JPS58102296A - Electronic musical instrument - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】この発明は波形メモリ読み出し方式および周波数変調方
式によシ楽音を形成する電子楽器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic musical instrument that forms musical tones using a waveform memory reading method and a frequency modulation method.

従来、電子楽器においてはたとえばピアノ等の自然楽器
の音を合成して発音するための多くの試みがなされてい
た。たとえば磁気ディスクあるいｄ　ＲＡＭ等の記憶手
段に自然楽器の原音波形を記録しておき、鍵盤の押鍵に
よってこの記録波形を順次読み出し発音させる波形メモ
リ読出し方式がある。しかしながら、この方式の電子楽
器にあっては発音される楽音は原音に忠実ではあっても
楽音の立ち上りから減衰に到るまでの全波形分を記録す
る必要から、また音色の数に応じて多くの波形をメモリ
する必要から、非常に大きな記憶容量を４つ記憶手段を
屯たなければならなかった。また、たとえば楽音のスペ
クトル成分に時間的変化を与える周波数変調方式による
楽音合成方式においては自然楽器に近い複雑な波形を容
易に得ることはできても、九とえばピアノの押鍵直後−
〇弾弦とアクシ冒ンのメカニカルサウンドを伴なった波
形のように個々の楽器によって異なる楽音の立ち上り部
の複雑な波形を合成すること社困難であった。Conventionally, many attempts have been made to generate electronic musical instruments by synthesizing the sounds of natural musical instruments such as pianos. For example, there is a waveform memory reading method in which original sound waveforms of natural musical instruments are recorded in a storage means such as a magnetic disk or dRAM, and the recorded waveforms are sequentially read out and produced by pressing keys on a keyboard. However, with this type of electronic musical instrument, although the musical tones produced are faithful to the original tone, it is necessary to record the entire waveform from the rise of the musical tone to the decay, and the number of tones is large depending on the number of tones. Because it was necessary to store the waveforms in memory, four storage means with extremely large storage capacities had to be added. Furthermore, although it is possible to easily obtain complex waveforms similar to those of natural instruments in a musical sound synthesis method using a frequency modulation method that gives temporal changes to the spectral components of musical tones, for example, immediately after pressing a key on a piano,
〇It was difficult to synthesize the complex waveforms of the rising parts of musical sounds, which differ depending on each instrument, such as the waveforms that accompany the mechanical sounds of plucked strings and axes.

この発明祉上述の点に鑑み、楽音の立ち上シ部は波形メ
モリを読み出して楽音を合成し、立ち１夛部以後は周波
数変調方式によシ楽音を合成することＫより、小さいメ
モリ容量で自然楽器の楽音に忠実でしかも変化に富んだ
楽音を発音する電子楽器を提供する亀のである。In view of the above-mentioned points, it is possible to synthesize musical tones by reading out the waveform memory at the beginning of a musical tone, and to synthesize musical tones using a frequency modulation method after the first beginning. Kameno provides electronic musical instruments that produce tones that are faithful to the tones of natural instruments and yet are rich in variation.

以下、図面を参照してこの発明の１実施例について説明
する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は、仁の発明に従う電子楽器のブロック線図であ
シ、符号１は複数のキー、キースイッチ、エンコーダ等
から成シ、鍵盤でキーが押圧されると該キーを表わすキ
ーコード信号ＫＣ＄１−よびキーが押圧されていること
を示すキーオン信号ＫＯＮを出力する鍵盤回路であシ、
この鍵盤回路１がら出力されるキーコード信号ＫＣは、
各キーの音高に対応した数値データからなる周波数ナン
バを記憶しておｆｉ、ＫＣ＄ｌ（よって読出しアドレス
が指定され、これにより押圧され九キーの音高に対応し
た周波数ナンバが読出される周波数ナンバーテーブル２
に導かれ、またキーオン信号ＫＯＮは変調指数発生器９
およびエンベロープ発生器７．７′に導かれる。周波数
ナンバーテーブル２から出力される周波数ナンバω−は
ｐ−凄≠−周波数ナンパを所定周数変調方式、−７ジ、
あう−、（ヮ下、Ｆｋｘえレータと呼ぶ）５内のマルチ
プライヤ１１に導かれる。FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument according to Jin's invention, in which reference numeral 1 is composed of a plurality of keys, key switches, encoders, etc., and when a key is pressed on the keyboard, a key code signal representing the key is sent. A keyboard circuit that outputs KC$1- and a key-on signal KON indicating that a key is pressed;
The key code signal KC output from this keyboard circuit 1 is
A frequency number consisting of numerical data corresponding to the pitch of each key is memorized, fi, KC$l (therefore, a read address is specified, and the frequency number corresponding to the pitch of the 9 key is read out when pressed). Frequency number table 2
The key-on signal KON is guided by the modulation index generator 9.
and an envelope generator 7.7'. The frequency number ω- outputted from the frequency number table 2 is determined by p-great≠-frequency number modulation using a predetermined frequency modulation method, -7 di,
It is guided to the multiplier 11 in 5 (referred to below as the Fkx eluator).

