JP3758664B2 - Musical sound signal generator - Google Patents
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Description
本発明は、ディジタルシンセサイザなどの電子楽器や、楽音発生機能を併せ持つパーソナルコンピュータ、ゲーム装置、カラオケ装置等の各種電気機器に好適な楽音波形信号発生装置に関する。 The present invention relates to a musical sound waveform signal generator suitable for various electronic devices such as an electronic musical instrument such as a digital synthesizer, a personal computer having a musical sound generation function, a game device, and a karaoke device.
従来から、アナログシンセサイザのスレーブ部のVCO(電圧制御型発振器)をマスター部のVCOでリセットして、マスター部とスレーブ部のピッチの比により、様々な倍音構造を有する音が得られるようにしたアナログシンセサイザにおけるシンク機能はよく知られている。そして、ディジタル的に楽音波形信号を発生する楽音波形信号発生装置においても、前記シンク機能を実現するために、入力される周波数情報を累算して同周波数情報に反比例した周期で変化する累算値を出力する累算手段を備え、同累算手段による累算値に基づいて楽音波形信号を発生するようにした楽音波形信号発生装置において、制御波形信号発生装置による所定の周期を有する制御波形信号の1周期毎に累算手段の累算値を所定の初期値に設定することも従来から知られている(例えば、特開平10−198378号公報参照)。 Conventionally, the VCO (Voltage Controlled Oscillator) of the slave unit of the analog synthesizer is reset by the VCO of the master unit, so that sounds having various overtone structures can be obtained depending on the pitch ratio of the master unit and the slave unit. The sync function in analog synthesizers is well known. Also, in the musical sound waveform signal generator that digitally generates a musical sound waveform signal, in order to realize the sink function, the accumulated frequency information is accumulated and changed in a cycle inversely proportional to the frequency information. A control waveform having a predetermined period by a control waveform signal generator in a musical sound waveform signal generator having accumulating means for outputting a value and generating a musical sound waveform signal based on an accumulated value by the accumulating means It is also conventionally known that the accumulated value of the accumulating means is set to a predetermined initial value for each cycle of the signal (see, for example, JP-A-10-198378).
しかしながら、上記従来の装置にあっては、入力される周波数情報を変更することにより様々な倍音構造の楽音波形信号が得られるものの、累算手段の累算値は制御波形信号の1周期毎に必ず一定の値にリセットされることになるので、得られる楽音波形信号にも限界があった。 However, in the above-described conventional apparatus, musical tone waveform signals having various overtone structures can be obtained by changing the input frequency information, but the accumulated value of the accumulating means is obtained for each cycle of the control waveform signal. Since the value is always reset to a certain value, there is a limit to the tone waveform signal that can be obtained.
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、楽音波形信号を複雑に変化させて変化に富んだ楽音波形信号を発生可能な楽音波形信号発生装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the above problems, and an object of the present invention is to provide a musical sound waveform signal generator capable of generating a musical sound waveform signal rich in change by changing a musical sound waveform signal in a complex manner. is there.
前記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、入力される周波数情報と帰還された累算値とを演算する演算器、および演算器により演算された演算結果を記憶するとともに演算器に累算値として帰還する記憶素子からなり、入力される周波数情報を累算して同周波数情報に反比例した周期で変化する累算値を出力する累算手段と、所定の周期を有する制御波形信号を発生する制御波形信号発生手段と、累算手段の累算値を制御波形信号の周期に同期して所定の初期値に設定する同期手段と、累算値の循環路に設けられて累算値を所定の変換特性で変換する変換手段とを備え、累算値に基づいて楽音波形信号を発生するようにしたことにある。
In order to achieve the above-mentioned object, the structural features of the present invention include an arithmetic unit that calculates input frequency information and a fed back accumulated value, and stores an arithmetic result calculated by the arithmetic unit. vessels to become a storage element for feeding back the accumulated values, and accumulating means for outputting the accumulated value by accumulating the frequency information input varies in a cycle which is inversely proportional to the frequency information, the control having a predetermined period A control waveform signal generating means for generating a waveform signal; a synchronizing means for setting an accumulated value of the accumulating means to a predetermined initial value in synchronization with a cycle of the control waveform signal; and a circulation path for the accumulated value. A conversion means for converting the accumulated value with a predetermined conversion characteristic is provided, and a musical sound waveform signal is generated based on the accumulated value.
これによれば、累算値が変換手段の特性にしたがって変換され、楽音波形信号はこの変換された累算値に応じた発生されることになるので、複雑かつ特殊な効果を有する楽音波形信号が得られる。 According to this, the accumulated value is converted according to the characteristics of the conversion means, and the musical sound waveform signal is generated according to the converted accumulated value, so that the musical sound waveform signal having a complicated and special effect is obtained. Is obtained.
以下、本発明の各実施形態を順次説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described sequentially.
a.第1実施形態
図1は、本発明の第1実施形態に係る楽音波形信号発生装置をブロック図により示している。
a. First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a musical sound waveform signal generator according to a first embodiment of the present invention.
