JP2001013968A - Waveform generating method and device - Google Patents
Waveform generating method and deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、外部の発振器など
から与えられた位相情報または波形に同期した波形をデ
ィジタル処理により発生する波形発生方法及び装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for generating a waveform synchronized with phase information or a waveform supplied from an external oscillator or the like by digital processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、アナログシンセサイザーにお
いて、鋸歯状波やパルス波(方形波)などを基本波とす
る波形発生部をマスターとスレーブの2系統備え、マス
ター側の基本波の周期毎にスレーブ側の基本波の位相を
リセットする発振器同期(オシレータシンク)機能を有
するものが存在する。ここで、前記スレーブ側の発振器
のリセットは、通常、マスター側の基本波の位相が0と
なった時点でマスター側の発振器から出力されるパルス
の入力を契機に行われている。このような発振器同期機
能を有するアナログシンセサイザーによれば、マスター
側の波形発生部からはマスター側の基本周波数の楽音信
号が出力され、スレーブ側の波形発生部からはマスター
側の基本周波数に対応したピッチを有し、スレーブ側の
基本周波数を中心周波数とするスペクトル包絡形状の楽
音信号が出力される。2. Description of the Related Art Conventionally, an analog synthesizer has two master and slave waveform generators each having a sawtooth wave or a pulse wave (square wave) as a fundamental wave. Some have an oscillator synchronization (oscillator sync) function for resetting the phase of the fundamental wave on the side. Here, the reset of the slave-side oscillator is normally triggered by the input of a pulse output from the master-side oscillator when the phase of the master-side fundamental wave becomes zero. According to the analog synthesizer having such an oscillator synchronizing function, the tone signal of the master-side fundamental frequency is output from the master-side waveform generator, and the slave-side waveform generator corresponds to the master-side fundamental frequency. A tone signal having a pitch and a spectrum envelope shape having a center frequency at a fundamental frequency on the slave side is output.
【0003】一般に、アナログシンセサイザーは、アナ
ログ動作であるためにその動作が不安定となりやすく、
現在では、ほとんどのシンセサイザーがディジタル処理
によるものに置き換わっている。しかしながら、アナロ
グシンセサイザーは特有の音質を有しており、前述の発
振器同期機能のようなアナログシンセサイザーが備えて
いる機能をディジタル処理により正確にシミュレートす
ることが望まれている。Generally, an analog synthesizer is apt to be unstable because of analog operation.
Today, most synthesizers have been replaced by digital ones. However, an analog synthesizer has a unique sound quality, and it is desired to accurately simulate a function of the analog synthesizer, such as the oscillator synchronization function, by digital processing.
【0004】上述した発振器同期機能を単純にディジタ
ル化した場合には、各信号(データ)が所定のサンプリ
ング周期ごとに出力されることとなるために理想的なリ
セットタイミングと実際にリセットされるタイミングと
の間に時間的なずれが発生する。図11に示す波形の一
例を参照して説明する。図11の(a)は、マスター側
の基本波の位相情報Pmの波形を示す図であり、このマ
スター側の基本波位相情報Pmは、図示するように、マ
スター側の基本周波数情報fmにより決定される傾きを
有し、「−1」〜「+1」の値の範囲で鋸歯状に変化す
る波形となっている。すなわち、振幅の−1〜+1が位
相の−π〜+πに対応付けられている。ここで、ディジ
タル的に処理するために、この位相情報Pmは、実際に
は図中○で示したサンプリング周期Δt毎の値が出力さ
れる。図11の(b)は、スレーブ側の基本波の位相情
報Psの波形を示す図であり、スレーブ側の基本波周波
数情報fsにより決定される傾きを有し、「−1」〜
「+1」の値の範囲で鋸歯状に変化する波形となってお
り、この位相情報Psも同様にサンプリング周期Δt毎
に出力される。そして、図示するように、前記マスター
側の基本波位相情報Pmが「+1」から「−1」となる
タイミング(t0)に同期して「−1」レベルにリセッ
トされることにより前述した発振器同期が行われる。When the above-described oscillator synchronization function is simply digitized, each signal (data) is output at a predetermined sampling period, so that an ideal reset timing and an actual reset timing are set. And a time lag occurs. This will be described with reference to an example of the waveform shown in FIG. FIG. 11A is a diagram showing the waveform of the phase information Pm of the fundamental wave on the master side. The fundamental wave phase information Pm on the master side is determined by the fundamental frequency information fm on the master side as shown in FIG. And has a waveform that changes in a sawtooth manner in a value range of “−1” to “+1”. That is, -1 to +1 of the amplitude are associated with -π to + π of the phase. Here, in order to process digitally, the phase information Pm is actually output as a value for each sampling period Δt indicated by a circle in the figure. FIG. 11B is a diagram showing the waveform of the phase information Ps of the fundamental wave on the slave side, which has a gradient determined by the fundamental frequency information fs on the slave side,
The waveform has a sawtooth shape in the range of the value of “+1”, and the phase information Ps is similarly output at each sampling period Δt. As shown in the drawing, the master-side fundamental wave phase information Pm is reset to the “−1” level in synchronization with the timing (t0) at which it changes from “+1” to “−1”. Is performed.
【0005】しかしながら、前記マスター側の基本波位
相情報Pmは、前述のようにサンプリング周期Δt毎に
出力されるものであり、この位相情報Pmが「+1」か
ら「−1」に立ち下がったことを認識できるのは、図中
t1で示すタイミングとなり、このタイミングで、前記
スレーブ側の基本波位相情報Psをリセットすると図1
1の(c)で示すようなスレーブ側の基本波位相情報P
sの出力となってしまう。すなわち、図(c)中にΔz
1(=t1−t0)で示す時間ずれ(ジッタ)が発生す
ることとなってしまう。同様に、t2で示すタイミング
でも同様のことが発生し、Δz2で示す時間ずれが発生
する。[0005] However, the master-side fundamental wave phase information Pm is output at every sampling period Δt as described above, and the phase information Pm falls from “+1” to “−1”. Can be recognized at the timing indicated by t1 in the figure. At this timing, when the fundamental wave phase information Ps on the slave side is reset, FIG.
The fundamental wave phase information P on the slave side as shown in FIG.
s output. That is, Δz in FIG.
A time shift (jitter) indicated by 1 (= t1−t0) will occur. Similarly, the same occurs at the timing indicated by t2, and a time shift indicated by Δz2 occurs.
【0006】そこで、本発明者らは、このような時間ず
れを生じることなく発振器同期機能を実現することがで
きる楽音発生方法及び装置を提案している(特開平10
−198378号公報)。まず、この提案されている方
法の原理について説明する。前記図11の(b)に示し
たように、理想的なスレーブ側の基本波位相情報Ps
は、t1において、既に0とは異なる値「ps」を有し
ている。そこで、実際にリセット処理が行われるt1の
タイミングにおいて、該理想的な位相情報「ps」をス
レーブ側にリセット位相としてセットすることにより、
ジッタによる音質への悪影響を低減することができる。
このリセット位相「ps」は、以下に説明するように、
マスター側の基本波周波数情報「fm」とリセットタイ
ミングt1におけるマスター側の基本波位相情報「p
m」とからサンプリング周波数が無限大の場合における
リセット時点t0を推定し、このリセット時点t0とス
レーブ側の基本波周波数情報「fs」とから求めること
ができる。Accordingly, the present inventors have proposed a tone generating method and apparatus capable of realizing an oscillator synchronization function without causing such a time lag (Japanese Patent Laid-Open No. 10-210).
-198338). First, the principle of the proposed method will be described. As shown in FIG. 11B, the ideal slave-side fundamental wave phase information Ps
Already have a value “ps” different from 0 at t1. Therefore, at the timing of t1 when the reset processing is actually performed, the ideal phase information “ps” is set as the reset phase on the slave side.
It is possible to reduce adverse effects on sound quality due to jitter.
This reset phase “ps” is, as described below,
Master-side fundamental frequency information "fm" and master-side fundamental wave phase information "p" at reset timing t1.
m ", the reset point in time t0 when the sampling frequency is infinite is estimated, and the reset point in time t0 and the fundamental frequency information" fs "on the slave side can be obtained.
【0007】前記リセット位相「ps」を求める過程に
ついて具体的に説明する。ただし、以下の説明におい
て、0<fm<1、0<fs<1であるものとする。前
述のように、マスター側の基本波位相情報Pmとスレー
ブ側の基本波位相情報Psにおける周波数の比と傾きの
比は等しい。また、図11(b)において、真のリセッ
ト時点t0から実際のリセットタイミングt1までにP
sが増加した値psとPmが増加した値pm’との比p
s/pm’は、Pmの波形の傾きに対するPsの波形の
傾きの比に等しい。これにより、次の(1)式が成立す
る。 ps/pm’=fs/fm …(1) この(1)式より、(2)式が導出され、さらにpm’
=pm+1であることから、(3)式が得られる。 ps=pm’/fm・fs …(2) ps=(pm+1)/fm・fs …(3) すなわち、実際のリセットタイミングt1における理想
的なpsの値は、fm、fs、および実際のリセットタ
イミングt1におけるpmとから算出することができ
る。The process for obtaining the reset phase "ps" will be specifically described. However, in the following description, it is assumed that 0 <fm <1 and 0 <fs <1. As described above, the frequency ratio and the inclination ratio of the master-side fundamental wave phase information Pm and the slave-side fundamental wave phase information Ps are equal. Also, in FIG. 11B, the time period P0 from the true reset time t0 to the actual reset timing t1 is changed.
The ratio p between the value ps at which s has increased and the value pm 'at which Pm has increased.
s / pm 'is equal to the ratio of the slope of the Ps waveform to the slope of the Pm waveform. Thereby, the following equation (1) is established. ps / pm '= fs / fm (1) From this equation (1), equation (2) is derived, and further pm'
= Pm + 1, the equation (3) is obtained. ps = pm ′ / fm · fs (2) ps = (pm + 1) / fm · fs (3) That is, the ideal ps value at the actual reset timing t1 is fm, fs, and the actual reset timing. It can be calculated from pm at t1.
