JPH1097252A - Digital filter device - Google Patents
Digital filter deviceInfo
- Publication number
- JPH1097252A JPH1097252A JP9256168A JP25616897A JPH1097252A JP H1097252 A JPH1097252 A JP H1097252A JP 9256168 A JP9256168 A JP 9256168A JP 25616897 A JP25616897 A JP 25616897A JP H1097252 A JPH1097252 A JP H1097252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- digital
- digital filter
- trigonometric function
- parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルフィルタ
装置を有する電子楽器に関し、特に、デジタルフィルタ
に与える係数を演算により生成するようにしたデジタル
フィルタ装置を有する電子楽器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic musical instrument having a digital filter device, and more particularly to an electronic musical instrument having a digital filter device which generates coefficients to be applied to a digital filter by calculation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子楽器等において、種々の音色
の楽音を生成するために、デジタルフィルタ装置が用い
られている。2. Description of the Related Art In recent years, digital filter devices have been used in electronic musical instruments and the like to generate musical tones of various timbres.
【０００３】かかるデジタルフィルタ装置においては、
デジタルフィルタに外部から所定のフィルタ係数が与え
られることによりフィルタ特性が決定されるようになっ
ている。In such a digital filter device,
The filter characteristics are determined by giving a predetermined filter coefficient from the outside to the digital filter.
【０００４】電子楽器においては、かかる構成のデジタ
ルフィルタ装置を用いて楽音信号の音色の制御がなされ
る。即ち、デジタルフィルタ装置に与えるフィルタ係数
を時間的に変化させることにより種々の音色の楽音信号
が生成される。In an electronic musical instrument, the tone color of a musical tone signal is controlled using the digital filter device having such a configuration. That is, tone signals of various timbres are generated by temporally changing filter coefficients applied to the digital filter device.
【０００５】ところで、デジタルフィルタ装置に与える
フィルタ係数を時間的に変化させるために、従来は、多
種類のフィルタ係数をメモリに記憶せしめておき、時間
の経過とともに所望のフィルタ係数を該メモリから読み
出してデジタルフィルタ装置に与えるようになってい
る。Conventionally, in order to change the filter coefficients applied to the digital filter device with time, conventionally, various types of filter coefficients are stored in a memory, and desired filter coefficients are read out from the memory as time passes. To a digital filter device.
【０００６】しかし、種々のフィルタ特性を有するデジ
タルフィルタ装置を実現しようとすると、それぞれの特
性を実現するためのフィルタ係数を予めメモリに記憶し
ておかなければならず、膨大なメモリ容量が必要である
という欠点があった。However, in order to realize a digital filter device having various filter characteristics, filter coefficients for realizing each characteristic must be stored in a memory in advance, and a huge memory capacity is required. There was a disadvantage.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑みてなされたもので、膨大なメモリ容量を必要とし
ないにも拘わらず、種々のフィルタ係数を発生して連続
的にデジタルフィルタ装置に与えることにより種々の音
色の楽音信号を発生することのできる電子楽器を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and despite the fact that a huge memory capacity is not required, various filter coefficients are generated to continuously generate a digital filter device. It is an object of the present invention to provide an electronic musical instrument that can generate musical tone signals of various timbres by giving the same.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、入力されるデ
ジタル楽音信号に対して所定のフィルタ演算を施しフィ
ルタリングされたデジタル楽音信号を出力するためのデ
ジタルフィルタ手段と、該デジタルフィルタ手段のフィ
ルタ特性を制御するための第１及び第２のパラメータを
発生する制御信号発生手段と、三角関数値を記憶する記
憶手段であって前記第１のパラメータの整数部の値に基
づき三角関数値を発生するための三角関数記憶手段と、
該三角関数記憶手段から発生された前記三角関数値を前
記第１のパラメータの少数部の値に応じて補間する三角
関数補間手段と、該三角関数補間手段からの補間された
三角関数値および前記第２のパラメータに基づきフィル
タ係数を演算するフィルタ係数演算手段と、を備え、前
記演算により前記フィルタ係数を時間的に変化させるこ
とにより前記デジタルフィルタ手段のフィルタ特性を変
化させ楽音信号の音色を制御することを特徴とするデジ
タルフィルタ装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides digital filter means for applying a predetermined filter operation to an input digital tone signal to output a filtered digital tone signal, and a filter for the digital filter means. Control signal generating means for generating first and second parameters for controlling characteristics, and storage means for storing a trigonometric function value, wherein the control signal generating means generates a trigonometric function value based on a value of an integer part of the first parameter. Trigonometric function storage means for performing
A trigonometric function interpolation means for interpolating the trigonometric function value generated from the trigonometric function storage means in accordance with the value of the decimal part of the first parameter; and an interpolated trigonometric function value from the trigonometric function interpolation means and Filter coefficient calculating means for calculating a filter coefficient based on a second parameter, wherein the filter characteristics of the digital filter means are changed by changing the filter coefficient over time by the calculation, thereby controlling the tone color of the tone signal. A digital filter device.
【０００９】[0009]
【作用】本発明は、アナログフィルタの伝達関数に双一
次変換を施すことにより得られるデジタルフィルタの係
数を求める算式に所定の変形を施すことにより、三角関
数を主体にした算式に変換してデジタルフィルタ係数を
発生し、これを連続的にデジタルフィルタ手段に供給す
ることによりフィルタ特性を時系列的に変化させて、音
色を制御するものである。According to the present invention, a predetermined transformation is applied to an equation for obtaining a coefficient of a digital filter obtained by performing a bilinear transformation on a transfer function of an analog filter, thereby converting the equation into a formula mainly based on a trigonometric function. By generating a filter coefficient and continuously supplying it to the digital filter means, the filter characteristics are changed in time series to control the timbre.
【００１０】即ち、フィルタ係数発生手段の制御信号発
生手段は、例えば外部からの楽音情報に応じてフィルタ
特性を制御する第１、第２のパラメータを発生する。こ
の際、第１のパラメータはカットオフ周波数を反映した
三角関数の変数として用いることができる形式で発生す
る。That is, the control signal generating means of the filter coefficient generating means generates first and second parameters for controlling the filter characteristics according to, for example, external tone information. At this time, the first parameter is generated in a form that can be used as a trigonometric function variable reflecting the cutoff frequency.
【００１１】そして、この第１のパラメータを三角関数
発生手段に与えることにより第１のパラメータに応じた
所定の三角関数値を発生する。そして、この三角関数発
生手段で発生された三角関数値と上記第２のパラメータ
とによりフィルタ係数を演算し、デジタルフィルタ手段
に与えることにより、所定のフィルタ特性を有するデジ
タルフィルタ装置が構築される。The first parameter is given to a trigonometric function generator to generate a predetermined trigonometric function value corresponding to the first parameter. Then, a filter coefficient is calculated based on the trigonometric function value generated by the trigonometric function generation means and the second parameter, and is applied to the digital filter means, whereby a digital filter device having predetermined filter characteristics is constructed.
【００１２】かかるフィルタ係数の演算、及びデジタル
フィルタ手段への供給を連続して行うことにより、デジ
タル波形発生手段から出力される第１のデジタル波形
を、時系列的にその特性が変化するデジタルフィルタ手
段でフィルタリングし、第２のデジタル波形として出力
する。これにより、種々の音色を有するデジタル楽音波
形が得られる。[0012] By continuously performing the calculation of the filter coefficient and the supply to the digital filter means, the first digital waveform output from the digital waveform generation means is converted into a digital filter whose characteristics change in a time series. Means for filtering and outputting as a second digital waveform. As a result, digital musical tone waveforms having various timbres can be obtained.
【００１３】このように、本発明によれば、デジタルフ
ィルタ手段に与えるフィルタ係数は演算により算出する
ので、フィルタ係数を記憶するための膨大なメモリを必
要としない。As described above, according to the present invention, since the filter coefficient given to the digital filter means is calculated by the operation, a huge memory for storing the filter coefficient is not required.
