JPS6140118B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、基本波（基音）およびその高調波
（倍音）の各成分をそれぞれ対応する振幅係数に
より振幅設定した後、それらを合成することによ
り楽音を形成する高調波合成方式の電子楽器に関
し、特に簡単な構成で上記各成分に対する振幅係
数を発生し得るようにした電子楽器に関するもの
である。 Ａ 従来技術とその欠点 デイジタル技術を利用した高調波合成方式の電
子楽器としては、特公昭53−12172号公報に開示
されているものが代表的であるが、この電子楽器
においては、所望の音色のフオルマントエンベロ
ープ（スペクトルエンベロープ）における各高調
波成分（周波数成分）の振幅レベルを各高調波毎
にそのままメモリに記憶しておき、この記憶され
ている振幅レベルを表わすデータを振幅係数とし
てそれぞれ対応する高調波成分の振幅設定を行な
うようにしているため、メモリに記憶する情報量
が多くなり大容量のメモリが必要となる。しか
も、このような各高調波成分毎の振幅レベルの記
憶は各音色毎に行なう必要があるので、電子楽器
において発生可能な音色の数が多くなればなる
程、全体としてのメモリ容量が大型化してしまう
という欠点を有している。 このことは、電子楽器において発生される楽音
の音色を自然楽器音のように時間的に変化させよ
うとする場合についても同様である。すなわち、
音色を時間的に変化させることは、時間経過の各
時点毎にその時の音色に対応して各高調波成分の
振幅レベルを記憶しておかなければならず、やは
り大容量のメモリが必要となつてしまう。 Ｂ この発明の目的と概要説明 この発明は、上述した従来の電子楽器の欠点に
鑑みなされたもので、その目的とするところは簡
単な構成で各高調波成分に対する振幅係数を発生
できるようにした電子楽器を供給することにあ
る。 このためにこの発明においては、高調波成分の
隣接する次数または周波数相互間における振幅レ
ベル差情報を各高調波成分に対応して繰返し累算
し、その累算過程で得られる各累算値を振幅係数
として用いるようにしている。このようにすれ
ば、振幅係数を発生させるためのメモリを小容量
化することができる。すなわち、一般に自然楽器
等の楽音のフオルマントエンベロープは、隣り合
う高調波成分（周波数）の間で急激に変化するこ
とはなく、滑らかに変化しており、隣り合う高調
波成分の振幅レベル差はそれ程大きくはない。従
つて、従来のように各高調波成分の振幅レベルを
それぞれそのまま直接記憶するよりも、隣接する
高調波成分の振幅レベル差を記憶するようにした
方が記憶する情報量が少なくなるため、メモリ容
量が小さくてすみ、振幅係数発生のための構成が
簡単になる。 また、この発明においては、上述の振幅レベル
差情報の累算演算により振幅係数を発生するにつ
き、より複雑なフオルマントエンベロープに対応
して各振幅係数を発生できるようにするために、
上述の累算演算の途中において累算すべき振幅レ
ベル差情報を切換え変更するようにしている。 すなわち、各高調波成分の次数または周波数を
示す高調波ナンバ情報を発生する高調波ナンバ情
報発生手段と、所定の次数または周波数を示す基
準高調波ナンバ情報を発生する基準高調波ナンバ
情報発生手段と、上記各成分の隣接する次数相互
間または周波数相互間における振幅レベル差情報
を発生する複数の振幅レベル差情報発生手段と、
上記高調波ナンバ情報発生手段から発生される上
記各成分に関する高調波ナンバ情報と上記基準高
調波ナンバ情報発生手段から発生される基準高調
波ナンバとをそれぞれ比較する比較手段と、上記
比較手段の比較出力に基づいて上記複数の振幅レ
ベル差情報発生手段から発生される振幅レベル差
情報の１つを選択して出力する選択出力手段とを
設け、上記選択出力手段から選択出力される振幅
レベル情報を累算手段により繰返し累算するよう
にしている。 なお、この発明において、楽音の音色を時間的
に変化させるようにするためには、前記基準高調
波ナンバ情報および前記振幅レベル差情報を適宜
時間変化させるようにすればよい。このようにす
れば、高調波成分の数よりはるかに少ない情報を
時間変化させるだけでよいので、構成が非常に簡
単となる。 原理説明 まず、この発明の原理的特徴について説明す
る。この発明による電子楽器の特徴を簡単に説明
すれば、一次関係ｆ（ｘ）の変数ｘを適宜切換え
て得た値を各高調波成分に対応する振幅係数ｆ
（ｘ）としていることである。例えば、可動フオ
ルマント特性の楽音を発生させるにつき、第１図
に示すような折れ線状の特性を有する振幅係数ｆ
（ｘ）を得たい場合、振幅係数ｆ（ｘ）の第１の