アキュムレータ３の出力ω−１はＦＭ）−ンジェネレー
タ５内の正弦波波形１周期を記憶しているサインテーブ
ル８と波形メモリ４とに分岐して導かれる。サインテー
ブル８の出力８１ｍａｈｍｔは前記変調指数発生器９の
出力１　ｋｌと共にマルチプライヤ１０に入力されＩ（
ｔ）・８１ｍ＃ｍｔとして加算器１３へ導かれる。また
前記マルチプライヤ１１の出力ω・はアキュムレータ１
２を経てωｅｔとして前記加算器１３へ導かれる。加算
器１３からの合成信号ω＠ｔ　＋　Ｉ（Ｎ　５ｉｌｌω
−１は更にサインテーブル１４に導かれ８１ｍ　（ωａ
ｔ　＋　Ｉ（ｄｓｔｍａ＋ｍｓ）としてＦＭ）−ンジエ
ネレータ５から出力される。The output ω-1 of the accumulator 3 is branched and guided to a sine table 8 storing one period of the sine wave waveform in the FM generator 5 and a waveform memory 4. The output 81 mahmt of the sine table 8 is input to the multiplier 10 together with the output 1 kl of the modulation index generator 9, and I(
t)・81m#mt and is led to the adder 13. Furthermore, the output ω of the multiplier 11 is the accumulator 1
2 and is led to the adder 13 as ωet. Combined signal ω@t + I(N 5illω
-1 is further guided to the sign table 14 and 81m (ωa
The signal is output from the FM generator 5 as t+I(dstma+ms).

上記ＦＭ）−ンジエネレータ５の出力すなわちサインテ
ーブル１４の出力ａｉｍ　（ω＠ｔ　＋　Ｉ（ｔ）　８
１ｍω麿ｔ）社エンベロープ発生器７と共にマルチプラ
イヤ１５に接続される。マルチプライヤ６および１５の
各出力は加算器１６を経てＤ／Ａ変換器、コンバータ、
増幅器およびスピーカ等からなる音響システム１７へ接
続されている。The output of the FM)-engine generator 5, that is, the output of the sine table 14 aim (ω@t + I(t) 8
It is connected to a multiplier 15 together with an envelope generator 7. Each output of the multipliers 6 and 15 passes through an adder 16 to a D/A converter, a converter,
It is connected to a sound system 17 consisting of an amplifier, speakers, etc.

次に第１図の実施例の動作を説明する。鍵盤においてい
ずれかのキーが押鍵されると、鍵盤回路１は押鍵された
キーを表わすキーコード信号ＫＣならびにキーオン信号
ＫＯＮを出力する。このキーコード信号ＫＣによって周
波数ナンバーテーブル２からは押鍵されたキーの音高に
対応する周波数ナンバω論が読出され、この周波数ナン
バω、ｔなわち変調波周波数信号はＦＭ）−フジエネレ
ータ５内のマルチプライヤ１１に入力され、ζこで一定
の定数を乗算することによシ搬送波周波数信号ωＣに変
換される。仁の搬送波の周波数は変調波の周波数と同じ
く可聴周波数帯域に設定される。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained. When any key on the keyboard is pressed, the keyboard circuit 1 outputs a key code signal KC representing the pressed key and a key-on signal KON. A frequency number ω corresponding to the pitch of the pressed key is read from the frequency number table 2 by this key code signal KC, and the frequency number ω, t, that is, the modulated wave frequency signal is FM)-in the Fuji generator 5. The signal is input to the multiplier 11, where it is converted into a carrier frequency signal ωC by multiplying it by a certain constant. The frequency of the carrier wave is set in the audible frequency band as well as the frequency of the modulating wave.