【0008】図12は、この提案されている楽音発生装
置の構成例を示すブロック図である。この図において、
101はマスター側の波形発生器、102はスレーブ側
の波形発生器であり、これらの波形発生器101および
102は、例えば、フィードバックFM方式の波形発生
器とされている。103は演算結果が「−1」〜「+
1」の範囲を超えると超えた分を切り捨てて「+1」か
ら「−1」へと折り返される加算結果を出力するモジュ
ロ型加算器、14は前記モジュロ型加算器13の加算結
果を1サンプリング周期(Δt)だけ遅延する遅延回路
であり、このモジュロ型加算器13および遅延回路10
4によりマスター側の基本波の周波数を表すマスター側
の基本波周波数情報fmを計数し、鋸歯状のマスター側
基本波位相情報Pmを出力するマスター側発振器が構成
されている。このマスター側発振器の出力Pmは、前記
図11(a)に示したように、「−1」〜「+1」の間
の鋸歯状波となり、この位相情報Pmは前記波形発生器
101に入力され、前記波形発生器101からマスター
波形が出力される。FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of the proposed tone generator. In this figure,
101 is a master side waveform generator, and 102 is a slave side waveform generator. These waveform generators 101 and 102 are, for example, feedback FM type waveform generators. 103 indicates that the operation result is “−1” to “+”.
When the value exceeds the range of "1", a modulo adder that cuts off the excess and outputs an addition result that is folded back from "+1" to "-1". This is a delay circuit that delays by (Δt). The modulo adder 13 and the delay circuit 10
4 constitutes a master-side oscillator that counts the master-side fundamental frequency information fm representing the frequency of the master-side fundamental wave, and outputs sawtooth master-side fundamental wave phase information Pm. The output Pm of the master-side oscillator becomes a sawtooth wave between “−1” and “+1” as shown in FIG. 11A, and the phase information Pm is input to the waveform generator 101. , A master waveform is output from the waveform generator 101.
【0009】また、105は前述したリセットタイミン
グを検出するリセットタイミング検出器であり、例え
ば、前記モジュロ型加算器103のオーバフローを検出
するころにより前記リセットタイミングを検出する。さ
らに、前記マスター側位相情報Pmはモジュロ型加算器
106において定数「+1」とモジュロ加算され、該加
算結果Pm’=(1+Pm)が出力される。107は除
算器であり、前記モジュロ加算器106からの位相情報
Pm’を前記マスター側基本波周波数情報fmで除算
し、出力p(=pm’/fm)を出力する。スレーブ側
においてモジュロ型加算器109と遅延回路110によ
りスレーブ側の基本波位相情報を出力するスレーブ側発
振器が構成されている。また、111は前記モジュロ型
加算器109の出力と後述する乗算器108の出力を選
択して前記スレーブ側の波形発生器102に供給する切
替スイッチである。乗算器108は前記除算器107の
演算結果p(=pm’/fm)とスレーブ側基本周波数
情報fsとを乗算して、前記式(3)に示されるps
(=fs・pm’/fm)を出力する。前記切替スイッ
チ111は、前記リセットタイミング検出器105から
の出力があったタイミングだけ「1」側に切り換えら
れ、前記乗算器108の出力psを前記スレーブ側の波
形発生器102にリセット位相として供給する。これに
より、前記図11の(b)に示すような、理想的な発振
器同期をディジタル処理において実現することができ
る。A reset timing detector 105 detects the above-described reset timing. For example, the reset timing is detected by detecting an overflow of the modulo adder 103. Further, the modulo adder 106 modulo-adds the master-side phase information Pm to a constant “+1”, and outputs an addition result Pm ′ = (1 + Pm). A divider 107 divides the phase information Pm ′ from the modulo adder 106 by the master-side fundamental frequency information fm, and outputs an output p (= pm ′ / fm). On the slave side, a modulo adder 109 and a delay circuit 110 constitute a slave-side oscillator that outputs fundamental-wave phase information on the slave side. Reference numeral 111 denotes a changeover switch for selecting an output of the modulo adder 109 and an output of a multiplier 108 described later and supplying the output to the waveform generator 102 on the slave side. The multiplier 108 multiplies the operation result p (= pm ′ / fm) of the divider 107 by the slave-side fundamental frequency information fs to obtain ps represented by the above equation (3).
(= Fs · pm ′ / fm) is output. The switch 111 is switched to the “1” side only when there is an output from the reset timing detector 105 and supplies the output ps of the multiplier 108 to the waveform generator 102 on the slave side as a reset phase. . As a result, ideal oscillator synchronization as shown in FIG. 11B can be realized in digital processing.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述した提案されてい
る楽音発生方法によれば、ディジタル構成の波形発生器
(DCO:Digital Controlled Oscillator)におい
て、発振器同期を確実に行うことができる。しかしなが
ら、この提案されている方法においては、マスターとな
るDCOの位相と周波数の両方の信号が利用可能である
ことが要求されている。しかし、このような発振器同期
を、マスターとなる側が前述したようなアナログVCO
をシミュレートしたものに限らず、例えば、FM音源、
PCM音源、物理モデル音源などの各種別の音源出力、
電気・電子楽器の出力、あるいはマイク入力音などをマ
スターとするより多くの場合においても実現したいとい
う要求がある。そのような場合に、マスター側で位相情
報と周波数情報とを供給することができれば問題はない
が、外部の音源等からの信号をマスターの位相情報と見
なして用いる場合は周波数情報を持たないため、別途、
位相から周波数を計算する手段を用意しなければならな
い。しかしながら、スレーブ側のDCOで用いるマスタ
ーの周波数情報を、マスター側でいちいち計算するのは
無駄であるし、マスターとスレーブとの間を位相と周波
数という2つの信号で受け渡しを行うことは、レジスタ
の消費も増え、わずかなリソースしか持たないDSPに
おいては負担となる場合もある。According to the above-mentioned proposed tone generating method, it is possible to reliably perform oscillator synchronization in a digitally configured waveform generator (DCO: Digital Controlled Oscillator). However, the proposed method requires that both the phase and frequency signals of the master DCO be available. However, such an oscillator synchronization is performed by the analog VCO as described above on the master side.
Is not limited to the one that simulates
Various sound source outputs such as PCM sound source and physical model sound source,
There is a demand for realizing even more cases in which the output of an electric or electronic musical instrument or the microphone input sound is used as a master. In such a case, there is no problem if the master side can supply the phase information and the frequency information, but since the signal from the external sound source or the like is used as the master phase information and has no frequency information, , Separately,
A means for calculating the frequency from the phase must be provided. However, it is useless to calculate the master frequency information used by the slave DCO one by one on the master side, and passing between the master and the slave by two signals of the phase and the frequency is performed by the register. Consumption also increases and can be burdensome in DSPs that have few resources.
【0011】また、一方、ただの波形信号にさえDCO
をシンクさせたいという要求もある。例えば、A/D変
換された信号にDCOの音を付加するような場合に、基
本ピッチが合っていたほうが便利な場合が多いなどのこ
とから、このような要求が発生している。そこで本発明
は、外部から与えられた位相情報または波形信号にDC
Oを同期させることのできる波形発生方法および装置を
提供することを目的としている。On the other hand, even a simple waveform signal has a DCO
There is also a demand to synch. For example, when adding a DCO sound to an A / D-converted signal, it is often more convenient to match the basic pitch, and such a request is generated. Therefore, the present invention provides DC information to phase information or a waveform signal given from the outside.
It is an object of the present invention to provide a waveform generation method and apparatus capable of synchronizing O.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の波形発生方法は、外部入力信号に同期した
波形を発生する波形発生方法であって、前記外部入力信
号に基づいて、発生する波形の位相情報をリセットすべ
きリセットタイミングを検出するステップ、前記外部入
力信号を位相信号に対応する信号であるとして該外部入
力信号の周波数情報に対応する情報を算出するステッ
プ、前記周波数情報に対応する情報、前記外部入力信号
および発生する波形の基本波周波数情報に基づいて、前
記リセットタイミングにおけるリセット位相を算出する
ステップ、前記リセットタイミングにおいて前記発生す
る波形の位相情報を前記リセット位相に設定するステッ
プ、および、前記波形の位相情報に基づいて波形を生成
するステップを有するものである。In order to achieve the above object, a waveform generating method according to the present invention is a waveform generating method for generating a waveform synchronized with an external input signal. Detecting a reset timing to reset the phase information of the generated waveform; calculating the information corresponding to the frequency information of the external input signal assuming that the external input signal is a signal corresponding to the phase signal; Calculating the reset phase at the reset timing based on the information corresponding to the external input signal and the fundamental frequency information of the generated waveform, and setting the phase information of the generated waveform at the reset timing to the reset phase. And generating a waveform based on the phase information of the waveform. It is intended.
【0013】また、さらに、前記外部入力信号および前
記外部入力信号の周波数情報に対応する情報に基づい
て、前記リセットタイミングに対応して窓関数を読み出
す読出し信号を作成するステップと、前記読出し信号に
より窓関数を読み出して、前記発生される波形に乗算す
るステップとを有するものである。あるいは、さらに、
前記外部入力信号および前記外部入力信号の周波数情報
に対応する情報に基づいて、前記リセットタイミングに
対応して窓関数を読み出す第1の読出し信号を作成する
ステップと、前記発生される波形の不連続部分に対応し
て窓関数を読み出す第2の読出し信号を作成するステッ
プと、前記両読出し信号を総合した読出し信号に基づい
て窓関数を読み出し、前記発生される波形に乗算するス
テップとを有するものである。さらに、前記外部入力信
号の周波数情報に対応する情報を算出するステップは、
前記外部入力信号のサンプリング周期ごとの増分を算出
するステップとされているものである。A step of generating a read signal for reading a window function corresponding to the reset timing based on the external input signal and information corresponding to frequency information of the external input signal; Reading the window function and multiplying the generated waveform by the window function. Or, moreover,
Creating a first read signal for reading a window function corresponding to the reset timing based on the external input signal and information corresponding to frequency information of the external input signal; and discontinuity of the generated waveform. Generating a second read signal for reading a window function corresponding to the portion; and reading a window function based on a read signal obtained by integrating the two read signals, and multiplying the generated waveform by the read function. It is. Further, the step of calculating information corresponding to the frequency information of the external input signal,
Calculating an increment for each sampling cycle of the external input signal.
【0014】さらにまた、本発明の波形発生装置は、外
部入力信号に同期した波形を発生する波形発生装置であ
って、前記外部入力信号に基づいて、発生する波形の位
相情報をリセットすべきリセットタイミングを検出する
リセットタイミング検出手段と、前記外部入力信号を位
相信号に対応する信号であるとして該外部入力信号の周
波数情報に対応する情報を算出する周波数情報算出手段
と、前記周波数情報に対応する情報、前記外部入力信号
および発生する波形の基本周波数情報に基づいて、前記
リセットタイミングにおけるリセット位相を算出するリ
セット位相計算手段と、前記発生する波形の基本周波数
情報に基づいて位相情報を発生するとともに、前記リセ
ットタイミングにおいて該位相情報を前記リセット位相
に設定するようになされた位相情報発生手段と、前記位
相情報発生手段により発生される位相情報に基づいて波
形を生成する波形発生手段とを有するものである。Further, the waveform generator of the present invention is a waveform generator for generating a waveform synchronized with an external input signal, wherein a reset for resetting phase information of the generated waveform based on the external input signal is provided. Reset timing detecting means for detecting timing, frequency information calculating means for calculating information corresponding to frequency information of the external input signal assuming that the external input signal is a signal corresponding to a phase signal, and corresponding to the frequency information Reset phase calculating means for calculating a reset phase at the reset timing based on the information, the external input signal and the basic frequency information of the generated waveform, and generating phase information based on the basic frequency information of the generated waveform. Setting the phase information to the reset phase at the reset timing. And phase information generating means, and has a waveform generating means for generating a waveform based on the phase information generated by said phase information generating means.
