CN1734554B - 波形产生装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种波形产生装置,能简单且控制性丰富地产生具有复杂的波形形状的波形。为了变更规定的基本波形的波形而特别指定至少2个取样点,在相位信息的变化的1循环中,对相位信息的推进进行控制,使得跨该特别指定了的至少2个取样点间的区间的所述相位信息的变化被冗长地至少重复1回。或者,对相位信息的推进进行控制,使得特别指定至少1个取样点,维持该取样点的取样数据在设定了的时间内不变化。这样重复特别指定了的波形部分或按某种时间来维持特别指定的取样数据,就能容易地产生使基本波形变形而成的波形。另一方面,按照该特别指定了的至少2个取样点的间隔或者按照停止时间来变更频率信息,调整相位信息的变化比率,就能消除随波形变更的产生波形的频率的变化(超出希望的音调)。
Description
技术领域
本发明涉及适于生成乐音信号的波形产生装置和方法。特别涉及能使基本波形变形,简单且控制性丰富地产生复杂的波形形状的波形的波形产生装置及方法。
背景技术
以前,作为生成乐音信号的装置,公知的是例如通过可听频域的频率调制运算(FM运算)来合成具有希望的谐音构成的乐音信号的所谓FM方式的乐音合成装置(也称为FM音源)。如以前公知的一样,FM方式的乐音合成装置基本上是分别产生载波信号和调制波信号,由调制波信号来调制载波信号,从而生成具有希望的频谱构成的乐音信号。一般而言,在这种FM方式的乐音合成装置中,具有例如可产生正弦波等基本波形的称为处理器(オペレ一タ)的波形产生装置。该处理器(波形产生装置)按照以与乐音的音高对应的希望的频率进行变化的相位信息,从波形表中读出由预先存储的多个取样点组成的规定的基本波形(取样数据)等而使之产生,把所产生的基本波形作为载波信号、调制波信号等,用于频率调制运算(FM运算)中。
此处,在如上所述的FM方式的乐音合成装置等中,为了生成实现多种音色的乐音信号,可以把载波信号、调制波信号的波形形状做成复杂的波形形状。对此,以前是对来自波形表的基本波形的读出进行控制。现举其中一例,例如有以下给出的专利文献1中记载的乐音合成装置。该专利文献1记载的乐音合成装置是在规定相位区间使相位值仅进行移相或忽略低位比特等而进行变更,并从正弦波表(即波形表)中读出预先存储好的正弦波(即基本波形)的取样数据,从而使该正弦波的波形形状变化了之后,把该波形形状变更后的波形用于频率调制运算中,就能生成更复杂的乐音信号。
专利文献1:特公平6-44193号公报
但是,作为基本波形的读出控制,只是如上所述在规定相位区间进行使相位值仅进行移相或忽略低位比特等的控制,并从正弦波表中读出正弦波的话,就难以使原来的正弦波的波形形状有很大变化。因此,用这样生成的波形来生成实现多种音色的更复杂的乐音信号就非常难,这是其问题点。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的,目的在于提供一种能简单且控制性丰富地产生与基本波形相比,有大的变化的具有复杂的波形形状的波形的波形产生装置和方法及其关联的计算机可读取的存储介质。
根据本发明的第1观点提出的波形产生装置,其特征在于,具有:产生由多个取样点组成的规定的基本波形的取样数据中的与输入的相位信息对应的取样点的取样数据的基本波形产生装置;为了变更上述基本波形的波形,特别指定至少2个取样点的装置;取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的装置;按上述特别指定了的至少2个取样点的间隔来变更上述取得了的频率信息的变更装置;根据上述变更了的频率信息,产生以与该频率信息对应的比率而变化的相位信息的相位信息产生装置;以及在由上述相位信息产生装置产生的上述相位信息的变化的1循环中,对由上述相位信息产生装置产生的上述相位信息的推进进行控制,使得跨上述特别指定了的至少2个取样点间的区间的上述相位信息的变化被冗长地至少重复1回的控制装置,按照上述控制装置所进行的控制,把由上述相位信息产生装置产生了的上述相位信息输入上述基本波形产生装置中,按照控制了1循环中的推进的上述相位信息,从该基本波形产生装置产生使上述基本波形变形而成的波形。
根据本发明,为了变更规定的基本波形的波形而特别指定至少2 个取样点,在相位信息的变化的1循环中,对相位信息的推进进行控制,使得跨该特别指定了的至少2个取样点间的区间的上述相位信息的变化被冗长地至少重复1回,由此来重复该冗长区间的波形部分,这样就能容易地产生使基本波形变形而成的波形。另一方面,按照该特别指定了的至少2个取样点的间隔来变更设定应该产生的波形的频率的频率信息,使相位信息以与变更了的频率信息对应的比率而变化,从而与变更产生的波形的形状这一点关联起来,该相位信息的变化比率就被可变控制,就能消除有可能由相位推进图形的控制/操作引起的产生波形的频率(周期)的变化(超出希望的音调(ピツチ))或任意对其进行调整。
例如,按照特别指定至少2个取样点的参数,使以与频率信息对应的比率而变化的相位信息在上述特别指定了的至少2个取样点之间在正、逆方向重复而产生。上述相位信息变化的比率所使用的频率信息是按照特别指定上述至少2个取样点的参数来使设定应该产生的波形的频率的频率信息进行变更而成的。并且,对产生由多个取样点组成的规定的基本波形的取样数据的基本波形产生装置输入上述产生了的相位信息,从而按照该相位信息的变化而产生使上述基本波形变形了的波形。在输入在特别指定了的至少2个取样点之间在正、逆方向重复所产生的相位信息,从而产生规定的基本波形的取样数据的场合,不变更地输入上述相位信息的话,与输入没有上述重复所产生的相位信息而产生了的波形的音调相比,仅有重复的部分所产生的波形的音调就会变大。因此,按照特别指定上述至少2个取样点的参数来变更频率信息,根据以与上述变更了的频率信息对应的比率而变化的相位信息,来产生规定的基本波形的取样数据。这样的话,只要用户特别指定至少2个取样点,就能简单且控制性丰富地产生不改变希望的音调,或按任意的音调自由调整,具有复杂的波形形状的波形。
因此,根据本发明,能简单且控制性丰富地产生与基本波形相比,有大的变化的具有复杂的波形形状的波形,因而能用所产生的波形来 实现多种音色,能简单地生成更复杂的乐音信号,这是其效果。
根据本发明的第2观点提出的波形产生装置,其特征在于,具有:产生由多个取样点组成的规定的基本波形的取样数据中的与输入的相位信息对应的取样点的取样数据的基本波形产生装置;生成用于变更上述基本波形的波形的波形变更参数的装置,其中,上述波形变更参数包括特别指定至少1个取样点的参数和设定维持该特别指定了的取样点的时间的停止时间参数;取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的装置;按照上述停止时间参数来变更上述取得了的频率信息的变更装置;根据上述变更了的频率信息,产生以与该频率信息对应的比率而变化的相位信息的相位信息产生装置;以及在由上述相位信息产生装置产生的上述相位信息的变化的1循环中,对由上述相位信息产生装置产生的上述相位信息的推进进行控制,使得维持与上述特别指定了的至少1个取样点对应的上述相位信息的值在根据上述停止时间参数所设定的时间内不变化的控制装置,按照上述控制装置所进行的控制,把由上述相位信息产生装置产生了的上述相位信息输入上述基本波形产生装置中,从而按照控制了1循环中的推进的上述相位信息,从该基本波形产生装置产生使上述基本波形变形而成的波形。