この場合、これらの周波数比ω＠／−を変化させること
により゛音色を変化させることが可能である。In this case, it is possible to change the timbre by changing the frequency ratio ω@/-.

ｔた・周波数ナンバω醜はアキュムレータ番にも入力さ
れて周波数ナンバの累算値−を尋寺寺妾−が出力される
。この−ｔの一方はＦＭ）−ンジエネレータ５のサインテーブル８に入力
され押鍵されたキーの音高に対応する５ｉｌｌ＃ｍｔが
読み出される。こζで上記鍵盤回路１から出力、される
キーオン信号ＫＯＮを受けて変調指数発生器９から出力
される変調指数Ｉｋ）は、前記Ｓ１ω＋ｍｔの振幅（す
なわち周波数変調における変調度）を時間変化させるこ
とにより楽音のスペクトル成分に時間変化を与えるパラ
メータであり、前記サインテーブル８の出力Ｓ　ｌ　ｖ
ａ　ｍａｒ　ｔ、とこのＩ　（ｔ）はマルチプライヤＩ
ＯＫて乗算されＩ　（ｔｌ・８１ｍ６）ｗｉｔが出力さ
れる。、この信号！（ｔ）・５ＩＩＩ−１と上記アキュ
ムレータ１２の出力ωｅｔは加算器１３にて加算され次
段のサインテーブル１４の読み出しアドレス信号＃ｗｔ
　＋　ｌ１ｔ）・Ｓ１ｍ（ｋｈａｔが出力される。これ
Ｋよシサインテーブル１４からは楽音合成のための周波
数変調方式の基本式であるＳ１ｍ　（ω・ｔ＋Ｈｍｌ・
８１ｍ　−％　）　　が読み出されＦＭ　）−ンジエネ
レータ５の出力となる。The frequency number ω is also input to the accumulator number, and the cumulative value of the frequency number is output. One of these -t is input into the signature table 8 of the FM engine generator 5, and 5ill#mt corresponding to the pitch of the pressed key is read out. In this ζ, the modulation index Ik) output from the modulation index generator 9 in response to the key-on signal KON output from the keyboard circuit 1 changes the amplitude of the S1ω+mt (that is, the degree of modulation in frequency modulation) over time. It is a parameter that gives a time change to the spectral components of musical tones, and the output of the sine table 8 S l v
a mar t, and this I (t) is the multiplier I
OK and multiplied, I (tl・81m6)wit is output. , this signal! (t)・5III-1 and the output ωet of the accumulator 12 are added in an adder 13, and the read address signal #wt of the sign table 14 at the next stage is
+ l1t)・S1m(khat is output. This is K, and from the sysine table 14, S1m (ω・t+Hml・
81m-%) is read out and becomes the output of the FM)-range generator 5.

さらに、上記アキュムレータ３の出力ω鵬ｔは分岐され
て読出しアドレス信号として波形メモリ４に入力される
。この波形メモリ４には各種の自然楽器の楽音の立ち上
９部の波形が１周期分記憶されており、押鍵されたキー
の音高に応じ九速度す表わち周波数で記憶波形がくり返
し読み出される。Further, the output ωt of the accumulator 3 is branched and inputted to the waveform memory 4 as a read address signal. This waveform memory 4 stores one period of the waveform of the 9th part of the musical tone of various natural musical instruments, and the stored waveform is repeated at nine speeds, that is, frequency according to the pitch of the pressed key. Read out.

エンベロープ発生器７．７′は前記鍵盤回路１から出力
されるキー、オン信号ＫＯＮを受けて第２図（１）。The envelope generator 7.7' receives the key on signal KON output from the keyboard circuit 1 as shown in FIG. 2(1).