変化点に対応する基準次数数値b₁で示される高調
波成分に至るまでは、この基準次数数値b₁に至る
までの各高調波成分相互間の振幅レベル差a₁に対
応してｆ（ｘ）の変数ｘをｘ＝a₁とし、この変数
ｘ＝a₁を順次加算する。これによつて、基準次数
数値b₁に至るまでの各高調波次数に対する振幅係
数ｆ（ｘ）が求められる。次に、振幅係数ｆ
（ｘ）の第２の変化点に対応する基準次数数値b₂
で示される高調波次数に至るまでは、この基準次
数数値b₂に至るまでの間における各高調波成分相
互間の振幅レベル差−a₂に対応してｆ（ｘ）の変
数ｘをｘ＝−a₂とし、この変数ｘ＝−a₂をb₁で示
される高調波次数における振幅係数ｆ（ｘ）に順
次加算する。これによつて、基準次数数値b₂に至
るまでの各高調波成分に対する振幅係数ｆ（ｘ）
が求められる。次の第Ｗ次高調波に至るまでも同
様にして、一次関係ｆ（ｘ）の変数ｘをｘ＝−a₃
とすることにより各高調波成分に対する振幅係数
ｆ（ｘ）が求められる。従つて、このような原理
によれば、一次関係ｆ（ｘ）の変数ｘ（a₁，−
a₂，−a₃）および切換え点に対応する基準次数数値
b₁，b₂を適宜設定することにより各高調波に対す
る所望の振幅係数が簡単に求められる。なお、変
数ｘおよび基準次数数値b₁，b₂を時間変化させる
ことにより、複雑に時間変化する振幅係数を得る
ことができる。 なお、固定フオルマント特性の楽音に対する振
幅係数ｆ（ｘ）を発生させる場合、第２図に示す
ように、振幅係数ｆ（ｘ）を各高調波の周波数
nR（ｎ：次数ナンバ、Ｒ：周波数ナンバ）毎に
設定すればよいわけであるから、変数ｘの切換え
周波数を示す数値b₁，b₂を基準周波数数値として
設定すればよい。 Ｃ この発明の構成および動作説明 (1) この発明の構成説明 第３図はこの発明による電子楽器の一実施例を
示すブロツク図である。同図において、１は鍵盤
部に設けられたキースイツチ回路であつて、鍵盤
部の各鍵に対応したキースイツチを有し、ある鍵
が押鍵されると対応するキースイツチが動作し、
その出力に論理“１”の信号を出力すると共に、
いずれかの鍵が押鍵されたことを示すキーオン信
号KONを出力する。２はキースイツチ回路１か
ら出力されるキーオン信号KONの立上りでトリ
ガされ幅の狭いキーオンパルスKONPを出力する
ワンシヨツト回路、３は各アドレスに各鍵の音高
に対応した周波数ナンバＲを記憶している周波数
ナンバメモリであつて、この周波数ナンバメモリ
３はキースイツチ回路１の出力によつてアドレス
されてその出力から押下鍵音高に対応した周波数
ナンバＲが読み出される。４は一定周期のクロツ
クパルスtcを出力するクロツク発振器、５はクロ
ツクパルスtcをカウントしてその出力から各高調
波（基本波は第１高調波に相当する）の次数に対
応する高調波計算タイミング信号tc₁〜tcw（ｗ：
１サンプル点において合成しようとする高調波の
総数）を出力するカウンタ、６は高調波計算タイ
ミング信号tcwを一定時間だけ遅延してその出力
を計算区間タイミング信号txとして出力する遅延
回路、７はクロツクパルスtcをカウントしてその
出力から各高調波の次数を示す次数ナンバｎを出
力するモジユロ（法）ｗのカウンタ、８はカウン
タ７から出力される次数ナンバｎと周波数ナンバ
メモリ３から出力される周波数ナンバＲとを乗算
してその乗算値nRを各高調波の周波数を示す高
調波周波数ナンバnRとして出力する乗算器（高
調波ナンバ情報発生手段）、９は周波数ナンバメ
モリ３から出力される周波数ナンバＲを所定速度
で演算して対数化した各高調波の正弦振幅値log
sinπ／ｗnqRを順次時分割的に発生する高調波成分 発生回路であつて、遅延回路６から出力される計
算区間タイミング信号txの発生毎にゲート９ａを
介して入力される周波数ナンバＲを累算して楽音
波形振幅の計算すべきサンプル点を指定する累算
値qR（ｑ＝１，２，３……）を出力する音程区
間加算器９ｂと、この累算値qRをクロツクパル
スtcの発生毎に通過させて出力するゲート９ｃ
と、ゲート９ｃからクロツクパルスtcの発生毎に
入力される累算値qRを順次累算して各サンプル
点における第ｎ次（ｎ：１，２，……ｗ）高調波
の位相を示す累算値nqRを形成する高調波区間加
算器９ｄと、累算値nqRをメモリアドレスデコー
ダ９ｅにおいてデコードし、このデコード出力に
よつて各アドレスに対数化されて記憶されている
正弦波形１周期の各サンプル点振幅値のうち該累
算値nqRに対応するサンプル点振幅値が各高調波
の正弦振幅値log sinπ／ｗnqRとして読み出される 正弦関係メモリ９ｆとを備えている。１０および
１１は各高調波振幅係数を設定する上で基準とな
る基準高調波周波数ナンバnRを示す数値b₁，b₂