根据本发明,为了变更规定的基本波形的波形而生成包括特别指定至少1个取样点的参数和设定维持该特别指定了的取样点的时间的停止时间参数的波形变更参数,在相位信息的变化的1循环中,对相位信息的推进进行控制,使得维持与上述特别指定了的至少1个取样点对应的上述相位信息的值在根据上述停止时间参数所设定的时间内不变化,按上述设定的时间冗长地维持同样的取样点的取样数据,这样就能容易地产生使基本波形变形而成的波形。另一方面,按照上述停止时间参数来变更设定应该产生的波形的频率的频率信息,使相位信息以与变更了的频率信息对应的比率而变化,从而与变更产生的波形的形状这一点关联起来,该相位信息的变化比率就被可变控制,就能消除有可能由相位推进图形的控制/操作引起的产生波形的频率(周 期)的变化(超出希望的音调)或任意对其进行调整。
例如,如果不变更上述相位信息而产生波形的话,按为了维持同样的取样点而停止了的时间量的产生波形的周期就会变长(音调变低),为了消除这种不理想情况,按照上述停止时间参数来变更频率信息(以提高相位信息的变化比率的方式进行变更),根据以与该变更了的频率信息对应的比率(相对变高了的比率)变化的相位信息来读出规定的基本波形的取样数据。这样就能补偿按特别指定了的停止时间量而维持了同样的取样点的这一延迟因素,以希望的音调来产生使基本波形变形而成的波形。这样对相位信息进行控制,使基本波形的任意的取样点暂时停止(暂时维持)而进行波形产生,因而只要用户特别指定停止(维持)时间和至少1个取样点,就能简单且控制性丰富地产生不改变希望的音调,或按任意的音调自由调整,具有复杂的波形形状的波形。
按照从上述第1和第2观点提出的本发明共同的概念,还能提供以下波形产生装置。即,本发明所涉及的波形产生装置,其特征在于,具有:产生由多个取样点组成的规定的基本波形的取样数据中的与输入的相位信息对应的取样点的取样数据的基本波形产生装置;为了变更上述基本波形的波形,特别指定至少1个取样点并特别指定以该特别指定了取样点为基准的冗长的区间的装置;取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的装置;按上述特别指定了的冗长的区间的长度来变更上述取得了的频率信息的变更装置;根据上述被变更了的频率信息,产生以与该频率信息对应的比率而变化的相位信息的相位信息产生装置;以及在由上述相位信息产生装置产生的上述相位信息的变化的1循环中,对由上述相位信息产生装置产生的上述相位信息的推进进行控制,使得在以上述特别指定了的至少1个取样点为基准的上述特别指定了的冗长的区间,冗长地重复或维持上述相位信息的变化的控制装置,按照上述控制装置所进行的控制,把由上述相位信息产生装置产生了的上述相位信息输入上述基本波形产生装置中,从而按照控制了1循环中的推进的上述相位信息,从该基本波形产生装置产生使上述基本波形变形而成的波形。
在这种场合也是,根据本发明,为了变更规定的基本波形的波形而特别指定至少1个取样点并特别指定以该特别指定了取样点为基准的冗长的区间,在相位信息的变化的1循环中,对相位信息的推进进行控制,使得在以上述特别指定了的至少1个取样点为基准的上述特别指定了的冗长的区间,冗长地重复或维持上述相位信息的变化,这样就能容易地产生使基本波形变形而成的波形。另一方面,按照上述特别指定了的冗长的区间的长度来变更设定应该产生的波形的频率的频率信息,使相位信息以与变更了的频率信息对应的比率而变化,从而与变更产生的波形的形状这一点关联起来,该相位信息的变化比率就被可变控制,就能消除有可能由相位推进图形的控制/操作引起的产生波形的频率(周期)的变化(超出希望的音调)或任意对其进行调整。
本发明不仅能作为装置的发明来构成、实施,还能作为方法的发明来构成、实施。还有,本发明能以计算机或DSP等处理器的程序的方式来实施,也能以存储了这种程序的存储介质的方式来实施。
附图说明
图1是表示采用了本发明所涉及的波形产生装置的频率调制运算型的乐音合成装置的整体构成的一实施例的框图。
图2是表示处理器(波形产生装置)的基本构成的一实施例的框图。
图3是表示第1实施例所涉及的相位生成器的具体实施例的电路图。
图4是表示把从第1实施例所涉及的相位生成器输出的音调频率数按照时间经过累计而成的AG输出波形的图,(a)是没有重复读出的场合,(b)是有重复读出的场合。
图5是表示第1实施例所涉及的地址生成器的具体实施例的电路图。
图6是表示从第1实施例所涉及的地址生成器输出的AG输出波形的图。
图7是表示根据图6所示的AG输出波形从波形表读出了正弦波的场合所生成的波形的一例的图。
图8是表示第2实施例所涉及的相位生成器的具体实施例的电路图。
图9是表示把从第2实施例所涉及的相位生成器输出的音调频率数按照时间经过累计而成的AG输出波形的图,(a)是基本波形的波形读出地址的推进「没有」停止的场合,(b)是基本波形的波形读出地址的推进「有」停止的场合。
图10是表示第2实施例所涉及的地址生成器的具体实施例的电路图。
图11是表示从第2实施例所涉及的地址生成器输出的AG输出波形的图。
图12是表示根据图11所示的AG输出波形从波形表读出正弦波的场合所生成的波形的一例的图。
具体实施方式
以下,按照附图详细说明本发明的实施的方式。
首先,用图1和图2来简单地说明采用了本发明所涉及的波形产生装置的频率调制运算型(以下称为「FM方式」)的乐音合成装置。图1是表示采用了本发明所涉及的波形产生装置的频率调制运算型(FM方式)的乐音合成装置的整体构成的一实施例的框图。图2是表示图1所示的处理器(相当于波形产生用的运算器,即本发明的「波形产生装置」的一实施例)的基本构成的一实施例的框图。此处,如以前公知的,FM方式的乐音合成装置中,作为波形产生装置,在硬件上具备1个作为运算单元的处理器即可,以2时隙(タイムスロツト)来分时使用该1个处理器,使其作为图1所示的2个处理器(后述的调制器OM或载波器OC)来起作用。因此,图2只图示1个有代表性的处理器,用 它简单地说明处理器(调制器OM或载波器OC)。以下,把作为调制波产生器而起作用的处理器(波形产生用运算器)称为「调制器OM」,把作为载波产生器而起作用的处理器(波形产生用运算器)称为「载波器OC」。
如图1所示,本实施例所示的FM方式的乐音合成装置中,对于1个音,使用2个处理器(调制器OM和载波器OC)来进行FM运算,合成具有希望的频谱构成的乐音信号。该乐音合成装置由产生作为乐音信号的基本的载波波形信号(载波信号)的载波波形产生器(载波器OC)和产生用于把上述载波波形信号调制成希望的乐音信号的调制波形信号的调制波形产生器(调制器OM)构成。该各波形产生器中能够分别输入FB(反馈)参数、波形参数(即波形变更参数)、音调参数、包络(エンベロ一プ)参数等各种参数,能够按照该各参数来控制最终从载波器OC输出的乐音信号的波形形状。详细后述,不过,在第1实施例所示的乐音合成装置中,作为波形参数(即波形变更参数),至少按各处理器的每一个来可变地设定或选择此处称为循环点地址(LP)和折返点地址(RP)的适当的相对值(例如相对地址值等),给予各个处理器,由各处理器进行控制,在基于上述循环点地址(LP)和折返点地址(RP)的地址范围中,从波形表(后述的波形表WT)中重复地重复读出希望的基本波形(正弦波等)。这样,只要用户把上述循环点地址(LP)和折返点地址(RP)设定为基本波形的起始地址(SA)和结束地址(EA)以外的中间点的某处,就能简单地生成实现了多种音色的具有更复杂的波形形状的乐音信号。另外,上述循环点地址(LP)和折返点地址(RP)以外的波形参数所包含的其它参数及FB(反馈)参数、音调参数、包络参数是公知的,因而省略说明。另外,波形参数(即波形变更参数)是根据由用户进行的音色选择操作、音色变更或设定操作等,或是根据演奏数据中所含有的音色选择信息或音色控制信息等而生成的。因此,可以根据需要适当地设置由来自音色选择或控制用操作元的输出数据,或者按照音色选择或控制信息等输入来生成恰当的波形变更参数的表或电路,或者算法,或者音色数据存储器等构成的波形变更参数生成 装置。
