JPS6299795A - Sound source unit for electronic musical apparatus - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は電子楽器の音源装置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a sound source device for an electronic musical instrument.

「従来技術」 従来、放音される楽音の高次倍音の含有率を変化させる
ものとしては、複数の周波数の異なる矩形波信号から１
つの楽音信号を合成し、この合成楽音信号をＶＣＦ　（
電圧制御型フィルター）に入力して、そのカー、トオフ
周波数をエンベロープ信号で変化させることにより、高
次倍音の含有率を変化させるものが実現化されている。``Prior Art'' Conventionally, as a method for changing the content of high-order harmonics of a musical tone to be emitted, one method is to change the content of high-order harmonics from a plurality of rectangular wave signals with different frequencies.
synthesize two musical tone signals, and convert this synthesized musical tone signal into VCF (
It has been realized that the content of higher harmonics can be changed by inputting the signal into a voltage-controlled filter and changing the Kerr and To-off frequencies using an envelope signal.

［従来技術の問題点］ しかしながら、このようなものでは、必ずＶＣＦなどの
フィルターが必要であり、上記合成１ｉｖの各矩形波信
号の段階でエンベロープ制御を行って高次倍音の比率を
変化させるものもあるが、このようなものでも各矩形波
自体の高次倍音は決して消えず、やはりフィルターか必
要であった。[Problems with the prior art] However, in such a device, a filter such as a VCF is always required, and the ratio of high-order harmonics is changed by performing envelope control at the stage of each square wave signal in the synthesis 1iv. However, even with something like this, the high-order harmonics of each square wave itself never disappear, so a filter was still necessary.

［発明の目的］ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、ＶＣＦ等のフィルターを設けなく
とも、高次倍音を多く持つ楽音から、基音を多く持つ楽
音まで自然な倍ざ変化を伴う楽音の得られる′１ヒ子楽
器の音源装置を提供することにある。[Purpose of the Invention] This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to produce musical tones ranging from musical tones with many high-order harmonics to musical tones with many fundamental tones without the need for a filter such as a VCF. It is an object of the present invention to provide a sound source device for a musical instrument capable of producing musical tones with natural frequency changes.

［発明の要点］ この発明は上述した目的を達成するために、高次倍音を
あまり含まない三角波信号と、高次倍音をつ富に含む矩
形波信号とを夫々エンベロープ制御してから合成して楽
音信号を得るようにしたことを要点とするものである ［実施例の構成］ 以下、本発明の一実施例につき図面を参照して詳述する
。[Summary of the Invention] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention performs envelope control on a triangular wave signal that does not contain many high-order harmonics and a rectangular wave signal that contains a large amount of high-order harmonics, respectively, and then synthesizes them. [Configuration of Embodiment] An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

〈三角波信号作成部分の構成〉 第１図は電子楽器の音源装置の全体回路を示すもので、
図中１〜４はポリフォニックのチャンネル数に対応する
８段のシフトレジスタであり、このシフトレジスタ１〜
４からの各出力データはハーフアダー５に入力され、こ
のハーフアダー５にｒ′ｉ高に比例した周波数をもつ周
波数クロック信号が１１えられるごとに上記入力データ
が＋１されて、再び上記シフトレジスタ１〜４に入力さ
れていく、ハーフアダー５の出力データは順次インクリ
メントされていくため、シフトレジスタ１〜４の各最終
段出力は、第２図に示すように、各周期が２倍、４倍、
８倍の比にある矩形波信号ＦＴＩ〜ＦＴ４となり、この
うち矩形波信号ＦＴＩ。<Configuration of triangular wave signal generation part> Figure 1 shows the overall circuit of the sound source device of an electronic musical instrument.
In the figure, 1 to 4 are eight-stage shift registers corresponding to the number of polyphonic channels.
Each output data from 4 is input to a half adder 5, and each time a frequency clock signal having a frequency proportional to the height of r'i is received in this half adder 5, the above input data is incremented by 1, and the above input data is again input to the shift registers 1 to 1. 4, the output data of the half adder 5 is sequentially incremented, so each final stage output of the shift registers 1 to 4 has a period of 2 times, 4 times, and 4 times, respectively, as shown in FIG.
The rectangular wave signals FTI to FT4 have a ratio of 8 times, and among these, the rectangular wave signal FTI.