【００１４】また、第１、第２のパラメータを変化させ
ることにより種々のフィルタ係数を発生することができ
るので、種々の音色の楽音信号を発生することのできる
ものとなっている。Since various filter coefficients can be generated by changing the first and second parameters, it is possible to generate tone signals of various timbres.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】デジタルフィルタ回路の基本的構
成の一例を図２に示す。図において、１０1〜１０3 は
加算器、１１1 〜１１4 は乗算器、１２1 及び１２2 は
遅延素子である。FIG. 2 shows an example of a basic configuration of a digital filter circuit. In the figure, 10 1 to 10 3 adders, 11 1 to 11 4 are multiplier 12 1 and 12 2 is the delay element.
【００１６】このデジタルフィルタ回路に与えるべきフ
ィルタ係数は、「ＳH ／ＳL 」、「α」、「β」及び
「±２」である。The filter coefficients to be given to this digital filter circuit are " SH / SL ", "α", "β" and "± 2".
【００１７】ここで「ＳH 」はハイパスフィルタ、「Ｓ
L 」はローパスフィルタを形成する時に、それぞれ与え
られるフィルタ係数である。また、「±２」は、ローパ
スフィルタの時に「＋２」が、ハイパスフィルタの時に
「−２」が、それぞれ与えられる。Here, " SH " is a high-pass filter, and "SH"
“ L ” is a filter coefficient given when a low-pass filter is formed. As for “± 2”, “+2” is given for a low-pass filter, and “−2” is given for a high-pass filter.
【００１８】一般に、デジタルフィルタを設計する場
合、アナログフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）に双一次変換
を行なう方法が採られている。In general, when designing a digital filter, a method of performing bilinear conversion on a transfer function H (s) of an analog filter is adopted.
【００１９】この方法によりデジタルフィルタ回路に与
えるフィルタ係数は、以下に示す算式で求められる。The filter coefficient given to the digital filter circuit by this method can be obtained by the following equation.
【００２０】α＝２（π2 Ｒ2 −１）／ｙｙ…（１） β＝（１−πＲ／Ｑ＋π2 Ｒ2 ）／ｙｙ…（２） ＳH ＝１／ｙｙ…（３） ＳL ＝π2 Ｒ2 ／ｙｙ…（４） ここで、 ｙｙ＝π2 Ｒ2 ＋πＲ／Ｑ＋１…（６） である。Α = 2 (π 2 R 2 -1) / yy (1) β = (1-πR / Q + π 2 R 2 ) / yy (2) S H = 1 / yy (3) S L = Π 2 R 2 / yy (4) where yy = π 2 R 2 + πR / Q + 1 (6) It is.
【００２１】なお、Ｑは共振特性（レゾナンス）の制御
パラメータであり共振周波数における利得を制御するも
の、ｆｃはカットオフ周波数、ＦＳはサンプリング周波
数である。Note that Q is a control parameter of the resonance characteristic (resonance) for controlling the gain at the resonance frequency, fc is a cutoff frequency, and FS is a sampling frequency.
【００２２】このように、双一次変換によるフィルタ係
数は非常に複雑な形をしており、簡単なハードウエアで
算出することができない。As described above, the filter coefficient obtained by the bilinear transformation has a very complicated shape and cannot be calculated by simple hardware.
【００２３】そこで、上記（１）〜（４）式に適切な変
形を行なうことにより、下式を得る。対応するデジタル
フィルタ回路の構成を図３に示す。図３においては、乗
算器１３が追加されている点で図２に示すデジタルフィ
ルタ回路と異なっている。The following equations are obtained by appropriately modifying the above equations (1) to (4). FIG. 3 shows the configuration of a corresponding digital filter circuit. 3 differs from the digital filter circuit shown in FIG. 2 in that a multiplier 13 is added.
【００２４】α＝−ｃｏｓ（２θ）…（８） ここで、 である。Α = −cos (2θ) (8) here, It is.
【００２５】かかる変形により、各フィルタ係数は三角
関数により非常に簡単な形で表すことができ、ハードウ
エアにより実現することも容易である。With such a modification, each filter coefficient can be represented in a very simple form by a trigonometric function, and can be easily realized by hardware.
【００２６】次に、上記（８）ないし（１３）式により
フィルタ係数を算出してフィルタ特性を制御するデジタ
ルフィルタ装置の一実施例について説明する。Next, an embodiment of a digital filter device for controlling the filter characteristics by calculating the filter coefficients by the above equations (8) to (13) will be described.
【００２７】図４は、この発明にかかる電子楽器に適用
するデジタルフィルタ装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a digital filter device applied to an electronic musical instrument according to the present invention.
【００２８】図において、２０は制御信号発生回路であ
る。この制御信号発生回路２０は、外部、例えば中央処
理装置（ＣＰＵ）から供給される音色情報、音域情報、
或いはタッチ情報等の楽音情報に応じて、「θ」、
「Ｑ」、及び「Ｈ／Ｌ」を生成するものである。ここ
で、「θ」は、上記（１３）式により求められるカット
オフ周波数を反映した値であり、小数部に有効数字を含
むものである。In the figure, reference numeral 20 denotes a control signal generation circuit. The control signal generation circuit 20 includes tone color information, tone range information supplied from outside, for example, a central processing unit (CPU),
Alternatively, according to musical information such as touch information, “θ”,
"Q" and "H / L" are generated. Here, “θ” is a value reflecting the cutoff frequency obtained by the above equation (13), and includes a significant number in a decimal part.
【００２９】この制御信号発生回路２０で生成された
「θ」は、三角関数発生回路２１に与えられ、「Ｑ」及
び「Ｈ／Ｌ」はフィルタ係数演算回路２２に与えられ
る。"Θ" generated by the control signal generation circuit 20 is supplied to a trigonometric function generation circuit 21, and "Q" and "H / L" are supplied to a filter coefficient calculation circuit 22.
【００３０】三角関数発生回路２１は、制御信号発生回
路２０から与えられた「θ」に基づき、「ｃｏｓ（２
θ）」（以下、「ＣＤＡＴ」という。）及び「ｓｉｎ
（２θ）」（以下、「ＳＤＡＴ」という。）を算出する
ものである。この三角関数発生回路２１の詳細について
は後述する。The trigonometric function generation circuit 21 calculates “cos (2) based on“ θ ”given from the control signal generation circuit 20.
θ) ”(hereinafter referred to as“ CDAT ”) and“ sin ”.
(2θ) ”(hereinafter referred to as“ SDAT ”). Details of the trigonometric function generation circuit 21 will be described later.
【００３１】この三角関数発生回路２１で算出されたＣ
ＤＡＴ及びＳＤＡＴは、フィルタ係数演算回路２２に与
えられる。The C calculated by the trigonometric function generating circuit 21
DAT and SDAT are provided to the filter coefficient calculation circuit 22.
【００３２】フィルタ係数演算回路２２は、制御信号発
生回路２０から与えられる「Ｑ」及び「Ｈ／Ｌ」、並び
に、三角関数発生回路２１から与えられるＣＤＡＴ及び
ＳＤＡＴに基づき、上記（８）〜（１３）に示す算式に
従って、α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κを算出する
ものである。The filter coefficient calculation circuit 22 is based on “Q” and “H / L” given from the control signal generation circuit 20 and CDAT and SDAT given from the trigonometric function generation circuit 21, as described in (8) to (8). according formula shown in 13), α, β, and calculates the S H or S L, and 1 / kappa.
【００３３】このフィルタ係数演算回路２２で算出され
たフィルタ係数α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κがデ
ジタルフィルタ回路２３に供給される。The filter coefficients α, β, SH or SL , and 1 / κ calculated by the filter coefficient calculation circuit 22 are supplied to the digital filter circuit 23.
