JPS6132896A - 電子楽器の周波数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、楽音の周波数をノイズによって変調制御す
る電子楽器の周波数制御方式に関する。

〔従来技術〕

従来、発生楽音の周波数をノイズによって変調する方法
としては、疑似ランダムパルス発生回路を用い、この疑
似ランダムパルス発生回路から出力するホワイトノイズ
をフィルタに通すことにより、押鍵位置や、押鍵後の時
間変−化に伴ない音程窓の変化するノイズによって楽音
の周波数を変調させる方法がある。また、ＦＭ変調方式
を用い、帰還のかかった変調波形によって楽音波形の周
波数を変調させることにより、変調波形及び楽音波形の
時間的音量変化に伴い音程窓の変化するノイズによって
楽音の周波数を変調させる方法がある。

〔従来技術の問題点〕

前者の方法では、ＶＣＯ（電圧制御型発振器）、ＶＣＦ
　（電圧制御型フィルタ）、ＤＣＦ　（デジタル制御型
フィルタ）等が必要である為、アナログシンセ及びＤＣ
Ｆを備えたデイジタルシンセ以外には使用不可能である
。又、後者の方法では、構成が複雑であるという問題点
がある。

ランダム信号を加減算し、この加減算された値に基づて
い発生した周波数情報を用いることにより、簡単な構成
にて押鍵位置や、押鍵後の時間変化に伴ない音程感の変
化するノイズにより楽音の周波数を変調させる電子楽器
の周波数制御方式を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明の要点は、音高に応じたキーコードを発生するキ
ーコード発生手段と、ランダム信号を発生するランダム
信号発生手段と、上記キーコード発生手段が発生するキ
ーコードの所定ビットに対し、上記ランダム信号発生手
段が発生するランダム信号を加減算する加減算手段と、
この加減算手段の出力に基づいて周波数情報を発生する
周波数情報発生手段と、この周波数情報発生手段が発生
する周波数情報に基づき対応する音高の楽音信号を発生
する楽音信号発生手段とからなる電子楽器の周波数制御
方式にある。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に従って説明する。第
１図は、そのブロック回路図であり、図中１は鍵盤であ
り、白鍵、黒鍵が所定の配列で配置されている。夫々の
鍵には２進の音高コード（以下キーコードと称する）が
割当てられていて、そのキーコードは周波数データ発生
部４に与えられる。なお、本実施例におけるキーコード
は、白鍵、黒鍵を表現するような半音を単位とする第１
の２進コードと、半音以下のセント比例する第２の２進
コードからなり、鍵盤１からは、その第１の２進コード
と第２の２進コードからなるキーコードが発生する。な
お、第２の２進コードをオールゼロとした第１の２進コ
ードのみのキーコードをこの鍵盤１が発生するようにし
てもよい。

即ち、第２図はそのようなキーコードを示すもので、Ａ
６〜ＡＩ、の各ビットが上位のキーコードであり、上記
第１の２進コードを表現する。そして、Ａｏ−Ａ、の各
ビットが下位のキーコードであり上記第２の２進コード
を表現する。例えば、いまＡ４（４４０Ｈｚ）のキーコ
ードを仮に１００００００００００００とすると、夫々
各音階に対応して第３図のようなキーコード群が得られ
る。勿論、音階とキーコードの関係は、第２図に示すセ
ント比例の関係を満足するものであれば、どのようにで
も変更し得る。なお、第２図のバイナリ実データについ
ては後述する。

このようなキーコードのほかに鍵盤１からは周波数エン
ベロープ用キーコード発生部２に対しトリガー信号を与
え、例えば発音の開始時に、発生楽音の周波数にゆらぎ
をもたせること、あるいは例えばアタック、ディケイ、
サスティン、リリースなどの各位相（フェーズ）をもっ
たエンベロープ信号を発生して、楽音周波数に時間的変
化をもたらすようにしてもよい。この周波数エンベロー
プ用キーコード発生部２からも、第２図に示したような
セント比例する。つまり１．５６２５セントを単位とす
る音高コード（以下これもキーコードと称する。）が発
生される。勿論、上位ビット側Ａ、〜Ａ１２の２進コー
ドはオール０として、下位ビット側Ａ、−Ａ、の２進コ
ードのみから構成されるキーコードを発生するようにし
てもよい。

第１図中符号３はビブラート用キーコード発生部３であ
り、正弦波あるいは三角波的に変化するビブラート用の
音高コード（以下とれもキーコードと称する。）を発生
するもので、このキーコードも、半音を単位とする第３
の２進コードと、それより下で所定セントを単位とする
、いま第２の２進コードと同じ形式の第４の２進コード
を発生する。

なお、本実施例では、ビブラート用キーコードを発生す
るのみであるが、ポルタメント、グリッサンド、チュー
ニングなどによる周波数変調用のキーコードを発生する
ようにしてもよく、これを周波数データ発生部４に与え
るようにしてもよい。