ＦＴ２、ＦＴ３が排他的オアゲート６．７．８に与えら
れる。また矩形波信号ＦＴ４は、三角波信号の出力を指
示する三角波指定信号によって開成されるアントゲ−）
１０を介して上記排他的オアゲート６〜８に与えられ、
矩形波信号ＦＴ４がｈｉｇｈレベル「１」のとき、上記
矩形波信号ＦＴＩ−ＦＴ３を反転させて、第２図中段に
示すような信号を出力させる。FT2, FT3 are given to exclusive-or gate 6.7.8. In addition, the rectangular wave signal FT4 is an ant game that is activated by a triangular wave designation signal that instructs the output of a triangular wave signal.
10 to the exclusive or gates 6 to 8,
When the rectangular wave signal FT4 is at high level "1", the rectangular wave signal FTI-FT3 is inverted and a signal as shown in the middle part of FIG. 2 is output.

この信号は乗算器１１．１２．１３で第３図に示すエン
ベロープ信号ＥＮＶＩ、ＥＮＶ２、ＥＮＶ３が各々乗算
され、このうちエンベロープ信号ＥＮＶＩが乗算された
排他的オアゲート６の出力は、ｌ／２シフター１５で１
／２の値とされ、加算器１８で上記エンベロープ信号Ｅ
ＮＶ２が乗算された排他的オアゲート７の出力と加算さ
れて、ｌ／２シフター１６で１／２のイ１とされ、さら
に加算器１９でＦ記エンベロープ信号ＥＮＶ３が乗算さ
れた排他的オアゲート８の出力と加算されて、１／２シ
フター１７でｌ／２の値とされ、加算器２０に送られる
。上記１／２シフター１５．１６．１７には夫々イネー
ブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３が与えられてお
り、この信１）が与えられないと、上記１／２の値とす
る処理はなされず、人力データがそのまま出力される。This signal is multiplied by the envelope signals ENVI, ENV2, and ENV3 shown in FIG. de1
/2, and the adder 18 adds the envelope signal E
The output of the exclusive OR gate 8 is added to the output of the exclusive OR gate 7 multiplied by NV2, which is converted to 1/2 by the l/2 shifter 16, and further multiplied by the F envelope signal ENV3 by the adder 19. It is added to the output, converted into a value of 1/2 by a 1/2 shifter 17, and sent to an adder 20. Enable signals ENB1, ENB2, and ENB3 are given to the 1/2 shifters 15, 16, and 17, respectively, and if these signals 1) are not given, the process to set the value to 1/2 will not be performed manually. The data is output as is.

このインネーブル信号をＥＮＢＩ、ＥＮＢ２については
ｒｌＪ　、ＥＮＢ３については「０」とすると、上記加
算器２０には第２図下部に示すような三角波信号が′ｊ
えられることになる。If this enable signal is set to ENBI, rlJ for ENB2, and "0" for ENB3, the adder 20 receives a triangular wave signal 'j' as shown in the lower part of FIG.
You will be able to receive a refund.

く矩形波信号作成部分の構成〉 上記シフトレジスタ１〜４の最終段出力の矩形波信号Ｆ
ＴＩ〜ＦＴ４は、オアゲート２１゜２２．２３．２４を
介し、さらにアンドゲート２５に与えられる。上記オア
ゲート２１〜２４には夫々４ビツトの波形選択データの
各ビー２トデータが与えられており、この波形選択デー
タは４ビツトのうちいずれか１ビツトのみをｒＯＪとし
、他の３ビー２トはすべて「１」として、上記４つのシ
フトレジスタ１〜４の出力である矩形波信号ＦＴＩ〜Ｆ
Ｔ４のうちいずれか１つのみを選択出力させ、他のシフ
トレジスタの出力をｒｌＪで消去させる。この選択出力
された矩形波信号は上記アンドゲート２５から、トラン
スファゲート２６を介して乗算器１４に肇えられて第３
図に示すエンベロープ信号ＥＮＶ４が乗算され、」−記
加算器２０で上述した三角波信号と加算合成されて楽音
信号として出力されていく。Configuration of rectangular wave signal generation part> Rectangular wave signal F of the final stage output of the above shift registers 1 to 4
TI to FT4 are further applied to an AND gate 25 via OR gates 21, 22, 23, and 24. The OR gates 21 to 24 are given each beat data of 4-bit waveform selection data, and in this waveform selection data, only one of the four bits is set as rOJ, and the other three beats are set as rOJ. All of them are set to "1", and the rectangular wave signals FTI to F which are the outputs of the four shift registers 1 to 4 are
Only one of T4 is selectively output, and the outputs of the other shift registers are erased by rlJ. This selectively outputted rectangular wave signal is sent from the AND gate 25 to the multiplier 14 via the transfer gate 26 and then to the third multiplier 14.
The signal is multiplied by the envelope signal ENV4 shown in the figure, and added and synthesized with the above-mentioned triangular wave signal by an adder 20, and is output as a musical tone signal.