（ｂ）に示されるエンベロープ波形を発生し、それぞれ
マルチプライヤ６および１５に送出する。The envelope waveform shown in (b) is generated and sent to multipliers 6 and 15, respectively.

従って波形メモリ４から読み出され九楽音の立ち上シ部
の波形信号はマルチプライヤ６にて第２図（ａ）　Ｋ示
される楽音の立ち上シ部のエンベロープが与えられ、一
方ＦＭ方式によシ合成された波形信号はマルチプライヤ
１５で第２図（ロ）に示されるエンベロープが与えられ
る。よってマルチプライヤ６．１５かも出力されるエン
ペローブ処理され丸角波形信号は加算器１８にて信号合
成され第２図（Ｃ）に示されるように楽音の立ち上シ部
、定常軌減衰部を持つ１つの楽音の全波形信号として音
響システム１７を介して発音される。Therefore, the waveform signal of the rising edge of the nine musical tones read out from the waveform memory 4 is given the envelope of the rising edge of the musical tone shown in FIG. 2(a) K by the multiplier 6. The combined waveform signal is given an envelope shown in FIG. 2 (b) by a multiplier 15. Therefore, the envelope-processed round square waveform signal outputted from the multiplier 6.15 is synthesized by the adder 18, and has a rising part and a steady trajectory decay part of the musical tone, as shown in FIG. 2(C). A full waveform signal of one musical tone is produced via the sound system 17.

なお、第１図の実施例において、波形メモリ４に第３図
（ａ＞　Ｋ示されるような楽音の立ち上シ部分における
波形をそのｉｔ全部記憶するようＫしてもよい。この場
合には、波形メモリ４から読出される波形信号には第２
図（ａ）　Ｋ示すようなエンベロープがすでに付与され
ているので第１図の実施例におゆるエンベロープ発生器
７′は不要となる。しかしながら、実際の構成では、第
３図（ｂ）に示されるように波形メモリ４と加算器１６
との間にゲート２１を設ゆ、波形メモリ４からすべての
波形を読み出した後は波形メモリ４の出力信号をストッ
プさせる構成が必要となる。In the embodiment shown in FIG. 1, the waveform memory 4 may store the entire waveform at the rising edge of a musical tone as shown in FIG. , a second waveform signal is read out from the waveform memory 4.
The envelope generator 7' is not required in the embodiment of FIG. 1 since the envelope shown in FIG. 1(a) K has already been provided. However, in the actual configuration, as shown in FIG. 3(b), the waveform memory 4 and the adder 16
A configuration is required in which a gate 21 is provided between the waveform memory 4 and the output signal of the waveform memory 4 is stopped after all waveforms are read out from the waveform memory 4.

そして、アキュムレータ３の累算の一周期（すなわち、
累算の最大値）ごとく出力されるキャリイパルスをカウ
ントし、キーオン信号ＫＯＮ　が立ち上る毎にリセット
されるカウンタ２２を設け、このカウンタ２２の出力を
上位とし、上記アキュムレータ３から出力される周波数
ナンバω−〇累算値ω−１を下位とする読出しアドレス
信号を波形メモリ４に加え、記憶された波形の一周期分
を読み終えると、次の周期を読み始めるといった順序で
、記憶波形の全周期を読出す構成とする。また、最終ア
ドレス検出器２３は前記カウンタ２２の出力と、前記ア
キュムレータ３から出力される周波数ナンバー論の累算
値−１とを受けて、両信号が最大値となつ走時すなわち
波形メモｌＪ４に記憶された全波形の読み出しが完了し
た時、前記ゲート２１の出力を閉じるよう構成する。従
って読み出し完了後は、前記ＦＭ　）−ンジエネレータ
５からの楽音のみが減衰まで続くものである。Then, one period of accumulation of accumulator 3 (i.e.,
A counter 22 is provided which counts the carry pulses outputted as the maximum cumulative value) and is reset each time the key-on signal KON rises. -〇A read address signal with the accumulated value ω-1 as the lower value is added to the waveform memory 4, and when one cycle of the stored waveform is finished reading, the next cycle is started, and so on, for all cycles of the stored waveform. The configuration is such that it reads out. Further, the final address detector 23 receives the output of the counter 22 and the accumulated value of the frequency number theory outputted from the accumulator 3 -1, and stores the running time, that is, the waveform memory lJ4, when both signals reach the maximum value. The output of the gate 21 is configured to be closed when reading out all stored waveforms is completed. Therefore, after the reading is completed, only the musical tone from the FM generator 5 continues until attenuation.