【0015】さらにまた、前記外部入力信号および前記
外部入力信号の周波数情報に対応する情報に基づいて、
前記リセットタイミングに対応して窓関数を読み出す窓
関数読出し手段と、該窓関数読出し手段により読出され
た窓関数を前記波形発生手段により生成された波形に乗
算する乗算手段とを有するものである。あるいは、前記
外部入力信号および前記外部入力信号の周波数情報に対
応する情報に基づいて、前記リセットタイミングに対応
して窓関数を読み出す第1の読出し信号を生成する手段
と、前記発生される波形の不連続部分に対応して窓関数
を読み出す第2の読出し信号を生成する手段と、前記第
1および第2の読出し信号を総合した読出し信号に基づ
いて窓関数を読み出す窓関数読出し手段と、前記窓関数
読出し手段により読み出された窓関数を前記発生される
波形に乗算する乗算手段とを有するものである。さらに
また、前記周波数情報算出手段は、前記前記外部入力信
号のサンプリング周期毎の増分を算出する手段とされて
いるものである。Further, based on the external input signal and information corresponding to frequency information of the external input signal,
Window function reading means for reading a window function in response to the reset timing; and multiplication means for multiplying the waveform generated by the waveform generating means by the window function read by the window function reading means. Alternatively, a means for generating a first read signal for reading a window function corresponding to the reset timing based on the external input signal and information corresponding to frequency information of the external input signal; Means for generating a second read signal for reading a window function corresponding to the discontinuous portion; window function reading means for reading a window function based on a read signal obtained by integrating the first and second read signals; Multiplying means for multiplying the generated waveform by the window function read by the window function reading means. Further, the frequency information calculating means is means for calculating an increment of the external input signal for each sampling cycle.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の波形発生方法が
適用された波形発生装置の第1の実施の形態の構成を示
すブロック図である。なお、本発明の波形発生装置はハ
ードウエアにより実現することができるだけではなく、
DSP(Digital Signal Processor)等を用いてソフト
ウエアあるいはファームウエアにより実現することがで
きるものである。この実施の形態の波形発生装置は、大
きく分けて、外部から入力される位相情報(外部位相入
力)Pxから周波数情報fxを得る周波数計算手段、前
記周波数計算手段のオーバーフローを検出してリセット
タイミングを検出するリセットタイミング検出手段、リ
セット時の位相情報と周波数情報の逆数およびスレーブ
側のDCOの周波数情報とからスレーブ側のDCOの正
確なリセット位相を計算するリセット位相計算手段、リ
セット機構を備えた位相情報発生手段、および、位相情
報から波形を発生する波形発生手段とから構成されてい
る。なお、本発明においては2種類の演算器が使用され
ている。第1の種類の演算器は、演算結果が「−1」〜
「+1」の範囲を超えると超えた分を切り捨てて「+
1」から「−1」へと折り返される演算結果を出力する
モジュロ演算器(モジュロ加算器あるいはモジュロ乗算
器、図中moと記載)であり、第2は、演算結果が「−
1」〜「+1」の範囲を超えてもその範囲に演算結果が
制限されるオーバーフロープロテクトタイプの演算器
(加算器あるいは乗算器、図中ovと記載)である。な
お、moおよびovのいずれもが記されていない演算器
は、途中結果を保存するための演算器である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a waveform generating apparatus to which a waveform generating method according to the present invention is applied. It should be noted that the waveform generator of the present invention can not only be realized by hardware,
It can be realized by software or firmware using a DSP (Digital Signal Processor) or the like. The waveform generator of this embodiment is roughly divided into frequency calculating means for obtaining frequency information fx from externally input phase information (external phase input) Px, detecting overflow of the frequency calculating means, and resetting the reset timing. Reset timing detecting means for detecting, reset phase calculating means for calculating an accurate reset phase of the slave DCO from the reciprocal of the phase information and frequency information at the time of reset and the frequency information of the slave DCO, and a phase having a reset mechanism It comprises an information generating means and a waveform generating means for generating a waveform from the phase information. In the present invention, two types of arithmetic units are used. The first type of arithmetic unit has an arithmetic result of “−1” to
If the value exceeds the range of "+1", the excess is truncated to "+".
A modulo operation unit (modulo adder or modulo multiplier, described as mo in the figure) that outputs an operation result folded from “1” to “−1”.
This is an overflow-protection type arithmetic unit (adder or multiplier, described as ov in the figure) in which the calculation result is limited to a range beyond the range of "1" to "+1". An arithmetic unit in which neither mo nor ov is described is an arithmetic unit for storing an intermediate result.
【0017】図1において、Pxは外部位相入力であ
り、他の音源や他のDCOなどからの出力波形、ライン
入力またはマイク入力などの外部波形入力を位相情報と
見なしてこの外部位相入力Pxとすることができる。1
は前記外部位相入力Pxを微分して周波数情報fxを得
る周波数計算手段であり、この周波数計算手段1は、入
力される位相情報Pxを1サンプリング期間だけ遅延す
る遅延回路11および前記位相情報Pxから前記遅延回
路11の出力を減算するモジュロ加算器12により構成
されている。このモジュロ加算器12により、位相情報
Pxの微分出力、すなわち周波数情報fxが出力され
る。ここで、モジュロ加算器12は、前述のように、演
算結果が「−1」〜「+1」の範囲を超えると超えた分
を切り捨てて「+1」から「−1」へ折り返される演算
結果を出力するものであり、リセットタイミング検出手
段2により、このモジュロ加算器12のオーバーフロー
を検出する。このリセットタイミング検出手段2の出力
は後述するリセット機構を備えた位相情報発生手段4に
供給される。In FIG. 1, Px is an external phase input, and an external waveform input such as an output waveform from another sound source or another DCO, a line input or a microphone input is regarded as phase information, and this external phase input Px can do. 1
Is frequency calculating means for differentiating the external phase input Px to obtain frequency information fx. This frequency calculating means 1 comprises a delay circuit 11 for delaying the input phase information Px by one sampling period and the phase information Px. It comprises a modulo adder 12 for subtracting the output of the delay circuit 11. The modulo adder 12 outputs a differential output of the phase information Px, that is, frequency information fx. Here, as described above, when the operation result exceeds the range of “−1” to “+1”, the modulo adder 12 cuts off the surplus and returns the operation result folded from “+1” to “−1”. The overflow of the modulo adder 12 is detected by the reset timing detecting means 2. The output of the reset timing detecting means 2 is supplied to a phase information generating means 4 having a later-described reset mechanism.
【0018】3はリセット位相計算手段であり、ここで
行われるリセット位相の計算は、基本的に、外部位相入
力Pxと該外部位相入力Pxを微分することにより得た
周波数情報fxと基本波周波数情報fnとを使用して、
前記式(3)に基づき、リセット位相を計算するもので
ある。リセット位相計算手段3において、前記モジュロ
加算器12において算出された周波数情報fxは絶対値
回路13に入力され、その絶対値|fx|が出力され
る。ここで、絶対値をとっているのは、外部位相入力P
xを微分した周波数信号が正または負のいずれであって
も対応することができるようにするためである。前記周
波数の絶対値|fx|は逆数テーブル14に入力され、
該逆数テーブル14から、1/(|fx|・S)が出力
される。ここで、演算の有効桁数を確保するために逆数
1/|fx|に1/Sを乗算した(Sに対応するビット
数だけ右シフトした)値を出力している。このシフト量
Sにより、最大発振周波数の何分の1まで正確なリセッ
ト位相を算出することができるかが決定されており、こ
のシフト量Sの値は、例えば、8ビット(=256)と
されている。Reference numeral 3 denotes reset phase calculating means. The calculation of the reset phase is basically performed by an external phase input Px, frequency information fx obtained by differentiating the external phase input Px, and a fundamental frequency. Using the information fn,
The reset phase is calculated based on the above equation (3). In the reset phase calculating means 3, the frequency information fx calculated by the modulo adder 12 is input to an absolute value circuit 13, and the absolute value | fx | is output. Here, the absolute value is obtained from the external phase input P
This is so that it is possible to cope with whether the frequency signal obtained by differentiating x is positive or negative. The absolute value | fx | of the frequency is input to the reciprocal table 14,
From the reciprocal table 14, 1 / (| fx | · S) is output. Here, a value obtained by multiplying the reciprocal 1 / | fx | by 1 / S (right-shifted by the number of bits corresponding to S) is output in order to secure the number of significant digits of the operation. The shift amount S determines to what percentage of the maximum oscillation frequency an accurate reset phase can be calculated. The value of the shift amount S is, for example, 8 bits (= 256). ing.
【0019】一方、前記外部位相入力Pxはモジュロ加
算器15に入力され、ここで定数「−1」とモジュロ加
算されて、出力Px’が出力される。この出力Px’
は、絶対値回路16に入力され、|Px’|が出力され
る。ここで、Px’の絶対値をとるのは、前記逆数テー
ブル14からの出力と乗算したときに正の値を得るため
である。絶対値回路16の出力|Px’|は乗算器17
に入力され、前記逆数テーブル14から出力1/(|f
x|・S)と乗算される。そして、該乗算結果はオーバ
ーフロープロテクト型の乗算器18において、シフト量
Sと乗算され、該乗算器18から、出力|Px’|/|
fx|が出力される。この出力は、リセットタイミング
の小数部(前記図11におけるΔz/Δt)に相当す
る。On the other hand, the external phase input Px is input to a modulo adder 15, where it is modulo-added with a constant "-1" to output an output Px '. This output Px '
Is input to the absolute value circuit 16, and | Px '| is output. Here, the reason why the absolute value of Px 'is obtained is to obtain a positive value when multiplied by the output from the reciprocal table 14. The output | Px ′ | of the absolute value circuit 16 is
And the output 1 / (| f
x | · S). Then, the result of the multiplication is multiplied by the shift amount S in the overflow protection type multiplier 18, and the output | Px ′ | / |
fx | is output. This output corresponds to the decimal part of the reset timing (Δz / Δt in FIG. 11).