またシフトレジスタ４の互に位相のずれた最終段出力と
５段目出力とは排他的オアゲート９に入力され、最終段
出力と５段目出力がｈｉｇｈレベル（ｒｌ」）又はｌｏ
ｗレベル（ｒｏ」）で一致すれば「０」、一致しなけれ
ばｒｌＪの信号が出力される。この信号は部分的に周波
数の異なるノイズ部分を含んだ矩形波のリング変調信号
であり、このリング変調もトランスファゲート２７を介
して上記乗算器１４に与えられて第３図に示すエンベロ
ープ信号ＥＮＶ４が乗算され、加算器２０で三角波信号
と加算合成されて楽音信号として出力されていく。Further, the final stage output and the fifth stage output, which are out of phase with each other, of the shift register 4 are input to an exclusive OR gate 9, and the final stage output and the fifth stage output are set to high level (rl') or lo
If the w level (ro) matches, "0" is output, and if they do not match, the rlJ signal is output. This signal is a rectangular wave ring modulation signal that partially includes noise parts with different frequencies, and this ring modulation is also applied to the multiplier 14 via the transfer gate 27 to generate the envelope signal ENV4 shown in FIG. The signal is multiplied and combined with the triangular wave signal by an adder 20, and output as a musical tone signal.

」二足トランスファゲート２７には、リング変調効果指
示信号がそのまま与えられ、上記トランスファゲート２
６にはリング変調効果指示信号がインバーター２８で反
転してり−えられ、三角波信号と加算合成される矩形波
信号がシフトレジスタ１〜４からの矩形波信号か、リン
グ変調信号かのいずれであるかの選択がなされる。” The ring modulation effect instruction signal is given as is to the bipedal transfer gate 27, and the transfer gate 2
In 6, a ring modulation effect instruction signal is inverted and outputted by an inverter 28, and the rectangular wave signal to be added and combined with the triangular wave signal is either the rectangular wave signal from the shift registers 1 to 4 or the ring modulation signal. A choice is made.

［実施例の動作］ 次に本実施例の動作について述べる。[Operation of the embodiment] Next, the operation of this embodiment will be described.

いま、三角波指定信号をｒｌＪ、ｌ／２シフター１５．
１６に対するイネーブル信号ＥＮＢＩ、ＥＮＢ２をｒｌ
」、１／２シフター１７に対するイネーブル信号ＥＮＢ
３を「０」とし、波形選択信号をｒｏ　ＯＯＯＪとして
、リング変調効果指示信号を「０」としたものとする。Now, send the triangular wave designation signal to rlJ, l/2 shifter 15.
Enable signal ENBI for 16, ENB2 rl
”, enable signal ENB for 1/2 shifter 17
3 is "0", the waveform selection signal is ro OOOJ, and the ring modulation effect instruction signal is "0".

すると、排他的オアゲート６の出力（ＦＴＩ？ＦＴ４）
は１／２シフター１５．１６でｌ／４とされ、排他的オ
アゲート７の出力（ＦＴ２ＹＦＴ４）はｌ／２シフター
１６のみで１７２とされ、排他的オアゲート８の出力（
ＦＴ３ＹＦＴ４）はそのまま出力される。このため、第
２図下部に示すような三角波信号が出力され加算器２０
に与えもれる。Then, the output of exclusive OR gate 6 (FTI?FT4)
is set to 1/4 by the 1/2 shifter 15 and 16, the output of the exclusive OR gate 7 (FT2YFT4) is set to 172 by the 1/2 shifter 16 only, and the output of the exclusive OR gate 8 (
FT3YFT4) are output as is. Therefore, a triangular wave signal as shown in the lower part of FIG. 2 is output to the adder 20.
can be given to.

この三角波信号は第４図下部に示すように、そのフーリ
エ分析による周波数成分は直流分（Ｏｆ）と第１次高調
波（Ｉｆ）がほとんどであり、高次倍音をあまり含まな
いものである。As shown in the lower part of FIG. 4, this triangular wave signal has frequency components determined by Fourier analysis that are mostly DC components (Of) and first harmonics (If), and do not contain much higher harmonics.