この楽音波形信号発生装置は、マスター部MA及びスレーブ部SLからなる2系統の楽音波形信号発生部を備えており、マスター部MA及びスレーブ部SLからそれぞれ楽音波形信号を出力するとともに、スレーブ部SLの楽音波形信号をマスター部MAの楽音波形信号で同期制御することにより、マスター部MAにおける楽音波形信号の基本周波数の整数倍の周波数成分(高調波成分)及び同基本周波数よりも低い周波数成分(低調波成分)を得るものである。 This musical sound waveform signal generator comprises two systems of musical sound waveform signal generators comprising a master part MA and a slave part SL, and outputs musical sound waveform signals from the master part MA and slave part SL, respectively, and the slave part SL. Are synchronized with the musical tone waveform signal of the master unit MA, so that a frequency component (harmonic component) that is an integral multiple of the fundamental frequency of the musical tone waveform signal in the master unit MA and a frequency component lower than the fundamental frequency ( Subharmonic component).
マスター部MAは、第1周波数情報入力端子11から入力されるマスタ側基本周波数情報Fnmを累算するための累算手段を構成する加算器12及び記憶素子13を有する。加算器12は、固定小数点の演算において有効ビットを超えるビットを切り捨てるモジュロ型加算器で構成され、「0」〜「1」の範囲内で加算動作をして、加算結果が「1」を超えるとオーバーフロー信号OFを出力する。記憶素子13は、加算器12の出力を記憶して、同記憶した値を1クロック分(1サンプル時間)だけ遅らせて出力する。これにより、累算手段は、図2に示すように、周波数情報Fnmの大きさに反比例する周期を有して「0」〜「1」に渡って繰り返し変化する鋸歯状波信号Pmを出力する。
The master unit MA includes an
マスター部MAは、加算器12の出力端に接続された波形発生部14も有する。波形発生部14は、加算器12からの鋸歯状波信号(位相信号)Pmに基づいて、周波数情報Fnmに比例した周波数を有する第1楽音波形信号SO1を第1出力端子15に出力するもので、例えば1周期分の波形サンプルデータを記憶した波形メモリで構成されている。また、この波形発生部14を、正弦波形を記憶する正弦波メモリで構成したり、加算器12からの出力信号を位相信号Pmとして第1楽音波形信号SO1を合成するFM音源回路(FMオペレータ)で構成してもよい。
The master unit MA also includes a
スレーブ部SLも、第2周波数情報入力端子21から入力されるスレーブ側基本周波数情報Fnsを累算する加算器22及び記憶素子23からなる累算手段と、波形発生部24とを有する。加算器22、記憶素子23及び波形発生部24は、マスター部MAの加算器12、記憶素子13及び波形発生部14と同様に構成され、波形発生部24から発生される第2楽音波形信号SO2は、第2出力端子25に供給される。このスレーブ部SLにおいても、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段は、図2に示すように、周波数情報Fnsの大きさに反比例する周期を有して「0」〜「1」に渡って変化する鋸歯状波信号(位相信号)Psを出力する。
The slave unit SL also includes an accumulation unit including an
加算器22の出力端と、記憶素子23及び波形発生部24の入力端との間には、スイッチング回路26が接続されている。スイッチング回路26は、通常第1入力端26aに供給される加算器22からの出力信号を記憶素子23及び波形発生部24に供給し、リセット回路27からのリセット信号の入力時に第2入力端26bに供給される信号を記憶素子23及び波形発生部24に供給する。リセット回路27は、マスター部MAからのオーバーフロー信号OFを検出して、リセット信号をスイッチング回路26に出力する。
A
スイッチング回路26の第2入力端26bには、除算器31、乗算器32及び加算器33からなる初期値演算回路と、乗算器34,35及び加算器36,37からなる初期値修正回路とが接続されている。初期値演算回路は、マスター部MAの累算手段による鋸歯状波信号Pmが「1」から「0」に変化する毎に、すなわちリセット回路27からリセット信号が出力される毎に、スレーブ部SLの累算手段による鋸歯状波信号Psがリセットされる値(所定の初期値)を計算するものである。
The
この初期値演算回路の必要性について説明しておくと、サンプリング周波数を楽音波形信号の周波数よりも極めて高く設定できたり、サンプリング周波数がマスター部MAによる楽音波形信号の周波数の整数倍であれば問題ない。しかし、実際にはそのようなことは難しく、マスター部MAの鋸歯状波信号Pmが「1」から「0」に変化した時点とサンプリングタイミングとの間には時間的なずれが生じる。すなわち、スレーブ部SLの累算手段がリセットされるタイミングは、マスター部MAの累算手段による鋸歯状波信号Pmが「0」になった時点から遅れて、同「0」になった時点後の次のサンプリングタイミングになる。このずれのために、スレーブ部SLにて形成される楽音波形信号には、マスター部MAにて形成される楽音波形信号に対して、周期毎に異なる位相ずれすなわちジッタが生じる。 The necessity of this initial value calculation circuit will be described. If the sampling frequency can be set extremely higher than the frequency of the musical sound waveform signal, or if the sampling frequency is an integral multiple of the frequency of the musical sound waveform signal by the master unit MA Absent. However, in practice, it is difficult to do so, and there is a time lag between the time when the sawtooth wave signal Pm of the master unit MA changes from “1” to “0” and the sampling timing. That is, the timing at which the accumulating means of the slave part SL is reset is delayed from the time when the sawtooth wave signal Pm by the accumulating means of the master part MA becomes “0”, and after the time when the accumulating means becomes “0”. Next sampling timing. Due to this shift, the tone waveform signal formed by the slave portion SL has a phase shift, that is, jitter, which differs from cycle to cycle with respect to the tone waveform signal formed by the master portion MA.
