乃至B0 を有し、デジタル信号DA15
乃至DA0 は、加算回路26の入力側A15乃至A0 に入
力され、さらにデジタル信号DA15は、入力A16にも供
給されている。同様にデジタル信号DB15乃至DB
0 は、加算回路26の入力側B15乃至B0 に入力され、
さらにデジタル信号DB15は、入力B16にも供給されて
いる。このように17ビットの加算回路26を用いてい
るのは、16ビットと16ビットの加算を行うと、加算
結果の最大値が17ビットとなるからである。従って、
加算回路26の出力O16乃至O0 は次の表のような結果
となる。
【0014】
【0015】このように加算回路26の出力信号が17
ビットとなるとき、即ち10進数で32768 以上、-32769
以下のとき、出力を32767(0111111111111111) 、-32768
(1000000000000000)にクリップするために、オーバフロ
ーチェック回路28が設けられている。このオーバフロ
ーチェック回路28は、図示しないCPU等からHレベ
ルの信号ENがAND回路30、32に供給されたと
き、オバーフローチェックを行うもので、CPUからL
レベルの信号ENがAND回路30、32に供給されて
いるときには、オーバフローチェックは行わない。
【0016】即ち、Lレベルの信号ENがANDゲート
30、32に供給されていると、これらANDゲート3
0、32の出力信号は共にLレベルとなり、ANDゲー
ト30のLレベルの信号はインバータ34で反転され
て、ANDゲート36を開くので、出力O15がORゲー
ト38に供給される。このとき、ORゲート38にはA
NDゲート32のLレベルの信号がインバータ40、4
2を介して供給されているので、ORゲート38の出力
は出力O15となる。また、出力O14乃至O0 の出力はそ
れぞれORゲート4214乃至420 に供給されるが、こ
れらORゲート4214乃至420 にはANDゲート30
のLレベルの信号が供給されているので、ORゲート4
14乃至420 の出力は、出力O14乃至O0 の出力と同
じになる。これらORゲート4214乃至420 の出力は
ANDゲート4414乃至440 に供給されるが、AND
ゲート4414乃至440 にはLレベルであるANDゲー
ト32の出力をインバータ40で反転させたHレベルの
信号が供給されているので、ANDゲート4414乃至4
0 から出力O14乃至O0 の出力がそのまま得られる。
即ち、各ORゲート38、ANDゲート4414乃至44
0 の各出力であるD15乃至D0 は、加算回路26の出力
15乃至O0 と等しくなり、オーバフローチェックは行
われていない。
【0017】また、ANDゲート30、32にHレベル
の信号が供給されていると、次のようにしてオーバフロ
ーチェックを行う。即ち、ANDゲート30には出力O
16をインバータ46で反転させた反転出力と、出力O15
とが供給され、ANDゲート32には出力O16と、出力
15をインバータ48で反転させた反転出力とが供給さ
れているので、出力O16がL(0)レベル、出力O15
H(1)レベルのとき、即ち加算回路26の出力が10
進数の32768 以上のとき、ANDゲート30の出力がH
レベル、ANDゲート32の出力がLレベルとなる。こ
のとき、ANDゲート30のHレベルの出力信号をイン
バータ34で反転させた反転出力がANDゲート36に
供給されているので、この出力はLレベルとなり、これ
はORゲート38に供給される。このORゲート38に
はANDゲート32のLレベルの信号がインバータ4
0、42を介して供給されているので、ORゲート38
の出力はL(0)レベルとなる。また、ANDゲート3
0のHレベルの信号が各ORゲート4214乃至420
供給されているので、各ORゲート4214乃至420
出力はHレベルとなり、これらは各ANDゲート4414
乃至440 に供給される。これら各ANDゲート4414
乃至440 には、ANDゲート32のLレベルの信号を
インバータ40で反転させた反転出力が供給されている
ので、これらANDゲート4414乃至440 の出力は全
てH(1)レベルとなる。従って、D15乃至D0 は0111
111111111111にクリップされる。
【0018】加算回路26の出力O16、O15が共にLレ
ベルのとき、即ち10進数で32767 乃至0のときと、加
算回路26の出力O16、O15が共にHレベルのとき、即
ち10進数で-1乃至-32768のとき、ANDゲート30、
32の出力は共にLレベルであるので、上述したオーバ
フローチェックが解除されている場合と同様に、加算回
路26の各出力O15乃至O0 がそのままD15乃至D0
出力される。
【0019】加算回路26の出力O16がHレベルで、加
算回路26の出力O15がLレベルのとき、即ち10進数
で-32769乃至-65536のとき、ANDゲート30の出力が
Lレベル、ANDゲート32の出力がHレベルとなる。
このとき、HレベルであるANDゲート32の出力がイ
ンバータ40、42を介して供給されるので、ORゲー
ト38の出力はHレベルとなる。また、Hレベルである
ANDゲート32の出力がインバータ40によってLレ
ベルに反転されて、各ANDゲート4414乃至440
供給されるので、これらANDゲート4414乃至440
の出力はすべてLレベルとなる。即ち、D15乃至D0