を時間的に変化させて時間的に変化する基準周波
数情報b₁（ｔ），b₂（ｔ）として出力する第１、
第２の基準周波数情報発生器（基準高調波ナンバ
発生手段）であつて、該第１、第２の発生器１
０，１１は第１の発生器１０を第４図に代表して
詳細に示すように、周波数可変型の低周波パルス
発振器１０ａと、上記数値b₁（デイジタル値）を
複数組記憶している第１の基準周波数情報メモリ
１０ｂと、キーオンパルスKONPでリセツトされ
た後アンドゲート１０ｃを介して入力される低周
波パルスをカウントとし、そのカウント値を第１
の基準周波数情報メモリ１０ｂにアドレス信号と
して供給するカウント１０ｄと、カウント１０ｄ
のカウント値が最大値になるとその最大値出力信
号Ｍを反転してアンドゲート１０ｃに禁止信号と
して出力するインバータ１０ｅとから構成されて
いる。従つて、鍵操作によつてキーオンパルス
KONPがワンシヨツト回路２から出力されると、
カウンタ１０ｄはキーオンパルスKONPによつて
リセツトされた後、低周波パルス発振器１０ａか
ら出力されている低周波パルスを順次カウントし
始め、そのカウント値をアドレス信号として第１
の基準周波数情報メモリ１０ｂに出力する。する
と、第１の基準周波数情報メモリ１０ｂからは各
アドレスに記憶されている数値b₁がアドレス信号
の変化毎にb₁（t₁），b₁（t₂）……という具合に時
間的に変化する基準周波数情報b₁（ｔ）として読
み出される。そして、カウンタ１０ｄのカウント
値が最大値に達すると、アンドゲート１０ｃが不
導通となりカウンタ１０ｄはカウント動作を停止
する。この場合、低周波パルス発振器１０ａの低
周波パルス信号周期は前述したクロツクパルスtc
よりもはるかに長く設定してある。なお、第２の
基準周波数情報発生器１１は、基準周波数情報メ
モリ１０ｂに記憶する数値b₁がb₂に代わるだけで
ハード的な構成は同一であり、この場合、数値b₁
とb₂との関係はb₁＜b₂となるように設定してあ
る。１２は乗算器８から出力される高調波周波数
ナンバnRと第１の基準周波数情報発生器１０か
ら出力される基準周波数情報b₁（ｔ）とを比較
し、nR＞b₁（ｔ）の条件で論理“１”の比較出
力Ｓ１を出力する第１の比較器、１３は高調波周
波数ナンバnRと第２の基準周波数情報発生器１
１から出力される基準周波数情報b₂（ｔ）とを比
較し、nR＞b₂（ｔ）の条件で論理“１”の比較
出力Ｓ２を出力する第２の比較器であつて、これ
ら第１、第２の比較器１２，１３の比較出力Ｓ
１，Ｓ２を整理すると、次の第１表に示すような
ものとなる。

【表】 １４，１５，１６は高調波周波数成分間の振幅
レベル差を示す数値a₁，a₂，a₃を時間的に変化さ
せて振幅レベル差情報a₁（ｔ），a₂（ｔ），a₃
（ｔ）としてそれぞれ出力する振幅レベル差情報
発生器であつて、そのハード的な構成は前述した
第１の基準周波数情報発生器１０と同一であり、
相違点はメモリの記憶内容が数値b₁に代えて数値
a₁，a₂，a₃となつていることと、低周波パルス発
振器１０ａの発振周期がそれぞれτa₁，τa₂，τ
a₃となつていることである。 １７は振幅レベル差情報発生器１４，１５，１
６から出力される振幅レベル差情報a₁（ｔ），a₂
（ｔ），a₃（ｔ）の１つを第１および第２の比較器
１２，１３の比較出力Ｓ１，Ｓ２に基づいて次の
第２表のセレクト条件に従つて選択し、その選択
出力を隣接する高調波周波数成分相互間の振幅レ
ベル差を示す振幅レベル差情報f′（ｘ）として出
力するセレクタ（選択出力手段）である。

【表】 従つて、例えば時刻t₁において基準周波数情報
b₁（ｔ），b₂（ｔ）がb₁（t₁），b₂（t₁）となつてい
る時、高調波周波数ナンバnRが変化すると、こ
のセレクタ１７からは次の第３表で示すような振
幅レベル差情報f′（ｘ）が出力される。

【表】 １８は発生すべき楽音の基本成分（第１高調
波）に対する振幅レベル情報Ｃを時間的に変化さ
せて基準振幅レベル情報Ｃ（ｔ）として出力する
基準振幅レベル情報発生器であつて、そのハード
的な構成は前述した第１の基準周波数情報発生器
１０と同一であり、相違点はメモリの記憶内容が
数値b₁に代えて数値Ｃとなつていることと、低周
波パルス発振器の発振周期がτｃとなつているこ
とである。 １９はカウンタ５から出力される高調波計算タ
イミング信号tc₁（第１高調波成分を計算するタ
イミングを示す信号）が論理“１”のとき、Ａ側
入力に入力されている基準振幅レベル情報Ｃ
（ｔ）をセレクトし、計算タイミング信号tc₁が論
理“０”のとき、すなわち高調波計算タイミング
信号tc₂〜tcwにおいてはＢ側入力に入力されてい