このようなずれを補正するために、除算器31及び乗算器32が設けられており、次にこれらの除算器31及び乗算器32の意味について説明する。マスター部MAの累算手段による鋸歯状波信号Pmは図2の上段のように変化し、仮想的な時点t1’で「1」から「0」に変化する。これは、サンプル値(黒丸で図示)がサンプリングタイミングt0,t1,t2・・・でしか実際の値を取り得ないからである。いま、前記仮想的な時点t1’でマスター部MAの鋸歯状波信号値Pmが「1」から「0」に変化したものとするとともに、サンプリングタイミングt1における同鋸歯状波信号の「0」からの増加分をPm1とする。一方、前記仮想的な時点t1’でスレーブSLの鋸歯状波信号Psが所定の初期値(本実施形態では「0」)にリセットされたものとすると、サンプリングタイミングt1における同鋸歯状波信号Psの前記初期値からの増加分はPs1になる。これらの増加分Pm1,Ps1の各大きさの比は、マスター部MA及びスレーブ部SLに入力された各周波数情報Fnm,Fnsの大きさの比に等しいので、下記式1が成立する。
Ps1/Pm1=Fns/Fnm …式1
In order to correct such a deviation, a
Ps1 / Pm1 = Fns /
この式1を変形することにより、スレーブ部SL側の増加分Ps1は、下記式2として与えられる。
Ps1=Pm1・Fns/Fnm …式2
By modifying
Ps1 = Pm1 · Fns /
除算器31は、加算器12からの出力値Pm1を第1周波数情報入力端子11からの周波数情報Fnmで除算して、除算結果Pm1/Fnmを出力する。乗算器32は、除算器31の出力値Pm1/Fnmに第2周波数情報入力端子21からの周波数情報Fnsを乗算して、乗算結果Pm1・Fns/Fnmを出力する。これにより、サンプリング周波数が楽音波形信号の周波数よりも極めて高くなくても、サンプリング周波数がマスター部MAによる楽音波形信号の周波数の整数倍でなくても、ジッタを生じない初期値を算出することができる。
The
加算器33は、乗算器32とオフセット情報入力端子41とに接続されており、前記初期値演算回路により計算された初期値にオフセット情報入力端子41に供給されたオフセット値Piを加算して、オフセット値Piを加味した初期値Po=Pm1・Fns/Fnm+Piを出力する。
The
なお、本実施形態では、除算器31及び乗算器32により初期値を計算するようにしたが、サンプリング周波数を楽音波形信号の周波数よりも極めて高かったり、サンプリング周波数がマスター部MAによる楽音波形信号の周波数の整数倍であったり、ジッタの発生が問題とならない場合には、これらの除算器31、乗算器32及び加算器33を不要とし、前記オフセット値Piを乗算器34に直接入力するようにすればよい。これは、前記所定の初期値が「0」であることに対応する。
In the present embodiment, the initial value is calculated by the
次に、乗算器34,35及び加算器36,37からなる初期値修正回路について説明する。乗算器34は、加算器33から初期値Poに同期係数情報入力端子42に供給された同期係数Hsを乗算して、同乗算結果Hs・Poを出力する。乗算器35は、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段による鋸歯状波信号(位相信号)の信号値Psに前記同期係数Hsを乗算して、同乗算結果Hs・Psを出力する。加算器36,37は実質的には減算動作するもので、加算器36は、乗算器35からの出力値Hs・Psから加算器22からの出力値Psを減算して、減算結果(Hs−1)・Psを出力する。加算器37は、乗算器34からの出力値Hs・Poから加算器36からの出力値(Hs−1)・Psを減算して、減算結果Hs・Po+(1−Hs)・Psを出力する。これにより、初期値修正回路は、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の鋸歯状波信号Psを同期係数Hsに応じた比率で前記初期値Poに加味、すなわち前記初期値Po及び鋸歯状波信号Psを同期係数Hsに応じて重み付け合成してスイッチング回路26の第2入力端26bに出力することになる。
Next, an initial value correction circuit composed of
次に、上記のように構成した第1実施形態の作動を説明する。マスター部MAにおいては、加算器12及び記憶素子13からなる累算手段が、第1周波数情報入力端子11から入力されたマスター側基本周波数情報Fnmを順次累算することにより、図2の上段に示すように、同周波数情報Fnmに反比例する周期で「0」〜「1」に渡って繰り返し変化する鋸歯状波信号Pmを発生する。そして、波形発生部14は、前記鋸歯状波信号Psを位相情報として同波形発生部14の機能に応じた第1楽音波形信号SO1を第1出力端子15に出力する。
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. In the master unit MA, the accumulating means composed of the
一方、スレーブ部SLにおいても、加算器22の出力は通常スイッチング回路26の第1入力端26aを介して記憶素子23に接続されており、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段が、第2周波数情報入力端子21から入力されたスレーブ側基本周波数情報Fnsを順次累算することにより、図2の下段に示すように、同周波数情報Fnsに反比例する周期で「0」〜「1」に渡って繰り返し変化する鋸歯状波信号Psを発生する。
On the other hand, also in the slave unit SL, the output of the