【００３４】デジタルフィルタ回路２３は、図３に示し
たように構成されるものであり、フィルタ係数演算回路
２２により算出されたフィルタ係数α、β、ＳH 又はＳ
L 、及び１／κにより、所定の特性を有するフィルタが
構築される。そして、入力された楽音信号に所定のフィ
ルタリングをかけて出力するものである。The digital filter circuit 23 is configured as shown in FIG. 3, and includes the filter coefficients α, β, S H or S calculated by the filter coefficient operation circuit 22.
L and 1 / κ form a filter having predetermined characteristics. Then, the input tone signal is subjected to predetermined filtering and output.
【００３５】以上のフィルタ係数の演算は、後述するデ
ジタルコントロールオシレータ６４のデジタル楽音波形
発生のタイミングに同期して行なわれる。つまり、上述
した楽音情報がデジタルコントロールオシレータ６４に
与えられることによりデジタル楽音波形が生成されるの
に同期して、α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κが算出
され、デジタルフィルタ回路２３に与えられることによ
り、フィルタ特性が時系列的に変化する。The above calculation of the filter coefficient is performed in synchronization with the timing of digital tone waveform generation by the digital control oscillator 64 described later. That is, α, β, S H or S L , and 1 / κ are calculated in synchronization with the generation of the digital tone waveform by the application of the above-described tone information to the digital control oscillator 64, and the digital filter circuit 23, the filter characteristics change in time series.
【００３６】なお、上記フィルタ係数α、β、ＳH 又は
ＳL 、及び１／κが与えられることにより実現されるフ
ィルタ特性としては、ハイパス、ローパス、バンドパス
特性等がある。The filter characteristics realized by giving the filter coefficients α, β, SH or SL , and 1 / κ include high-pass, low-pass, and band-pass characteristics.
【００３７】図５は、上記デジタルフィルタ装置の三角
関数発生回路２１の構成を示すブロック図である。制御
信号発生回路２０は、小数部を含むパラメータθを三角
関数発生回路２１に供給する。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the trigonometric function generation circuit 21 of the digital filter device. The control signal generation circuit 20 supplies the parameter θ including the decimal part to the trigonometric function generation circuit 21.
【００３８】三角関数発生回路２１は、関数テーブル記
憶部３０と、関数テーブル補間部３１とにより構成され
ている。そして、制御信号発生回路２０が発生するパラ
メータθの整数部は関数テーブル記憶部３０に与えら
れ、小数部は関数テーブル補間部３１に与えられるよう
になっている。The trigonometric function generating circuit 21 includes a function table storage unit 30 and a function table interpolation unit 31. Then, the integer part of the parameter θ generated by the control signal generation circuit 20 is provided to the function table storage unit 30, and the decimal part is provided to the function table interpolation unit 31.
【００３９】関数テーブル記憶部３０は、与えられた整
数部の値によりテーブルを索引し、所定値を関数テーブ
ル補間部３１に供給する。関数テーブル補間部３１は、
関数テーブル記憶部３０から与えられた所定値を、パラ
メータθの小数部の値に応じて按分し、正確なＣＤＡＴ
及びＳＤＡＴの値を算出するものである。The function table storage unit 30 indexes the table according to the value of the given integer part, and supplies a predetermined value to the function table interpolation unit 31. The function table interpolation unit 31
The predetermined value provided from the function table storage unit 30 is apportioned in accordance with the value of the decimal part of the parameter θ to obtain an accurate CDAT.
And SDAT values.
【００４０】この場合、関数テーブル記憶部３０に対数
表現した周波数をアドレスとして関数値を記憶しておく
ことにより、人間の聴感にマッチしたカットオフ周波数
の制御が容易に行なえるようになる。In this case, the function value is stored in the function table storage unit 30 using the logarithmically expressed frequency as an address, so that the cutoff frequency that matches the human sense of hearing can be easily controlled.
【００４１】図６に、正弦波を記憶した関数テーブルの
一構成例を示す。同図（Ａ）は、三角関数の角度をリニ
ア目盛りで記憶した場合の例を示したものである。図示
するように、１オクターブ（１２００セント）の間隔
は、三角関数の角度によって異なる。FIG. 6 shows an example of the configuration of a function table storing sine waves. FIG. 7A shows an example in which the angle of the trigonometric function is stored in a linear scale. As shown, the interval of one octave (1200 cents) differs depending on the angle of the trigonometric function.
【００４２】したがって、かかる関数テーブルで、人間
の聴感にマッチした制御、例えばセントによる制御を行
なおうとした場合、角度が大きくなるに連れて大きな範
囲にわたって制御をしなければならない。Therefore, in the function table, when performing control that matches the human sense of hearing, for example, control using cents, control must be performed over a larger range as the angle increases.
【００４３】そこで、本実施例では、三角関数の角度を
対数目盛りで表して関数値を記憶するようにしている。
同図（Ｂ）は、三角関数の角度を対数スケールで記憶し
た場合の例を示したものである。図示するように、１オ
クターブ（１２００セント）の間隔は、三角関数の角度
に拘わらず一定である。Therefore, in this embodiment, the angle of the trigonometric function is represented on a logarithmic scale and the function value is stored.
FIG. 9B shows an example in which the angles of the trigonometric functions are stored on a logarithmic scale. As shown, the interval of one octave (1200 cents) is constant regardless of the angle of the trigonometric function.
【００４４】したがって、この関数テーブルを用いる
と、角度の大きさに拘わらず、同一範囲を操作すること
によりセントによる制御が可能になり、人間の聴感にマ
ッチした制御が行なえる。Therefore, if this function table is used, control by cents can be performed by operating the same range regardless of the size of the angle, and control matching human perception can be performed.
【００４５】また、三角関数の発生方法としては、べき
級数を演算する方法が考えられるが、その場合、ｓｉｎ
θ、ｃｏｓθは、次式のようにして求めることができ
る。As a method of generating a trigonometric function, a method of calculating a power series is conceivable.
θ and cos θ can be obtained as follows.
【００４６】 ここで、 である。[0046] here, It is.
【００４７】この三角関数発生回路２１の出力ＣＤＡＴ
及びＳＤＡＴが、フィルタ係数演算回路２２に供給され
る。The output CDAT of the trigonometric function generation circuit 21
And SDAT are supplied to the filter coefficient calculation circuit 22.
【００４８】図７は、上記フィルタ係数演算回路２２の
詳細な構成を示す回路図である。図において、４０は加
算器である。この加算器４０は、Ａ入力及びＢ入力を加
算して出力するものである。FIG. 7 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the filter coefficient operation circuit 22. In the figure, reference numeral 40 denotes an adder. The adder 40 adds and outputs the A input and the B input.
【００４９】この加算器４０のＢ入力端子には、セレク
タ４１、シフタ４２及び排他的論理和ゲート（以下、
「ＥＯＲゲート」という。）４３が、順次接続されてい
る。A selector 41, a shifter 42, and an exclusive OR gate (hereinafter, referred to as an OR gate)
It is called "EOR gate". ) 43 are sequentially connected.
【００５０】セレクタ４１は、制御回路４７からの制御
信号に応じて、三角関数発生回路２１が出力するＳＤＡ
Ｔ又はＣＤＡＴの何れかを選択して出力するものであ
る。このセレクタ４１の出力はシフタ４２に供給され
る。The selector 41 responds to a control signal from the control circuit 47 by using the SDA output from the trigonometric function generation circuit 21.
It selects and outputs either T or CDAT. The output of the selector 41 is supplied to a shifter 42.