る振幅レベル差情報f′（ｘ）をセレクトして出力
するセレクタ、２０はセレクタ１９から高調波計
算タイミング信号tc₁の発生時に入力される基準
振幅レベル情報Ｃ（ｔ）を初期値として、続く高
調波計算タイミング信号tc₂〜tcwの発生区間にお
いてセレクタ１９から入力される振幅レベル差情
報f′（ｘ）をクロツクパルスtcの発生毎に累算
し、その累算値

【式】を高 調波成分発生回路９から発生される各高調波の正
弦振幅値log sinπ／ｗnqRに対し振幅値設定を行う ための振幅係数として出力する累算器であつて、
累算値ｆ（ｘ）を格納するレジスタ２０ａと、ゲ
ート２０ｂを介して入力される累算値ｆ（ｘ）と
セレクタ１９の出力を加算する加算器２０ｃと、
高調波計算タイミング信号tc₁を反転してその反
転信号をゲート２０ｂにゲート制御信号として出
力するインバータ２０ｄとからなり、高調波計算
タイミング信号tc₁の発生時にはゲート２０ｂは
不導通となつて加算器２０ｃにおいてはセレクタ
１９から出力される基準振幅レベル情報Ｃ（ｔ）
のみが加算入力となり、該情報Ｃ（ｔ）がクロツ
クパルスtcでレジスタ２０ａに格納される。そし
て、続く高調波計算タイミング信号tc₂の発生時
にはゲート２０ｂは開状態となり、またセレクタ
１９はセレクタ１７から出力されている振幅レベ
ル差情報f′（ｘ）をセレクトして加算器２０ｃの
Ｂ側入力に入力する。従つて、高調波計算タイミ
ング信号tc₂においては、レジスタ２０ａに格納
された基準振幅レベル情報Ｃ（ｔ）と振幅レベル
差情報f′（ｘ）とが加算器２０ｃにおいて加算さ
れ、その加算値「Ｃ（ｔ）＋f′（ｘ）」がレジスタ
２０ａに格納される。そして、続く高調波計算タ
イミング信号tc₃の発生時にはレジスタ２０ａに
格納されている累算値ｆ（ｘ）＝Ｃ（ｔ）＋
f′（ｘ）とセレクタ１９から出力されている振幅
レベル差情報f′（ｘ）とが加算器２０ｃにおいて
加算され、その加算値「Ｃ（ｔ）＋f′（ｘ）」＋
「f′（ｘ）」がレジスタ２０ａに累算値ｆ（ｘ）と
して格納される。したがつて、累算値ｆ（ｘ）
は、ｆ（ｘ）＝Ｃ（ｔ）＋２・f′（ｘ）となる。こ
のような累算動作が高調波計算タイミング信号
tc₂〜tcwの発生毎に行なわれる結果、高調波計算
タイミング信号tcwにおいてはレジスタ２０ａの
累算値ｆ（ｘ）は、

【式】 となる。 ２１は高調波成分発生回路９から出力される各
高調波の正弦振幅値log sinπ／ｗnqRと上記累算器 ２０から出力される振幅係数ｆ（ｘ）とを加算処
理して各高調波成分の振幅値Fn＝log sinπ／ｗnqR ＋ｆ（ｘ）を出力する高調波振幅加算器、２２は
高調波振幅加算器２１から出力される振幅値Fn
を自然数に変換する対数−自然数変換器である。
この場合、振幅値Fnは対数値log sinπ／ｗnqRと自 然数ｆ（ｘ）の加算処理で得るようにしている
が、これはフオルマントエンベロープが不自然に
なるのを防ぐためである。つまり、振幅値Fn
は、 Fn＝log sinπ／ｗnqR＋ｆ（ｘ） ＝log sinπ／ｗnqR＋log〔exp・ｆ（ｘ）〕 となり、この振幅値Fnを自然数に変換すると、 Fn＝sinπ／ｗnqR×ｅ^f(x) となる。従つて、対数−自然数変換器２２におい
て自然数に変換された振幅値Fnは、累算値（振
幅係数）ｆ（ｘ）が第５図の記号で示すように
直線状に変化しても、その変化は第５図の記号
でで示すように指数曲線のようになり、フオルマ
ントエンベロープの自然性を増すことができる。
また、同時に振幅係数ｆ（ｘ）が少数ビツトであ
つても、大きな振幅値を表わすことができる。 ２３は各高調波別の振幅値Fnを計算区間タイ
ミング信号txの１周期時間内において順次累算し
てその累算値

【式】をアナログ信号に変換し て楽音信号として出力する楽音信号発生回路、２
４は楽音信号発生回路２３から出力される楽音信
号を楽音として発音するサウンドシステムであつ
て、このサウンドシステム２４にはキースイツチ
回路１から出力されるキーオン信号KONによつ
て動作を開始するエンベロープ波形発生器が設け
られており、このエンベロープ波形発生器から出
力されるエンベロープ波形に基づいて発生楽音に
アタツク、サステイン、デイケイなどの振幅エン
ベロープが付与される。 (2) この実施例の動作説明 このように構成された電子楽器において、鍵盤
部である鍵が押鍵されると、対応するキースイツ
チが閉じて、キースイツチ回路１の対応する出力
線に“１”信号が出力される。このキースイツチ
回路１の出力信号は、周波数ナンバメモリ３をア
ドレスして押下鍵の音高に対応した周波数ナンバ
Ｒを読み出す。この周波数ナンバＲは高調波成分
発生回路９および乗算器８に入力される。そし