【0020】前記乗算器18の出力は乗算器19に入力
され、発生すべき波形信号の基本波周波数情報(周波数
ナンバ)fnと乗算される。これにより、前述した式
(3)の演算が実行されたこととなる。該乗算結果は、
モジュロ加算器20において初期位相Piとモジュロ加
算され、該モジュロ加算器20から、(fn・|Px’
|/|fx|+Pi)のモジュロの値、すなわち、前記
外部位相入力Pxのリセットタイミングにおけるスレー
ブ側の位相情報の値が算出されることとなる。この位相
情報は、前述したリセット機構を備えた位相情報発生手
段4における切替スイッチ22の「1」側の接点に供給
される。なお、上記においては、前記モジュロ加算器2
0において初期位相Piを加算するようにしていたが、
必ずしもここで、初期位相を加える必要はない。また、
この初期位相Piを時間的に変化させることにより、う
ねりのある楽音を発生させることもできる。The output of the multiplier 18 is input to the multiplier 19 and is multiplied by the fundamental frequency information (frequency number) fn of the waveform signal to be generated. As a result, the above-described calculation of the expression (3) is performed. The result of the multiplication is
The modulo adder 20 modulo-adds the initial phase Pi, and the modulo adder 20 outputs (fn · | Px ′
The value of | / | fx | + Pi) modulo, that is, the value of the phase information on the slave side at the reset timing of the external phase input Px is calculated. This phase information is supplied to the contact on the “1” side of the changeover switch 22 in the phase information generating means 4 having the above-described reset mechanism. In the above description, the modulo adder 2
Although the initial phase Pi was added at 0,
It is not necessary to add the initial phase here. Also,
By changing the initial phase Pi with time, a undulating musical sound can be generated.
【0021】一方、前記周波数ナンバfnは前記位相情
報発生手段4におけるモジュロ加算器21にも入力され
ている。このモジュロ加算器21の出力は切替スイッチ
22の「0」側の接点に供給されており、該切替スイッ
チ22の固定接点は波形発生手段5に接続されていると
ともに、1サンプリング期間の遅延を行う遅延回路23
に接続されている。この遅延回路22の出力は前記モジ
ュロ加算器21の他方の入力に接続されている。On the other hand, the frequency number fn is also input to the modulo adder 21 in the phase information generating means 4. The output of the modulo adder 21 is supplied to the contact on the "0" side of the changeover switch 22, and the fixed contact of the changeover switch 22 is connected to the waveform generating means 5 and delays one sampling period. Delay circuit 23
It is connected to the. The output of the delay circuit 22 is connected to the other input of the modulo adder 21.
【0022】前記切替スイッチ22が「0」側の接点に
接続されているときには、この位相情報発生手段5から
は周波数ナンバfnに対応した傾きの鋸歯状波形状の位
相情報が出力される。そして、前記モジュロ加算器12
のオーバーフローなどによりリセットタイミング検出手
段2からリセットタイミング信号が出力されたときに
は、そのサンプリング期間だけ、前記切替スイッチ22
が「1」側の接点に切り換えられ、前記モジュロ加算器
20からのリセット位相情報(fn・|Px’|/|f
x|+Pi)が選択されて、前記波形発生器5および前
記遅延回路23に供給される。そして、その次のサンプ
リングタイミングでは、前記切替スイッチ22は再び
「0」側の接点に接続される。これにより、前記外部位
相入力Pxに完全に同期した位相情報を前記波形発生器
5に供給することができ、該波形発生器5から前記外部
位相入力Pxに同期した楽音が発生されることとなる。
なお、上述においては、前記周波数計算手段1における
モジュロ加算器12のオーバーフローを検出することに
より前記外部位相入力Pxの零クロス点を検出して、そ
れをリセットタイミングとしていたが、これに限られる
ことはなく、外部位相入力Pxの波形の周期を検出した
り、その振幅のピーク値や所定のしきい値を通過する点
などの特異点を検出することによりリセットタイミング
を検出するようにしてもよい。このように、この実施の
形態によれば、任意の外部入力信号を位相情報と見なし
て、該外部入力信号に同期した波形データを発生させる
ことができる。When the changeover switch 22 is connected to the contact on the "0" side, the phase information generating means 5 outputs phase information in the form of a sawtooth wave having a slope corresponding to the frequency number fn. And the modulo adder 12
When the reset timing signal is output from the reset timing detecting means 2 due to an overflow of the switch, the changeover switch 22 is turned on only during the sampling period.
Is switched to the contact on the “1” side, and the reset phase information (fn · | Px ′ | / | f
x | + Pi) is selected and supplied to the waveform generator 5 and the delay circuit 23. Then, at the next sampling timing, the changeover switch 22 is connected to the contact on the “0” side again. Thus, phase information completely synchronized with the external phase input Px can be supplied to the waveform generator 5, and the waveform generator 5 generates a musical tone synchronized with the external phase input Px. .
In the above description, the zero-cross point of the external phase input Px is detected by detecting the overflow of the modulo adder 12 in the frequency calculating means 1 and is set as the reset timing. However, the present invention is not limited to this. Instead, the reset timing may be detected by detecting the period of the waveform of the external phase input Px or detecting a singular point such as a peak value of the amplitude or a point passing a predetermined threshold value. . As described above, according to this embodiment, it is possible to generate waveform data synchronized with the external input signal by regarding an arbitrary external input signal as phase information.
【0023】ところで、上述した実施の形態によれば、
正確なリセット位相を実現することができるために、発
生される楽音のエリアジング(折返し歪み)をある程度
少なくすることができるが、これだけでは十分ではない
場合がある。そこで、エリアジングの発生をより抑える
ため、前記リセット部分に窓関数を掛けるようにした実
施の形態について説明する。図2は、この実施の形態の
構成例を示すブロック図である。この実施の形態では、
窓関数を位相と周波数の逆関数とから求めた波形をアド
レスとしてアクセスする窓関数テーブルより求めるよう
にしている。According to the above-described embodiment,
Since an accurate reset phase can be realized, aliasing (folding distortion) of a generated musical tone can be reduced to some extent, but this may not be enough. Therefore, an embodiment in which a window function is applied to the reset portion to further suppress the occurrence of aliasing will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of this embodiment. In this embodiment,
The window function is obtained from a window function table that accesses a waveform obtained from the inverse function of phase and frequency as an address.
【0024】図2において、前記図1と同一の構成要素
には同一の番号を付し、説明を省略する。この実施の形
態においては、前記リセット部分に窓関数を乗算する窓
関数乗算手段6が設けられている点で前記図1に示した
実施の形態と相違している。すなわち、この実施の形態
においては、前記リセット位相計算手段3中の乗算器1
7の出力が分岐されて、窓関数乗算手段6におけるオー
バーフロープロテクト型乗算器24に入力され、ここ
で、窓関数の巾を決定する係数Swと乗算される。この
出力は、窓関数テーブル25にアドレスとして入力さ
れ、該窓関数テーブル25からの窓関数出力が前記波形
発生器5からの波形出力にオーバーフロープロテクト型
乗算器26で乗算される。In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that a window function multiplying means 6 for multiplying the reset portion by a window function is provided. That is, in this embodiment, the multiplier 1 in the reset phase calculating means 3
The output of 7 is branched and input to the overflow protection type multiplier 24 in the window function multiplying means 6, where it is multiplied by a coefficient Sw for determining the width of the window function. This output is input to the window function table 25 as an address, and the window function output from the window function table 25 is multiplied by the overflow output type multiplier 26 with the waveform output from the waveform generator 5.
【0025】図3は、前記図2における要部の波形の一
例を示す図である。図3の(a)は前記外部位相入力P
xの一例を示しており、前記モジュロ加算器15により
図3の(b)に示すような、位相が180°ずれた出力
Px’となる。これにより、前記波形Pxにおける零ク
ロス点が波形Px’における不連続点に変換される。こ
の出力Px’は絶対値回路16を介して図3の(c)に
示す出力※1となる。図から明らかなように、この出力
※1は、前記図(a)に示した外部位相入力Pxのリセ
ットタイミングで「0」となる波形である。この絶対値
回路16の出力|Px’|は、前述のように前記逆数テ
ーブル14からの出力(1/(|fx|・S))と乗算
器17において乗算され、該出力は分岐されて、窓関数
乗算手段6に供給される。窓関数乗算手段6において、
前記乗算器17の出力は、窓関数の巾を決定するための
係数Swと乗算される。図3の(d)は、該乗算器24
の出力※3の例を示している。ここで、出力※3の傾斜
部の傾きは前記係数Swにより決定されており、前記係
数Swの値を変更することにより、窓関数の巾を変更す
ることができる。この出力※3をアドレスとして、図中
に示したような入出力特性を有する窓関数テーブル25
を読み出すことにより、図3の(e)に示すような、窓
関数出力が得られる。この窓関数出力をオーバーフロー
プロテクト型の乗算器26において前記波形発生器5の
波形出力と乗算することにより、前記リセット部分に窓
関数が乗算された波形出力を得ることができる。FIG. 3 is a diagram showing an example of the waveform of the main part in FIG. FIG. 3A shows the external phase input P
An example of x is shown, and the modulo adder 15 produces an output Px ′ whose phase is shifted by 180 ° as shown in FIG. Thereby, the zero cross point in the waveform Px is converted into a discontinuous point in the waveform Px ′. This output Px ′ becomes an output * 1 shown in FIG. As is clear from the figure, this output * 1 is a waveform that becomes "0" at the reset timing of the external phase input Px shown in FIG. The output | Px ′ | of the absolute value circuit 16 is multiplied by the output (1 / (| fx | · S)) from the reciprocal table 14 in the multiplier 17 as described above, and the output is branched. It is supplied to the window function multiplying means 6. In the window function multiplying means 6,
The output of the multiplier 17 is multiplied by a coefficient Sw for determining the width of the window function. FIG. 3D illustrates the multiplier 24.
An example of the output * 3 is shown. Here, the slope of the slope of the output * 3 is determined by the coefficient Sw, and the width of the window function can be changed by changing the value of the coefficient Sw. The window function table 25 having the input / output characteristics as shown in FIG.
Is read, a window function output is obtained as shown in FIG. By multiplying this window function output by the overflow protection type multiplier 26 with the waveform output of the waveform generator 5, it is possible to obtain a waveform output in which the reset portion is multiplied by a window function.