この鋸歯状波信号Psに対しては、マスター部MAの累算手段の出力である鋸歯状波信号Pmが同期制御するための制御波形信号として作用する。加算器12がオーバーフロー信号OFを発生する毎に、すなわち前記鋸歯状波信号Pmが「1」から「0」に変化する毎に、リセット回路27はリセット信号をスイッチング回路26に供給する。これにより、スイッチング回路26は、切り換えられて第2入力端26bに供給されている初期値を記憶素子23に供給するので、このスレーブ部SLの累算手段は、前記リセット信号のタイミングでリセットされて初期値に設定される。すなわち、スレーブ部SLの波形発生部24に対する位相信号がマスター部MAの楽音波形信号SO1の各周期毎にリセットされる。そして、この同期制御された位相信号に基づいて、波形発生部24は、同波形発生部24の機能に応じた第2楽音波形信号SO2を第2出力端子25に出力する。
For the sawtooth wave signal Ps, the sawtooth wave signal Pm which is the output of the accumulating means of the master unit MA acts as a control waveform signal for synchronous control. The
これにより、第2出力端子25からは、周波数情報Fnsにより表された基本周波数Fsと、周波数情報Fnmにより表された基本周波数Fmとにより定まるフォルマント特性の周波数成分を有する豊かな第2楽音波形信号SO2が出力される。このようなスレーブ部SLからの第2楽音波形信号SO2は、マスター部MAからの第1楽音波形信号SO1と混合され、又は単独に楽音として出力される。
Thereby, from the
前記スレーブ部SLの累算手段における同期制御においては、除算器31及び乗算器32が、リセットタイミングにおけるスレーブ部SLの累算手段に対する初期値を計算して、同累算手段にて発生される鋸歯状波信号Psのリセットに伴う位相ずれをなくすようにしたので、前記同期制御が良好に行われて発生楽音の音質が良好に保たれる。
In the synchronous control in the accumulating means of the slave part SL, the
また、上記第1実施形態においては、外部から与えられるオフセット値Pi及び同期係数Hsによって前記初期値が修正される。この修正がもたらす影響について図3〜8を用いて説明する。図3〜7は、スレーブ部SLの波形発生部24を正弦波メモリで構成するとともに、サンプリング周波数を44.1KHz、マスター部MA側の基本周波数を440Hz、スレーブ部SL側の基本周波数を660Hz、及びオフセット値Piを「0」に設定した状態において、同期係数Hsを種々に変更した場合におけるマスター部MA側の鋸歯状波信号Pm、スレーブ部SL側の鋸歯状波信号Ps及び同スレーブ部SL側の第2出力端子25の出力波形信号SO2の時間変化を示す波形図である。なお、これらの波形図の下欄の数字は、サンプル値の番号を示している。
In the first embodiment, the initial value is corrected by the offset value Pi and the synchronization coefficient Hs given from the outside. The effect of this modification will be described with reference to FIGS. 3-7, the
図3,4は同期係数Hsを「1.0」及び「0.0」にそれぞれ設定した場合であり、図3においては、マスター部MA側の鋸歯状波信号Pmが「1」から「0」に変化する時点でスレーブ部SL側の鋸歯状波信号Psは「0」に完全にリセットされており、同鋸歯状波信号Ps及び出力波形信号SO2は複雑な倍音構造の高調波成分を含む楽音波形信号となる。また、図4においては、マスター部MA側の鋸歯状波信号Pmが「1」から「0」に変化してもスレーブ部SL側の鋸歯状波信号Psは全くリセットされず、同鋸歯状波信号Psは660Hzの鋸歯状波に保たれると同時に、出力波形信号SO2も660Hzの正弦波に保たれる。 3 and 4 show the cases where the synchronization coefficient Hs is set to “1.0” and “0.0”, respectively. In FIG. 3, the sawtooth signal Pm on the master unit MA side changes from “1” to “0”. At this time, the sawtooth wave signal Ps on the slave unit SL side is completely reset to “0”, and the sawtooth wave signal Ps and the output waveform signal SO2 are a musical sound waveform signal including a harmonic component having a complex harmonic structure. Become. In FIG. 4, even if the sawtooth wave signal Pm on the master unit MA side changes from “1” to “0”, the sawtooth wave signal Ps on the slave unit SL side is not reset at all. The signal Ps is maintained at a 660 Hz sawtooth wave, and at the same time, the output waveform signal SO2 is also maintained at a 660 Hz sine wave.