【００５１】シフタ４２は、セレクタ４１で選択された
ＳＤＡＴ又はＣＤＡＴを、制御回路４７が出力するＳＦ
Ｔビットだけシフトするものである。このシフタ４２の
出力はＥＯＲゲート４３に供給される。The shifter 42 outputs the SDAT or CDAT selected by the selector 41 to the SF
It shifts by T bits. The output of the shifter 42 is supplied to the EOR gate 43.
【００５２】ＥＯＲゲート４３は、制御回路４７が出力
するキャリ信号ＣＩＮに応じて、シフタ４２の出力をそ
のまま、又は反転して出力するものである。このＥＯＲ
ゲート４３による反転機能と、加算器４０に対するキャ
リ入力とにより、減算（２の補数加算）機能が実現され
ている。このＥＯＲゲート４３の出力が加算器４０のＢ
入力に供給される。The EOR gate 43 outputs the output of the shifter 42 as it is or inverts it according to the carry signal CIN output from the control circuit 47. This EOR
The inversion function by the gate 43 and the carry input to the adder 40 implement a subtraction (two's complement addition) function. The output of this EOR gate 43 is
Supplied to input.
【００５３】一方、上記加算器４０のＡ入力端子には、
セレクタ４４が接続されるようになっている。そして、
このセレクタ４４の入力には、定数「０」、「０．
５」、及び「１」が供給されるようになっている。そし
て、制御回路４７からの制御信号に応じて上記定数の何
れかを選択し、加算器４０のＡ入力端子に供給するよう
になっている。On the other hand, the A input terminal of the adder 40
The selector 44 is connected. And
Constants “0”, “0.
5 "and" 1 "are supplied. Then, one of the above constants is selected in accordance with a control signal from the control circuit 47 and is supplied to the A input terminal of the adder 40.
【００５４】また、上記加算器４０の出力は、逆数発生
器４５及びセレクタ４６に供給されるようになってい
る。The output of the adder 40 is supplied to a reciprocal generator 45 and a selector 46.
【００５５】逆数発生器４５は、加算器４０の出力の逆
数を算出するものである。この逆数発生器４５は、詳細
は後述するが、加算器４０から出力される係数「κ」の
逆数「１／κ」を求めるために使用される。The reciprocal generator 45 calculates the reciprocal of the output of the adder 40. The reciprocal generator 45 is used to calculate the reciprocal “1 / κ” of the coefficient “κ” output from the adder 40, which will be described in detail later.
【００５６】セレクタ４６は、制御回路４７からの制御
信号に応じて、加算器４０の出力、又は逆数発生器４５
の出力の何れかを選択して出力するものである。このセ
レクタ４６の出力がデジタルフィルタ回路２３に供給さ
れることになる。The selector 46 outputs the output of the adder 40 or the reciprocal generator 45 according to a control signal from the control circuit 47.
Is selected and output. The output of the selector 46 is supplied to the digital filter circuit 23.
【００５７】また、制御回路４７は、制御信号発生回路
２０からの「Ｑ」、「Ｈ／Ｌ」等を入力し、このフィル
タ係数演算回路２２の全体を制御する制御信号を生成す
るものである。The control circuit 47 inputs "Q", "H / L" and the like from the control signal generation circuit 20, and generates a control signal for controlling the entire filter coefficient calculation circuit 22. .
【００５８】次に、上記デジタルフィルタ装置の動作に
ついて、図８に示したフローチャートを参照しながら説
明する。なお、Ｑについては、説明を簡略にするため
に、Ｑ＝２n-1 （ｎ＝１，２，３，４，…）の条件を満
たすものに限定する。Next, the operation of the digital filter device will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that Q is limited to one that satisfies the condition of Q = 2 n−1 (n = 1, 2, 3, 4,...) In order to simplify the description.
【００５９】先ず、外部から制御信号発生回路２０に音
色情報、音域情報、或いはタッチ情報等の楽音情報が与
えられると、カットオフ周波数情報に応じたパラメータ
θが生成され、三角関数発生回路２１に与えられる。こ
れにより、三角関数発生回路２１は、ＳＤＡＴ、及びＣ
ＤＡＴを生成する（ステップＳ１）。First, when tone information such as timbre information, tone range information, or touch information is given to the control signal generation circuit 20 from the outside, a parameter θ corresponding to cutoff frequency information is generated. Given. As a result, the trigonometric function generation circuit 21 calculates SDAT and C
A DAT is generated (Step S1).
【００６０】即ち、θの整数部が関数テーブル記憶部３
０に与えられ、該関数テーブル記憶部３０が索引されて
所定値が読み出される。この所定値は、関数テーブル補
間部３１において、θの小数部の値に応じた補間処理が
施される。これにより、ｓｉｎ（２θ）、つまりＳＤＡ
Ｔ、及びｃｏｓ（２θ）、つまりＣＤＡＴが算出され
る。That is, the integer part of θ is stored in the function table storage 3
0, the function table storage unit 30 is indexed and a predetermined value is read. This predetermined value is subjected to an interpolation process in the function table interpolation unit 31 according to the value of the decimal part of θ. Thereby, sin (2θ), that is, SDA
T and cos (2θ), that is, CDAT are calculated.
【００６１】次いで、制御信号発生回路２０は、パラメ
ータＱ及びＨ／Ｌをフィルタ係数演算回路２２に出力す
る（ステップＳ２）。これにより、パラメータＱ及びＨ
／Ｌは、フィルタ係数演算回路２２の制御回路４７に設
定され、フィルタ係数を演算するための種々の制御信号
を生成して出力する。Next, the control signal generation circuit 20 outputs the parameters Q and H / L to the filter coefficient calculation circuit 22 (Step S2). Thereby, the parameters Q and H
/ L is set in the control circuit 47 of the filter coefficient calculation circuit 22, and generates and outputs various control signals for calculating the filter coefficient.
【００６２】次いで、フィルタ係数α、β、１／κを求
める演算が行なわれる（ステップＳ３）。Next, an operation for obtaining the filter coefficients α, β, and 1 / κ is performed (step S3).
【００６３】先ず、フィルタ係数αは、上記式（８）で
示したように、「α＝−ＣＤＡＴ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＣＤＡＴを選択し、シフタ４２を制御してノンシフ
トでそのまま通過させる。また、キャリ信号ＣＩＮをア
クティブにする。これにより、データＣＤＡＴはＥＯＲ
ゲート４３で反転されて加算器４０のＢ入力に供給され
る。First, the filter coefficient α is obtained by “α = −CDAT” as shown in the above equation (8). That is, the control circuit 47 selects the CDAT by controlling the selector 41 and controls the shifter 42 to pass the CDAT without any shift. Further, the carry signal CIN is activated. As a result, the data CDAT becomes EOR
The signal is inverted at the gate 43 and supplied to the B input of the adder 40.
【００６４】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「０」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「０」が供給されることになる。On the other hand, the control circuit 47 controls the selector 44 to select “0”. Thereby, A of the adder 40
"0" will be supplied to the input.
【００６５】したがって、加算器４０では、「０＋ＣＤ
ＡＴの反転＋１」、つまり「０−ＣＤＡＴ」が実行さ
れ、その出力には「−ＣＤＡＴ」が得られる。この際、
制御回路４７は、セレクタ４６を制御して加算器４０の
出力を通過させるので、フィルタ係数αとして「−ＣＤ
ＡＴ」が算出される。Therefore, in the adder 40, “0 + CD
"AT inversion + 1", that is, "0-CDAT" is executed, and "-CDAT" is obtained at the output. On this occasion,
The control circuit 47 controls the selector 46 to pass the output of the adder 40.
AT ”is calculated.