【0026】なお、上述においては、前記周波数fxの
逆数を乗算する乗算器17の出力※2を前記窓関数乗算
部6の乗算器24に供給していた。したがって、窓関数
の巾は、周波数fxの大きさによらず一定幅となってい
たが、前記絶対値回路16の出力※1を前記乗算器24
に入力する場合には、図3の(f)に示すように、周波
数fxの逆数に比例した幅の窓関数を得ることができ
る。このようにして、前記リセット時に生じる不連続波
形の帯域制限を行うことができ、リセットにより発生す
るエリアジングを防止することが可能となる。また、こ
の窓関数を積極的に利用することで、発生される楽音の
スペクトル包絡あるいはフォルマントの形状を任意の形
状に制御することもできる。In the above description, the output * 2 of the multiplier 17 for multiplying the reciprocal of the frequency fx is supplied to the multiplier 24 of the window function multiplier 6. Therefore, although the width of the window function is constant regardless of the magnitude of the frequency fx, the output * 1 of the absolute value circuit 16 is divided by the multiplier 24.
, A window function having a width proportional to the reciprocal of the frequency fx can be obtained as shown in FIG. In this way, it is possible to limit the band of the discontinuous waveform generated at the time of resetting, and it is possible to prevent aliasing caused by resetting. Also, by actively utilizing this window function, the spectrum envelope or formant of the generated musical tone can be controlled to an arbitrary shape.
【0027】ところで、前記波形発生器5における波形
発生方式としては、フィードバックFM方式、PCMで
帯域制限した波形を切り換えて出力する方式、帯域制限
した波形を直接発生させる方式などがあるが、帯域制限
した波形を直接発生させる第3の方法の場合には、エリ
アジングを防ぐために波形に掛ける窓関数と、前記リセ
ット部分にかける窓関数とを共通にすることができる。
そこで、このエリアジングを防ぐために波形に掛ける窓
関数とリセット部分に掛ける窓関数とを共通にした実施
の形態について、図4に示すこの実施の形態の構成例を
示すブロック図および図5に示す波形図を参照して説明
する。この実施の形態においては、波形に対する窓関数
をアクセスする波形と、リセット部分の窓関数をアクセ
スする波形とを組み合わせて(例えば、最小値をとるな
どの方法による)、窓関数テーブルをアクセスするよう
にしている。これにより波形発生部分の規模を小さくす
ることができる。The waveform generator 5 uses a feedback FM system, a system that switches and outputs a waveform whose band is limited by PCM, and a system that directly generates a waveform whose band is limited. In the case of the third method for directly generating the generated waveform, the window function applied to the waveform to prevent aliasing and the window function applied to the reset portion can be made common.
Therefore, in an embodiment in which a window function to be applied to the waveform and a window function to be applied to the reset portion in order to prevent the aliasing are common, a block diagram showing a configuration example of this embodiment shown in FIG. 4 and FIG. 5 are shown in FIG. A description will be given with reference to waveform diagrams. In this embodiment, the window function table is accessed by combining the waveform for accessing the window function with respect to the waveform and the waveform for accessing the window function of the reset portion (for example, by a method of obtaining a minimum value). I have to. As a result, the size of the waveform generation portion can be reduced.
【0028】図4に示すブロック図において、前記図1
あるいは図2に示した構成要素と同一の構成要素には同
一の番号を付して説明を省略する。この図から明らかな
ように、この実施の形態においても、前述したリセット
タイミング検出手段2、リセット位相計算手段3および
位相情報発生手段4は前述した各実施の形態と同様に構
成されている。また、この図に示した実施の形態は、前
述のように、帯域制限した波形を直接発生させるもので
あるため、前述した波形発生器5は設けられていない。
なお、図4には、周波数情報fxを作成する前記周波数
計算手段1および外部位相入力Pxに「−1」をモジュ
ロ加算してPx’を出力するモジュロ加算器15につい
ては記載されていないが、これらは、前述した図1ある
いは図2に示したものと同様の構成としてもよいし、あ
るいは、マスター側として周波数情報および位相情報を
含むVCOあるいはDCOが用いられている場合には、
その周波数情報および位相情報を直接用いるようにして
もよい。In the block diagram shown in FIG.
Alternatively, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As is clear from this figure, also in this embodiment, the above-described reset timing detecting means 2, reset phase calculating means 3, and phase information generating means 4 are configured in the same manner as in each of the above-described embodiments. Further, since the embodiment shown in this figure directly generates a band-limited waveform as described above, the above-mentioned waveform generator 5 is not provided.
Although FIG. 4 does not describe the frequency calculation means 1 for generating frequency information fx and the modulo adder 15 for modulo-adding "-1" to the external phase input Px and outputting Px ', These may have the same configuration as that shown in FIG. 1 or FIG. 2 described above, or when a VCO or DCO including frequency information and phase information is used as a master side,
The frequency information and the phase information may be used directly.
【0029】図4において、周波数ナンバfnは絶対値
回路31にも入力され、その絶対値|fx|が逆数テー
ブル32にアドレスとして供給され、該逆数テーブル3
2から1/(|fn|・S)が出力される。ここで、S
は前述したものと同様のシフト量である。また、前記位
相情報発生手段4の出力はモジュロ加算器33とオーバ
ーフロープロテクト型の乗算器39に供給されている。
モジュロ加算器33に入力された位相情報発生手段4の
出力(※1、図5の(b))は、モジュロ加算器33に
おいて定数「−1」とモジュロ加算され、その位相が1
80°シフトされる。該位相が180°シフトされた位
相情報発生手段4の出力は、絶対値回路34に供給さ
れ、該絶対値回路34の出力は、オーバーフロープロテ
クト型乗算器35において、前記逆数テーブル32の出
力と乗算される。図5の(d)はこの乗算器35の出力
※3を示している。なお、この出力※3の傾きは、周波
数情報fnの逆数を乗算しているため、前記オーバフロ
ープロテクト型乗算器17からの出力※2と同一の傾き
となっている。In FIG. 4, the frequency number fn is also input to the absolute value circuit 31, and the absolute value | fx | is supplied to the reciprocal table 32 as an address.
2 outputs 1 / (| fn | · S). Where S
Is the same shift amount as described above. The output of the phase information generating means 4 is supplied to a modulo adder 33 and an overflow protection type multiplier 39.
The output (* 1, FIG. 5B) of the phase information generating means 4 input to the modulo adder 33 is modulo-added with a constant “−1” by the modulo adder 33, and the phase thereof is 1
Shifted by 80 °. The output of the phase information generating means 4 whose phase has been shifted by 180 ° is supplied to an absolute value circuit 34. The output of the absolute value circuit 34 is multiplied by an overflow protection type multiplier 35 with the output of the reciprocal table 32. Is done. FIG. 5D shows the output * 3 of the multiplier 35. Since the slope of the output * 3 is multiplied by the reciprocal of the frequency information fn, it has the same slope as the output * 2 from the overflow protection type multiplier 17.
【0030】36は最小値選択回路であり、A端子に入
力される前記リセット位相計算手段3におけるオーバー
フロープロテクト型乗算器17の出力※2(図5の
(c))と、B端子に入力される前記乗算器35の出力
※3(図5の(d))とを比較し、より小さいほうの値
を出力する。これにより、前記乗算器17からの出力※
2に表れるマスターのリセットタイミングと前記乗算器
35からのスレーブのリセットタイミングの両者が得ら
れることとなる。そして、該最小値選択回路36の出力
は、オーバーフロープロテクト型の乗算器37において
窓の幅を決定する所定の係数Swと乗算される。図5の
(e)は、この乗算器37の出力※4を示している。こ
の図から明らかなように、マスターのリセットタイミン
グとスレーブのリセットタイミングの両者において所定
の傾きをもって0レベルとなる出力が得られる。この出
力※4は、窓関数テーブル38にアドレスとして入力さ
れる。前記窓関数テーブル38は、図中に示したような
特性の窓関数に対応する出力※5を出力し、オーバーフ
ロープロテクト型の乗算器39で、前記位相情報発生手
段4からの鋸歯状波出力※1と乗算され、図5の(g)
に示すような帯域制限された鋸歯状波出力SAWが出力
されることとなる。Reference numeral 36 denotes a minimum value selection circuit, which is input to the A terminal and output from the overflow protection type multiplier 17 in the reset phase calculating means 3 (* 2 (FIG. 5C)) and input to the B terminal. Of the multiplier 35 ((d) in FIG. 5) and outputs the smaller value. As a result, the output from the multiplier 17 *
2, the master reset timing and the slave reset timing from the multiplier 35 are obtained. Then, the output of the minimum value selection circuit 36 is multiplied by a predetermined coefficient Sw that determines the width of the window in an overflow protection type multiplier 37. FIG. 5E shows the output * 4 of the multiplier 37. As is clear from this figure, an output having a predetermined gradient and having a zero level is obtained at both the master reset timing and the slave reset timing. The output * 4 is input to the window function table 38 as an address. The window function table 38 outputs an output * 5 corresponding to a window function having characteristics as shown in the figure, and outputs the sawtooth wave from the phase information generating means 4 using an overflow protect type multiplier 39. Multiplied by 1 and (g) of FIG.
As a result, a band-limited saw-tooth wave output SAW is output.
【0031】このようにして、前記位相情報発生手段4
から直接に鋸歯状波波形出力を生成させる場合に、該ス
レーブ波形自体の不連続部および前述したリセット部分
の両者に単一の窓関数テーブル38からの窓関数出力を
用い、乗算することが可能となる。したがって、構成を
簡易なものとすることができる。Thus, the phase information generating means 4
, A discontinuous portion of the slave waveform itself and the above-described reset portion can be multiplied by using the window function output from the single window function table 38 when generating the sawtooth waveform output directly from Becomes Therefore, the configuration can be simplified.