一方、図5〜7は、前記状態から同期係数Hsだけを、「0.75」、「0.50」及び「0.25」と変化させた場合における鋸歯状波信号Pm,Ps及び出力波形信号SO2の時間変化をそれぞれ示している。これによれば、同期係数Hsを小さくするにしたがって、マスター部MA側の鋸歯状波信号Pmによるスレーブ部SL側の同期制御が次第に不完全になっていくことが分かる。そして、このような同期制御が不完全になることにより、ソフトシンク効果が実現され、また周波数情報Fnmより表された周波数よりも低い周波数の低調波成分が同期係数Hsに応じて発生していることも分かる。その結果、同期係数Hsを「0」〜「1」の間の適当な値に設定することにより複雑な楽音波形信号が得られるとともに、アナログシンセサイザにおけるハードシンクからソフトシンクまでの変化させることができる。また、この同期係数Hsを時変動させることにより複雑に時間変化する楽音波形信号を得ることができる。 On the other hand, FIGS. 5 to 7 show temporal changes of the sawtooth wave signals Pm, Ps and the output waveform signal SO2 when only the synchronization coefficient Hs is changed from “0.75”, “0.50” and “0.25” from the above state. Each is shown. According to this, it can be seen that as the synchronization coefficient Hs is decreased, the synchronization control on the slave unit SL side by the sawtooth signal Pm on the master unit MA side gradually becomes incomplete. Then, since the synchronization control is incomplete, a soft sync effect is realized, and a subharmonic component having a frequency lower than the frequency represented by the frequency information Fnm is generated according to the synchronization coefficient Hs. I understand that. As a result, by setting the synchronization coefficient Hs to an appropriate value between “0” and “1”, a complex musical sound waveform signal can be obtained and the analog synthesizer can be changed from hard sync to soft sync. . Further, by changing the synchronization coefficient Hs with time, it is possible to obtain a musical sound waveform signal that changes with time in a complicated manner.
図8は、前記同期係数Hsを「1.0」に設定した状態で、前記各種パラメータのうちのオフセット値Piのみを「0.2」に変更した場合における鋸歯状波信号Pm,Ps及び出力波形信号SO2の時間変化を示す波形図である。これによっても、出力波形信号SO2が図3のオフセット値Piを「0」に設定した場合から変化し、複雑な楽音波形信号が得られることが分かる。 FIG. 8 shows the sawtooth wave signals Pm and Ps and the output waveform signal SO2 when only the offset value Pi of the various parameters is changed to “0.2” with the synchronization coefficient Hs set to “1.0”. It is a wave form diagram which shows a time change. This also shows that the output waveform signal SO2 changes from when the offset value Pi in FIG. 3 is set to “0”, and a complex musical sound waveform signal can be obtained.
b.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明すると、同第2実施形態に係る楽音波形信号発生装置は図9にブロック図により示されている。
b. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. A musical tone waveform signal generator according to the second embodiment is shown in a block diagram in FIG.
この第2実施形態に係る楽音波形信号発生装置は、上記第1実施形態のマスター部MAによるスレーブ部SLの同期制御に条件付けをしたことを特徴としており、スイッチング回路26と直列に設けたスイッチング回路51と、マスター部MA及びスレーブ部SLとは独立して時変動する制御信号発生手段としてのランダム信号発生器(乱数発生器)52を備えている。なお、上記第1実施形態の乗算器34,35及び加算器36,37からなる初期値修正回路をそのまま残してもよいが、この第2実施形態においては省略して示している。また、上記第1実施形態と同一機能を有する回路に関しては、同一符号を付してその説明を省略する。
The musical tone waveform signal generator according to the second embodiment is characterized in that the synchronization control of the slave unit SL by the master unit MA of the first embodiment is conditioned, and the switching circuit provided in series with the switching
スイッチング回路26は、その第1入力端26aを加算器22の出力端に接続し、その第2入力端26bを加算器33の出力端に直接接続し、その出力端をスイッチング回路51の第2入力端51に接続している。スイッチング回路51は、ランダム信号発生器52に接続された比較器53からの切り換え信号がローレベルにあるとき、第1入力端51aに供給されている加算器22の出力信号を記憶素子23及び波形発生部24に供給する。また、前記切り換え信号がハイレベルにあるとき、スイッチング回路51は、スイッチング回路26から第2入力端51bに供給されている出力信号を記憶素子23及び波形発生部24に供給する。
The switching
ランダム信号発生器52は、「0」〜「1」の間でランダムに変化するランダム信号(乱数信号)を発生するものである。比較器53は、ランダム信号発生器52からのランダム信号値と、同期係数情報入力端子42からの同期係数Hsとを比較し、ランダム信号値が同期係数Hsの値よりも大きいときローレベル信号をスイッチング回路51に出力し、ランダム信号値が同期係数Hs以下のときハイレベル信号をスイッチング回路51に出力する。
The
上記のように構成した第2実施形態においては、マスター部MAの鋸歯状波信号Pmがその周期毎に「1」〜「0」に変化してリセット回路27からリセット信号が与えられても、ランダム信号値が同期係数Hsよりも大きければ、スイッチング回路51は、図示状態に保たれてスイッチング回路26から出力される初期値を出力することなく、加算器22の出力信号を記憶素子23及び波形発生部24に供給し続ける。そして、ランダム信号値が同期係数Hs以下の状態で、リセット回路27からリセット信号が与えられたときのみ、スイッチング回路51は、図示状態から切り換えられてスイッチング回路26から出力される初期値を記憶素子23及び波形発生部24に供給する。
In the second embodiment configured as described above, even if the sawtooth wave signal Pm of the master unit MA changes from “1” to “0” every period and a reset signal is given from the
したがって、この第2実施形態によれば、マスター部MA及びスレーブ部SLにおける波形信号とは独立して時変動するランダム信号(制御信号)に応じて、マスター部MAによる同期制御の許容又は禁止が選択的に条件付けられることになる。その結果、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の初期値の初期値設定(リセット)がランダム信号に応じて行われたり、行われなかったりする、すなわちシンク機能が前記ランダム信号に応じて中途半端に行われることになり、複雑かつ特殊な効果を有する楽音波形信号が得られる。また、ランダム信号を用いているために、上記第1実施形態のソフトシンクに比べて前記累算手段の累算値がノイズ性を帯びて変動するようになるので、楽音波形信号はノイズ性の高いものとなる。さらに、同期係数Hsを「0」〜「1」の間で適宜変更したり、時変動させたりすることにより、様々な楽音波形信号を得ることができる。
Therefore, according to the second embodiment, the synchronization control by the master unit MA is permitted or prohibited according to a random signal (control signal) that varies with time independently of the waveform signals in the master unit MA and the slave unit SL. Will be selectively conditioned. As a result, the initial value setting (reset) of the initial value of the accumulating means composed of the
なお、この第2実施形態においては、前記ランダム信号に代え、マスター部MA及びスレーブ部SLにおける波形信号とは独立して時変動する他の波形信号を用いるようにしてもよい。 In the second embodiment, instead of the random signal, another waveform signal that varies with time independently of the waveform signals in the master unit MA and the slave unit SL may be used.