て、高調波成分発生回路９に入力された周波数ナ
ンバＲは計算区間タイミング信号txの発生毎に開
となるゲート９ａを介して音程区間加算器９ｂに
入力され、この音程区間加算器９ｂにおいて楽音
波形振動の計算すべきサンプル点を指定する累算
値qRが形成される。この累算値qRはクロツクパ
ルスtcによつて開となるゲート９ｃを介して高調
波区間加算器９ｄに入力される。すると、高調波
区間加算器９ｄは累算値qRを計算区間タイミン
グ信号txの１周期内においてクロツクパルスtcの
タイミングで1qR，2qR，3qR……と順次累算し
て、各高調波の当該サンプル点における正弦波振
幅値の位相を指定する累算値nqRを発生する。こ
の累算値nqRはメモリアドレスデコーダ９ｅにお
いてデコードされた後、正弦関数メモリ９ｆをア
ドレスして各高調波の正弦振幅値log sinπ／ｗnqR を時分割的に読み出す。このような動作は計算区
間タイミング信号txの発生毎に、押下鍵音高に対
応した楽音波形の各サンプル点に対して同様に行
なわれる。 一方、カウンタ７はクロツクパルスtcをカウン
トしてそのカウント出力を乗算器８に対して次数
ナンバｎとして出力する。この次数ナンバｎは乗
算器８において周波数ナンバＲと乗算され、その
乗算値nRは発生すべき各高調波成分の周波数を
示す高調波周波数ナンバnRとして第１および第
２の比較器１２，１３に入力される。 ここで、第１、第２の基準周波数情報発生器１
０，１１および振幅レベル差情報発生器１４，１
５，１６ならびに基準振幅レベル情報発生器１８
のそれぞれのメモリの各アドレスには第６図Ａ〜
Ｆに示すような数値b₁（ｔ），b₂（ｔ），a₁
（ｔ），a₂（ｔ），a₃（ｔ），Ｃ（ｔ）が記憶されて
いるものとすると、これらの情報発生器１０，１
１，１４，１５，１６，１８はそれぞれ独自の速
度で上記数値をメモリから読み出し、時間的に値
の変化する基準振幅レベル情報C₁（ｔ）、基準周
波数情報b₁（ｔ），b₂（ｔ）、振幅レベル差情報a₁
（ｔ），a₂（ｔ），a₃（ｔ）として出力する。この
場合、これらの情報発生器１０，１１，１４〜１
６，１８から出力される情報は、カウンタ１０ｄ
がキーオンパルスKONPによつてリセツトされて
から順次カウントアツプするため、まずメモリの
始端アドレスに記憶された内容がC₁（t₁），b₁
（t₁），b₂（t₁），a₁（t₁），a₂（t₁），a₃（t₁）とし
て
読み出され出力される。 このようにして発生される情報のうち基準振幅
レベル情報Ｃ（t₁）はセレクタ１９において高調
波計算タイミング信号tc₁の発生の間セレクトさ
れて累算器２０に振幅係数ｆ（ｘ）の初期値とし
て入力される。すると、累算器２０においては高
調波計算タイミング信号tc₁によつてゲート２０
ｂが閉状態となつているため、セレクタ１９から
入力された基準振幅レベル情報Ｃ（t₁）をそのま
まクロツクパルスtcでレジスタ２０ａに格納し、
このレジスタ２０ａに格納された基準振幅レベル
情報Ｃ（t₁）を第１高調波（基本波）に対する振
幅係数f₁（ｘ）として出力する。 そして、続いて高調波計算タイミング信号tc₂
の期間になると、この高調波計算タイミング信号
tc₂と同期して次数ナンバｎもｎ＝２となる。こ
れによつて乗算器８から出力される高調波周波数
ナンバnRは「２・Ｒ」となり、第１および第２
の比較器１２，１３においてはこの高調波周波数
ナンバ「２・Ｒ」と基準周波数情報b₁（t₁），b₂
（t₁）とが第１表で示したような比較条件で比較さ
れる。この比較の際、2R≦b₁（t₁），2R≦b₂
（t₁）であれば第１、第２の比較器出力Ｓ１，Ｓ２
はＳ１＝“０”，Ｓ２＝“０”となる。すると、セ
レクタ１７はこの比較出力Ｓ１＝“０”，Ｓ２＝
“０”に基づいて振幅レベル差情報発生器１４か
ら出力されている振幅レベル差情報a₁（t₁）を選
択し、第１高調波と第２高調波周波数成分の振幅
レベル差情報f′₁（ｘ）として出力する。このセ
レクタ１７から出力された振幅レベル差情報f′₁
（ｘ）はセレクタ１９を介して累算器２０に入力
される。累算器２０に入力された振幅レベル差情
報f′₁（ｘ）（＝a₁（t₁）は、先の高調波計算タイミ
ング信号tc₁においてレジスタ２０ａに格納され
た基準振幅レベル情報C₁（t₁）と加算器２０ｃに
おいて加算され、その加算値「Ｃ（t₁）＋f′₁
（ｘ）」はクロツクパルスtcで再びレジスタ２０ａ
に格納され、２・Ｒに対応する高調波周波数成分
の振幅係数f₂（ｘ）として出力される。つまり、
第２高調波に対する振幅係数f₂（ｘ）として出力
される。 続いて、高調波計算タイミング信号tc₃の期間
になると、上述した高調波計算タイミング信号