【0032】上述した実施の形態は鋸歯状波を直接生成
する場合であったが、この手法は、その他の波形を直接
生成する場合であっても、同様に適用することができ
る。パルス波形(方形波波形)を生成する場合には、所
定の時間幅だけずれた2つの鋸歯状波波形の差をとるこ
とにより前記所定の時間幅に対応するパルス幅を有する
パルス波形を得ることができる。図6は、パルス波形を
直接生成するようにしたときに前記図4に付加すべき構
成要素を示すブロック図である。前記図4に示した実施
の形態において、絶対値回路31および34、逆数テー
ブル32、モジュロ加算器33、オーバーフロープロテ
クト型乗算器35、37および39、最小値選択回路3
6、窓関数テーブル38により、所定の帯域制限を掛け
られたSAW波形出力※6が得られている。そして、こ
の図6におけるモジュロ加算器41において、前記位相
情報発生回路4からの出力※1にパルス幅となる所定の
係数Pwをモジュロ加算し、Pwに相当する分だけ位相
がシフトした鋸歯状波を発生する。そして、このPwに
相当する分だけ位相がシフトした鋸歯状波に対し、前記
図4における処理と同等の処理を行い、帯域制限された
鋸歯状波を生成する。すなわち、図6におけるモジュロ
加算器42および絶対値回路43はそれぞれ前記図4に
おけるモジュロ加算器33および絶対値回路34に相当
する。同様に、図6におけるオーバーフロープロテクト
型乗算器44、最小値選択回路45、オーバーフロープ
ロテクト型乗算器46、窓関数テーブル47およびオー
バーフロープロテクト型乗算器48は、それぞれ前記図
4におけるオーバーフロープロテクト型乗算器35、最
小値選択回路36、オーバーフロープロテクト型乗算器
37、窓関数テーブル38、オーバーフロープロテクト
型乗算器39に相当する。Although the above-described embodiment is directed to a case where a sawtooth wave is directly generated, this method can be similarly applied to a case where another waveform is directly generated. When a pulse waveform (square wave waveform) is generated, a pulse waveform having a pulse width corresponding to the predetermined time width is obtained by taking a difference between two sawtooth waveforms shifted by a predetermined time width. Can be. FIG. 6 is a block diagram showing components to be added to FIG. 4 when a pulse waveform is directly generated. In the embodiment shown in FIG. 4, the absolute value circuits 31 and 34, the reciprocal table 32, the modulo adder 33, the overflow protection type multipliers 35, 37 and 39, the minimum value selection circuit 3
6. According to the window function table 38, a SAW waveform output * 6 with a predetermined band limitation is obtained. In the modulo adder 41 in FIG. 6, a predetermined coefficient Pw serving as a pulse width is modulo-added to the output * 1 from the phase information generating circuit 4, and the sawtooth wave whose phase is shifted by an amount corresponding to Pw. Occurs. Then, the same processing as the processing in FIG. 4 is performed on the sawtooth wave whose phase has been shifted by an amount corresponding to Pw to generate a band-limited sawtooth wave. That is, the modulo adder 42 and the absolute value circuit 43 in FIG. 6 correspond to the modulo adder 33 and the absolute value circuit 34 in FIG. 4, respectively. Similarly, the overflow protect type multiplier 44, the minimum value selection circuit 45, the overflow protect type multiplier 46, the window function table 47, and the overflow protect type multiplier 48 in FIG. 6 are respectively the overflow protect type multiplier 35 in FIG. , The minimum value selection circuit 36, the overflow protection type multiplier 37, the window function table 38, and the overflow protection type multiplier 39.
【0033】これにより、前述と同様の動作が行われ、
前記オーバーフロープロテクト型乗算器48からは前記
図4のSAW波形出力※6と位相がPwに相当する分だ
けシフトした第2のSAW波形出力が得られる。この第
2のSAW波形出力は乗算器49において、パルス波形
のデューティ比を決定する係数−aと乗算され、乗算器
50において同様に係数aと乗算された第1のSAW波
形出力※6とオーバーフロープロテクト型加算器51に
おいて加算される。これにより、この加算器51から前
記係数Pwに対応する時間幅を有するパルス波形が出力
される。このようにして、マスター波形に同期するとと
もに帯域制限されたパルス波形を直接出力することがで
きる。Thus, the same operation as described above is performed.
From the overflow protection type multiplier 48, a second SAW waveform output whose phase is shifted by an amount corresponding to Pw is obtained from the SAW waveform output * 6 of FIG. The second SAW waveform output is multiplied by a coefficient -a for determining the duty ratio of the pulse waveform in the multiplier 49, and overflows with the first SAW waveform output * 6 similarly multiplied by the coefficient a in the multiplier 50. The addition is performed in the protect type adder 51. Thereby, a pulse waveform having a time width corresponding to the coefficient Pw is output from the adder 51. In this way, a pulse waveform synchronized with the master waveform and band-limited can be directly output.
【0034】さて、上述した発振器同期の方法は、より
一般的な波形をマスターとして扱う場合にも適用するこ
とができる。この場合、入力波形は予めHPF(高域通
過フィルタ)を通すことにより直流分をカットしたり、
あるいは、LPF(低域通過フィルタ)などで倍音成分
を除去しておくなどの処理を施しておいたほうがよい場
合もある。この一般的な波形が入力され、該波形入力に
同期した波形を出力する実施の形態について、図7に示
すブロック図および図8の要部波形図を参照して説明す
る。この実施の形態は、大略、入力波形の零クロス点や
振幅のピーク点などの特異点を検出してリセットタイミ
ングを得るリセットタイミング検出手段、入力波形を位
相とみなして該波形を微分することにより増分(すなわ
ち、前述の実施の形態でいうところの周波数情報)を得
る周波数算出手段、リセット時の位相と増分(周波数)
の逆数およびスレーブ側のDCOの周波数情報とから、
スレーブ側のDCOの正確なリセット位相を計算するリ
セット位相計算手段、発生する波形の位相情報を発生す
る位相情報発生手段およびスレーブ側の位相情報から波
形を形成する波形発生手段とから構成されている。The above-described oscillator synchronization method can be applied to a case where a more general waveform is treated as a master. In this case, the input waveform is cut through a DC component by passing through an HPF (high-pass filter) in advance,
Alternatively, in some cases, it is better to perform processing such as removing harmonic components with an LPF (low-pass filter) or the like. An embodiment in which this general waveform is input and a waveform synchronized with the input of the waveform is output will be described with reference to a block diagram shown in FIG. 7 and a main part waveform diagram of FIG. In this embodiment, reset timing detecting means for detecting a singular point such as a zero crossing point or an amplitude peak point of an input waveform to obtain a reset timing, and differentiating the waveform by regarding the input waveform as a phase. Frequency calculation means for obtaining the increment (that is, frequency information in the above-described embodiment), the phase and the increment (frequency) at the time of reset
And the frequency information of the slave DCO,
It comprises reset phase calculating means for calculating an accurate reset phase of the slave DCO, phase information generating means for generating phase information of a generated waveform, and waveform generating means for forming a waveform from the phase information on the slave side. .
【0035】図7において、前述した図1と同一の構成
要素には同一の番号を付し、説明の重複を避けることと
する。図7に示したように、この実施の形態において
も、前述した図1の実施の形態と同様に、周波数計算手
段1、リセットタイミング検出手段2、リセット位相計
算手段3、位相情報発生手段4および波形発生手段5を
有している。そして、前記周波数計算手段1の前段に、
外部波形入力の倍音成分などを除去するためのLPF
(低域通過フィルタ)61および直流分などをカットす
るHPF(高域通過フィルタ)62が必要に応じて設け
られており、さらに、外部波形入力に定数「0.5」を
乗算するオーバーフロープロテクト型の乗算器63、お
よび、該乗算結果Wxの位相を180°シフトするため
に定数「−1」を加算するモジュロ加算器64が設けら
れている。また、絶対値回路16には前記オーバーフロ
ープロテクト型乗算器63の出力Wxが入力されてい
る。なお、ここでは、外部波形入力の振幅は、「−1」
〜「+1」に正規化されているものとして説明する。In FIG. 7, the same components as those in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals, and the description will not be repeated. As shown in FIG. 7, also in this embodiment, similarly to the above-described embodiment of FIG. 1, frequency calculation means 1, reset timing detection means 2, reset phase calculation means 3, phase information generation means 4, and It has a waveform generating means 5. And, before the frequency calculating means 1,
LPF for removing harmonic components of external waveform input
A (low-pass filter) 61 and an HPF (high-pass filter) 62 for cutting direct current components and the like are provided as necessary, and an overflow protection type for multiplying an external waveform input by a constant “0.5”. , And a modulo adder 64 for adding a constant “−1” to shift the phase of the multiplication result Wx by 180 °. Further, the output Wx of the overflow protection type multiplier 63 is input to the absolute value circuit 16. Here, the amplitude of the external waveform input is “−1”.
Description will be made assuming that the value is normalized to “+1”.
【0036】図8の(a)は必要に応じて前記HPF6
2を介して入力される外部波形入力※1の波形の一例を
示しており、この波形は、オーバーフロープロテクト型
の乗算器63において、定数「0.5」と乗算され、図
8の(b)に示す出力Wxとなる。次に、この出力Wx
はモジュロ加算器64において定数「−1」とモジュロ
加算され、図8の(c)に示す位相が180°ずれた波
形に相当する出力Wx’となる。次に、前記周波数計算
手段1において、該波形Wx’の微分処理、すなわち、
1サンプリング周期前からの波形の増分の算出を行い、
微分結果dxを求める。そして、前記リセットタイミン
グ検出手段2において、モジュロ加算器12における加
算結果が−1より小さくなるオーバーフローを検出する
ことにより、前記外部波形入力※1の零クロス点の検出
を行う。これは、外部入力波形※1の負→正への零クロ
スを検出することに対応している。なお、微分値が+1
より大きくなったことを検出するようにした場合には、
波形の正→負の零クロスを検出することができる。ま
た、前記乗算器63において定数「0.5」を乗算した
のは、零クロス検出をオーバーフロー検出で行うとき
に、波形の変化分を所定の範囲内とするためである。FIG. 8A shows the case where the HPF 6
8 shows an example of a waveform of an external waveform input * 1 inputted through the input terminal 2, and this waveform is multiplied by a constant “0.5” in an overflow protection type multiplier 63, and FIG. Output Wx shown in FIG. Next, this output Wx
Is modulo-added to the constant "-1" in the modulo adder 64, and becomes an output Wx 'corresponding to a waveform whose phase is shifted by 180 degrees as shown in FIG. Next, in the frequency calculating means 1, the differentiation processing of the waveform Wx ', that is,
Calculate the increment of the waveform from one sampling cycle before,
The differential result dx is obtained. Then, the reset timing detecting means 2 detects a zero crossing point of the external waveform input * 1 by detecting an overflow in which the addition result in the modulo adder 12 becomes smaller than -1. This corresponds to detecting a negative-to-positive zero crossing of the external input waveform * 1. Note that the differential value is +1
If you try to detect that it has become larger,
Positive to negative zero crossing of the waveform can be detected. The reason why the multiplier 63 multiplies the constant "0.5" is to keep the change in the waveform within a predetermined range when the zero-cross detection is performed by the overflow detection.