一方、上記波形選択信号ｒｏ　Ｏ００Ｊによって、シフ
トレジスタ１〜４からのすべての矩形波信号ＦＴ’１−
ＦＴ４がアンドゲート２５に入力さ、れ、第５図に示す
ように矩形波信号ＦＴＩ−ＦＴ４がすべてｒｌＪのとき
のみ「１」となる矩形波信号が加算器２０に与えられる
。On the other hand, all the rectangular wave signals FT'1- from shift registers 1 to 4 are selected by the waveform selection signal roO00J.
FT4 is input to the AND gate 25, and as shown in FIG. 5, a rectangular wave signal that becomes "1" only when all of the rectangular wave signals FTI-FT4 are rlJ is provided to the adder 20.

この矩形波信号は第５図下部に示すように、そのフーリ
エ分析による周波数成分は多数の高調波よりなり、高次
倍音を豊富に含むものである。As shown in the lower part of FIG. 5, the frequency components of this rectangular wave signal according to Fourier analysis consist of a large number of harmonics, and are rich in high-order overtones.

そして、三角波信号には第３図の減衰の長いエンベロー
プＥＮＶＩ〜ＥＮＶ３がかけられ、矩形波信号には同図
の減衰の矩いＥＮＶ４がかけられ、この結果、放音され
る楽音は、鳴り始めで高次倍音を多く含み、減衰するに
従って基音を多く含む状態に変化し、打楽音的な自然な
倍音変化を得ることができる。Then, the triangular wave signal is applied with envelopes ENVI to ENV3 with long attenuation shown in Figure 3, and the rectangular wave signal is applied with ENV4 with rectangular attenuation shown in the same figure.As a result, the emitted musical tone starts to sound. It contains many high-order harmonics, and as it decays, it changes to a state that contains many fundamental tones, making it possible to obtain natural harmonic changes similar to percussion sounds.

なお、加算器２０にケ・える矩形波信号は、排他的オア
ゲート９からのリング変調信号として、金Ｊｉｌ　Ｑ的
な楽音を得るようにしてもよく、またエンベロープＥＮ
Ｖ４を「０」レベルとして矩形波信号を全く出力せず、
第９図に示すような各エンベロープを排他的オアゲート
６．７．８からの（ＦＴＩＹＦＴ４）、（ＦＴ２’ＦＦ
Ｔ４）、（ＦＴ３ＹＦＴ４）にかけてもよい、そうする
と、第６図〜第８図に示すように排他的オアゲート６〜
８の各出出信号はもともと高次倍音を豊富に含む矩形波
信号であり、その混合比が１／４　：　ｌ／２　：ｌで
あれば高次倍音はほとんど消えるが、この混合比が変わ
れば高次倍音がかなり増え、上記エンベロープ信号によ
ってこの混合比を変えていくことにより、自然な倍音変
化を得ることができる。Note that the rectangular wave signal input to the adder 20 may be a ring modulation signal from the exclusive OR gate 9 to obtain a gold-like musical tone, and the envelope EN
V4 is set to "0" level and no square wave signal is output,
(FTIYFT4), (FT2'FF
T4), (FT3YFT4). Then, as shown in FIGS. 6 to 8, exclusive OR gates 6 to
Each output signal of 8 is originally a rectangular wave signal containing abundant high-order harmonics, and if the mixing ratio is 1/4:l/2:l, the high-order harmonics will almost disappear, but if this mixing ratio is changed, In this case, the number of high-order harmonics increases considerably, and by changing this mixing ratio using the envelope signal, natural harmonic changes can be obtained.

また、三角波信号のエンベロープ制御は合成前の矩形波
信号の段階だけでなく、合成後の段階で行うようにして
もよい、更に、乗算器１１−１３の出力を三角波信号と
ともに選択的に加算器２０に供給し、倍音をあまり含ま
ない三角波信号と、第６図〜第８図に示すように倍音を
３富に含む矩形波信号とを混合して、ひとつの音源信号
とするようにしてもよい。Furthermore, the envelope control of the triangular wave signal may be performed not only at the stage of rectangular wave signals before synthesis but also at the stage after synthesis. 20, a triangular wave signal containing few overtones and a rectangular wave signal containing three overtones as shown in FIGS. 6 to 8 may be mixed to form a single sound source signal. good.