1000000000000000、即ち-32768にクリップされる。
【0020】従って、CPUからHレベルの信号ENを
供給すると、加算器20はオーバフローチェック回路2
8が作動し、フィルタ12は通常のフィルタとして機能
する。従って、楽音発生装置10からのデジタル楽音信
号に音色を形成して、出力する。
【0021】また、CPUからLレベルの信号ENを供
給すると、加算器20のオーバフローチェック回路28
が動作しないので、フィルタ12の内部演算でオーバフ
ローが発生し、雑音が発生する。このとき、乗算器24
の係数Wを調整することによって希望する雑音を発生さ
せる。なお、この場合、フィルタ12を安定した発振状
態とし、安定した雑音を得るのが望ましいので、楽音発
生装置10からは鋸歯状波信号や一定値等の周期信号や
非周期信号を入力しておくのがよい。
【0022】第2の実施例は、図5に示すようにフィル
タ121の構成が異なる以外、第1の実施例と同様に構
成されている。このフィルタ121は、状態変数型のデ
ジタルフィルタで、加算器20a、20b、20c、遅
延部22a、22b、乗算器24a、24b、24cを
備え、スイッチ50の接触子50aを接点50bに接触
させると、ハイパスフィルタとして機能し、接触子50
aを接点50cに接触させると、バンドパスフィルタと
して機能し、接触子50aを接点50dに接触させる
と、ローパスフィルタとして機能するものである。そし
て、係数Wa、Wbを変更することによってカットオフ
周波数を変更することができ、係数Wcを変更すること
によってQを変更することができるものである。
【0023】そして、加算器20a、20b、20c
は、第1の実施例と同様にオーバフローチェック回路を
備えたものである。従って、これら加算器20a、20
b、20cのオーバフローチェック回路を作動させた状
態では、楽音発生装置10からのデジタル楽音信号に音
色を形成する。そして、オーバフロ−チェック回路の作
動を解除した状態では、オーバフローが発生することに
よって雑音を発生し、係数Wa、Wb、Wcを調整する
ことによって、所望の雑音を発生させる。この場合も、
第1の実施例と同様に楽音発生装置10からデジタル鋸
歯状波信号や一定値等の周期信号や非周期信号をフィル
タ121に供給するのが望ましい。
【0024】第1及び第2の実施例では、雑音を発生さ
せるとき、フィルタ12、121を発振状態としたが、
必ずしも発振状態としなくても所望の雑音を発生するこ
とができる。また、第2の実施例では、雑音を発生させ
る場合、全ての加算器20a、20b、20cのオーバ
フローチェック回路を解除したが、必要とする雑音の音
色に応じてオーバフローチェック回路を解除する加算器
の台数を変更してもよい。また、第1及び第2の実施例
では、説明を容易にするために、回路構成をハードウエ
アで説明したが、デジタル信号処理装置やマイクロコン
ピュータを用いて、ソフトウエアによって本発明を実施
してもよい。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、オーバ
ーフローする状態にした演算手段と、信号発生装置とを
用いて、雑音を発生するように構成しているので、特別
に雑音発生装置を設ける必要がなく、回路構成を簡略化
することができる上に、雑音波形を記憶させる必要もな
いので、コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による雑音発生装置の第1の実施例のブ
ロック図である。
【図2】第1の実施例の雑音発生装置を備えた電子楽器
のブロック図である。
【図3】図2に示す楽音形成装置のブロック図である。
【図4】図1に示す加算器の詳細なブロック図である。
【図5】本発明による雑音発生装置の第2の実施例のブ
ロック図である。
【符号の説明】
10 楽音発生装置(信号発生手段) 12、121 フィルタ 28 オーバフローチェック回路(クリップ回路)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周期信号または非周期信号を発生する信
    号発生手段と、この信号発生手段の出力信号が入力され
    その信号に演算を施す演算手段とを、具備し、前記演算
    手段は、演算によって信号がオーバーフローすることを
    防止するクリップ手段と、雑音信号を発生させる場合、
    前記クリップ手段を解除する解除手段とを、さらに備え
    たことを特徴とする雑音発生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の雑音発生装置において、
    前記演算手段がディジタルフィルタ手段であることを特
    徴とする雑音発生装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の雑音発生装置において、
    前記信号発生手段がディジタル可聴周波数信号を発生
    し、前記ディジタルフィルタ手段が帰還ループとそのル
    ープ内に加算手段とを有するものであり、前記クリップ
    手段は、前記加算手段の出力のオーバーフローを検出し
    たとき、前記加算手段の出力を所定値にクリップするも
    のである雑音発生装置。
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