【0037】前記周波数計算手段1の出力dxは波形の
増分を表わしており、外部入力波形が位相情報であると
した場合の周波数情報(周波数ナンバ)に相当する。し
たがって、このdxを前述した実施の形態における周波
数情報fxと同等に取り扱うことにより、前述の各実施
の形態の場合と同様にリセット位相計算部3においてリ
セット位相を計算することができる。なお、前記モジュ
ロ加算器64の出力Wx’は前述した実施の形態におけ
る外部位相入力に相当し、Wx’と位相が180°異な
る外部波形入力Wxをリセット位相計算部3の絶対値回
路16に直接に入力するようにしている。このようにし
て、外部波形入力に同期した波形を発生することができ
る。The output dx of the frequency calculation means 1 represents an increment of the waveform, and corresponds to frequency information (frequency number) when the external input waveform is phase information. Therefore, by treating dx in the same manner as the frequency information fx in the above-described embodiment, the reset phase calculating unit 3 can calculate the reset phase in the same manner as in each of the above-described embodiments. Note that the output Wx 'of the modulo adder 64 corresponds to the external phase input in the above-described embodiment, and the external waveform input Wx whose phase is different from Wx' by 180 ° is directly sent to the absolute value circuit 16 of the reset phase calculator 3. To be entered. In this manner, a waveform synchronized with an external waveform input can be generated.
【0038】なお、負→正への零クロスが起きたときに
は、dx>0、Wx≧0であるから、dxの絶対値をと
る絶対値回路13およびWxの絶対値をとる絶対値回路
16は必ずしも設けなくともよい。また、零クロスの検
出は、上述した方法以外の方法を用いてもよい。例え
ば、Wxの符号ビット(通常は、MSB)が1(負)か
ら0(正)に変化したことを検出するようにしてもよ
い。この方法はDSPで実行せずに、ハードウエアによ
り実現する場合には簡単に実現することができる。When a zero-cross from negative to positive occurs, since dx> 0 and Wx ≧ 0, the absolute value circuit 13 for obtaining the absolute value of dx and the absolute value circuit 16 for obtaining the absolute value of Wx It does not necessarily have to be provided. Further, the detection of the zero cross may use a method other than the method described above. For example, a change in the sign bit (usually the MSB) of Wx from 1 (negative) to 0 (positive) may be detected. This method can be easily realized when it is realized by hardware without being executed by the DSP.
【0039】さて、上述のような波形入力に同期した波
形を発生させる場合において、上述のように零クロスを
検出することによりリセットを行うときには、通常は、
上向きまたは下向きの零クロスのいずれか一方を用いて
いる。これは、波形の1周期に一度リセットをするのが
普通だからである。このような場合、リセット部分に乗
算する窓関数を作るのに、波形をそのまま用いるのは困
難である。なぜならば、波形を整形し窓関数テーブルを
読んだ場合、上向きと下向きの零クロス付近のいずれに
も窓関数が掛かってしまうからである。ちなみに、実際
には波形が複雑に変化すると零クロスが1周期に何度も
発生する場合があるが、このような場合であっても、D
COの倍音構造が変化するだけで、基本周期は入力信号
に同期するため、さほどの問題は生じないことが多い。In the case where a waveform synchronized with the waveform input as described above is generated, when resetting is performed by detecting a zero cross as described above, usually,
Either an upward or downward zero cross is used. This is because it is common to reset once in one cycle of the waveform. In such a case, it is difficult to use the waveform as it is to create a window function for multiplying the reset portion. This is because when the waveform is shaped and the window function table is read, the window function is applied to both the upward and downward zero crossings. Incidentally, in reality, when the waveform changes in a complicated manner, the zero crossing may occur many times in one cycle.
Since the fundamental period is synchronized with the input signal only by changing the overtone structure of CO, there is often no problem.
【0040】そこで、上向きと下向きの零クロス付近の
いずれにも窓関数が掛かってしまうという不都合を解消
することのできる本発明のさらに他の実施の形態につい
て、図9のブロック図および図10の波形図を参照して
説明する。図9において、前記図1および図7と同一の
構成要素には同一の番号を付し、説明を省略する。この
実施の形態においては、アドレス発生器7が別途設けら
れており、このアドレス発生器7を用いて、窓関数テー
ブル77を読み出すようにしている。また、所定数nの
波形サンプルにのみ窓関数を乗算するようにしており、
窓の幅は一定のサンプル数分とされている。Therefore, another embodiment of the present invention which can eliminate the inconvenience that the window function is applied to both the upward and downward zero crossings will be described with reference to the block diagram of FIG. 9 and FIG. A description will be given with reference to waveform diagrams. 9, the same components as those in FIGS. 1 and 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, an address generator 7 is separately provided, and the window function table 77 is read using the address generator 7. Further, only a predetermined number n of waveform samples are multiplied by the window function,
The width of the window is a fixed number of samples.
【0041】前記アドレス発生器7には、前記リセット
位相計算手段3のオーバーフロープロテクト型乗算器1
8からの出力(|Wx|/|dx|)が供給され、乗算
器71において、定数「2/n」と乗算される。ここ
で、nは、窓の幅に対応するサンプル数であり、通常は
2のべき乗(図示した例では、n=4)とされている。
前記乗算器71の出力は、オーバーフロープロテクト型
の加算器72において定数「−1」と加算され、前記リ
セットタイミング検出手段2からのリセットタイミング
信号により切替制御される切替スイッチ74の「1」側
の接点に供給される。該切替スイッチ74の固定接点に
は、遅延回路75が接続されており、この遅延回路75
の出力は、オーバーフロープロテクト型の加算器73に
入力され、前記定数「2/n」と加算され、該加算結果
は前記切替スイッチ74の「0」側の接点に接続されて
いる。The address generator 7 includes an overflow protection type multiplier 1 of the reset phase calculation means 3.
8 (| Wx | / | dx |) is supplied and multiplied by a constant “2 / n” in the multiplier 71. Here, n is the number of samples corresponding to the width of the window, and is usually a power of 2 (n = 4 in the illustrated example).
The output of the multiplier 71 is added to a constant “−1” in an overflow protect type adder 72, and the “1” side of a changeover switch 74 controlled to be switched by a reset timing signal from the reset timing detection means 2. Supplied to the contacts. A delay circuit 75 is connected to the fixed contact of the changeover switch 74.
Is input to an overflow protection type adder 73 and is added to the constant "2 / n". The addition result is connected to a contact on the "0" side of the changeover switch 74.
【0042】すなわち、前記リセットタイミング検出回
路2からのリセットタイミング検出出力が入力されてい
ないときは、前記切替スイッチ74は「0」側に接続さ
れており、前記切替スイッチ74の固定接点からは、各
サンプリングタイミングごとに2/n(図示した例にお
いては、1/2)ずつ増加する出力が得られる。そし
て、前記リセットタイミング検出手段2からリセットタ
イミング検出信号が入力されたタイミングで前記切替ス
イッチ74は「1」側の接点に切り換えられ、前記乗算
器18からのリセットタイミングの小数部に対応する出
力(|Wx|/|dx|)に2/n(1サンプリング周
期の増分)を乗算し、さらに初期値として「−1」を加
算した出力がリセット時における窓関数のアドレスの初
期値として前記切替スイッチ75の固定接点に得られ
る。図10の(c)は前記切替スイッチ75の出力※2
の一例を示している。このように、※2の信号は、リセ
ットタイミングをトリガとし、2/nの傾きで、−1〜
+1の間をn点でつなぐ信号となる。That is, when the reset timing detection output from the reset timing detection circuit 2 is not input, the changeover switch 74 is connected to the “0” side, and the fixed contact of the changeover switch 74 An output that increases by 2 / n (1/2 in the illustrated example) at each sampling timing is obtained. Then, at the timing when the reset timing detection signal is input from the reset timing detection means 2, the changeover switch 74 is switched to the contact on the “1” side, and the output from the multiplier 18 corresponding to the decimal part of the reset timing ( | Wx | / | dx |) is multiplied by 2 / n (increment of one sampling period), and the output obtained by adding “−1” as the initial value is used as the initial value of the address of the window function at the time of reset. 75 fixed contacts are obtained. FIG. 10C shows the output of the changeover switch 75 * 2
An example is shown. Thus, the signal of * 2 is triggered by the reset timing, and has a slope of 2 / n, -1 to -1.
It becomes a signal that connects between +1 at n points.
【0043】前記切替スイッチ74からの出力※2は絶
対値回路76に入力され、該絶対値回路76の出力は窓
関数テーブル77にアドレスとして印加される。これに
より、窓関数テーブル77に対し、+1〜0〜+1とい
った動きの往復読み出しが行われ、アドレスの折返し
は、n/2点以後に起こることとなる。したがって、図
10の(d)に示す、図中に例示した窓関数特性に応じ
た窓関数出力※3が前記窓関数テーブル77から読み出
される。図10の(b)は、前記波形発生器5から出力
される波形の例を示しており、この例では、パルス波形
が出力されている場合を示している。前述のように、こ
のパルス波形は外部入力波形Wxの零クロス点でリセッ
トされる波形となっている。この波形は、n/2段(こ
の例においては、2段)の遅延回路78に入力され、2
サンプリング期間だけ遅延された波形出力がオーバーフ
ロープロテクト型の乗算器79に入力される。この乗算
器79には、前記窓関数テーブル77の出力(※3)が
供給され、乗算器79からは、図10の(e)に示すよ
うに、リセット後のnサンプル(この場合は、4サンプ
ル)の期間について窓関数が乗算された波形出力※4が
出力される。このように、この実施の形態によれば、前
記リセットタイミング検出手段2からのリセットタイミ
ング出力により、リセット位相が制御されるアドレス発
生手段7を設けているために、確実に窓関数を掛けるこ
とができるようになる。The output * 2 from the changeover switch 74 is input to the absolute value circuit 76, and the output of the absolute value circuit 76 is applied to the window function table 77 as an address. As a result, reciprocal readout of movements of +1 to 0 to +1 is performed on the window function table 77, and address folding occurs after the point of n / 2. Therefore, a window function output * 3 corresponding to the window function characteristic illustrated in FIG. 10D is read from the window function table 77, as shown in FIG. FIG. 10B shows an example of a waveform output from the waveform generator 5, and in this example, a case where a pulse waveform is output is shown. As described above, this pulse waveform is a waveform that is reset at the zero cross point of the external input waveform Wx. This waveform is input to a delay circuit 78 of n / 2 stages (two stages in this example),
The waveform output delayed by the sampling period is input to an overflow protection type multiplier 79. The multiplier 79 is supplied with the output (* 3) of the window function table 77, and outputs n samples (4 in this case, 4 in this case) after the reset, as shown in FIG. A waveform output * 4 multiplied by the window function for the period of (sample) is output. As described above, according to this embodiment, since the reset timing output from the reset timing detecting means 2 is provided with the address generating means 7 whose reset phase is controlled, the window function can be reliably applied. become able to.