以上のように、この発明による電子楽器れ、楽音の立ち
上り部は波形メモリ読み出し方式により、またそれ以後
の楽音合成線周波数変調方式によるので、従来の電子楽
器に比べ簡単な構成にて自然楽器のもつ波形を忠実にシ
ュミレートできしか４変化に富んだ楽音を発音し得る電
子楽器を提供できるものである。As described above, in the electronic musical instrument according to the present invention, the rising part of musical tones is generated by the waveform memory readout method and by the subsequent musical tone synthesis line frequency modulation method, so it can be used as a natural musical instrument with a simpler structure than conventional electronic musical instruments. Therefore, it is possible to provide an electronic musical instrument that can faithfully simulate waveforms and produce musical tones rich in four variations.

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

第１図は、この発明の具体的実施例を示すブロック線図
。第２図（→ないしくＣ）は、楽音のエンベロープ波形図
。第３図（ａ）は、波形メモリに記憶する波形の他の例を
示す図。第３図（ｂ）は、波形メモリに第３図（ａ）に示した波
形を記憶した場合における第１図の実施例の変更部分を
示すブロック線図である。符号の説明１・・・鍵盤回路：２・・−周波数す／パテープル：３
゜１２・・・アキュムレータ；４・・・波形メモリ；５
・・・周波数変調方式トーンジェネレータ：６．１０．
１１゜１５・・・マルチプライヤ：　７　、７’・・・
エンベロープ発生器：８．１４・・・サインテーブル：
　１３，１６・・・加算器；１７・・・音響システム。FIG. 1 is a block diagram showing a specific embodiment of the invention. Figure 2 (→ or C) is an envelope waveform diagram of musical tones. FIG. 3(a) is a diagram showing another example of waveforms stored in the waveform memory. FIG. 3(b) is a block diagram showing a modified part of the embodiment of FIG. 1 when the waveform shown in FIG. 3(a) is stored in the waveform memory. Explanation of symbols 1...Keyboard circuit: 2...-Frequency/pattern: 3
゜12...Accumulator;4...Waveform memory;5
...Frequency modulation tone generator: 6.10.
11°15... Multiplier: 7, 7'...
Envelope generator: 8.14...Sine table:
13, 16... Adder; 17... Sound system.

Claims (2)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]（１）　　所望の楽音波形を記憶した波形メモリを読み
出して第１の波形信号を発生する第１の信号発生部と、
共に可聴周波数帯域にある搬送波と変調波による周波数
変調により第２の波形信号を発生する第２の信号発生部
と、上記第１および第２の波形信号を合成する信号合成
部とを具え、上記第１の波形信号を楽音の立ち上り部の
波形信号とし、上記菖２０波形信号を上記楽音の立ち上
シ部以後減衰までの波形信号とした電子楽器。(1) a first signal generating section that reads a waveform memory storing a desired musical sound waveform and generates a first waveform signal;
a second signal generating section that generates a second waveform signal by frequency modulation using a carrier wave and a modulating wave both in an audible frequency band; and a signal synthesizing section that synthesizes the first and second waveform signals, An electronic musical instrument, wherein the first waveform signal is a waveform signal of a rising portion of a musical tone, and the iris 20 waveform signal is a waveform signal of a period from the rising portion of the musical tone to attenuation.（２）前記第１および第２の波形信号の周波数は、鍵盤
で押圧されたキーの音高に対応するものである、特許請
求の範囲第１項に記載の電子楽器。(2) The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the frequencies of the first and second waveform signals correspond to pitches of keys pressed on a keyboard.