第１図中符号５はランダムパルス発生部５であり、１ビ
ツトのランダムパルスを発生する。このランダムパルス
発生部５は、第４図に示す如く、２５ビツトでなるシフ
トレジスタ６の出力端子Ｑｔ＜からの出力信号が排他的
オアゲート７−の一端に入力する。又、出力端子Ｑ２か
らの出力信号は、上記排他的オアゲート７の他端に入力
すると共に、ランダムパルス発生部５の出力信号となる
。又、上記排他的オアゲート７の出力は、上記シフトレ
ジスタ６０入力端子ＩＮに入力している。

そして、鍵盤１、上記周波数エンペμｍグ用キ生部５か
ら発生するランダム信号は、周波数データ発生部４のＡ
−Ｄ入力端に与えられ、周波数比例する周波数データを
発生する。

第５図は、周波数データ発生部４の詳細を示すもので、
第５図中符号４１はバイナリ加減算器であり、Ａ入力端
から与えられるキーコードと、Ｂ入力端から与えられる
周波数エンベロープ用キーコードと、Ｃ入力端から与え
られるビブラート用キーコードと、Ｄ入力端から与えら
れるランダムパルスとを加算（または必要に応じてキー
コードから周波数エンベロープ用キーコード、ビブラー
ト用キーコード、ランダムパルスを減算）シ、そのキー
コード出力のうち半音を単位とする第５の２進コード（
Ａｓ−Ａ１．）が半音毎の周波数情報ＲＯＭ４２に印加
されて、周波数情報を出力する。

この周波数情報は、周波数に比例するもので、中音間で
２＋２　（＝　２厩＝１．０５９４６３０９４）の比を
もつものである。なお、この半音毎の周波数情報ＲＯＭ
５２は、全音域の周波数情報を記憶してお　　　　゛い
てもよいが、特定オクターブの１２音階に相当する周波
数情報をＲＯＭに記憶しておき、それを発生するオクタ
ーブに応じてシフト処理することによって全音域の各音
階の周波数情報を得てもよい。その場合は、キーコード
のうち第５の２進コードから音階とオクターブに対応す
るコードな得て、音階コードに応じて読み出した周波数
情報をこのオクターブコードに従ったビット数分だけシ
フト制御する。つまり、１オクタ一ブ間の周波数比は２
　（＝　２１２００’）であることから、そのような処
理を行えばよいことになる。

また、上記キーコード出力のうち半音より下のセント比
例する第６の２進コード（Ａｏ　＝Ａｓ　）は変換部４
３に供給される。この変換部４３は、第６の２進コード
で表現されるセントデータを、バイナリ実データに変換
するもので、具体的には、第２図最右欄に示すようにな
る。即ち、第６の２進コード（Ａｏ〜Ａ４）は、ｏｏｏ
ｏｏｏから１１１１１１まで、つまり０セントから９８
．４３７５（＝５０＋２５＋１２．５＋６．２５＋３．
１２５＋１．５６２５）セントまで変化し、それに応じ
て、第２表のようにバイナリ実データへ変換するのがこ
の変換部４３の機能である。

第２表 このような変換部４３としては、第６図に示すようにＲ
ＯＭで構成することができる。この第６図では、上記第
６の２進コード（ＡＯ〜Ａ１１）がアドレス信号となっ
て、ＲＯＭ４３からそれに相当するバイナリ実データを
出力するようにする。

即ち、この例においては、第２表に示したバイナリ実デ
ータと比べて、例えば第６の２進コ一ド八〇〜人、がオ
ール″１”のとき、バイナリ実データの下位６ビツトが
１１１１００となるという若干の誤差がある。しかし、
このような若干の誤差は実用上問題はない。このように
構成することでより回路規模の縮減をはかることができ
る。

このような変換部４３の出力は、補間部４４に上記半音
毎の周波数情報ＲＯＭ４２の出力とともに与えられる。

この補間部４４は、半音以下の周波数情報を得るもので
、一般的には、乗算器で構成でき、半音毎の周波数情報
ＲＯＭ４２かち送出される周波数情報に、変換部４３か
ら送出されるバイナリ実データを乗算することで、発音
すべき楽音の周波数データを得る。

この周波数データは、第１図に示す位相角計算回路８に
送出される。そして、この−位相角計算回路８の出力は
波形発生部９のＮ入力端に与えられるほか、自身の入力
端にも帰還される。即ち、この位相角計算回路８は、周
波数データ発生部４から出力される周波数データを、固
定クロック信号の発生の都度累算し、その累算出力が、
波形の位相を指定するようになる。

この波形発生部９は、特願昭５７−２２１２６６号に開
示した如き回路構成をとるもので、変調信号で指定され
る位相の前後で波形のアドレスの歩進速度を変更させ、
正弦波などの波形を意図的に歪ませて高調波成分を含む
波形信号を出力するようにしたものであり、内部にはそ
のようなアドレス信号を得る演算回路、正弦波などの波
形ＲＯＭなどがあり、その出力はＯ出力端からエンベロ
ープ乗算部１０に送出される。