如图2所示,各处理器(调制器OM或载波器OC)分别至少包含选择器S1、相位生成器(相位产生器)PG、地址生成器AG、波形表WT、包络生成器EG、加法器K1、乘法器J1而构成。选择器S1在FB参数设为「0」,即不使该处理器的输出波形进行自我反馈的场合,不输出来自选择器S1的输入端子的自我反馈信号,而在FB参数设为「1」,即,使该处理器的输出波形进行自我反馈的场合,输出来自选择器S1的输入端子的自我反馈信号。即,如图1所示,调制器OM具有通过把自身的输出波形反馈到输入侧来用上述输出波形进行再调制的所谓自我反馈功能,使用同样的频率进行调制,但能够通过反馈输出波形来作出更复杂的波形的调制波信号。因此,设置FB参数来控制是否激活这种自我反馈功能。不过,从图1可以理解,有这种自我反馈功能的只是调制器,OM载波器OC没有上述功能,载波器OC不输出自我反馈信号。因此,载波器OC把上述FB参数作为用于决定是否输入来自调制器OM的输出波形的参数来使用。
相位生成器PG按照与演奏操作元(例如键盘等)的用户操作对应而被输入的例如按照音高和八度音信息等音调参数来产生相应的音调频率数。音调频率数是由决定与预先分配给被按下的键等被操作了的演奏操作元的每一个的音高,或MIDI等演奏数据中含有的键码对应的应该产生的波形的音高频率(音调)的数值数据组成的频率信息(相位增量值或减量值)。详细后述(参照图3和图4),相位生成器PG在循环点地址(LP)和折返点地址(RP)作为波形参数被设定了的场合,按照该循环点地址(LP)和折返点地址(RP)来补正上述产生了的音调频率数。这样,由相位生成器PG产生了的音调频率数就通过加法器K1而与来自选择器S1的输出相加,被给予地址生成器AG。
地址生成器AG是在与跨1循环的相位角(0~2π弧度)对应的范围产生周期性变化的相位信息的电路,具体而言,按照对由上述相位 生成器PG给出的音调频率数进行的累计(也可以是加算或减算)来产生波形读出地址信号。该波形读出地址信号是用于把波形表WT中存储的基本波形读出来的地址信息。波形表WT是存储了多个种类的基本波形的存储器或波形产生表,该表中,作为基本波形,以多个取样点存储了的正弦波、三角波、锯齿波等各种波形的1周期量的各波形数据(取样数据)。在波形表WT中,被存储了的该基本波形的最初的取样数据的绝对地址是起始地址(SA),被存储了的该基本波形的最后的取样数据的绝对地址是结束地址(EA)。使用多个种类的基本波形中的哪个,按照用户所进行的选择、音色选择信息等来适当地选择即可。
首先,在第1实施例所示的乐音合成装置中,作为波形参数,能够分别适当地设定作为向起始地址(SA)逆着地址(即地址值减少的负的方向)而开始基本波形的读出的相对值(例如相对地址值等)的循环点地址(LP)、作为使逆着地址的读出折返而再次向结束地址(EA)(即地址值增加的正的方向)开始基本波形的读出的相对值(例如相对地址值等)的折返点地址(RP),能够将其给予各处理器。在各处理器中从波形表WT读出希望的基本波形(取样数据)时,参照上述循环点地址(LP)和参照折返点地址(RP),从起始地址(SA)到循环点地址(LP)依次进行基本波形的读出的话(第1回读出),接着从循环点地址(LP)到折返点地址(RP)逆着地址而进行基本波形的读出(第2回读出),如果再折返到折返点地址(RP),就再次依次进行基本波形的读出(第3回读出),直到结束地址(EA),这样来控制基本波形的读出。因此,在从循环点地址(LP)到折返点地址(RP)的地址范围(区间)中,相应的基本波形要被重复(冗长地)读出3回(在此外的范围只读出1回)。从这种波形表WT的基本波形的读出是按照基于从上述地址生成器AG输出的波形读出地址信号的地址推进来控制的。关于从该地址生成器AG输出的波形读出地址信号后述(参照图5和图6)。
包络生成器EG用于决定:输出对输入的包络参数作出响应的包络信号,将其与随着从波形表WT读出基本波形而被生成了的波形进 行乘算而最终输出的信号的包络。图1所示的频率调制运算型的乐音合成装置中,把按上述方式从处理器输出的信号用作载波信号、调制波信号等。
其次,说明上述处理器中包含的相位生成器PG和地址生成器AG的详细情况。首先,用图3和图4来说明相位生成器PG。图3是表示相位生成器PG的具体实施例的电路图。图4是表示把从相位生成器PG输出的音调频率数按照时间经过累计而成的AG输出波形(此处省略了起始地址(SA)所致的偏置)的图。此处,图4(a)是没有基本波形的重复读出的场合(即,循环点地址(LP)和折返点地址(RP)未设定,后述的音调频率数的补正未进行的场合)的AG输出波形图,图4(b)是有基本波形的重复读出(即,循环点地址(LP)和折返点地址(RP)已设定,后述的音调频率数的补正已进行的场合)的AG输出波形图。这样,该第1实施例中,由作为波形变更参数的循环点地址(LP)和折返点地址(RP)特别指定的区间的读出要冗长地至少重复进行1回。另外,图4(b)的例子中,由循环点地址(LP)和折返点地址(RP)特别指定的区间,最初向正方向推进,其次,从LP到RP向逆方向折返推进,接着,从RP到LP再次向正方向折返推进,同样的区间(从RP到LP的区间),除了通常的向正方向的1回的读出之外,再加上向逆方向和正方向,合计重复进行2回(冗长地)而被读出。
如图3所示,相位生成器PG由至少包含移相器B、补正系数算出器E、乘法器J2的电路来构成。移相器B是用于把与对应于作为音调参数而被输入的音高的音高频率(音调)成比例的音调频率数(FUNM)按照同样作为音调参数而被输入的八度音信息OCT来进行八度音移相。例如,移相器B按八度音信息OCT指示的比特数对音调频率数(FNUM)进行移相,将其作为音调频率数(FNUM1)来输出。因此,在不进行八度音移相的场合,与输入的音高对应的音调频率数(FUNM)和作为来自移相器B的输出的八度音移相后的音调频率数(FNUM1)就是相等的。来自移相器B的输出被给予乘法器J2,与从补正系数算出 部E输出的补正系数E1进行乘算。补正系数算出部E根据作为波形参数而被输入的循环点地址(LP)和折返点地址(RP)来算出补正系数E1,将其给予乘法器J2,从而对从移相器B输出的音调频率数(FNUM1)进行补正。该补正系数E1由以下表示的式(1)算出。
此处,「L」是在波形表WT中存储了1周期量的希望的基本波形的地址范围(即,起始地址到结束地址的地址长),「LP」是循环点地址,「RP」是折返点地址。上述式(1)中如图4(b),冗长重复数为「2」。以任意的数n来表示冗长重复数的话,上述式(1)可改写为下式(2)。即,可以任意变更该重复数n。
作为来自补正系数算出器E的输出的上述补正系数E1和作为来自移相器B的输出的移相后的音调频率数(FNUM1)被给予乘法器J2,由乘法器J2相乘来算出补正后的音调频率数(FNUM2),将其对地址生成器AG输出。详细后述,不过,在折返点地址(RP)和循环点地址(LP)间,把波形表WT内的基本波形的取样值数据按照补正前的音调频率数(FNUM1)重复读出的场合,按此量生成的波形的音调就会变化(参照后述的图6中一点点划线所示的波形图),因而这里预先按照对基本波形进行重复读出的范围而预先对音调频率数(FNUM1)进行补正,使得从波形表WT重复读出基本波形而生成的波形的音调不变(参照后述的图6中实线所示的波形图)。即,同样的区间的重复对于相位信息的推进就成为延迟因素,因而要补偿该延迟因素,补偿得使相位信息的推进不会延迟,即,希望的音调周期得以确保。
如图4(a)所示,在作为波形参数,未给出循环点地址(LP)和折返点地址(RP)的场合,即波形的重复读出为「无」的场合,在后述的 地址生成器AG中按每个规定的规则时间间隔(Δt)依次加算音调频率数(FNUM1),算出各时间上的音调频率数累计值。在未给出循环点地址(LP)和折返点地址(RP)的场合,由补正系数算出器E算出的补正系数为「1」,音调频率数(FNUM1)不被补正而直接用于累计。图4(a)所示的实施例中,达到1周期量的基本波形的地址长(L)为止的时间,即从波形表WT读出1周期波形所花的时间是「t12」,该时间相当于从波形表WT读出基本波形时的音调(1循环的周期)。