【００６６】フィルタ係数βは、上記式（９）で示した
ように、「β＝１−ＳＤＡＴ／２Ｑ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＳＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４２
のシフト信号ＳＦＴとして「Ｑ」を与えることにより、
Ｑビットだけダウンシフトし、「２Ｑ」で除算するとい
う機能を実現している。また、キャリ信号ＣＩＮをアク
ティブにする。これにより、データＳＤＡＴはＥＯＲゲ
ート４３で反転されて加算器４０のＢ入力に供給され
る。The filter coefficient β is obtained by “β = 1−SDAT / 2Q” as shown in the above equation (9). That is, the control circuit 47 controls the selector 41 to select and pass the SDAT. The shifter 42
By giving “Q” as the shift signal SFT of
A function of shifting down by Q bits and dividing by "2Q" is realized. Further, the carry signal CIN is activated. As a result, the data SDAT is inverted by the EOR gate 43 and supplied to the B input of the adder 40.
【００６７】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「１」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「１」が供給されることになる。On the other hand, the control circuit 47 controls the selector 44 to select “1”. Thereby, A of the adder 40
"1" will be supplied to the input.
【００６８】したがって、加算器４０では、「１＋ＳＤ
ＡＴ／２Ｑの反転＋１」、つまり「１−ＳＤＡＴ／２
Ｑ」が実行され、出力される。この際、制御回路４７
は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力を通過さ
せるので、フィルタ係数βとして「１−ＳＤＡＴ／２
Ｑ」が算出される。Therefore, in the adder 40, “1 + SD
AT / 2Q inversion +1 ", that is," 1-SDAT / 2
Q "is executed and output. At this time, the control circuit 47
Controls the selector 46 to allow the output of the adder 40 to pass, so that the filter coefficient β is “1-SDAT / 2
Q ”is calculated.
【００６９】フィルタ係数１／κは、先ずκを求めるこ
とにより行なわれる。κは、上記式（１２）で示したよ
うに、「κ＝１＋ＳＤＡＴ／２Ｑ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＳＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４２
のシフト信号ＳＦＴとして「Ｑ」を与えることにより、
Ｑビットだけダウンシフトし、「２Ｑ」で除算するとい
う機能を実現している。また、キャリ信号ＣＩＮをノン
アクティブにする。これにより、データＳＤＡＴはＥＯ
Ｒゲート４３をそのまま通過して加算器４０のＢ入力に
供給される。The filter coefficient 1 / κ is calculated by first obtaining κ. κ is determined by “κ = 1 + SDAT / 2Q” as shown in the above equation (12). That is, the control circuit 47 controls the selector 41 to select and pass the SDAT. The shifter 42
By giving “Q” as the shift signal SFT of
A function of shifting down by Q bits and dividing by "2Q" is realized. Also, carry signal CIN is made non-active. As a result, the data SDAT becomes EO
The signal passes through the R gate 43 as it is and is supplied to the B input of the adder 40.
【００７０】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「１」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「１」が供給されることになる。On the other hand, the control circuit 47 controls the selector 44 to select “1”. Thereby, A of the adder 40
"1" will be supplied to the input.
【００７１】したがって、加算器４０では、「１＋ＳＤ
ＡＴ／２Ｑ」が実行され、出力される。この際、制御回
路４７は、セレクタ４６を制御して逆数発生器４５の出
力を通過させるので、フィルタ係数１／κとして「１／
κ＝１／（１＋ＳＤＡＴ／２Ｑ）」が算出される。Therefore, in the adder 40, “1 + SD
AT / 2Q "is executed and output. At this time, since the control circuit 47 controls the selector 46 to pass the output of the reciprocal generator 45, the control circuit 47 sets the filter coefficient 1 / κ to “1 /
κ = 1 / (1 + SDAT / 2Q) ”is calculated.
【００７２】次いで、制御信号発生回路２０から出力さ
れるパラメータ「Ｈ／Ｌ」が「Ｈ」つまりハイパスフィ
ルタ指定であるか、「Ｌ」つまりローパスフィルタ指定
であるかが調べられる（ステップＳ４）。Next, it is checked whether the parameter "H / L" output from the control signal generation circuit 20 is "H", that is, the high-pass filter is specified, or "L", that is, the low-pass filter is specified (step S4).
【００７３】そして、「Ｈ」であることが判断される
と、フィルタ係数ＳH が求められる（ステップＳ５）。
即ち、フィルタ係数ＳH は、上記式（１０）で示したよ
うに、「ＳH ＝（１＋ＣＤＡＴ）／２」で求められる。
即ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することに
より、ＣＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４
２のシフト信号ＳＦＴとして「１」を与えることによ
り、１ビットだけダウンシフトし、「２」で除算すると
いう機能を実現している。If it is determined that the value is "H", a filter coefficient SH is obtained (step S5).
That is, the filter coefficient S H is obtained by “S H = (1 + CDAT) / 2” as shown in the above equation (10).
That is, the control circuit 47 controls the selector 41 to select and pass the CDAT. Also, shifter 4
By providing “1” as the shift signal SFT of 2, a function of downshifting by one bit and dividing by “2” is realized.
【００７４】また、キャリ信号ＣＩＮをノンアクティブ
にする。これにより、データＣＤＡＴはＥＯＲゲート４
３をそのまま通過して加算器４０のＢ入力に供給され
る。The carry signal CIN is made non-active. As a result, the data CDAT is stored in the EOR gate 4
3 and is supplied to the B input of the adder 40 as it is.
【００７５】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「０．５」を選択する。これにより、加算器４０
のＡ入力には「０．５」が供給されることになる。On the other hand, the control circuit 47 controls the selector 44 to select “0.5”. Thereby, the adder 40
"0.5" is supplied to the A input.
【００７６】したがって、加算器４０では、「０．５＋
ＣＤＡＴ／２」が実行され、出力される。この際、制御
回路４７は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力
を通過させるので、フィルタ係数ＳH として「ＳH ＝
（１＋ＣＤＡＴ）／２」が算出される。Therefore, in the adder 40, “0.5+
CDAT / 2 "is executed and output. At this time, since the control circuit 47 controls the selector 46 to pass the output of the adder 40, the filter coefficient S H is set to “S H =
(1 + CDAT) / 2 "is calculated.
【００７７】一方、上記ステップＳ４で、「Ｌ」である
ことが判断されると、フィルタ係数ＳL が求められる
（ステップＳ６）。フィルタ係数ＳL は、上記式（１
１）で示したように、「ＳL ＝（１−ＣＤＡＴ）／２」
で求められる。即ち、制御回路４７は、セレクタ４１を
制御することにより、ＣＤＡＴを選択して通過させる。
また、シフタ４２のシフト信号ＳＦＴとして「１」を与
えることにより、１ビットだけダウンシフトし、「２」
で除算するという機能を実現している。また、キャリ信
号ＣＩＮをアクティブにする。これにより、データＣＤ
ＡＴはＥＯＲゲート４３で反転されて加算器４０のＢ入
力に供給される。On the other hand, if it is determined at step S4 that the value is "L", a filter coefficient SL is obtained (step S6). The filter coefficient SL is calculated by the above equation (1).
As shown in 1), "S L = (1-CDAT) / 2 "
Is required. That is, the control circuit 47 controls the selector 41 to select and pass the CDAT.
Also, by giving “1” as the shift signal SFT of the shifter 42, the shift down is performed by one bit and “2”
The function of dividing by is realized. Further, the carry signal CIN is activated. Thereby, the data CD
The AT is inverted by the EOR gate 43 and supplied to the B input of the adder 40.
【００７８】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「０．５」を選択する。これにより、加算器４０
のＡ入力には「０．５」が供給されることになる。On the other hand, the control circuit 47 controls the selector 44 to select “0.5”. Thereby, the adder 40
"0.5" is supplied to the A input.
【００７９】したがって、加算器４０では、「０．５＋
ＣＤＡＴ／２の反転＋１」、つまり「０．５−ＣＤＡＴ
／２」が実行され、出力される。この際、制御回路４７
は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力を通過さ
せるので、フィルタ係数ＳLとして「（１−ＣＤＡＴ）
／２」が算出される。Therefore, in the adder 40, “0.5+
Inversion of CDAT / 2 + 1 ", that is," 0.5-CDAT
/ 2 ”is executed and output. At this time, the control circuit 47
Since passing the output of the adder 40 controls the selector 46, "as the filter coefficient S L (1-CDAT)
/ 2 ”is calculated.