tc₂の期間における動作と同様に、第１および第
２の比較器１２，１３において、高調波周波数ナ
ンバ３Ｒと基準周波数情報b₁（t₁），b₂（t₁）の比
較が行なわれ、3R≦b₁（t₁），3R≦b₂（t₁）であれ
ば第１および第２の比較器出力Ｓ１，Ｓ２はＳ１
＝“０”，Ｓ２＝“０”となり、セレクタ１７から
は振幅レベル差情報a₁（t₁）が第２高調波周波数
成分と第３高調波周波数成分の振幅レベル差情報
f′₂（ｘ）として出力される。この振幅差レベル
差情報f′₂（ｘ）は累算器２０においてレジスタ
２０ａに格納されている累算値f₂（ｘ）＝Ｃ（t₁）
＋f′₁（ｘ）と加算されその加算値「Ｃ（t₁）＋f′₁
（ｘ）＋f′₂（ｘ）」＝「Ｃ（t₁）＋2f′₁（ｘ）」は
レジス
タ２０ａに再び格納され、この新たな累算値は
３・Ｒに対応する高調波周波数成分振幅係数f₃
（ｘ）として出力される。 このような動作が各高調波計算タイミング信号
tc₄〜tcwにおいて同様に行なわれ、高調波周波数
ナンバnRがnR＞b₁（t₁），nR≦b₂（t₁）になる
と、第１の比較器１２の比較出力Ｓ１はＳ１＝
“１”、第２の比較器１３の比較出力Ｓ２はＳ２＝
“０”となる。このため、セレクタ１７はこの比
較出力Ｓ１＝“１”，Ｓ２＝“０”に基づいて振幅
レベル差情報発生器１５から出力されている振幅
レベル差情報a₁（t₁）をセレクトし、（ｎ−１）Ｒ
に対応する高調波周波数成分とnRに対応する高
調波周波数成分の振幅レベル差情報f′n（ｘ）と
して出力する。この振幅レベル差情報f′n（ｘ）
は累算器２０において高調波計算タイミング信号
tc₁〜tc_o-1までの累算値ｆ_o-1（ｘ）と加算され、
この新たな加算値fn（ｘ）＝ｆ_o-1（ｘ）＋
fn′（ｘ）がnRに対応する高調波周波数成分の振
幅係数として出力される。そして、高調波周波数
ナンバnRがさらに大きな値を示し、nR＞b₁
（t₁），nR＞b₂（t₁）となると、第１、第２の比較
器１２，１３の比較出力Ｓ１，Ｓ２は、Ｓ１＝
“１”，Ｓ２＝“１”となり、セレクタ１７は振幅
レベル差情報発生器１６から出力されている振幅
レベル差情報a₃（t₁）をセレクトして振幅レベル
差情報f′（ｘ）として出力する。 従つて、基準周波数情報b₁（t₁），b₂（t₁）およ
び振幅レベル差情報a₁（t₁），a₂（t₁），a₃（t₁）な
らびに基準振幅レベル情報Ｃ（t₁）の時間パラメ
ータが全てt₁の条件の下では、隣接する高調波周
波数成分相互間の振幅レベル差情報f′（ｘ）が基
準周波数情報b₁（t₁），b₂（t₁）を基準変化点とし
てa₁（t₁）→a₂（t₁）→a₃（t₁）という具合に高調波
周波数ナンバnRの変化に伴つて切換えられてい
ることになる。このため、高調波計算タイミング
信号tc₁〜tcwの間においては、累算器２０から出
力される高調波振幅係数ｆ（ｘ）は第７図の曲線
（t₁）で示すように、高調波周波数ナンバnRの
変化に伴つて隣接する周波数との振幅レベル差が
変化する。この場合、曲線（t₁）は振幅レベル
差情報a₁（t₁），a₂（t₁），a₃（t₁）を正の値にする
と高調波周波数ナンバnRの変化に伴つて上昇カ
ーブとなり、負の値にすると下降カーブとなる。
従つて、振幅レベル差情報数値a₁，a₂，a₃を正、
負の値で適宜設定することにより振幅係数ｆ
（ｘ）の変化特性を自由に変更できる。 ところで、第７図の曲線（t₁）のように変化
する振幅係数ｆ（ｘ）は、基準周波数情報b₁
（ｔ），b₂（ｔ）および振幅レベル差情報a₁
（ｔ），a₂（ｔ），a₃（ｔ）の時間パラメータｔがt₁
の間繰り返し累算器２０から出力されるが、時間
パラメータｔがt₂になると、新たな基準周波数情
報b₁（t₂），b₂（t₂）および振幅レベル差情報a₁
（t₂），a₂（t₂），a₃（t₂）が発生される。また、基準
振幅レベル情報Ｃ（t₁）も新たなＣ（t₂）となる。
このため、時間「t₂」の条件の下では、振幅係数
ｆ（ｘ）の初期値はＣ（t₂）となり、その変化は
第７図の曲線（t₂）で示すようになる。そし
て、さらに時間が経過して時間t₃においては振幅
係数ｆ（ｘ）は第７図の曲線（t₃）で示すよう
な変化を示すものとなる。従つて、振幅係数ｆ
（ｘ）は時間経過に伴つて種々の態様で変化し、
その基準変化点も時間変化するものとなる。この
場合、振幅係数ｆ（ｘ）の高調波周波数の変化に
伴うエンベロープは、基準周波数情報b₁（ｔ），
b₂（ｔ）および振幅レベル差情報a₁（ｔ），a₂
（ｔ），a₃（ｔ）を適当な値で選ぶことによつて決
定できる。このことは、発生すべき楽音のフオル
マントエンベロープをこれらの情報数値によつて
自由に決定できることを意味し、発生楽音のフオ
ルマントエンベロープを音感と一致させて制御で