【0044】なお、以上の実施の形態において、リセッ
ト位相を計算する場合に、逆数テーブルを用いて演算し
ているが、|Px’|/|fx|あるいは|Wx|/|
dx|を算出すればよいのであるから、割り算回路を用
いるようにしてもよいことは当然である。また、以上の
実施の形態においては、入力波形の零クロス点に基づい
てリセットタイミングを検出するようにしていたが、入
力波形振幅のピーク点や所定のしきい値を越したタイミ
ングなどに基づいてリセットタイミングを検出するよう
にしてもよい。In the above embodiment, when the reset phase is calculated, the calculation is performed using the reciprocal table, but | Px ′ | / | fx | or | Wx | / |
Since it suffices to calculate dx |, it is natural that a division circuit may be used. Further, in the above embodiment, the reset timing is detected based on the zero crossing point of the input waveform. However, the reset timing is detected based on the peak point of the input waveform amplitude or the timing exceeding a predetermined threshold. The reset timing may be detected.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波形生成
方法および装置によれば、外部から与えられた位相情報
あるいは任意の波形信号に対して完全に同期した波形を
発生させることができる。また、その場合に、窓関数が
乗算された理想的な特性の波形を発生させることができ
る。As described above, according to the waveform generating method and apparatus of the present invention, it is possible to generate a waveform completely synchronized with externally applied phase information or an arbitrary waveform signal. In that case, a waveform having ideal characteristics multiplied by the window function can be generated.
【図1】 本発明の波形発生方法が適用された波形発生
装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an embodiment of a waveform generation device to which a waveform generation method according to the present invention is applied.
【図2】 リセット部分に窓関数を乗算するようにした
実施の形態の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment in which a reset portion is multiplied by a window function.
【図3】 図2に示した実施の形態の動作を説明するた
めの波形図である。FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 2;
【図4】 波形とリセット部分の両者に窓関数を乗算す
るようにした実施の形態の構成例を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment in which both a waveform and a reset portion are multiplied by a window function;
【図5】 図4に示した実施の形態の動作を説明するた
めの波形図である。FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 4;
【図6】 図4に示した実施の形態においてパルス波形
を発生するようにした変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification in which a pulse waveform is generated in the embodiment shown in FIG.
【図7】 外部入力波形に同期するようにした実施の形
態の構成例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment synchronized with an external input waveform.
【図8】 図7に示した実施の形態の動作を説明するた
めの波形図である。FIG. 8 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 7;
【図9】 図7に示した実施の形態の波形とリセット部
の両者に窓関数を乗算するようにした実施の形態の構成
例を示すブロック図である。9 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment in which both the waveform and the reset unit of the embodiment shown in FIG. 7 are multiplied by a window function.
【図10】 図9に示した実施の形態の動作を説明する
ための波形図である。10 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
【図11】 発振器同期をディジタル処理で行う場合の
問題点を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a problem in a case where oscillator synchronization is performed by digital processing.
【図12】 従来の波形発生装置の構成を示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a conventional waveform generator.
1 周波数計算手段、2 リセットタイミング検出手
段、3 リセット位相計算手段、4 位相情報発生手
段、5 波形発生器、6 窓関数乗算手段、7 アドレ
ス発生器、11、23、75、78 遅延回路、12、
15、20、21、33、41、42、51、64、7
2、73 加算器、13、16、31、34、43、7
6 絶対値回路、14、32 逆数テーブル、17、1
8、19、24、26、35、37、39、44、4
6、48、49、50、63、71、79 乗算器、2
2、74 切替スイッチ、25、38、47、77 窓
関数テーブル、36、45 最小値選択回路、61 L
PF、62 HPFREFERENCE SIGNS LIST 1 frequency calculating means, 2 reset timing detecting means, 3 reset phase calculating means, 4 phase information generating means, 5 waveform generator, 6 window function multiplying means, 7 address generator, 11, 23, 75, 78 delay circuit, 12 ,
15, 20, 21, 33, 41, 42, 51, 64, 7
2,73 adder, 13,16,31,34,43,7
6 Absolute value circuit, 14, 32 Reciprocal table, 17, 1
8, 19, 24, 26, 35, 37, 39, 44, 4
6, 48, 49, 50, 63, 71, 79 multiplier, 2
2, 74 changeover switch, 25, 38, 47, 77 window function table, 36, 45 minimum value selection circuit, 61 L
PF, 62 HPF
Claims (8)
波形発生方法であって、 前記外部入力信号に基づいて、発生する波形の位相情報
をリセットすべきリセットタイミングを検出するステッ
プ、 前記外部入力信号を位相信号に対応する信号であるとし
て該外部入力信号の周波数情報に対応する情報を算出す
るステップ、 前記周波数情報に対応する情報、前記外部入力信号およ
び発生する波形の基本波周波数情報に基づいて、前記リ
セットタイミングにおけるリセット位相を算出するステ
ップ、 前記リセットタイミングにおいて前記発生する波形の位
相情報を前記リセット位相に設定するステップ、およ
び、 前記波形の位相情報に基づいて波形を生成するステップ
を有することを特徴とする波形発生方法。1. A waveform generating method for generating a waveform synchronized with an external input signal, comprising: detecting a reset timing to reset phase information of a generated waveform based on the external input signal; Calculating the information corresponding to the frequency information of the external input signal assuming that the signal is a signal corresponding to the phase signal; based on the information corresponding to the frequency information, the external input signal and the fundamental frequency information of the generated waveform. Calculating a reset phase at the reset timing, setting phase information of the generated waveform at the reset timing to the reset phase, and generating a waveform based on the phase information of the waveform. A method for generating a waveform, comprising:
号の周波数情報に対応する情報に基づいて、前記リセッ
トタイミングに対応して窓関数を読み出す読出し信号を
作成するステップと、 前記読出し信号により窓関数を読み出して、前記発生さ
れる波形に乗算するステップとを有することを特徴とす
る前記請求項1記載の波形発生方法。2. A step of generating a read signal for reading a window function in response to the reset timing based on the external input signal and information corresponding to frequency information of the external input signal; Reading the waveform and multiplying the generated waveform by the read waveform.
号の周波数情報に対応する情報に基づいて、前記リセッ
トタイミングに対応して窓関数を読み出す第1の読出し
信号を作成するステップと、 前記発生される波形の不連続部分に対応して窓関数を読
み出す第2の読出し信号を作成するステップと、 前記両読出し信号を総合した読出し信号に基づいて窓関
数を読み出し、前記発生される波形に乗算するステップ
とを有することを特徴とする前記請求項1記載の波形発
生方法。Generating a first read signal for reading a window function corresponding to the reset timing based on the external input signal and information corresponding to frequency information of the external input signal; Generating a second read signal for reading a window function corresponding to a discontinuous portion of the waveform, reading a window function based on a read signal obtained by integrating the two read signals, and multiplying the generated waveform by the read function. 2. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
る情報を算出するステップは、前記外部入力信号のサン
プリング周期ごとの増分を算出するステップであること
を特徴とする前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の
波形発生方法。4. The method according to claim 1, wherein the step of calculating the information corresponding to the frequency information of the external input signal is a step of calculating an increment of the external input signal for each sampling cycle. A method for generating a waveform according to any one of the preceding claims.
波形発生装置であって、 前記外部入力信号に基づいて、発生する波形の位相情報
をリセットすべきリセットタイミングを検出するリセッ
トタイミング検出手段と、 前記外部入力信号を位相信号に対応する信号であるとし
て該外部入力信号の周波数情報に対応する情報を算出す
る周波数情報算出手段と、 前記周波数情報に対応する情報、前記外部入力信号およ
び発生する波形の基本周波数情報に基づいて、前記リセ
ットタイミングにおけるリセット位相を算出するリセッ
ト位相計算手段と、 前記発生する波形の基本周波数情報に基づいて位相情報
を発生するとともに、前記リセットタイミングにおいて
該位相情報を前記リセット位相に設定するようになされ
た位相情報発生手段と、 前記位相情報発生手段により発生される位相情報に基づ
いて波形を生成する波形発生手段とを有することを特徴
とする波形発生装置。5. A waveform generator for generating a waveform synchronized with an external input signal, comprising: reset timing detecting means for detecting a reset timing at which phase information of a generated waveform should be reset based on the external input signal. Frequency information calculating means for calculating information corresponding to frequency information of the external input signal by regarding the external input signal as a signal corresponding to a phase signal; information corresponding to the frequency information; the external input signal; Reset phase calculation means for calculating a reset phase at the reset timing based on the basic frequency information of the waveform; and generating phase information based on the basic frequency information of the generated waveform, and calculating the phase information at the reset timing. A phase information generating unit configured to set the reset phase; Waveform generating apparatus characterized by having a waveform generating means for generating a waveform based on the phase information generated by the phase information generating means.
号の周波数情報に対応する情報に基づいて、前記リセッ
トタイミングに対応して窓関数を読み出す窓関数読出し
手段と、 該窓関数読出し手段により読出された窓関数を前記波形
発生手段により生成された波形に乗算する乗算手段とを
有することを特徴とする前記請求項5記載の波形発生装
置。6. A window function reading means for reading a window function corresponding to said reset timing based on said external input signal and information corresponding to frequency information of said external input signal, and said window function reading means. 6. The waveform generating apparatus according to claim 5, further comprising a multiplying means for multiplying the waveform generated by said waveform generating means by the window function.
号の周波数情報に対応する情報に基づいて、前記リセッ
トタイミングに対応して窓関数を読み出す第1の読出し
信号を生成する手段と、 前記発生される波形の不連続部分に対応して窓関数を読
み出す第2の読出し信号を生成する手段と、 前記第1および第2の読出し信号を総合した読出し信号
に基づいて窓関数を読み出す窓関数読出し手段と、 前記窓関数読出し手段により読み出された窓関数を前記
発生される波形に乗算する乗算手段とを有することを特
徴とする前記請求項5記載の波形発生装置。7. A means for generating a first read signal for reading a window function corresponding to the reset timing, based on the external input signal and information corresponding to frequency information of the external input signal; Means for generating a second read signal for reading a window function corresponding to a discontinuous portion of a waveform, and window function reading means for reading a window function based on a read signal obtained by integrating the first and second read signals. 6. The waveform generating apparatus according to claim 5, further comprising: a multiplying unit that multiplies the generated waveform by a window function read by the window function reading unit.
部入力信号のサンプリング周期毎の増分を算出する手段
であることを特徴とする前記請求項5〜7のいずれか1
項に記載の波形発生装置。8. The apparatus according to claim 5, wherein said frequency information calculating means is means for calculating an increment for each sampling cycle of said external input signal.
The waveform generator according to the paragraph.
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