［発明の効果］ この発明は以上詳細に説明したように、高次倍音をあま
り含まない三角波信号と、高次倍音を豊富に含む矩形波
信号とを夫々エンベロープ制御してから合成して楽音信
号を得るようにしたから、ｖＣＦ′：Ｊのフィルターを
設けなくとも、高次倍音を多く持つ楽音から、基音を多
く持つ楽音まで自然な倍音変化を伴う楽音の得られ、フ
ィルターを設けないで済む分だけ回路構成を簡単にして
音源装置をより安価なものとすることができるほか、従
来の矩形波信号をフィート合成して楽音を生成放音する
電子楽器にあっては、その共通回路を共有して実現する
ことができる等の効果を奏する。[Effects of the Invention] As described above in detail, the present invention generates a musical tone signal by controlling the envelopes of a triangular wave signal that does not contain many high-order harmonics and a rectangular wave signal that contains abundant high-order harmonics, respectively, and then synthesizing them. Therefore, even without installing a vCF':J filter, musical tones with natural overtone changes from musical tones with many high-order harmonics to musical tones with many fundamental tones can be obtained, and there is no need to provide a filter. In addition to simplifying the circuit configuration and making the sound source device cheaper, electronic musical instruments that synthesize conventional square wave signals to generate and emit musical tones share a common circuit. It has the following effects:

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

第１図は′ＩＬ子楽器楽器源装置の全体回路図、第２図
は三角波信号を合成する場合の第１図の各部の信号を示
す図、第３図は三角波信号、矩形波信号にかけられるエ
ンベロープ波形を示す図、第４図〜第８図は三角波信号
、矩形波信号等第１図の各部の信号のフーリエ分析によ
る高次倍ｒ丁の含有状態を示す図、第９図はアンドゲー
ト２５や排他的オアゲート９からの矩形波信号を用いず
排他的オアゲート６〜８からの矩形波信号だけで楽ｒｆ
信号を合成出力する場合の乗算器１１〜１３に与えるエ
ンベロープ波形を示す図である。 １〜４・・・・・・シフトレジスタ、５・・・・・・ハ
ーフ７グー、６〜９・・・・・・排他的オアゲート、１
１〜１４・・・・・・乗算器、１５〜１７・・・・・・
ｌ／２シフター。 １８〜２０・・・・・・加算器、２１〜２４・・・用オ
アゲート、ｚ５・・・・・・アンドゲート。 第２図 背月双を合泳二負汲 ＥＮＶ１〜ＥＮＶ３ ＮＶ４ 第３図 エンへＵ−７°ン茨ｆ杉 第４図 第５図 慎　６　　図 第７図 第８図 へ−丁〉 ↑ 〜−オン 第９図Figure 1 is the overall circuit diagram of the IL child instrument source device, Figure 2 is a diagram showing the signals of each part of Figure 1 when triangular wave signals are synthesized, and Figure 3 is the signal applied to the triangular wave signal and the rectangular wave signal. Figures showing envelope waveforms; Figures 4 to 8 are diagrams showing the state of inclusion of higher-order multipliers based on Fourier analysis of signals in each part of Figure 1, such as triangular wave signals and rectangular wave signals; Figure 9 is an AND gate. 25 or the exclusive OR gate 9, and only the square wave signals from the exclusive OR gates 6 to 8 are used.
FIG. 3 is a diagram showing envelope waveforms given to multipliers 11 to 13 when signals are synthesized and output. 1 to 4...Shift register, 5...Half 7 goo, 6 to 9...Exclusive OR gate, 1
1 to 14... Multiplier, 15 to 17...
l/2 shifter. 18-20... Adder, 21-24... OR gate, z5... AND gate. Fig. 2 - ENV1 to ENV3 NV4 - Fig. 3 - U-7° to en - Thorn f cedar - Fig. 4 - Fig. 5 Shin 6 Fig. 7 - To Fig. 8 - Ding> ↑ ~ -On Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数の周波数の異なる矩形波信号を合成して、高次倍音
をあまり含まない三角波信号を作成する三角波作成手段
と、 この三角波作成手段からの三角波信号のエンベロープを
制御する三角波エンベロープ制御手段と、 高次倍音を豊富に含む矩形波信号を作成する矩形波作成
手段と、 この矩形波作成手段からの矩形波信号のエンベロープを
制御する矩形波エンベロープ制御手段と、 上記エンベロープ制御のなされた三角波信号と矩形波信
号とを合成して出力する合成出力手段とを具備してなる
ことを特徴とする電子楽器の音源装置。[Claims] Triangular wave generating means for synthesizing a plurality of rectangular wave signals with different frequencies to create a triangular wave signal that does not contain many high-order harmonics; and a triangular wave generating means for controlling the envelope of the triangular wave signal from the triangular wave generating means. an envelope control means; a rectangular wave generating means for generating a rectangular wave signal rich in high-order overtones; a square wave envelope controlling means for controlling the envelope of the rectangular wave signal from the rectangular wave generating means; 1. A sound source device for an electronic musical instrument, comprising a synthesis output means for synthesizing and outputting a triangular wave signal and a rectangular wave signal.