次に、上記第2実施形態の変形例について説明する。図10は、この変形例に係る楽音波形信号発生装置をブロック図により示しており、上記第2実施形態のランダム信号を比較器53に供給するのに代えて、スレーブ部SLの加算器22及び記憶素子23からなる累算手段による鋸歯状波信号Psを比較器53に供給するようにしている。なお、図10に破線で示すように、この鋸歯状波信号Psの信号路に波形変換器54を介装して、同鋸歯状波信号Psを三角波、その他の波形に変換して比較器53に供給するようにしてもよい。
Next, a modification of the second embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a musical tone waveform signal generator according to this modification. Instead of supplying the random signal of the second embodiment to the
この変形例によれば、マスター部MAにおける波形信号とは独立しかつスレーブ部SLにおける波形信号に依存して時変動する制御信号に応じて、マスター部MAによる同期制御の許容又は禁止が選択的に条件付けられることになる。その結果、この場合も、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の初期値の初期値設定(リセット)が鋸歯状波信号Psに応じて行われたり、行われなかったりする、すなわちシンク機能がスレーブ部SLにおける波形信号に依存して時変動する制御信号に応じて中途半端に行われることになり、ソフトシンク機能に似た効果が得られると同時に、さらに複雑かつ特殊な効果を有する楽音波形信号が得られる。また、この場合も、同期係数Hsを種々に変更できることは、前記第2実施形態の場合と同様である。
According to this modification, the permission or prohibition of the synchronization control by the master unit MA is selectively performed in accordance with the control signal that is independent of the waveform signal in the master unit MA and that varies depending on the waveform signal in the slave unit SL. Will be conditioned. As a result, in this case as well, the initial value setting (reset) of the initial value of the accumulating means composed of the
さらに、上記第2実施形態及びその変形例においては、直列に設けた2つのスイッチング回路26,51を用いるようにしたが、スイッチング回路51を省略するとともに、リセット回路27及び比較器53からの各出力信号を電気的なアンド回路に導くとともに、同アンド回路の出力でスイッチング回路51を切り換え制御することにより、前記各出力信号の論理積を用いてスイッチング回路26を切り換え制御するようにしてもよい。
Further, in the second embodiment and the modification thereof, the two switching
c.第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態について説明すると、同第3実施形態に係る楽音波形信号発生装置は図11にブロック図により示されている。
c. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. A musical sound waveform signal generator according to the third embodiment is shown in a block diagram in FIG.
この第3実施形態に係る楽音波形信号発生装置は、上記第1実施形態のスレーブ部SLの加算器22及び記憶素子23からなる累算手段に対するリセット時における初期値として、マスター部MA及びスレーブ部SLとは独立して時変動する制御信号値を採用したことにある。したがって、図11の楽音波形信号発生装置においては、上記第1実施形態の除算器31及び乗算器32からなる初期値演算回路及び乗算器34,35及び加算器36,37からなる初期値修正回路が省略され、スイッチング回路26の第2入力端26bにはランダム信号発生器(乱数発生器)61が接続されている。
The musical tone waveform signal generator according to the third embodiment includes a master unit MA and a slave unit as initial values at the time of resetting the accumulating means comprising the
この第3実施形態においては、マスター部MAの加算器12及び記憶素子13にからなる累算手段によって形成される鋸歯状波信号Pmが「1」から「0」に変化して、リセット回路27からリセット信号がスイッチング回路26に与えられると、ランダム信号発生器61からのランダム信号値がスレーブ部SLの加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の初期値として設定される。このように、スレーブ部SLの加算器22及び記憶素子23からなる累算手段のリセット時には、マスター部MA及びスレーブ部SLとは独立して時変動する制御信号としてのランダム信号値が初期値として前記累算手段に与えられるので、この第3実施形態によれば、複雑かつ特殊な効果を有する楽音波形信号が得られる。特に、初期値のための制御波形信号として、ランダム信号を用いているために、上記第1実施形態のソフトシンクに比べて前記累算手段の累算値がノイズ性を帯びて変動するようになるので、楽音波形信号は極めてノイズ性の高いものとなる。特に、波形発生部24としてフィードバックFMなどの波形発生器を用いると、波形自体を正弦波から鋸歯状波まで連続的に変えられるので、より効果的にノイズの音色を変化させることができる。
In the third embodiment, the sawtooth wave signal Pm formed by the accumulating means including the
次に、この第3実施形態の変形例について説明する。この変形例は、図12に示すように、上記第1実施形態における加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の累算値に代えて、前記第3実施形態のランダム信号発生器61からのランダム信号を、同第1実施形態の乗算器34,35及び加算器36,37からなる初期値修正回路に供給するようにしたものである。
Next, a modification of the third embodiment will be described. As shown in FIG. 12, this modified example uses a