【００８０】以上のようにして算出されたフィルタ係数
α、β、１／κ、ＳH 又はＳL は、該フィルタ係数演算
回路２２から、デジタルフィルタ回路２３に送出される
（ステップＳ７）。[0080] filter coefficients calculated as above α, β, 1 / κ, S H or S L from the filter coefficient calculation circuit 22, is sent to the digital filter circuit 23 (step S7).
【００８１】これにより、デジタルフィルタ回路２３
は、所定のフィルタ特性を有するデジタルフィルタ装置
として機能し、所定の音色を有する楽音信号を発生する
ことになる。Thus, the digital filter circuit 23
Functions as a digital filter device having a predetermined filter characteristic, and generates a tone signal having a predetermined tone color.
【００８２】なお、上記実施例では、１／κの演算を行
なうために逆数発生器４５を使用しているが、カットオ
フ周波数の充分低い部分では、１／κはβで近似するこ
とができる。In the above embodiment, the reciprocal generator 45 is used to perform the calculation of 1 / κ. However, in a portion where the cutoff frequency is sufficiently low, 1 / κ can be approximated by β. .
【００８３】即ち、上記（１２）式において、 とすると、 κ＝１−Ｘ となる。That is, in the above equation (12), Then, κ = 1−X.
【００８４】さらに、 １−Ｘn ＝（１−Ｘ）（１＋Ｘ＋Ｘ2 ＋…＋Ｘn-1 ） であるから、Ｘが充分に小さい部分では、 と近似することができる。この近似をＸの一次の項まで
で打ち切れば となり、１／κをβで近似できることになる。Further, since 1−X n = (1−X) (1 + X + X 2 +... + X n−1 ), where X is sufficiently small, Can be approximated. If this approximation is truncated to the first order of X, Thus, 1 / κ can be approximated by β.
【００８５】このように、１／κをβで近似する場合
は、逆数発生器４５を使用することなく、フィルタ係数
演算回路を構成できる。このような構成によれば、フィ
ルタ係数演算回路が非常に簡単な構成となるという効果
がある。また、上記実施例では、１／Ｑをダウンシフト
によって実現しているが、これを演算（除算）によって
求めることでＱの連続的な制御が可能となる。As described above, when 1 / κ is approximated by β, a filter coefficient operation circuit can be configured without using the reciprocal generator 45. According to such a configuration, there is an effect that the filter coefficient calculation circuit has a very simple configuration. Further, in the above-described embodiment, 1 / Q is realized by downshifting, but by obtaining this by calculation (division), continuous control of Q becomes possible.
【００８６】次に、上記のデジタルフィルタ装置を適用
した電子楽器の一実施例について説明する。図１は、本
発明に係る電子楽器の全体的な構成を概略的に示すブロ
ック図である。Next, an embodiment of an electronic musical instrument to which the above digital filter device is applied will be described. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of an electronic musical instrument according to the present invention.
【００８７】図において、５０はキースイッチであり、
演奏者の押鍵・離鍵動作に連動して開閉するものであ
る。このキースイッチ５０の出力は、タッチセンサ５１
に供給されるようになっている。In the figure, reference numeral 50 denotes a key switch.
It opens and closes in conjunction with the player's key press and key release operations. The output of the key switch 50 is
It is supplied to.
【００８８】タッチセンサ５１は、押鍵の強さ（速さ）
を検出する周知のものである。このタッチセンサ５１の
出力が、タッチデータとしてＣＰＵ５３を介してトーン
ジェネレータ５５に供給される。The touch sensor 51 has a key depression strength (speed).
Is known. The output of the touch sensor 51 is supplied as touch data to the tone generator 55 via the CPU 53.
【００８９】５２はパネルスイッチであって、該電子楽
器を制御する各種スイッチ、例えばリズム選択スイッ
チ、音色選択スイッチ、音量選択スイッチや表示器等が
設けられている。Reference numeral 52 denotes a panel switch provided with various switches for controlling the electronic musical instrument, for example, a rhythm selection switch, a timbre selection switch, a volume selection switch, a display, and the like.
【００９０】５３は中央処理装置（ＣＰＵ）であり、メ
モリ５４に記憶されている制御プログラムに従って当該
電子楽器の各部を制御するものである。Reference numeral 53 denotes a central processing unit (CPU) which controls each section of the electronic musical instrument according to a control program stored in the memory 54.
【００９１】上記メモリ５４は、例えばリードオンリメ
モリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
とにより構成される。ＲＯＭには、上記制御プログラム
の他、演奏データ、音色データ、その他の種々の固定デ
ータが記憶される。ＲＡＭは、ＣＰＵ５３が使用するレ
ジスタ、フラグ等が定義されるとともに、ＣＰＵ５３の
ワーク領域として使用されるものである。The memory 54 includes, for example, a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM)
It is composed of The ROM stores performance data, tone color data, and various other fixed data in addition to the control program. The RAM defines registers and flags used by the CPU 53 and is used as a work area of the CPU 53.
【００９２】５５はトーンジェネレータであり、波形メ
モリ６０、フィルタ係数発生装置６１、デジタルコント
ロールフィルタ（ＤＣＦ）２３、デジタルコントロール
アンプ（ＤＣＡ）６３、デジタルコントロールオシレー
タ（ＤＣＯ）６４、デジタルエンベロープジェネレータ
（ＤＥＧ）６５及びデジタルエンベロープジェネレータ
（ＤＥＧ）６６により構成される。Reference numeral 55 denotes a tone generator, which is a waveform memory 60, a filter coefficient generator 61, a digital control filter (DCF) 23, a digital control amplifier (DCA) 63, a digital control oscillator (DCO) 64, and a digital envelope generator (DEG). 65 and a digital envelope generator (DEG) 66.
【００９３】波形メモリ６０には、各音色に対応した楽
音波形データが記憶される。この波形メモリ６０に記憶
された楽音波形データがデジタルコントロールフィルタ
２３でフィルタリングされて出力される。The waveform memory 60 stores tone waveform data corresponding to each tone color. The tone waveform data stored in the waveform memory 60 is filtered by the digital control filter 23 and output.
【００９４】フィルタ係数発生装置６１は、ＣＰＵ５３
及びデジタルエンベロープジェネレータ６６により制御
されるもので、上述したデジタルフィルタ装置の制御信
号発生回路２０、三角関数発生回路２１及びフィルタ係
数演算回路２２に対応するものである。The filter coefficient generator 61 includes a CPU 53
And is controlled by the digital envelope generator 66, and corresponds to the control signal generation circuit 20, the trigonometric function generation circuit 21, and the filter coefficient calculation circuit 22 of the digital filter device described above.
【００９５】上記デジタルエンベロープジェネレータ６
６は、カットオフ周波数を制御するために、音色、音
域、タッチに応じたエンベロープ信号を生成してフィル
タ係数発生装置６１に供給するものである。The digital envelope generator 6
Numeral 6 is for generating an envelope signal corresponding to a timbre, a tone range, and a touch in order to control a cutoff frequency and supplying the envelope signal to a filter coefficient generator 61.
【００９６】このフィルタ係数発生装置の構成及び動作
は、図４を参照して既に説明したので、ここでは説明を
省略する。このフィルタ係数発生回路６１が出力するフ
ィルタ係数α、β、１／κ、ＳH 又はＳL がデジタルコ
ントロールフィルタ２３に供給される。Since the configuration and operation of this filter coefficient generator have already been described with reference to FIG. 4, the description is omitted here. Filter coefficient output from the filter coefficient generating circuit 61 α, β, 1 / κ , S H or S L is supplied to the digital control filter 23.