另一面,图4(b)所示,在作为波形参数而给出了循环点地址(LP)和折返点地址(RP)的场合,即波形的重复读出为「有」的场合,也与上述同样,按每个规定的规则时间间隔(Δt)依次加算音调频率数(FNUM1),从而算出各时间上的音调频率数累计值,这一点相同,不过,在该场合由补正系数算出记E算出的补正系数为「1以上」,因而补正后的音调频率数(FNUM2)用于累计。在图4(b)所示的实施例中,作为循环点地址(LP),设为对1周期波形的地址长(L)的相对地址值「4L/6」,作为折返点地址(RP),设为对1周期波形的地址长(L)的相对地址值「L/6」,因而按照上述式(1)算出补正系数为「2」。因此,要依次累计按补正前的音调频率数(FNUM1)的2倍补正了的音调频率数(FNUM2),与图4(a)的场合比较,以2倍的速度达到1周期波形的地址长。即,达到1周期波形的地址长为止的时间变为「t6」,在单纯读出的场合,该时间相当于音调,因而与上述场合相比,要变更从波形表WT读出基本波形时的相位变化比率。
其次,用图5和图6来说明地址生成器AG。图5是表示地址生成器AG的具体实施例的电路图。图6是表示从地址生成器AG输出的AG输出波形的图。此处,该图6中为了使说明容易理解,在进行了基本波形的重复读出时以一点点划线来表示对音调频率数「没有补正」的场合,以实线来表示「有补正」的场合,对于上述相位生成器PG上的音调频率数补正的有无所给出的输出信号的不同进行说明。
从上述相位生成器PG输出的补正后的音调频率数(FNUM2)被给予地址生成器AG,地址生成器AG输出用于从波形表WT读出基本波形的取样数据的波形读出地址信号(OUT)。此处为了使说明容易理解,顺便把地址生成器AG按功能分开来进行说明。即,如果把地址生成器AG按功能大体分开的话,可以分为通过对音调频率数进行累计而生成波形读出地址的功能X和根据循环点地址(LP)和折返点地址(RP),对在相应的地址范围重复读出基本波形进行控制的功能Y,具有分别实现该各功能的电路(或运算用软件)。实现上述功能X的电路至少包括选择器S2和S3、延迟电路D、门电路G、加法器K2、减法器M而构成。另一面,实现上述功能Y的电路至少包括反相器P、选择器S2、比较电路H1和H2、延迟电路D1和D2、EXOR电路O1和O2、OR电路N1和N2、计数器CN、解码器Q而构成。当然,不言而喻,实现上述功能X和功能Y的各个电路不限于上述装置。
首先,对于实现上述功能X的电路进行说明。从相位生成器PG输出的补正后的音调频率数(FNUM2)被给予选择器S2。选择器S2在来自后述的解码器Q的输入信号为「0」的场合,直接输出被给予的音调频率数(FNUM2),在来自后述的解码器Q的输入信号为「1」的场合,把被给予的音调频率数(FNUM2)的正负由反相器P反相了的音调频率数(FNUM2)输出给加法器K2。对于上述解码器Q的动作(上述输入信号「0」或「1」的设置)后述,此处省略说明。加法器K2对来自选择器S2的输出(音调频率数(FNUM2)或正负被反相了的音调频率数(FNUM2)的某个)和来自由延迟电路D、减法器M和选择器S3以及门电路G构成的循环电路的输出进行加算,算出音调频率数(FNUM2)的累计值。此处,音调频率数(FNUM2)是与对应于分配给被按下的键的音高,或MIDI等演奏数据中含有的键码的音高频率(音调)成比例的补正后的数值数据,相当于单位时间的相位增量值。因此,按每个规则时间间隔(Δt)重复运算音调频率数(FNUM2)而成的累计值是随时间而变化的相位信息,它与波形表WT中存储了1周期量的基本波形的存储区域内的相对地址对应。这样,由加法器K2算出的音调频率 数(FNUM2)的累计值分别被给予循环电路的延迟电路D和减法器M、比较电路H1、H2。
由延迟电路D、减法器M和选择器S3、门电路G构成的循环电路,为了对音调频率数(FNUM2)进行累计,把每1采样周期的音调频率数(FNUM2)的累计值进行延迟,给予加法器K2。即,延迟电路D把在按作为从加法器K2输出的1采样周期的时间(Δt)而被延迟了的时间所算出的音调频率数累计值给予选择器S3的输入端子的一方。把从减法器M输出的数据中的最高位(MSB)以外的值给予选择器S3的另一输入端子。该减法器M用于从加法器K2所输出的音调频率数累计值中减去地址长(L)。选择器S3在从这样的减法器M输出的数据的最高位(MSB)为「1」的场合,向门电路G输出除了最高位(MSB)以外的数据,在上述最高位(MSB)为「0」的场合,向门电路G输出作为来自延迟电路D的输出的音调频率数累计值。这样,在音调频率数累计值溢出了的场合,就从最小值再次进行累计,因而作为从地址生成器AG输出的波形读出地址信号而输出重复周期的波形。门电路G把该音调频率数累计值给予加法器K2,直到重新输入作为随着触键(キ一オン)而产生的脉冲信号的触键脉冲(KONP)。在重新输入了触键脉冲(KONP)的场合,不把该音调频率数累计值给予加法器K2,因而根据与所触键对应的音高的音调频率数来重新从最初起开始音调频率数的累计。加法器K2把重新输入了的音调频率数(FNUM2)和来自门电路G的音调频率数累计值加起来。
其次,对于实现上述功能Y的电路进行说明。折返点地址(RP)和循环点地址(LP)被分别加在比较电路H1、H2的输入端子的各个上。还有,在比较电路H1、H2的另一输入端子上加上作为来自加法器K2的输出的音调频率数累计值(相对地址信号)。对折返点地址(RP)和音调频率数累计值进行比较的比较电路H1的输出,通过延迟电路D1和EXOR电路O1,被加在OR电路N1的一端子上。另一方面,对循环点地址(LP)和音调频率数累计值进行比较的比较电路H2的输出,通 过延迟电路D2和EXOR电路O2,被加在OR电路N1的另一端子上。并且,OR电路N1的输出被给予计数器CN,计数器CN按照来自上述OR电路N1的输出来进行计数,把作为其结果的计数器值送给解码器Q。如上述图4所示,在给出了折返点地址(RP)和循环点地址(LP)的场合,解码器Q在来自计数器CN的计数器值为「2」或「3」的场合,对选择器S2输出「0」,在此外的场合,对选择器S2输出「1」。这样决定从解码器Q对选择器S2输出的「0」或「1」的计数器值是一例,不言而喻,根据折返点地址(RP)和循环点地址(LP)的给予方式、音调频率数(FNUM2)的大小或是它们的关系等,上述计数器值也可以是不同的值。
另外,上述计数器CN按照来自把从上述减法器M输出的数据的最高位(MSB)和作为随着触键而产生的脉冲信号的触键脉冲(KONP)作为输入的OR电路N2的输出,把计数器CN的计数值复位为「0」。
首先,随着触键而从OR电路N2输入触键脉冲(KONP)的话,由OR电路N2对计数器CN加上复位信号,计数值就会变为「0」,与此对应,解码器Q的输出信号也变为「0」。于是,选择器S2就会选择输入了的音调频率数(FNUM2),音调频率数(FNUM2)的加算就会开始。即,在对OR电路N2重新输入了作为随着触键而产生的脉冲信号的触键脉冲(KONP)的场合,从该时刻起,按照重新输入了的正负未反相的音调频率数(FNUM2)而开始累计。在音调频率数累计值(相对地址信号)到达了折返点地址(RP)的场合(第1回的到达),EXOR电路O1变为「1」,EXOR电路O2变为「0」,因而OR电路N1变为「1」,计数器CN使计数值从「0」到「1」进行计数。解码器Q输出与计数值「1」对应的「0」,因而选择器S2选择音调频率数(FNUM2),从而继续进行音调频率数(FNUM2)对音调频率数累计值(相对地址信号)的加算。此处,在音调频率数累计值(相对地址信号)第1回到达了折返点地址(RP)以后,就由比较电路H1常输出「1」,与此伴随,EXOR电路O1就对OR电路N1的一端子常输出「0」。