これによれば、初期値修正回路にて、除算器31、乗算器32及び加算器33からなる初期値演算回路による初期値がランダム信号発生器61からのランダム信号により修正されることになる。その結果、ハードシンク機能にランダム性が付加されて、スレーブ部SLで発生される楽音波形信号はピッチ感をもったノイズ音となる。しかも、このノイズ音はマスター部MAに同化したものであるので、ノイズ音だけが不自然に分離してしまうことがなくなる。
According to this, in the initial value correcting circuit, the initial value by the initial value calculating circuit including the
なお、この第3実施形態及びその変形例においても、前記ランダム信号に代え、マスター部MA及びスレーブ部SLにおける波形信号とは独立して時変動する他の波形信号を用いるようにしてもよい。この場合、ランダム信号発生器61に代えて、他の時変動する波形信号を発生する制御波形信号発生器を用いるようにすればよい。
In the third embodiment and its modification, instead of the random signal, another waveform signal that varies with time independently of the waveform signals in the master unit MA and the slave unit SL may be used. In this case, instead of the
d.第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態について説明すると、同第4実施形態に係る楽音波形信号発生装置は図13にブロック図により示されている。
d. Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. A musical sound waveform signal generating apparatus according to the fourth embodiment is shown in a block diagram in FIG.
この第4実施形態に係る楽音波形信号発生装置は、上記第1実施形態のスレーブ部SLの加算器22及び記憶素子23からなる累算手段内に累算値を変換する変換回路71を設けたことを特徴としている。この変換回路71は、記憶素子23から加算器22への帰還路に直列に設けた乗算器71a,71bからなる。乗算器71aは、記憶素子71aの出力値に、第1帰還係数情報入力端子72に入力される第1帰還係数Rc(レシオ)を乗算して出力する。乗算器71bは、「1」を超えるビットを切り捨てるモジュロ型で構成されているとともに、第2帰還係数情報入力端子73に入力される第2帰還係数Scだけ入力値をビットシフトするものであり、乗算器71aの出力値に第2帰還係数Scに応じて1,24,8・・を実質的に乗算して出力する。
The musical tone waveform signal generator according to the fourth embodiment is provided with a
なお、この第4実施形態においては、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の初期値として、上記第1実施形態のように除算器31、乗算器32及び加算器33からなる初期値演算回路による初期値を用いることもできるが、前記初期値としてオフセット情報入力端子41に入力されているオフセット値Piをそのまま用いている。したがって、オフセット情報入力端子41がスイッチング回路26の第2入力端26bに直接接続されている。
In the fourth embodiment, the initial value of the accumulating means including the
このように構成した第4実施形態によれば、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の累算値が変換回路71にて第1及び第2帰還係数Rc,Scに応じて変換されるので、複雑かつ特殊な効果を有する楽音波形信号が得られる。
According to the fourth embodiment configured as described above, the accumulated value of the accumulating means comprising the
この変換回路71により累算値を種々に変更した場合におけるマスター部MA側の鋸歯状波信号Pm及びスレーブ部SL側の鋸歯状波信号Psの変化状態を図14〜16に示しておく。この場合、サンプリング周波数を44.1KHz、マスター部MA側の基本周波数を440Hz、スレーブ部SL側の基本周波数を660Hz、及びオフセット値Piを「0」、第2帰還係数Scを「1」(ビットシフトしない)に設定した状態において、第1帰還係数Rcを「1.00」、「1.01」及び「1.20」に変更した場合の鋸歯状波信号Pm,Psの各波形図が図14〜16にそれぞれ対応する。したがって、こられの波形図からも第1及び第2帰還係数Rc,Scを変化させることにより、スレーブ部SL側の鋸歯状波信号Psが複雑に変化し、その結果、波形発生部24から出力される第2楽音波形信号も複雑に変化することが理解できる。
Changes in the sawtooth wave signal Pm on the master unit MA side and the sawtooth wave signal Ps on the slave unit SL side when the accumulated value is variously changed by the
なお、この第4実施形態においても、図13に破線で示すように、加算器22及び記憶素子23からなる累算手段の初期値としてオフセット値Piを用いる代わりに、ランダム信号発生器74からのランダム信号を用いることもできる。また、ランダム信号に代えて、時変動する種々の波形信号を利用することもできる。また、前記変換回路71に代えて、予め定められた変換特性を有する変換テーブル、外部からの入力信号により変換特性が種々に変更される変換テーブルなどの変換手段を用いることもできる。
In the fourth embodiment, as indicated by a broken line in FIG. 13, instead of using the offset value Pi as the initial value of the accumulating means including the
また、上記各実施形態又はそれらの各変形例においては、初期値演算回路を除算器31、乗算器32、加算器33などで構成したが、前記初期値演算回路を図17のブロック図のように構成することもできる。この変形例においては、除算器31に代えて、第1周波数情報入力端子11に入力したマスター部MA側の基本周波数情報Fnmを逆数(1/Fnm)に変換する逆数変換テーブル31a、及び同テーブル31aの出力値と加算器12の出力である鋸歯状波信号Pmとを乗算する乗算器31bが用いられている。乗算器31bの出力は乗算器32に接続されている。これによれば、逆数変換テーブル31a及び乗算器31bにより上記実施形態の除算器31と同等な機能が与えられるので、同除算器31による複雑な除算演算を避けることができる。また、この初期値演算回路においては、周波数情報Fnm,Fnsとして対数などを用いることにより、前記除算器31による複雑な除算演算を避けることもできる。