【００９７】デジタルコントロールフィルタ２３（図４
のデジタルフィルタ回路２３に対応するものである）
は、上述したように、例えば図３に示したように構成さ
れる。このデジタルコントロールフィルタ２３は、フィ
ルタ係数発生装置６１からのフィルタ係数に応じて、波
形メモリ６０から読み出された楽音波形データをフィル
タリングし、デジタルコントロールアンプ６３に出力す
るものである。このデジタルコントロールフィルタ２３
の構成及び動作も既に説明したので、ここでは説明を省
略する。The digital control filter 23 (FIG. 4)
Corresponding to the digital filter circuit 23).
Is configured, for example, as shown in FIG. 3 as described above. The digital control filter 23 filters the tone waveform data read from the waveform memory 60 according to the filter coefficient from the filter coefficient generator 61 and outputs the filtered data to the digital control amplifier 63. This digital control filter 23
Has already been described, and the description is omitted here.
【００９８】デジタルコントロールアンプ６３は、デジ
タルコントロールフィルタ２３からの出力波形とデジタ
ルエンベロープジェネレータ６５の出力とを乗算するこ
とにより、振幅の制御を行なうものである。The digital control amplifier 63 controls the amplitude by multiplying the output waveform from the digital control filter 23 by the output of the digital envelope generator 65.
【００９９】デジタルエンベロープジェネレータ６５
は、ＣＰＵ５３からの制御により、デジタルコントロー
ルフィルタ２３が出力するデジタル楽音波形の振幅を制
御するエンベロープ信号を生成するものである。Digital envelope generator 65
Generates an envelope signal for controlling the amplitude of the digital musical tone waveform output from the digital control filter 23 under the control of the CPU 53.
【０１００】このデジタルコントロールアンプ６３が出
力するデジタル楽音信号が、トーンジェネレータ５５の
出力としてＤ／Ａ変換器５６に供給される。The digital tone signal output from the digital control amplifier 63 is supplied to the D / A converter 56 as the output of the tone generator 55.
【０１０１】Ｄ／Ａ変換器５６は、入力されたデジタル
楽音信号をアナログ楽音信号に変換するものである。こ
のＤ／Ａ変換器５６の出力は、サウンドシステム５７に
供給される。The D / A converter 56 converts an input digital tone signal into an analog tone signal. The output of the D / A converter 56 is supplied to a sound system 57.
【０１０２】サウンドシステム５７は、例えばスピーカ
により構成されるものである。サウンドシステム５７
は、電気信号を音響信号に変換する周知のものである。The sound system 57 is composed of, for example, a speaker. Sound system 57
Is a well-known device for converting an electric signal into an acoustic signal.
【０１０３】なお、上記タッチセンサ５１、パネルスイ
ッチ５２、ＣＰＵ５３、メモリ５４及びトーンジェネレ
ータ５５は、システムバス５８により相互に接続されて
いる。The touch sensor 51, panel switch 52, CPU 53, memory 54, and tone generator 55 are mutually connected by a system bus 58.
【０１０４】次に、上記のような構成において、本電子
楽器の動作を説明する。Next, the operation of the electronic musical instrument having the above configuration will be described.
【０１０５】キースイッチ５０がオンにされると、該キ
ースイッチ５０からの信号がタッチセンサ５１に伝えら
れ、タッチデータが生成される。このタッチデータは、
オンにされたキースイッチ５０のキーナンバとともにＣ
ＰＵ５３に送出される。When the key switch 50 is turned on, a signal from the key switch 50 is transmitted to the touch sensor 51, and touch data is generated. This touch data is
With the key number of the key switch 50 turned on, C
It is sent to PU53.
【０１０６】ＣＰＵ５３は、パネルスイッチ５２で指定
された音色、音量情報とともに、上記キーナンバ、タッ
チデータ等をトーンジェネレータ５５に送出する。The CPU 53 sends the key number, touch data and the like to the tone generator 55 together with the tone and volume information designated by the panel switch 52.
【０１０７】トーンジェネレータ５５は、指定された音
色に応じた楽音波形データを、デジタルコントロールオ
シレータ６４より出力されるアドレスに従って、波形メ
モリ６０から読み出し、デジタルコントロールフィルタ
２３に与える。The tone generator 55 reads out the tone waveform data corresponding to the designated tone color from the waveform memory 60 in accordance with the address output from the digital control oscillator 64, and supplies the read data to the digital control filter 23.
【０１０８】一方、指定された音色及びデジタルエンベ
ロープジェネレータ６６の出力に応じたフィルタ係数が
フィルタ係数発生装置６１により発生され、デジタルコ
ントロールフィルタ２３に与えられる。これにより、デ
ジタルコントロールフィルタ２３は所定のフィルタ特性
で楽音波形データをフィルタリングし、デジタルコント
ロールアンプ６３に送出する。そして、デジタルコント
ロールアンプ６３でデジタルエンベロープジネレータ６
５の出力に応じた増幅が行なわれ、Ｄ／Ａ変換器５６に
送出される。On the other hand, a filter coefficient corresponding to the designated timbre and the output of the digital envelope generator 66 is generated by the filter coefficient generator 61 and supplied to the digital control filter 23. As a result, the digital control filter 23 filters the tone waveform data with predetermined filter characteristics, and sends out the filtered data to the digital control amplifier 63. Then, the digital envelope amplifier 6 is controlled by the digital control amplifier 63.
The signal is amplified according to the output of No. 5 and sent to the D / A converter 56.
【０１０９】そして、Ｄ／Ａ変換器５６によりアナログ
信号に変換され、サウンドシステム５７から放音される
ことになる。Then, the signal is converted into an analog signal by the D / A converter 56 and is emitted from the sound system 57.
【０１１０】なお、上記実施例では、トーンジェネレー
タ５５の発音チャネル数には言及していないが、単一チ
ャネルであっても複数チャネルであっても適用できる。
複数チャネルの場合は、同一ハードウエアをチャネル数
分だけ備える構成であっても良いが、ハードウエアの節
減という観点から、時分割で動作する複数チャネルを構
成することが望ましい。Although the above embodiment does not mention the number of sounding channels of the tone generator 55, the present invention can be applied to a single channel or a plurality of channels.
In the case of a plurality of channels, the same hardware may be provided for the number of channels, but from the viewpoint of hardware saving, it is desirable to configure a plurality of channels that operate in a time-division manner.
【０１１１】複数チャネルで構成される場合は、上記フ
ィルタ係数に応じたフィルタ特性は、各チャネル単位で
制御される。In the case of a configuration including a plurality of channels, the filter characteristics corresponding to the above filter coefficients are controlled for each channel.
【０１１２】[0112]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、フィルタ係数を記憶するための膨大なメモリを必要
としないにも拘わらず、種々のフィルタ係数を発生して
連続的にデジタルフィルタ装置に与えることにより種々
の音色の楽音信号を発生することのできる電子楽器を提
供することができる。As described above in detail, according to the present invention, various filter coefficients are generated and a digital filter is continuously generated, although an enormous memory for storing the filter coefficients is not required. It is possible to provide an electronic musical instrument capable of generating musical tone signals of various timbres by providing the electronic musical instrument to the apparatus.
【図１】本発明の電子楽器の全体的な構成を概略的に示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of an electronic musical instrument of the present invention.
【図２】デジタルフィルタ回路の基本的構成を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating a basic configuration of a digital filter circuit.
【図３】本発明に適用するデジタルコントロールフィル
タの実施例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a digital control filter applied to the present invention.
【図４】本発明に適用するデジタルフィルタ装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a digital filter device applied to the present invention.