在音调频率数累计值(相对地址信号)到达了循环点地址(LP)的场合(第1回的到达),解码器Q的输出信号就从「0」变为「1」。即,在第1回到达了循环点地址(LP)的场合,EXOR电路O2变为「1」,还有,如上所述,从EXOR电路O1常输出「0」,因而OR电路N1变为「1」,计数器CN使计数值从「1」到「2」进行计数。解码器Q输出与计数值「2」对应的「1」。因此,选择器S2就选择由反相器P把正负反相了的音调频率数(FNUM2)。从而,在音调频率数累计值(相对地址信号)第1回到达了折返点地址(RP)以后,对音调频率数累计值进行减算。并且,在重新输入音调频率数(FNUM2),开始了音调频率数累计值的第1回的减算的场合,在该实施例中,如上所述,就从EXOR电路O1输出「0」,EXOR电路O2仍然为「1」,因而OR电路N1变为「1」,计数器CN使计数值从「2」到「3」进行计数。还有,直到被减算的音调频率数累计值(相对地址信号)再次到达折返点地址(RP)(第2回的到达),该计数值「3」不变。解码器Q按照该计数值「3」而输出「1」。因此,在计数值「3」的期间,即从第1回的减算开始起,到音调频率数累计值再次到达折返点地址(RP)(第2回的到达),要对音调频率数累计值进行减算。
这样被减算的音调频率数累计值(相对地址信号)再次到达折返点地址(RP)的话(第2回的到达),解码器Q的输出信号就从「1」变为「0」。即,在到达了第2回的折返点地址(RP)的场合,EXOR电路O1就从上述「0」变为「1」,EXOR电路O2仍然为「0」,因而OR电路N1变为「1」,计数器CN使计数值从「3」到「4」进行计数。解码器Q按照计数值「4」而输出「0」。因此,选择器S2就会选择音调频率数(FNUM2)。从而,在被减算的音调频率数累计值(相对地址信号)再次到达了折返点地址(RP)以后,就对音调频率数累计值再次加上正负未反相的音调频率数(FNUM2)。并且,在重新输入音调频率数(FNUM2),再次开始了音调频率数累计值的第1回的加算的场合,在该实施例中,EXOR电路O1仍然为「1」,EXOR电路O2仍然为「0」, 因而OR电路N2变为「1」,计数器CN使计数值从「4」到「5」进行计数。直到音调频率数累计值(相对地址信号)再次到达循环点地址(LP)(第2回的到达),该计数值「5」不变。解码器Q按照该计数值「5」而输出「0」,因而在计数值「5」的期间,要对音调频率数累计值进行加算。
其次,在音调频率数累计值(相对地址信号)再次到达了循环点地址(LP)的场合(第2回的到达),与第1回到达时不同,解码器Q的输出信号不从「0」变为「1」,而是仍然为「0」。即,在到达了第2回的循环点地址(LP)的场合,EXOR电路O1是「0」,EXOR电路O2变为「1」,因而OR电路N1变为「1」,计数器CN使计数值从「5」到「6」进行计数。解码器Q按照计数值「6」而输出「0」。即,与第1回到达时不同,在第2回到达时,选择器S2不选择由反相器P使正负反相了的音调频率数(FNUM2)。因此,在音调频率数累计值(相对地址信号)到达了第2回的循环点地址(LP)以后,对音调频率数累计值直接加算正负未反相的音调频率数(FNUM2)。并且,在从上述减法器M作为数据的最高位(MSB)而给予「1」的场合,使计数器CN的计数值复位为「0」。
如上所述,对输入了的音调频率数(FNUM2)按照每个规则时间间隔依次进行加算而相应生成的音调频率数累计值对应于存储了1周期量的基本波形的存储区域内的相对地址。为了从波形表WT读出基本波形,需要把该音调频率数累计值(相对地址信号)转换为绝对地址信号。因此,由加法器K3对作为绝对地址的起始地址(SA)进行加算,从而把音调频率数累计值(相对地址信号)转换为绝对地址信号。按照从该加法器K3输出的绝对地址信号来访问波形表WT,波形表WT中存储的规定的基本波形(例如正弦波等)的取样数据作出响应而被从波形表WT读出。
这样,地址生成器AG对音调频率数(FNUM2)以规则时间间隔重 复进行运算、累计,从而产生波形读出地址信号。如图6所示,在作为波形参数而给出了循环点地址(LP)和折返点地址(RP)的场合,首先在时刻「t0」从起始地址(SA)开始取样值数据的读出。先按每个规定的规则时间间隔,按相当于音调频率数(FNUM2)的地址量来增加,而从到达了该地址值循环点地址(LP)的时刻「t4」起,则按每个规定的规则时间间隔,按相当于音调频率数(FNUM2)的地址量来减算。并且,从该地址值到达了折返点地址(RP)的时刻「t7」起,再次按每个规定的规则时间间隔,按相当于音调频率数(FNUM2)的地址量来增加,直到到达地址长(L)。这样,由读出1周期波形的量的绝对地址组成的波形读出地址信号就被生成。在这种场合,到达1周期波形的地址长(L)的时刻为「t12」,把输入了的补正前的音调频率数(FNUM1)以与将其直接作为地址的场合(参照图4(a))同样的音调来读出。即,在相位生成器PG中预先进行音调频率数的补正,使进行波形的重复读出而生成的波形的音调的同一性得以保持。
这样,按照从地址生成器AG输出的例如图6所示的波形读出地址,从波形表WT读出基本波形的话,就能生成图7所示的波形形状的波形。图7是表示根据图6所示的AG输出波形,从波形表读出了正弦波的场合所生成的波形的一例的图。从该图7可以理解,如上所述,进行读出波形的控制,使得在循环点地址(LP)和折返点地址(RP)间重复读出基本波形,就能够不改变所输出的波形的1循环的音调(频率)而只改变波形形状。因此,用户通过适当设定上述循环点地址(LP)和折返点地址(RP)就能使原来的基本波形的波形形状进行大的变化而读出基本波形,把该读出了的波形用于频率调制运算,就使得实现多种音色的具有更复杂的波形形状的乐音信号简单完成。这样,图1所示的调制器OM就按照音调频率数累计值从波形表WT读出基本波形,从而产生调制波信号。另一方面,载波器OC按照音调频率数累计值从波形表WT读出基本波形,从而产生载波信号,把从上述调制器OM输出的调制波信号和该产生的载波信号进行加算,就能输出调制了的乐音信号。
上述实施例中是在作为波形参数而给出的循环点地址(LP)到折返点地址(RP)的地址范围使相应的基本波形循环1回而重复读出,不过,也可以把进行该重复读出的循环回数作为波形参数来给出。在这种场合,在对音调频率数进行补正时,除了循环点地址(LP)和折返点地址(RP),还要考虑上述循环回数来算出补正系数,据此来暂时变更音调。
还有,上述实施例中把循环点地址(LP)和折返点地址(RP)两点的相对地址值作为波形参数来给出,在它们之间重复读出基本波形,但不限于此。例如,作为波形参数而给出三点的相对地址值(例如A1<A2<A3),从地址A1向地址A3推进之后,从地址A3向地址A2逆方向推进,再次从地址A2向地址A3推进,这样重复读出基本波形,也是可以的。或是作为波形参数而给出四点的相对地址值(例如A1<A2<A3<A4),从地址A1向地址A4推进之后,从地址A4向地址A2逆方向推进,接着从地址A2向地址A3推进之后,从地址A3向地址A2(或地址A1)逆方向推进,再次从地址A2(或地址A1)向地址A4推进,这样重复读出基本波形,也是可以的。以这种方式,只从波形表WT读出基本波形,就能够产生更复杂的波形形状的波形。当然,不言而喻,在这种场合,也要考虑重复而算出补正系数,据此来暂时变更音调。当然,不言而喻,在上述场合,实现功能Y的电路要按照上述各方式来进行变更,功能Y用于进行把图5所示的地址生成器AG上的基本波形在相应的地址范围重复读出的控制。