Further, in each of the above-described embodiments or their modifications, the initial value calculation circuit is configured by a
また、上記各実施形態又はそれらの各変形例においては、マスター部MAの加算器12及び記憶素子13からなる累算手段と、スレーブ部SLの加算器22及び記憶素子23からなる累算手段とからそれぞれ出力される鋸歯状波信号(位相情報)Pm,Psは「0」〜「1」の範囲で変化するようにしたが、この範囲を「−1」〜「+1」などと正負をも含めて適宜変更することもできる。この場合、与えられる基本周波数情報Fnm,Fnsは、同一周期の鋸歯状波信号Pm,Psを得ようとするならば、その範囲に応じて適宜変更されるとともに、波形発生部14,24などのアドレス値も適宜変更される。
Further, in each of the above-described embodiments or modifications thereof, an accumulating unit comprising the
また、上記各実施形態又はそれらの各変形例においては、オフセット情報入力端子41に入力されるオフセット値Pi、同期係数情報入力端子42に入力される同期係数Hs、第1及び第2帰還係数情報入力端子72に入力される第1及び第2帰還係数Rc,Scに関しては詳しい説明を省略したが、これらの値Pi及び係数Hs,Rc,Scは、電子楽器又はその他の電子機器に設けた操作子の操作に応じて与えられたり、音色などを決定するためのパラメータとしてメモリに記憶しておいたものを用いたりするとよい。また、これらの値Pi及び係数Hs,Rc,Scを、発生される楽音波形信号のピッチに応じて変化させたり、振幅エンベロープ波形、低周波発振器の出力波形信号などを用いて時間的に変化させるようにしてもよい。
In each of the above embodiments or their modifications, the offset value Pi input to the offset
また、上記各実施形態又はそれらの変形例においては、波形発生部14,24の出力波形信号をマスター部MA及びスレーブ部SLの楽音波形信号として出力させるようにしたが、加算器12,22及び記憶素子13,23からなる各累算手段の出力をフィルタなどを介して楽音波形信号として出力するようにしてもよい。さらに、第1〜4実施形態においては、マスター部MA及びスレーブ部SLの各回路をハード的に構成するようにしたが、それらの一部をコンピュータによるソフト処理で行ってもよい。また、上記第1〜4実施形態及びそれらの各変形例の各特徴を適宜組み合わせて楽音波形信号発生装置を構成するようにしてもよい。
In each of the above embodiments or their modifications, the output waveform signals of the
MA…マスター部、SL…スレーブ部、11,21…周波数情報入力端子、12,22,33,36,37…加算器、13,23…記憶素子、14,24…波形発生部、15,25…出力端子、26,51…スイッチング回路、27…リセット回路、31…除算器、32,34,35…乗算器、41…オフセット情報入力端子、42…同期係数情報入力端子、52,61,74…ランダム信号発生器、53…比較器、71…変換回路、72,73…帰還係数情報入力端子。
MA ... Master unit, SL ... Slave unit, 11, 21 ... Frequency information input terminal, 12, 22, 33, 36, 37 ... Adder, 13, 23 ... Storage element, 14, 24 ... Waveform generation unit, 15, 25 ... Output terminal, 26,51 ... Switching circuit, 27 ... Reset circuit, 31 ... Divisor, 32,34,35 ... Multiplier, 41 ... Offset information input terminal, 42 ... Synchronous coefficient information input terminal, 52,61,74 ... Random signal generator, 53 ... Comparator, 71 ... Conversion circuit, 72, 73 ... Feedback coefficient information input terminal.
Claims (1)
所定の周期を有する制御波形信号を発生する制御波形信号発生手段と、
前記累算手段の累算値を前記制御波形信号の周期に同期して所定の初期値に設定する同期手段と、
前記累算値の循環路に設けられて前記累算値を所定の変換特性で変換する変換手段とを備え、前記累算値に基づいて楽音波形信号を発生するようにした楽音波形信号発生装置。
An arithmetic unit that calculates the input frequency information and the fed back accumulated value, and a storage element that stores the calculation result calculated by the arithmetic unit and that feeds back to the arithmetic unit as an accumulated value. Accumulating means for accumulating frequency information and outputting an accumulated value that changes in a cycle inversely proportional to the frequency information;
Control waveform signal generating means for generating a control waveform signal having a predetermined period;
Synchronizing means for setting the accumulated value of the accumulating means to a predetermined initial value in synchronization with the period of the control waveform signal;
A musical sound waveform signal generating apparatus provided with a conversion means provided in the accumulated value circulation path for converting the accumulated value with a predetermined conversion characteristic, and generating a musical sound waveform signal based on the accumulated value. .
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