きるものとなる。 このようにして累算器２０の出力に得られた隣
接する高調波周波数成分相互間の振幅レベル差が
時間的に変化する各高調波周波数ナンバnRに対
応する振幅係数ｆ（ｘ）は、高調波成分発生回路
９から出力される各高調波の正弦振幅値log sin
π／ｗnqRと高調波振幅加算器２１において加算処理 され、各高調波の正弦振幅値log sinπ／ｗnqRに対 する振幅値Fnの設定が行なわれる。この高調波
振幅加算器２１から出力される振幅値Fn＝log
sinπ／ｗnqR＋ｆ（ｘ）は対数−自然数変換器２２ において自然数に変換されてFn＝sinπ／ｗnqR×ｅ^{f (x)} となつて楽音信号発生回路２３に入力され
る。 楽音信号発生回路２３は、この対数−自然数変
換器２２から入力される各高調波周波数別の振幅
値Fnを計算区間タイミング信号txの１周期時間
内において累算し、その累算値

【式】を対応 するアナログ信号に変換し、楽音信号としてサウ
ンドシステム２４に供給する。すると、サウンド
システム２４からは予め設定した基準振幅レベル
情報Ｃ（ｔ），基準周波数情報b₁（ｔ），b₂（ｔ）
および振幅レベル差情報a₁（ｔ），a₂（ｔ），a₃
（ｔ）で決定されるフオルマントエンベロープに
対応した時間的に音色が変化する固定フオルマン
ト特性の楽音が発生される。 なお、上記動作説明において、各情報Ｃ
（ｔ），b₁（ｔ），b₂（ｔ），a₁（ｔ），a₂（ｔ），a₃
（ｔ）の時間変化速度は全て同一のものとして説
明したが、これは説明を簡単にするための便宜的
なものであつて、実際にはこれらの情報の時間変
化速度は構成説明で述べたように各々異なつてい
る。 従つて、実際には第７図で示した振幅係数ｆ
（ｘ）のエンベロープはさらに複雑な変化を示す
ものとなる。 Ｄ この発明の他の実施例 第８図はこの発明による電子楽器の他の実施例
を示すブロツク図であつて、振幅係数ｆ（ｘ）の
演算をクロツクパルスtcの周期より遅い周期で演
算するようにしたものである。同図において、第
３図に示したブロツク図との相違点のみを説明す
ると、２５はクロツクパルスtcのパルス周期より
かるかに長い周期の低周波クロツクパルスtc′を
出力する低周波パルス発振器、２６は低周波クロ
ツクパルスtc′をカウントしてその出力から各高
調波次数に対応する振幅係数ｆ（ｘ）の計算を行
うための計算タイミング信号tc′₁〜tc′wを出力す
るカウンタであつて、このカウンタ２６から出力
される計算タイミング信号tc′₁は累算器２０のイ
ンバータ２０ｄに入力され、また前記低周波クロ
ツクパルスtc′は累算器２０のレジスタ２０ａに
セツトタイミング信号として入力されると共に、
次数ナンバｎを出力するカウンタ７のカウント信
号として入力されている。従つて、カウンタ７か
ら出力される次数ナンバｎは低周波クロツクパル
スtc′の周期に対応して長い周期で変化するもの
となり、また、累算器２０による振幅レベル差情
報f′（ｘ）の累算動作も長い周期で行なわれるよ
うになる。この結果、累算器２０から出力される
振幅係数ｆ（ｘ）は低周波クロツクパルスtc′の
発生周期毎に順次変化するものとなる。２７は累
算器２０から出力される振幅係数ｆ（ｘ）を一時
記憶して短い周期の高調波計算タイミング信号
tc₁〜tcwで順次続み出し、この読み出し出力を高
調波振幅加算器２１に対して各高調波別の振幅値
Fnの設定を行うための振幅係数ｆ（ｘ）として
出力するバツフアメモリであつて、クロツクパル
スtcが論理“１”のときリードモード、論理
“０”のときライトモードとなる。２８はクロツ
クパルスtcが論理“１”のときＡ側入力に入力さ
れている短い周期の計算タイミング信号tc₁〜tcw
をセレクトし、クロツクパルスtcが論理“０”の
ときＢ側入力に入力されている長い周期の計算タ
イミング信号tc′₁〜tc′wをセレクトしてその出力
をバツフアメモリ２７に対してアドレス信号とし
て供給するセレクタである。従つて、このように
構成すると、振幅レベル差情報f′（ｘ）の累算器
２０による累算動作は低周波クロツクパルス
tc′の周期に対応して長い周期で行なわれ、この
累算結果はクロツクパルスtcが論理“０”のとき
バツフアメモリ２７の計算タイミング信号tc′₁〜
tc′wに対応するアドレスに記憶される。そして、
その記憶内容（ｆ（ｘ））はクロツクパルスtcが
論理“１”のとき、短い周期の高調波計算タイミ
ング信号tc₁〜tcwによつて読み出され、対応する
高調波の正弦振幅値log sinπ／ｗnqRに対する振幅 係数ｆ（ｘ）として出力される。従つて、この実
施例においても第１図で示した実施例の電子楽器
と同様な効果が得られる。特にこの実施例の場