还有,不是必须包括向逆方向的推进(正逆的折返),可以进行1回或重复进行多回在被指定的区间(RP到LP的区间)向正方向(或逆方向)推进。另外,重复向同一方向(正或逆方向)推进,在重复点就必须通过取样点的跳跃来返回,在该部分在取样数据的关联上就会欠光滑,不过,在该场合,可以通过取样数据间的插值等来光滑地连接取样数据。
其次,对于第2实施例进行说明。在第2实施例所示的乐音合成装置中,作为波形参数,能够分别对各处理器的每一个任意设定停止点地址(SP)和停止时间(ST),该停止点地址(SP)用于指定取样点(暂时停止的取样点)的相对地址位置,该取样点的相对地址位置用于进行控制,使得按预先决定了的时间来维持该取样点的取样数据,即,使基本波形的波形读出地址的推进在该取样点暂时停止,该停止时间(ST)用于决定使上述基本波形的波形读出地址的推进暂时停止的时间幅度,能够将其作为波形参数而给予各处理器。在各处理器中从波形表WT读出希望的基本波形(取样数据)时,首先参照上述停止点地址(SP),从起始地址(SA)到停止点地址(SP)依次使波形读出地址推进,进行基本波形的读出。这样依次进行基本波形的读出,到停止点地址(SP)的话,就从该时刻起暂时停止上述基本波形的波形读出地址的推进。经过上述停止时间(ST)所定义的停止时间的话,从停止点地址(SP)到结束地址(EA)依次再开始波形读出地址的推进,进行基本波形的读出。
图8是表示第2实施例中的相位生成器PG的具体实施例的电路图,由与图3同样的构成组成,不过,补正系数算出器E产生的补正系数E2与第1实施的不同。图9是表示把该第2实施例中从相位生成器PG输出的音调频率数按照时间经过进行累计而成的AG输出波形(此处省略了起始地址(SA)所致的偏置)的图。
在图8中,补正系数算出部E根据作为波形变更参数而输入了的停止时间(ST)来算出补正系数E2,将其给予乘法器J2,从而对从移相器B输出的音调频率数(FNUM1)进行补正。该补正系数E2按照以下表示的式(3)和式(4)来算出。
此处,T是应该产生的波形的音高频率(音调)的周期,L是在波形表WT中存储了1周期量的希望的基本波形的地址范围(即,起始地址到结束地址的地址长),fs是采样频率,FNUM1从移相器B输出的移相后的音调频率数。
作为来自补正系数算出器E的输出的上述补正系数E2和作为来自移相器B的输出的移相后的音调频率数(FNUM1)被给予乘法器J2,由乘法器J2相乘,从而算出补正后的音调频率数(FNUM2),将其输出给地址生成器AG。详细后述,不过,从到达了停止点地址(SP)的时刻起,到经过停止时间(ST)所指定的时间为止,使基本波形的波形读出地址的推进停止的场合,与按照补正前的音调频率数(FNUM1),不使波形读出地址的推进暂时停止而直接读出波形表WT内的基本波形的取样值数据的场合相比,按使波形读出地址的推进暂时停止的时间量而生成的波形就会变得延迟,音调就会改变(参照后述的图11中一点点划线所示的波形图),这里按照停止时间(ST)预先对音调频率数(FNUM1)进行补正,使得即使在使基本波形的波形读出地址的推进暂时停止了,所生成的波形的1循环的周期(音调)也和不暂时停止的场合没有丝毫不同(参照后述的图11中实线所示的波形图)。
如图9(a)所示,在作为波形参数而未给出停止点地址(SP)和停止时间(ST)的场合,即基本波形的波形读出地址的推进「没有」停止的场合,在后述的地址生成器AG中按每个规定的规则时间间隔(Δt)依次加算音调频率数(FNUM1),算出在各时间的音调频率数累计值。在未给出停止点地址(SP)和停止时间(ST)的场合,补正系数算出器E所算出的补正系数E2为「1」,音调频率数(FNUM1)不被补正而直接用于累计。
另一方面,如图9(b)所示,在作为波形参数而给出了停止点地址 (SP)和停止时间(ST),即基本波形的波形读出地址的推进「有」停止的场合,也与上述同样,按每个规定的规则时间间隔(Δt)依次加算音调频率数,从而算出在各时间的音调频率数累计值,这是相同的,不过,在该场合,补正系数算出器E所算出的补正系数E2为「1以上」,因而把补正后的音调频率数(FNUM2)用于累计。在图9(b)所示的实施例中,作为停止点地址(SP)设为对1周期波形的地址长(L)的相对地址值「L/3」,作为停止时间(ST)设为「2」,按照上述式1算出补正系数为「1.2」。因此,要依次累计对补正前的音调频率数(FNUM1)补正了1.2倍而成的音调频率数(FNUM2),与图9(a)的场合比较,以1.2倍的速度达到1周期波形的地址长。即,到达1周期波形的地址长为止的时间变为「t10」,该时间相对于音调,因而与上述场合相比,从波形表WT读出基本波形时的相位变化比率就要变更。
其次,用图10和图11来说明第2实施例中的地址生成器AG的构成。图10是表示地址生成器AG的具体实施例的电路图,与图5同一功能的部分付以同一符号,不重复说明。图11是表示从地址生成器AG输出的AG输出波形的图。此处,该图11中为了使说明容易理解,在使波形读出地址的推进暂时停止,进行了基本波形的读出时,以一点点划线来表示对音调频率数「没有补正」的场合,以实线来表示「有补正」的场合,说明上述相位生成器PG上的音调频率数补正的有无所致的输出信号的不同。
在图10中,通过对音调频率数进行累计来生成波形读出地址的功能X的部分与图5是同一构成。进行根据停止点地址(SP)和停止时间(ST)来使基本波形的波形读出地址的推进暂时停止的控制的功能Y1的部分与图5的功能Y的部分有几分不同。实现功能Y1的电路至少包括选择器S3、比较器H3和H4、计数器CN1、OR电路N3、触发器电路FF而构成。
对于实现功能Y1的电路进行说明。停止点地址(SP)加在比较电 路H3的输入端子上。比较电路H3的另一输入端子上加上作为来自加法器K2的输出的音调频率数累计值(相对地址信号)。该比较电路H3的输出加在触发器电路FF的置位端子(S)上。这样,通常触发器电路FF的输出信号是「0」,选择器S3对输入的音调频率数(FNUM2)进行选择,不过,在音调频率数累计值(相对地址信号)到达了停止点地址(SP)的场合,由比较电路H3对触发器电路FF给出信号,触发器电路FF的输出信号变为「1」,因而选择器S3就会选择「0」而不是音调频率数(FNUM2)。即,如果音调频率数累计值到达了停止点地址(SP),音调频率数累计值就不再加算而是维持一定值。即,实际上就会使波形读出地址的推进停止。
另一方面,停止时间(ST)加在比较电路H4的输入端子上。比较电路H4的另一输入端子上加上作为来自计数器CN1的输出的计数器值。计数器CN1在音调频率数累计值(相对地址信号)到达了停止点地址(SP)的场合开始计数,由比较电路H4来比较该计数器CN1所给出的计数器值和停止时间(ST)。比较电路H4的输出在触键时输出的触键脉冲(KONP)之间通过OR电路N3而加在触发器电路FF的复位端子(R)上。这样,音调频率数累计值(相对地址信号)到达了停止点地址(SP)以后被加算出的计数值与停止时间(ST)一致的话,就由比较电路H4对OR电路N3给出信号,再从OR电路N3对触发器电路FF给出复位信号,触发器电路FF的输出信号就变为「0」,因而选择器S3就会再次选择输入了的音调频率数(FNUM2)。因此,从使波形读出地址的推进暂时停止起,经过停止时间(ST)后,对音调频率数累计值再次加算音调频率数(FNUM2),从而再开始波形读出地址的推进。另外,在对OR电路N重新输入了作为随着触键而产生的脉冲信号的触键脉冲(KONP)的场合,就从触发器电路FF对选择器S2给出「0」,从该时刻起,按照重新输入的音调频率数(FNUM2)开始累计。
如上所述,与按每个规则的时间间隔依次加算输入了的音调频率数(FNUM2)对应而生成的音调频率数累计值与存储了1周期量的基本 波形的存储区域内的相对地址对应。为了从波形表WT读出基本波形,需要把该音调频率数累计值(相对地址信号)转换为绝对地址信号。因此,加法器K3对作为绝对地址的起始地址(SA)进行加算,从而把音调频率数累计值(相对地址信号)转换为绝对地址信号。按照从该加法器K3输出的绝对地址信号来访问波形表WT,使波形表WT中存储的规定的基本波形(例如正弦波等)的取样数据作出响应而被从波形表WT读出。