このエンベロープ乗算部１０にはエンベロープ制御信号
発生部１１より出力する音量エンベロープを指定する信
号が更に与えられる。なお、このエンベロープ制御信号
発生部１１には鍵盤１よりトリガー信号が出力して供給
され、上述した信号を出力する。

そして、エンベロープ乗算部１０では、波形発生部９か
ら出力する波形信号と、エンベロープ制御信号発生部１
１から出力する音量エンベロープ制御信号と乗算し、し
かる後にＤ／Ａ変換器にてアナログ信号に変換し、適宜
増幅して音響信号とする。

次に、本実施例の動作を説明する。

例えば、鍵盤ｌでは音階Ａ４の鍵が操作されると、キー
コードｒｌｏｏ００００００００００Ｊが出力し、周波
数データ発生部４のＡ入力端に与えられる。

また、ランダムパルス発生部５からは、ランダムパルス
が発生する。このランダムパルスは、キーコードを示す
Ａ０〜ＡＨのビットのうちＡ、　、Ａ、ビットに加えら
れる。

その結果、周波数データ発生部４内のバイナリ加減算器
４１からは、上記音階へ４・のキーコードと、ランダム
パルスとが加算されたキーコードが得られる。

つまり、Ａ、＋２５０セントの音高音を指定するキーコ
ード、即ち、音階Ｂ４に相当する上位の２進コードと、
５０セントの下位の２進コードに変化するキーコードが
ランダムにバイナリ加減算器４工から得られ、その結果
、半音毎の周波数情報ＲＯＭ４２から出力される周波数
情報を、変換部４３より出力するバイナリ実データで補
間（修正）して当該音高音の周波数データを得るように
なる。

その結果、周波数データ発生部４から出力する周波数デ
ータは、ランダムに変化するものとなり、その結果波形
発生部９より出力する波形信号は、ノイズ付加がなされ
たものとなる。ここで、他の鍵を押すと、音高に応じて
ランダムパルスによるキーコードの変調度合が変化する
。高音部の鍵を弾く程、高い音程窓１音部の鍵を弾く程
、低い音程感のノイズによって楽音周波数が変調された
楽音を得ることが可能となるのである。従って、押鍵位
置によって音程感の変化するノイズによって楽音周波数
が変調された楽音が得られる。

更に、周波数エンベロープ用キーコード発生部２から出
力する周波数エンベロープ用キーコードを、バイナリ加
減算器４１に加算すれば、楽音周波数の押鍵後の時間的
変化に伴って、音程感が変化するノイズによって楽音周
波数が変調された楽音を得ることが可能となる。

なお、上記実施例では、周波数データ発生部４から出力
する周波数データを累算することにより波形のアドレス
信号を得るようにしたが、そのほか、この周波数データ
をプリセットしこの周波数データから所定値を減算する
ことにより所定条件に達する都度波形のアドレスを歩進
するアドレス信号を得るようにしてもよい。

また、上記実施例では、キーコードを１３ビツト構成と
したが、周波数精度に応じてそのビット数は変更するこ
とができる。

更に、上記実施例では、ランダムパルス発生部５からの
ランダムパルスを、キーコードを示すん〜Ａ、２のビッ
トのうちＡ、　、　Ａ、、ビットに加えたが、これに限
定されず、例えばＡＩＨビットの様に１ビツトのみに加
えてもよい。ここで、ランダムパルスのキーコードに対
する重み付けが大きい程、変調度合いは深くなり、逆に
重み付けが小さい程、変調度合いは浅くなる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、キーコードの所定ビッ
トに対し、ランダム信号を加減算し、この加減算された
値に基づいて発生した周波数情報を用いることにより楽
音を発生する電子楽器の周波数制御方式を提供したから
、簡単な構成にて押鍵位置や、押鍵後の時間変化に伴な
い音程感の変化するノイズの付加された楽音を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック回路図、第２図は、
この実施例で使用するキーコードを説明するための［ス
、第３図は各音階とキーコードとの関係を説明するため
の図、第４図は第１図のランダムパルス発生部５の具体
的回路図、第５図は、第１図の周波数データ発生部４の
詳細回路図、第６図は、第５図の変換部５３０回路例を
示す図である。 １・・・鍵盤、４・・・周波数データ発生部、５・・・
ランダムパルス発生部、６・・・シフトレジスタ、４１
・・・バイナリ加減算器。 芋３目 茅４し 茅６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音高に応じたキーコードを発生するキーコード発生手段
   と、ランダム信号を発生するランダム信号発生手段と、
   上記キーコード発生手段が発生するキーコードの所定ビ
   ットに対し、上記ランダム信号発生手段が発生するラン
   ダム信号を加減算する加減算手段と、この加減算手段の
   出力に基づいて周波数情報を発生する周波数情報発生手
   段と、この周波数情報発生手段が発生する周波数情報に
   基づき対応する音高の楽音信号を発生する楽音信号発生
   手段とからなる電子楽器の周波数制御方式。