合、振幅係数ｆ（ｘ）の演算を遅い周期で行うよ
うにしているため、該振幅係数ｆ（ｘ）を得るた
めの演算回路をマイクロコンピユータで構成する
ことができ、構成を簡易化できる利点がある。 なお、第３図および第８図に示したこの発明の
実施例において、振幅係数ｆ（ｘ）は、発生すべ
き楽音を構成する各高調波成分の周波数を示す高
調波周波数ナンバnRによつて順次変化させるよ
うにしているが、次数ナンバｎのみによつて順次
変化させるようにしてもよい。この場合、発生楽
音は可動フオルマント特性を示すものとなる。つ
まり、基準周波数情報b₁（ｔ），b₂（ｔ）を基準
次数情報b₁（ｔ），b₂（ｔ）とし、比較器１２，
１３のＡ側入力に入力する情報をカウンタ７から
出力される次数ナンバｎとすればよい。 Ｅ この発明の効果 以上説明したようにこの発明による電子楽器
は、振幅レベル差情報を繰返し累算することによ
り各高調波成分に対する振幅係数を発生するよう
にしているので、従来のように大容量のメモリを
用いることなく、きわめて簡単な構成で振幅係数
を発生することができる。そして、これに伴ない
音色の変更が自由に行なえるようになるととも
に、また音色の時間的変化も容易に実施できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明による電子楽器
の原理的特徴を説明するための図、第３図はこの
発明による電子楽器の一実施例を示すブロツク
図、第４図は第３図に示した基準周波数情報発生
器の詳細を示す回路図、第５図は第３図に示した
対数−自然数変換器から出力される各高調波別の
振幅値Fnの変化を示す図、第６図は第３図に示
した基準周波数情報発生器、振幅レベル差情報発
生器および基準振幅レベル情報発生器におけるメ
モリの記憶内容の一例を示す図、第７図は振幅係
数ｆ（ｘ）の変化態様を示す図、第８図はこの発
明による電子楽器の他の実施例を示すブロツク図
である。 １……キースイツチ回路、３……周波数ナンバ
メモリ、８……乗算器、９……高調波成分発生回
路、１０，１１……基準周波数情報発生器、１
２，１３……比較器、１４，１５，１６……振幅
レベル差情報発生器、１７……セレクタ、１８…
…基準振幅レベル情報発生器、２０……累算器、
２１……高調波振幅加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 楽音を構成する基本波およびその高調波に対
   応する各成分をそれぞれ対応する振幅係数によつ
   て振幅設定した後、これらを合成することにより
   楽音を形成する高調波合成方式の電子楽器におい
   て、上記各成分の隣接する次数相互間または周波
   数相互間における振幅レベル差情報を発生する振
   幅レベル差情報発生手段と、上記振幅レベル差情
   報発生手段から発生される振幅レベル差情報を上
   記各成分に対応して順次累算する累算手段とを具
   備し、該累算手段から出力される累算値出力を上
   記振幅係数とすることを特徴とする電子楽器。 ２ 楽音を構成する基本波およびその高調波に対
   応する各成分をそれぞれ対応する振幅係数によつ
   て振幅設定した後、これらを合成することにより
   楽音を形成する高調波合成方式の電子楽器におい
   て、上記各成分の次数または周波数を示す高調波
   ナンバ情報を発生する高調波ナンバ情報発生手段
   と、所定の次数または周波数を示す基準高調波ナ
   ンバ情報を発生する基準高調波ナンバ情報発生手
   段と、上記各成分の隣接する次数相互間または周
   波数相互間における振幅レベル差情報を発生する
   複数の振幅レベル差情報発生手段と、上記高調波
   ナンバ情報発生手段から発生される上記各成分に
   関する高調波ナンバ情報と上記基準高調波ナンバ
   情報発生手段から発生される基準高調波ナンバと
   をそれぞれ比較する比較手段と、上記比較手段の
   比較出力に基づいて上記複数の振幅レベル差情報
   発生手段から発生される振幅レベル差情報の１つ
   を選択して出力する選択出力手段と、上記選択出
   力手段の出力を上記各成分に対応して順次累算す
   る累算手段とを具備し、上記累算手段から出力さ
   れる累算値出力を上記振幅係数とすることを特徴
   とする電子楽器。 ３ 上記基準高調波ナンバ情報発生手段から発生
   される基準高調波ナンバ情報および前記複数の振
   幅レベル差情報発生手段から発生される振幅レベ
   ル差情報の少なくとも１つを時間的に変化させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電
   子楽器。