这样,地址生成器AG以规则时间间隔重复运算、累计音调频率数(FNUM2),从而产生波形读出地址信号。如图11所示,在作为波形参数而给出了停止点地址(SP)和停止时间(ST)的场合,首先在时刻「t0」从起始地址(SA)开始取样值数据的读出。按每个规定的规则时间间隔,按与音调频率数(FNUM2)相当的地址量来增加,不过,从该地址值到达了停止点地址(SP)的时刻「t4」起,按每个规定的规则时间间隔加算「0」,代替音调频率数(FNUM2),因而地址不增加而变为一定的。并且,从地址值的变化停止了的时刻「t4」经过停止时间(ST)后的时刻「t6」起,再次按每个规定的规则时间间隔,每次按与音调频率数(FNUM2)相当的地址量来增加,直到达到地址长(L)。这样来生成由读出1周期波形的量的绝对地址组成的波形读出地址信号。在这种场合,到达1周期波形的地址长(L)的时刻为「t12」,要以与不暂时停止波形读出地址的推进而读出波形(参照图9(a))的场合同样的音调来读出波形。即,在有暂时停止时,把输入了的音调频率数(FNUM1)直接作为地址的场合,在到达1周期波形的地址长(L)的时刻要加算停止时间(ST)的量,变为「t14」,音调就会变化,很不理想。因此,在相位生成器PG中,预先进行音调频率数的补正,使得即使暂时停止了波形读出地址的推进,也能保持所生成的波形的音调的同一性。
这样,按照从地址生成器AG输出的例如图11所示的波形读出地址,从波形表WT读出基本波形的话,就能生成图12所示的波形形状的波形。图12是表示在按照图11所示的AG输出波形从波形表 读出了正弦波的场合所生成的波形的一例的图。从该图12可以理解,如上所述,按照停止点地址(SP)和停止时间(ST),暂时停止基本波形的波形读出地址的推进,这样进行读出波形的控制,就能不改变所输出的波形的音调而只改变波形形状。因此,用户通过适当地设定上述停止点地址(SP)和停止时间(ST)就能使原来的基本波形的波形形状产生很大变化而读出基本波形,把该读出的波形用于频率调制运算,就能简单地生成实现多种音色的具有更复杂的波形形状的乐音信号。这样,图1所示的调制器OM按照音调频率数累计值从波形表WT读出基本波形,从而产生调制波信号。另一方面,载波器OC按照音调频率数累计值从波形表WT读出基本波形,从而产生载波信号,对从上述调制器OM输出的调制波信号和该产生的载波信号进行加算,就能输出调制了的乐音信号。
另外,上述实施例中是把作为波形参数而给出的取样点(停止点地址(SP))作为基准,从到达了取样点的时间起,按停止时间(ST)的量来暂时停止读出波形地址的推进,但不限于此,也可以按到达取样点的停止时间的量,从之前的时间起暂时停止波形读出地址的推进,从到达了取样点的时间起再开始波形读出地址的推进。
另外,作为停止点地址(SP)而设定的取样点不限于1个,也可以是多个,每当到达该各停止取样点,就以适当的时间暂时停止波形读出地址的推进。在这种场合,可以把在该各停止取样点的每一点暂时停止的时间合计而成的时间作为停止时间(ST),也可以对各停止取样点的每一点单独设定任意的停止时间。
当然,不言而喻,在上述场合,实现功能Y1的电路要按照上述各方式进行变更,该功能Y1用于进行以下控制:根据图10所示的地址生成器AG上的停止点地址(SP)和停止时间(ST),暂时停止基本波形的波形读出地址的推进。
另外,在上述的各实施例中,给出了最简单的1项的频率调制运算,使用2时隙由1个处理器(运算单元)分时进行,但不限于此,也可以准备多个处理器,通过选择性地切换各处理器的连接方式来选择FM运算的算法,进行希望的音色的乐音的合成。
另外,上述实施例所示的处理器的基本构成(参照图2)、相位生成器PG或地址生成器AG的电路构成(参照图3或图5,图10)只是一例,并不限于此。如上所述,处理器不限于由专用硬件电路来构成,也可以由DSP(数字信号处理器)、CPU等执行的软件程序来构成。在这种场合,为了实现图1-图3、图5、图10等所示的运算算法而编制软件程序,把该程序存储在DSP、CPU的程序存储器(存储介质)中。
另外,不言而喻,存储装置中预先存储的基本波形的取样值数据可以是PCM、DPCM、ADPCM等波形取样数据方式的数据。
另外,在上述实施例中,给出了把产生了的波形用于频率调制运算型(FM方式)的乐音合成装置的例子,但不限于此,也可以用作振幅调制运算型(AM方式)的乐音合成装置的载波信号、调制波信号等。
还有,在上述各实施例中,在用补正系数E1、E2来补正频率数的场合,不超出输入了的频率数FNUM1原计划的音调,但不限于此,也可以根据需要,主动地进行调整,变更为与原来不同的希望的音调。
Claims (19)
1.一种波形产生装置,其特征在于,具有:
产生由多个取样点组成的1周期量的规定的基本波形的取样数据中的与输入的相位信息对应的取样点的取样数据的基本波形产生装置;
为了变更所述基本波形的波形,由上述1周期量的规定的基本波形的起始地址和结束地址以外的点特别指定至少2个取样点的装置;
取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的装置;
按照所述特别指定了的至少2个取样点的间隔来变更所述取得了的频率信息的变更装置;
根据所述变更了的频率信息,产生以与该变更了的频率信息对应的比率而变化的相位信息的相位信息产生装置;以及
在由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的变化的1循环中,对由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的推进进行控制,使得跨所述特别指定了的至少2个取样点间的区间的所述相位信息的变化被冗长地至少重复1回的控制装置,
按照所述控制装置所进行的控制,把由所述相位信息产生装置产生了的所述相位信息输入所述基本波形产生装置中,按照控制了1循环中的推进的所述相位信息,从该基本波形产生装置产生使所述基本波形变形而成的波形。
2.根据权利要求1所述的波形产生装置,其中,所述控制装置对由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的推进进行控制,使得在所述特别指定了的至少2个取样点间的区间,所述相位信息向正方向推进了之后向逆方向折返,这样至少重复1回。
3.根据权利要求1或2所述的波形产生装置,其中,特别指定所述至少2个取样点的装置可任意变更特别指定的该至少2个取样点的位置。
4.根据权利要求1或2所述的波形产生装置,其中,所述重复的回数可变更。
5.根据权利要求3所述的波形产生装置,其中,所述重复的回数可变更。
6.根据权利要求1或2所述的波形产生装置,其中,所述变更装置包含按照把所述特别指定了的至少2个取样点的间隔作为变数的规定的函数来生成补正信息的装置,该补正信息用于对上述取得的频率信息进行补正,使所述基本波形变形而成的波形的1周期成为希望的周期。
7.根据权利要求6所述的波形产生装置,其中,所述希望的周期与变更前的所述频率信息设定的频率的1周期对应。
8.根据权利要求6所述的波形产生装置,其中,所述规定的函数是对基于所述特别指定了的至少2个取样点间的区间的冗长性的延迟因素进行补偿的函数。
9.一种乐音合成装置,在具有产生调制波的波形的调制波产生装置、产生载波的波形的载波产生装置和由所述调制波产生装置产生的调制波的波形来调制由所述载波产生装置产生的载波的波形的调制装置的调制运算型的乐音合成装置中,其特征在于,所述调制波产生装置和载波产生装置的至少一方由以下波形产生装置构成,该波形产生装置具有:
产生由多个取样点组成的1周期量的规定的基本波形的取样数据中的与输入的相位信息对应的取样点的取样数据的基本波形产生装置;
为了变更所述基本波形的波形,由上述1周期量的规定的基本波形的起始地址和结束地址以外的点特别指定至少2个取样点的装置;
取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的装置;
按照所述特别指定了的至少2个取样点的间隔来变更所述取得了的频率信息的变更装置;
根据所述变更了的频率信息,产生以与该变更了的频率信息对应的比率而变化的相位信息的相位信息产生装置;以及
在由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的变化的1循环中,对由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的推进进行控制,使得跨所述特别指定了的至少2个取样点间的区间的所述相位信息的变化被冗长地至少重复1回的控制装置,
按照所述控制装置所进行的控制,把由所述相位信息产生装置产生了的所述相位信息输入所述基本波形产生装置中,从而按照控制了1循环中的推进的所述相位信息,从该基本波形产生装置产生使所述基本波形变形而成的波形。
10.一种波形产生方法,其特征在于,具有:
为了变更由多个取样点组成的1周期量的规定的基本波形的波形,由上述1周期量的规定的基本波形的起始地址和结束地址以外的点特别指定至少2个取样点的步骤;
取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的步骤;
按照所述特别指定了的至少2个取样点的间隔来变更所述取得了的频率信息的步骤;
根据所述变更了的频率信息,产生以与该变更了的频率信息对应的比率而变化的相位信息的步骤;
在产生所述相位信息的步骤中产生的所述相位信息的变化的1循环中,对产生所述相位信息的步骤中产生的所述相位信息的推进进行控制,使得跨所述特别指定了的至少2个取样点间的区间的所述相位信息的变化被冗长地至少重复1回的步骤,以及
输入在产生所述相位信息的步骤中产生了的所述相位信息,输出由所述多个取样点组成的规定的基本波形的取样数据中的与该输入了的相位信息对应的取样点的取样数据的步骤,
由此按照控制了1循环中的推进的所述相位信息,产生使所述基本波形变形而成的波形。
11.根据权利要求10所述的波形产生方法,其中,所述输出的步骤用于参照存储器或表来输出与所述输入了的相位信息对应的所述规定的基本波形的取样数据。
12.一种波形产生装置,其特征在于,具有:
产生由多个取样点组成的1周期量的规定的基本波形的取样数据中的与输入的相位信息对应的取样点的取样数据的基本波形产生装置;
生成用于变更所述基本波形的波形的波形变更参数的装置,其中,所述波形变更参数包括特别指定至少1个取样点的参数和设定维持该特别指定了的取样点的时间的停止时间参数;
取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的装置;
按照所述停止时间参数来变更所述取得了的频率信息的变更装置;
根据所述变更了的频率信息,产生以与该变更了的频率信息对应的比率而变化的相位信息的相位信息产生装置;以及
在由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的变化的1循环中,对由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的推进进行控制,使得维持与所述特别指定了的至少1个取样点对应的所述相位信息的值在由所述停止时间参数设定的时间内不变化的控制装置,
按照所述控制装置所进行的控制,把由所述相位信息产生装置产生了的所述相位信息输入所述基本波形产生装置中,从而按照控制了1循环中的推进的所述相位信息,从该基本波形产生装置产生使所述基本波形变形而成的波形。
13.根据权利要求12所述的波形产生装置,其中,生成所述波形变更参数的装置可任意变更特别指定所述至少1个取样点的参数和所述停止时间参数的至少一方。
14.根据权利要求12或13所述的波形产生装置,其中,所述变更装置包含按照把所述停止时间参数作为变数的规定的函数来生成补正信息的装置,该补正信息用于对上述取得的频率信息进行补正,使所述基本波形变形而成的波形的1周期成为希望的周期。
15.根据权利要求14所述的波形产生装置,其中,所述希望的周期与变更前的所述频率信息设定的频率的1周期对应。
16.根据权利要求14所述的波形产生装置,其中,所述规定的函数是对下述延迟因素进行补偿的函数,该延迟因素是基于维持与所述特别指定了的至少1个取样点对应的所述相位信息的值在由所述停止时间参数设定的时间内不变化的延迟因素。
17.一种乐音合成装置,在具有产生调制波的波形的调制波产生装置、产生载波的波形的载波产生装置和由所述调制波产生装置产生的调制波的波形来调制由所述载波产生装置产生的载波的波形的调制装置的调制运算型的乐音合成装置中,其特征在于,所述调制波产生装置和载波产生装置的至少一方由以下波形产生装置构成,该波形产生装置具有:
产生由多个取样点组成的1周期量的规定的基本波形的取样数据中的与输入的相位信息对应的取样点的取样数据的基本波形产生装置;
生成用于变更所述基本波形的波形的波形变更参数的装置,其中,所述波形变更参数包括特别指定至少1个取样点的参数和设定维持该特别指定了的取样点的时间的停止时间参数;
取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的装置;
按照所述停止时间参数来变更所述取得了的频率信息的变更装置;
根据所述变更了的频率信息,产生以与该变更了的频率信息对应的比率而变化的相位信息的相位信息产生装置;以及
在由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的变化的1循环中,对由所述相位信息产生装置产生的所述相位信息的推进进行控制,使得维持与所述特别指定了的至少1个取样点对应的所述相位信息的值在由所述停止时间参数设定的时间内不变化的控制装置,
按照所述控制装置所进行的控制,把由所述相位信息产生装置产生了的所述相位信息输入所述基本波形产生装置中,从而按照控制了1循环中的推进的所述相位信息,从该基本波形产生装置产生使所述基本波形变形而成的波形。
18.一种波形产生方法,其特征在于,具有:
生成用于变更由多个取样点组成的1周期量的规定的基本波形的波形的波形变更参数的步骤,其中,所述波形变更参数包括特别指定至少1个取样点的参数和设定维持该特别指定了的取样点的时间的停止时间参数;
取得设定应该产生的波形的频率的频率信息的步骤;
按照所述停止时间参数来变更所述取得了的频率信息的步骤;
根据所述变更了的频率信息,产生以与该变更了的频率信息对应的比率而变化的相位信息的步骤;
在产生所述相位信息的步骤中产生的所述相位信息的变化的1循环中,对在产生所述相位信息的步骤中产生的所述相位信息的推进进行控制,使得维持与所述特别指定了的至少1个取样点对应的所述相位信息的值在由所述停止时间参数设定的时间内不变化的步骤,以及
输入在产生所述相位信息的步骤中产生了的所述相位信息,输出由所述多个取样点组成的规定的基本波形的取样数据中的与该输入了的相位信息对应的取样点的取样数据的步骤,
由此按照控制了1循环中的推进的所述相位信息,产生使所述基本波形变形而成的波形。
19.根据权利要求18所述的波形产生方法,其中,所述输出的步骤用于参照存储器或表来输出与所述输入了的相位信息对应的所述规定的基本波形的取样数据。
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