【図５】図４における三角関数発生回路の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a trigonometric function generation circuit in FIG. 4;
【図６】図４における三角関数発生回路の関数テーブル
の構成を示す図である。6 is a diagram showing a configuration of a function table of the trigonometric function generation circuit in FIG.
【図７】図４におけるフィルタ係数演算回路の構成を示
す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a filter coefficient operation circuit in FIG. 4;
【図８】本発明に適用するデジタルフィルタ装置の実施
例の動作を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the digital filter device applied to the present invention.
２０ 制御信号発生回路（制御信号発生手段） ２１ 三角関数発生回路（三角関数発生手段） ２２ フィルタ係数演算回路（フィルタ係数演算手段） ２３ デジタルコントロールフィルタ（デジタルフィル
タ手段） ３０ 関数テーブル記憶部（記憶手段） ６０ 波形メモリ（デジタル波形発生手段） ６１ フィルタ係数発生装置（フィルタ係数発生手段） ６３ デジタルコントロールアンプ（振幅制御手段） ６４ デジタルコントロールオシレータ（デジタル波形
発生手段） ６５ デジタルエンベロープジェネレータ（振幅制御手
段） ６６ デジタルエンベロープジェネレータ（フィルタ係
数発生手段） θ 第１のパラメータ Ｑ，Ｈ／Ｌ 第２のパラメータReference Signs List 20 control signal generation circuit (control signal generation means) 21 trigonometric function generation circuit (trigonometric function generation means) 22 filter coefficient calculation circuit (filter coefficient calculation means) 23 digital control filter (digital filter means) 30 function table storage section (storage means) 60) Waveform memory (digital waveform generating means) 61 Filter coefficient generator (filter coefficient generating means) 63 Digital control amplifier (amplitude controlling means) 64 Digital control oscillator (digital waveform generating means) 65 Digital envelope generator (amplitude controlling means) 66 Digital envelope generator (filter coefficient generating means) θ First parameter Q, H / L Second parameter
Claims (7)
定のフィルタ演算を施しフィルタリングされたデジタル
楽音信号を出力するためのデジタルフィルタ手段と、 該デジタルフィルタ手段のフィルタ特性を制御するため
の第１及び第２のパラメータを発生する制御信号発生手
段と、 三角関数値を記憶する記憶手段であって前記第１のパラ
メータの整数部の値に基づき三角関数値を発生するため
の三角関数記憶手段と、 該三角関数記憶手段から発生された前記三角関数値を前
記第１のパラメータの少数部の値に応じて補間する三角
関数補間手段と、 該三角関数補間手段からの補間された三角関数値および
前記第２のパラメータに基づきフィルタ係数を演算する
フィルタ係数演算手段と、を備え、 前記演算により前記フィルタ係数を時間的に変化させる
ことにより前記デジタルフィルタ手段のフィルタ特性を
変化させ楽音信号の音色を制御する、ことを特徴とする
デジタルフィルタ装置。1. Digital filter means for applying a predetermined filter operation to an input digital tone signal to output a filtered digital tone signal, and a first filter means for controlling filter characteristics of the digital filter means. A control signal generating means for generating a second parameter; and a storage means for storing a trigonometric function value, the trigonometric function storing means for generating a trigonometric function value based on a value of an integer part of the first parameter. Trigonometric function interpolation means for interpolating the trigonometric function value generated from the trigonometric function storage means according to the value of the decimal part of the first parameter; Filter coefficient calculating means for calculating a filter coefficient based on the second parameter; Controlling the tone color of a musical tone signal filter characteristics by changing the digital filter means by reduction, the digital filter device, characterized in that.
フィルタ手段のカットオフ周波数に対応するパラメータ
であることを特徴とする請求項１記載のデジタルフィル
タ装置。2. The digital filter device according to claim 1, wherein the first parameter is a parameter corresponding to a cutoff frequency of the digital filter.
フィルタ手段のフィルタ特性をハイパス、ローパス、バ
ンドパス特性とするためのパラメータであることを特徴
とする請求項１記載のデジタルフィルタ装置。3. The digital filter device according to claim 1, wherein the second parameter is a parameter for setting the filter characteristics of the digital filter means to high-pass, low-pass, and band-pass characteristics.
フィルタ手段のフィルタ特性のうちの共振特性を制御す
るためのパラメータであることを特徴とする請求項１記
載のデジタルフィルタ装置。4. The digital filter device according to claim 1, wherein said second parameter is a parameter for controlling a resonance characteristic among filter characteristics of said digital filter means.
なる三角関数値を記憶する記憶手段であることを特徴と
する請求項１記載のデジタルフィルタ装置。5. The digital filter device according to claim 1, wherein said trigonometric function storage means is a storage means for storing a trigonometric function value composed of a sine function.
で表したカットオフ周波数に対応し、該対数で表したカ
ットオフ周波数に対応する三角関数値を各アドレスに記
憶することを特徴とする請求項１記載のデジタルフィル
タ装置。6. An address of the trigonometric function storage means corresponds to a logarithmic cutoff frequency, and a trigonometric function value corresponding to the logarithmic cutoff frequency is stored in each address. Item 3. The digital filter device according to Item 1.
はカットオフ周波数、Ｆs はサンプリング周波数、Ｑ
は共振特性の制御パラメータ、であることを特徴とする
請求項１記載のデジタルフィルタ装置。Wherein said filter coefficients, α = -cos (2θ) β = 2-κ = 1-sin (2θ) / 2Q S H = [1 + cos (2θ)] / 2 S L = [1-cos ( 2θ)] / 2 κ = 1 + sin (2θ) / 2Q, where θ = π × fc / Fs, and fc
Is the cutoff frequency, Fs is the sampling frequency, Q
The digital filter device according to claim 1, wherein is a control parameter of a resonance characteristic.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25616897A JP3217739B2 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Digital filter device and digital filter method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25616897A JP3217739B2 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Digital filter device and digital filter method |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3210347A Division JP2779983B2 (en) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Electronic musical instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1097252A true JPH1097252A (en) | 1998-04-14 |
| JP3217739B2 JP3217739B2 (en) | 2001-10-15 |
Family
ID=17288860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25616897A Expired - Fee Related JP3217739B2 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Digital filter device and digital filter method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217739B2 (en) |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP25616897A patent/JP3217739B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3217739B2 (en) | 2001-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5270954A (en) | Filter device and electronic musical instrument using the filter device | |
| EP0218912B1 (en) | Special effects device for an electronic musical instrument | |
| JPH079588B2 (en) | Musical sound generator | |
| JP4076887B2 (en) | Vocoder device | |
| EP0454047A2 (en) | Tone generation apparatus | |
| JP2779983B2 (en) | Electronic musical instrument | |
| JPH03282498A (en) | Musical sound generating device | |
| JP2663496B2 (en) | Signal interpolator for musical tone signal generator | |
| JP3217739B2 (en) | Digital filter device and digital filter method | |
| JPS6227397B2 (en) | ||
| JPH0422519B2 (en) | ||
| JPH0131638B2 (en) | ||
| JP2623943B2 (en) | A resonance effect device for musical sound signals. | |
| JP3538908B2 (en) | Electronic musical instrument | |
| JP2596154B2 (en) | Musical sound wave generating apparatus and musical sound wave generating method | |
| JPH05249954A (en) | Effect giving device | |
| JPH0243196B2 (en) | ||
| JP2990897B2 (en) | Sound source device | |
| JPS61110199A (en) | Musical sound signal generator | |
| JP2555732B2 (en) | Music signal synthesis method | |
| JP3085801B2 (en) | Modulation signal generator | |
| JPH08123410A (en) | Sound effect adding device of electronic musical instrument | |
| JPH0519768A (en) | Musical tone synthesis device | |
| JPH0863154A (en) | Electronic musical instrument having localized movement feeling reproducing function | |
| JPH0640267B2 (en) | Digital filter device for tone signals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070803 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080803 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090803 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |