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JP4377544B2 - Tone generation circuit - Google Patents
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JP4377544B2 - Tone generation circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばボタン電話システムの主装置などに用いられ、例えば内線端末などに供給するトーンデータを生成するトーン生成回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
ボタン電話システムにおいて交換機能を有している主装置は、近年の高機能化及び小型化の要求のために、その主要部はデジタル化されている。
【0003】
ところで、この種の装置では、内線や局線へと送出するための鳴動音としてトーンデータを発生する機能が必要とされ、そのトーンデータを生成するトーン生成回路が設けられる。
【0004】
このトーン生成回路は、サービス状態や回線状態の報知のために、種々のトーンデータを出力する。すなわち、端末として接続された電話機がオフフックされた場合には、ダイヤルができる状態であればその旨を示すダイヤルトーンを、また回線が塞がっているなどのためにダイヤルができない状態であればその旨を示すビジートーンを、オフフックされた電話機に向けて送出するようにしている。
【0005】
しかし、このトーン生成回路は、従来よりアナログ回路により実現されており、そして多種のサンプリングデータをROMに格納しておき、このROMからサンプリングデータを読み出すことによりトーンデータを送出していたため、回路規模が大きく、集積化も困難であるという不具合があった。また、鳴動音を送出する場合、2つの周波数を一定周期で交互に切り替えて送出するため、切替時に波形がスムーズにつながらないと、ノイズとして聞こえてしまうという問題が生じてしまうことになる。
【0006】
なお、DSP(Digital Signal Processor)を用いてデジタル処理により発振周波数を変えて送出することも可能ではあるが、プログラム作成の手間が多大である上に、依然として回路規模が大きく、コストや消費電力も大きいという不具合がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来は、トーンデータの生成はアナログ回路によって実現されていたため、回路規模の増大による大型化やコスト上昇、ならびに消費電力の増大などの不具合があった。
【0008】
また、鳴動音を送出するために、2つの周波数の切り替えをスムーズに行なうための対策がまだ確立されていないという問題を有している。
【0009】
この発明の目的は、簡易なデジタル回路により、集積化による小型化、低コスト化及び低消費電力化を実現可能で、しかも正弦波信号の周波数の切り替えをトーンデータにノイズを生じさせることなくスムーズに行なうことのできるトーン生成回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るトーン生成回路は、所定帯域内の周波数成分を有する正弦波信号のレベルを示すデジタル値を所定のサンプリング周期毎に出力デジタル値として出力することでトーンデータを生成するもので、帯域内で設定された正弦波信号の第1周波数と、この第1周波数とは異なる第2周波数とを一定間隔で交互に切り替えるトーン生成回路において、正弦波信号の周波数に関する所定の第1参照値と、正弦波信号の周波数に関する所定の第2参照値とを加算して現時点における出力デジタル値を生成する加算手段と、この加算手段の出力値をn(nは任意の自然数)サンプリング周期分遅延する第1の遅延手段と、この第1の遅延手段の出力値をnサンプリング周期分遅延する第2の遅延手段と、第1の遅延手段の出力値に正弦波信号の周波数に応じて定まるパラメータデータを乗算して第1参照値を算出する乗算手段と、第2の遅延手段の出力値を反転させた第2参照値を生成する反転手段と、第1の遅延手段の出力値を「0」に、また第2の遅延手段の出力値を正弦波信号の周波数に応じて定まる初期値にそれぞれリセットするリセット手段と、このリセット手段によるリセットが行われてからの所定の経過時間を計時する計時手段と、計時手段により計時される経過時間が前記サンプリング周期に相当する時間と第1周波数及び第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように、設定された第1周波数に対応するパラメータデータと、第2周波数に対応するパラメータデータとを記憶し、これらパラメータデータを乗算手段にそれぞれ選択出力するパラメータデータ出力手段と、計時手段により経過時間が計時された時点において、パラメータデータ出力手段から第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、リセット手段にリセットを行なわせ、しかる後に、パラメータデータ出力手段から第2周波数に対応するパラメータデータを出力させる制御手段とを備えるようにしたものである。
【0011】
なお、上記制御手段は、計時手段により前記経過時間が計時された時点において、パラメータデータ出力手段から第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、リセット手段にリセットを行なわせ、このリセットが行われてから1サンプリング周期に相当する時間経過後に、パラメータデータ出力手段から前記第2周波数に対応するパラメータデータを出力させる。
【0012】
すなわちこの発明では、nサンプリング周期前における出力デジタル値に正弦波信号の第1周波数に対応するパラメータデータもしくは第2周波数に対応するパラメータデータが乗算された第1参照値と、2nサンプリング周期前における出力デジタル値が反転された第2参照値とが加算されることでトーンデータが生成される。なお、この正弦波信号の第1周波数及び第2周波数は、所定の経過時間がサンプリング周期に相当する時間と第1周波数及び第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように設定される。そして、前回のリセットが行われてからの経過時間が計時された時点において、第1周波数に対応するパラメータデータの出力状態で、第1参照値及び第2参照値は「0」及び正弦波信号の第2周波数に応じて定まる初期値にそれぞれリセットされ、このリセット時点から1サンプリング周期後にnサンプリング周期前における出力デジタル値に正弦波信号の第2周波数に対応するパラメータデータが乗算される。
【0013】
従ってこの発明によれば、簡易なデジタル回路によるデジタル処理によってトーンデータの生成が行なえ、しかも正弦波信号の第1周波数及び第2周波数は所定の経過時間がサンプリング周期に相当する時間と第1周波数及び第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように設定され、第1周波数から第2周波数への切替時に、第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、第1参照値及び第2参照値がリセットされ、その1サンプリング周期後に第2周波数に対応するパラメータデータが出力されるので、切替前の正弦波信号と切替後の正弦波信号が綺麗につながり、これにより切替時による正弦波の歪みが低減され、ノイズを低減した上でトーンデータを送出されるようになる。
【0014】
また、この発明に係るトーン生成回路は、上記対象において、正弦波信号の周波数に関する所定の第1参照値と、前記正弦波信号の周波数に関する所定の第2参照値とを加算して現時点における出力デジタル値を生成する加算手段と、この加算手段の出力値をn(nは任意の自然数)サンプリング周期分遅延する第1の遅延手段と、この第1の遅延手段の出力値をnサンプリング周期分遅延する第2の遅延手段と、第1の遅延手段の出力値に正弦波信号の周波数に応じて定まるパラメータデータを乗算して第1参照値を算出する乗算手段と、第2の遅延手段の出力値を反転させた第2参照値を生成する反転手段と、第1の遅延手段の出力値を「0」に、また第2の遅延手段の出力値を正弦波信号の周波数に応じて定まる初期値にそれぞれリセットするリセット手段と、第1周波数に対応するパラメータデータと、第2周波数に対応するパラメータデータとを記憶し、これらパラメータデータを乗算手段にそれぞれ選択出力するパラメータデータ出力手段と、サンプリング周期に相当する時間と第1周波数及び第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように経過時間が設定されており、リセット手段によるリセットが行われてからの経過時間を計時する計時手段と、この計時手段により経過時間が計時された時点において、パラメータデータ出力手段から第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、リセット手段にリセットを行なわせ、しかる後に、パラメータデータ出力手段から第2周波数に対応するパラメータデータを出力させる制御手段とを備えるようにしたものである。
【0015】
すなわちこの発明によれば、切替対象となる第1周波数及び第2周波数に応じて、経過時間を可変設定できるので、要求に応じて種々のトーンデータを簡易な構成で容易に生成できる。
【0016】
また、上記第1周波数に対応するパラメータデータ及び前記第2周波数に対応するパラメータデータは、外部からの制御によって任意に更新可能であることを特徴とする。このようにすることで、自動生成するトーンデータを必要に応じて変更することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、この発明に係わるトーン生成回路を備えたボタン電話システムの要部構成を示すブロック図である。
【0019】
このボタン電話システムは、同図に示すように、ボタン電話主装置1に、複数(最大i個)の内線端末2(2−1〜2−i)を任意に接続して構成されている。
【0020】
ボタン電話主装置1は、さらに、タイムスイッチ11、複数(j個)の局線インタフェース回路12(12−1〜12−j)、複数(i個)の内線インタフェース回路13(13−1〜13−i)、CPU14、ROM15、RAM16、データハイウェイインタフェース部17及びトーン生成回路18を備えており、タイムスイッチ11、局線インタフェース回路12、内線インタフェース回路13、データハイウェイインタフェース部17及びトーン生成回路18は、PCMハイウェイ19を介して互いに接続されている。
【0021】
また、タイムスイッチ11、局線インタフェース回路12、内線インタフェース回路13及びデータハイウェイインタフェース部17は、データハイウェイ20を介して互いに接続されている。さらに、CPU14、ROM15、RAM16及びデータハイウェイインタフェース部17は、CPUバス21を介して互いに接続されている。
【0022】
タイムスイッチ11は、CPU14の制御に基づいてPCMハイウェイ19上のタイムスロットの入れ替えを行なうことによって、局線インタフェース回路12及び内線インタフェース回路13を任意に交換接続する。また、局線インタフェース回路12及び内線インタフェース回路13とトーン生成回路18とを任意に交換接続する。
【0023】
局線インタフェース回路12には、公衆回線や専用線などの局線L(L−1〜L−j)が必要に応じて接続される。局線インタフェース回路12は、接続された局線Lに関する局線インタフェース動作を行なう。局線インタフェース動作とは、局線Lを介して与えられる音声信号(アナログ)のPCM信号への変換、タイムスイッチ11を介して与えられるPCM信号の音声信号(アナログ)への変換、局線Lの状態監視や、局線Lを介して接続された網に対する種々の信号の送出などである。また、局線インタフェース回路12は、上記局線インタフェース動作に係わる種々の制御情報の授受を、データハイウェイ20、データハイウェイインタフェース部17及びCPUバス21を介してCPU14との間で行なう。
【0024】
内線インタフェース回路13には、内線端末2が必要に応じて接続される。内線インタフェース回路13は、接続された内線端末2に関する内線インタフェース動作を行なう。内線インタフェース動作は、内線端末2から出力されるPCM信号のPCMハイウェイ19からの抽出、内線端末2の状態監視や、内線端末2に対する種々の信号の送出などである。また、内線インタフェース回路13は、上記内線インタフェース動作に係わる種々の制御情報の授受を、データハイウェイ20、データハイウェイインタフェース部17及びCPUバス21を介してCPU14との間で行なう。
【0025】
CPU14は、ROM15に格納されている動作プログラムに基づいた処理を行なうことで、タイムスイッチ11、局線インタフェース回路12及び内線インタフェース回路13のそれぞれを総括制御し、ボタン電話主装置1としての動作を実現する。
【0026】
ROM15は、CPU14の動作プログラムや、その他の永続的に使用される各種のデータを記憶している。
【0027】
RAM16は、CPU14が各種の処理を行なう上で必要な各種の情報を記憶しておくためのものである。
【0028】
データハイウェイインタフェース部17は、データハイウェイ20とCPUバス21との間でのデータの授受を行なう。
【0029】
図2はこの実施形態におけるトーン生成回路18の具体的な構成を示すブロック図である。
【0030】
この図に示すようにこの実施形態におけるトーン生成回路18は、加算器181、ラッチ回路182,183、乗算器184、反転回路(−1)185、パラメータ発生部186、初期化部187、ラッチ回路188、制御部189、タイマ1810を備えている。
【0031】
加算器181は、乗算器184の出力値と反転回路185の出力値とを加算し、加算値をトーンデータの現在値として出力する。なお、この加算器181の出力値は、信号レベルを示すデータ部と極性を示す符号とからなる。
【0032】
ラッチ回路182には、加算器181の出力値が入力されている。このラッチ回路182は、PCMハイウェイ19でのサンプリング周期(以下、フレーム周期(125μs)と称する)に同期し、かつ同一周波数fs(例えば8kHz)のクロック信号に応じたタイミングで加算器181の出力値を取り込んで保持する。そして、ラッチ回路182は、保持している値を常時出力する。
【0033】
ラッチ回路183には、ラッチ回路182の出力値が入力されている。このラッチ回路183は、周波数fsのクロック信号に応じたタイミングでラッチ回路182の出力値を取り込んで保持する。そして、ラッチ回路183は、保持している値を常時出力する。
【0034】
かくして、ラッチ回路182及びラッチ回路183は、加算器181からの出力を1フレーム周期分ずつ遅延させ、1フレーム前及び2フレーム前における出力値をそれぞれ出力する。
【0035】
乗算器184は、所望の正弦波周波数及びラッチ回路182,183に与えられる信号の周波数fsに応じて決まるパラメータデータ2cos(w)を、ラッチ回路182の出力値に乗算し、その結果得られる値を加算器181に与える。
【0036】
反転回路185は、ラッチ回路183の出力値に「−1」を乗じることで、データを反転させた上で、その結果得られる値を加算器181に与える。
【0037】
加算器181の出力値は、所定周波数の正弦波信号を示すトーンデータにおける現在値として、PCMハイウェイ19上で割り当てられたタイムスロットへと出力される。
【0038】
パラメータ発生部186は、パラメータメモリ回路1861と、選択回路(SEL)1862とを備えている。パラメータメモリ回路1861には、交番出力すべき互いに異なる2つの正弦波周波数(f1,f2)のそれぞれに対応するパラメータデータが記憶されている。そして、パラメータメモリ回路1861は、記憶しているパラメータデータを常時出力する。なお、パラメータメモリ回路1861に記憶された各パラメータデータは、外部装置により書き替え可能となっている。
【0039】
選択回路1862は、与えられる制御信号に応じて、2つの正弦波周波数のそれぞれに対応するパラメータデータを交互に選択出力し、乗算器184に与える。
【0040】
初期化部187は、与えられる制御信号に応じて、ラッチ回路182及びラッチ回路183の保持値を所定の初期値に初期化する。
【0041】
制御部189は、タイマ1810で計時される経過時間に応じて、パラメータ発生部186の選択回路1862における選択出力処理及び初期化部187の初期化処理を制御する。タイマ1810は、初期化部187により初期化処理が行なわれた時点からの所定の経過時間をカウントする。また、このタイマ1810は、所定の経過時間をカウントする毎に、クリアされることになる。そして、制御部189は、タイマ1810が所定の経過時間をカウントし終わった時点で、パラメータ発生部186及び初期化部187に対し制御信号を与える。
【0042】
この制御部189から発生される制御信号は、ラッチ回路188に入力される。このラッチ回路188は、周波数fsのクロック信号に応じたタイミングで制御部189からの制御信号を取り込んで保持する。そして、ラッチ回路188は、保持している制御信号をパラメータ発生部186の選択回路1862に出力する。
【0043】
かくして、選択回路1862には、初期化部187による初期化処理から1フレーム期間遅れて制御部189からの制御信号が与えられることになる。
【0044】
次に、以上のように構成されたトーン生成回路18の動作について説明する。
【0045】
最初にラッチ回路182の保持値を「0」に、かつラッチ回路183の保持値を所望の正弦波周波数と振幅とに応じて決まるパラメータ初期値Asin(w)に設定しておく。そうすると、加算器181の出力は−Asin(w)となる。
【0046】
以後、クロック信号のタイミングでラッチ回路182,183の保持値が更新されることにより、加算器181の出力値も変化される。
【0047】
このとき、加算器181の出力値Y(h)は、クロック信号の1周期前及び2周期前の加算器181の出力値をそれぞれY(h−1),Y(h−2)と示すならば、
Y(h)=Y(h−1)×2cos(w)−Y(h−2)
初期条件 Y(h−1)=0,Y(h−2)=Asin(w)
となり、所望の正弦波周波数の正弦波信号をfsなるサンプリング周波数でサンプリングした際のレベル値が出力値Y(h)として現れることとなる。
【0048】
すなわち、加算器181の出力は、−Asin(w)を初期値としてパラメータデータ2cos(w)及びパラメータ初期値Asin(w)により定まる周波数と、パラメータ初期値Asin(w)により定まる振幅とを有した図3に示すような正弦波信号をfsなるサンプリング周波数でサンプリングして示したトーンデータとなる。そして、このトーンデータは、PCMハイウェイ19へと送出される。
【0049】
ところで、出力値Y(h)はデジタル値であるが、そのビット数は有限である。このため、乗算器184の出力はまるめられた結果となっており、正規の値との誤差が生じている。そして、このような誤差は、繰り返しの演算により蓄積されていくこととなる。このような演算誤差を生じている状態で、交番出力のために正弦波周波数が切り替えられると、必ずしも符号が正から負に変化した時点で切り替えられるとは限らず、出力値Y(h)が正レベルから−Asin(w)までという通常は生じ得ない急峻な変化を生じてしまうことになる。
【0050】
そこで、この実施形態では、パラメータ発生部186のパラメータメモリ回路1861に記憶される2つの正弦波周波数f1,f2を、タイマ1810でカウントされる経過時間(50ms)が1フレーム周期に相当する時間(125μs)と2つの周波数f1,f2それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように設定する。なお、正弦波周波数f1,f2は、所定の帯域内、つまりビジートーンでいう304Hz〜640Hzの範囲で設定される。
【0051】
そして、制御部189では、図4に示すように、タイマ1810により初期化部187による初期化処理が行なわれた時点から所定の経過時間(50ms)をカウントし終えた時点で、初期化部187に対し周波数f1から周波数f2に切り替えるための指示を含む制御信号を与える。すると、初期化部187では、ラッチ回路182の保持値を「0」にリセットし、ラッチ回路183の保持値を周波数f2に応じて定める初期パラメータ値にリセットする。
【0052】
一方、パラメータ発生部186に与えられる制御部189からの制御信号は、ラッチ回路188により1フレーム期間遅延されてパラメータ発生部186の選択回路1862に与えられることになる。このため、乗算器184には、ラッチ回路182の出力値「0」が与えられ、同時に選択回路1862により選択導出された正弦波周波数f2に対応するパラメータデータが与えられることになる。
【0053】
このようにして、加算器181の出力値Y(h)は、正弦波周波数f1から正弦波周波数f2への切替時に、正弦波周波数f2に対応する−Asin(w)にリセットされることとなり、誤差は一定範囲内に抑えられる。
【0054】
以上述べたように上記実施形態では、ラッチ回路182の出力値に正弦波信号の正弦波周波数f1に対応するパラメータデータもしくは正弦波周波数f2に対応するパラメータデータが乗算器184により乗算されて得られた値と、ラッチ回路183の出力値が反転回路185により反転されて得られた値とが加算されることで現時点における出力デジタル値を示すトーンデータが生成される。また、正弦波信号の正弦波周波数f1,f2は、タイマ1810で計時される所定の経過時間が1フレーム周期に相当する時間と正弦波周波数f1,f2それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように設定される。そして、タイマ1810により前回のリセットが行われてからの所定の経過時間が計時された時点において、正弦波周波数f1に対応するパラメータデータの出力状態で、初期化部187によりラッチ回路182の保持値が「0」にリセットされるとともにラッチ回路183の保持値が切り替えるべき正弦波周波数f2に応じて定まる初期パラメータ値にリセットされ、このリセット時点から1フレーム周期後に乗算器184に入力されるラッチ回路182の出力値「0」に正弦波周波数f2に対応するパラメータデータが乗算される。
【0055】
従って、簡易なデジタル回路によるデジタル処理によってトーンデータの生成が行なえ、しかも正弦波信号の正弦波周波数f1及びf2は所定の経過時間が1フレーム周期に相当する時間と正弦波周波数f1,f2それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように設定され、正弦波周波数f1からf2への切替時に、正弦波周波数f1に対応するパラメータデータが出力されている状態で、ラッチ回路182,183それぞれの保持値がリセットされ、その1サンプリング周期後に正弦波周波数f2に対応するパラメータデータがラッチ回路182の出力値と乗算されるので、切替前の正弦波信号と切替後の正弦波信号が綺麗につながり、これにより切替時による正弦波の歪みが低減され、トーンに生じるブツ音を低減できる。
【0056】
また、上記実施形態によれば、パラメータ発生部186内のパラメータメモリ回路1861に記憶されたパラメータデータを外部の制御CPUを用いて書き替え可能となっているので、提供サービスの変更などに伴って新たなトーンデータが必要となった場合でも、新たなトーンデータを生成するようにパラメータ発生部186内のパラメータメモリ回路1861の記憶内容を書き替えることが可能である。
【0057】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、この発明のトーン生成回路をボタン電話システムに用いられるものとして例示して説明しているが、例えば電話端末装置などのような他の装置に適用されるものとして実現することも可能である。
【0058】
また、上記実施形態では、タイマ1810でカウントされる経過時間(50ms)が1フレーム期間と正弦波周波数f1,f2それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように、正弦波周波数f1,f2を設定する例について説明したが、切替対象となる正弦波周波数f1,f2に応じて、1フレーム期間と正弦波周波数f1,f2それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように、タイマ1810に設定する経過時間を可変に設定するようにしてもよい。この場合、切替対象となる正弦波周波数f1,f2に応じて、経過時間を可変設定できるので、要求に応じて様々なトーンデータを簡易な構成で容易に生成でき、これによりサービスの多様化にも柔軟に対応できる。
【0059】
また、上記実施形態では、1つの周波数のトーンデータのみを生成するものとなっているが、複数の周波数のトーンデータを時分割で発生するようにしてもよい。すなわち、ラッチ回路182及びラッチ回路183を多段構成とするとともに、乗算器184にて乗算するパラメータデータをパラメータ発生部186により時分割で発生するようにすればよい。この場合、パラメータ発生部186は、タイマ1810による経過時間のカウント時点で、複数の周波数から任意の周波数を選択出力する。そして、初期化部187は、複数段のラッチ回路183のそれぞれに設定する初期パラメータ値Asin(w)を各正弦波周波数と振幅とに応じてそれぞれ異なる値とする。
【0060】
その他、トーン生成回路の構成やトーンデータの種類、パラメータデータの種類、リセット方法等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【0061】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、nサンプリング周期前における出力デジタル値に正弦波信号の第1周波数に対応するパラメータデータもしくは第2周波数に対応するパラメータデータが乗算された第1参照値と、2nサンプリング周期前における出力デジタル値が反転された第2参照値とが加算されることでトーンデータが生成される。なお、この正弦波信号の第1周波数及び第2周波数は、所定の経過時間がサンプリング周期に相当する時間と第1周波数及び第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように設定される。そして、前回のリセットが行われてからの経過時間が計時された時点において、第1周波数に対応するパラメータデータの出力状態で、第1参照値及び第2参照値は「0」及び正弦波信号の第2周波数に応じて定まる初期振幅値にそれぞれリセットされ、このリセット時点から1サンプリング周期後にnサンプリング周期前における出力デジタル値に正弦波信号の第2周波数に対応するパラメータデータが乗算される。
【0062】
従って、デジタル処理によってトーンデータの生成が行なえる簡易なデジタル回路により、集積化による小型化、低コスト化及び低消費電力化を実現可能で、しかも正弦波信号の第1周波数及び第2周波数は所定の経過時間がサンプリング周期に相当する時間と第1周波数及び第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように設定され、第1周波数から第2周波数への切替時に、第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、第1参照値及び第2参照値がリセットされ、その1サンプリング周期後に第2周波数に対応するパラメータデータが出力されるので、正弦波信号の周波数の切り替えをトーンデータにノイズを生じさせることなくスムーズに行なうことのできるトーン生成回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のトーン生成回路を備えたボタン電話システムの要部構成を示すブロック図。
【図2】この発明の一実施形態に係るトーン生成回路を示す回路ブロック図。
【図3】同実施形態で取り扱う正弦波信号の波形を示す図。
【図4】同実施形態における動作を説明するために示す図。
【符号の説明】
1…ボタン電話主装置、
2(2−1〜2−i)…内線端末、
11…タイムスイッチ、
12(12−1〜12−j)…局線インタフェース回路、
13(13−1〜13−i)…内線インタフェース回路、
14…CPU、
15…ROM、
16…RAM、
17…データハイウェイインタフェース部、
18…トーン生成回路、
19…PCMハイウェイ、
20…データハイウェイ、
21…CPUバス、
181…加算器、
182,183…ラッチ回路、
184…乗算器、
185…反転回路、
186…パラメータ発生部、
187…初期化部、
189…制御部、
1810…タイマ、
1861…パラメータメモリ回路、
1862…選択回路(SEL)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tone generation circuit that is used in, for example, a main device of a key telephone system and generates tone data supplied to, for example, an extension terminal.
[0002]
[Prior art]
The main part of the key telephone system having an exchange function has been digitized in order to meet the recent demand for higher functionality and smaller size.
[0003]
By the way, in this type of apparatus, a function for generating tone data is required as a ringing sound to be transmitted to an extension or a station line, and a tone generation circuit for generating the tone data is provided.
[0004]
This tone generation circuit outputs various tone data for notification of service status and line status. In other words, when a telephone connected as a terminal goes off-hook, a dial tone indicating that the telephone can be dialed, and if the telephone cannot be dialed because the line is blocked, etc. A busy tone indicating is sent to the off-hook telephone.
[0005]
However, this tone generation circuit has been conventionally realized by an analog circuit, and various kinds of sampling data are stored in a ROM, and tone data is transmitted by reading the sampling data from this ROM. However, there is a problem that integration is difficult. In addition, when a ringing sound is transmitted, the two frequencies are alternately switched and transmitted at a constant cycle, and therefore, if the waveform is not smoothly connected at the time of switching, there is a problem that the sound is heard as noise.
[0006]
Although it is possible to change the oscillation frequency by digital processing using a DSP (Digital Signal Processor), it takes a lot of time and effort to create a program, and the circuit scale is still large, resulting in cost and power consumption. There is a problem that it is large.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, conventionally, tone data is generated by an analog circuit, and thus there are problems such as an increase in circuit size and cost, and an increase in power consumption.
[0008]
In addition, there is a problem that a countermeasure for smoothly switching between the two frequencies has not yet been established in order to send a ringing sound.
[0009]
An object of the present invention is to realize downsizing, cost reduction, and power consumption by integration with a simple digital circuit, and smoothly switch the frequency of a sine wave signal without causing noise in tone data. It is an object of the present invention to provide a tone generation circuit that can be performed in a simple manner.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The tone generation circuit according to the present invention generates tone data by outputting a digital value indicating a level of a sine wave signal having a frequency component within a predetermined band as an output digital value at a predetermined sampling period. In the tone generation circuit that alternately switches the first frequency of the sine wave signal set in the first frequency and the second frequency different from the first frequency at a constant interval, a predetermined first reference value relating to the frequency of the sine wave signal, Adding means for adding a predetermined second reference value relating to the frequency of the sine wave signal to generate a digital output value at the present time, and delaying the output value of the adding means by n (n is an arbitrary natural number) sampling period A first delay means; a second delay means for delaying the output value of the first delay means by n sampling periods; and a sine wave signal as an output value of the first delay means. Multiplication means for multiplying parameter data determined according to frequency to calculate a first reference value, inversion means for generating a second reference value obtained by inverting the output value of the second delay means, and first delay means The reset value for resetting the output value of the second delay means to an initial value determined in accordance with the frequency of the sine wave signal, and a predetermined value after the reset by the reset means is performed. A time measuring means for measuring the elapsed time, and an elapsed time measured by the time measuring means to be a least common multiple of a time corresponding to the sampling period and a time corresponding to the period of each of the first frequency and the second frequency, Parameter data corresponding to the set first frequency and parameter data corresponding to the second frequency are stored, and these parameter data are selectively output to the multiplication means. At the time when the elapsed time is measured by the parameter data output means and the time measurement means, the parameter data output means outputs the parameter data corresponding to the first frequency and causes the reset means to reset. Control means for outputting parameter data corresponding to the second frequency from the parameter data output means.
[0011]
The control means causes the reset means to reset in a state in which the parameter data corresponding to the first frequency is being output from the parameter data output means when the elapsed time is measured by the time measuring means. The parameter data corresponding to the second frequency is output from the parameter data output means after a time corresponding to one sampling period has elapsed since the reset.
[0012]
That is, in the present invention, the first reference value obtained by multiplying the output digital value before the n sampling period by the parameter data corresponding to the first frequency of the sine wave signal or the parameter data corresponding to the second frequency, and the 2n sampling period before Tone data is generated by adding the second reference value obtained by inverting the output digital value. Note that the first frequency and the second frequency of the sine wave signal are the least common multiples of a time corresponding to a predetermined elapsed time corresponding to the sampling period and a time corresponding to the period of each of the first frequency and the second frequency. Is set. Then, at the time when the elapsed time since the previous reset is measured, the first reference value and the second reference value are “0” and the sine wave signal in the output state of the parameter data corresponding to the first frequency. The initial value determined according to the second frequency is reset, and the output digital value one sampling period after the reset point is multiplied by parameter data corresponding to the second frequency of the sine wave signal one sampling period later.
[0013]
Therefore, according to the present invention, tone data can be generated by digital processing using a simple digital circuit, and the first frequency and the second frequency of the sine wave signal are equal to the time corresponding to the sampling period and the first frequency. And at the time of switching from the first frequency to the second frequency, the parameter data corresponding to the first frequency is being output at the time of switching from the first frequency to the second frequency. Since the first reference value and the second reference value are reset and the parameter data corresponding to the second frequency is output after one sampling period, the sine wave signal before switching and the sine wave signal after switching are clearly connected, As a result, distortion of the sine wave due to switching is reduced, and tone data is transmitted after noise is reduced.
[0014]
The tone generation circuit according to the present invention adds the predetermined first reference value related to the frequency of the sine wave signal and the predetermined second reference value related to the frequency of the sine wave signal in the above object to output at the present time. An adding means for generating a digital value, a first delay means for delaying an output value of the adding means by n (n is an arbitrary natural number) sampling period, and an output value of the first delay means for n sampling periods A second delay means for delaying, a multiplying means for calculating a first reference value by multiplying an output value of the first delay means by parameter data determined in accordance with the frequency of the sine wave signal, and a second delay means The inversion means for generating the second reference value obtained by inverting the output value, the output value of the first delay means are set to “0”, and the output value of the second delay means is determined according to the frequency of the sine wave signal. Reset each to the initial value. Reset means for storing data, parameter data corresponding to the first frequency, parameter data corresponding to the second frequency, parameter data output means for selectively outputting these parameter data to the multiplier means, and corresponding to the sampling period Elapsed time is set so as to be the least common multiple of the time to perform and the time corresponding to the period of each of the first frequency and the second frequency, and time measuring means for measuring the elapsed time since the reset by the reset means When the elapsed time is counted by the time measuring means, the reset means is reset while the parameter data corresponding to the first frequency is output from the parameter data output means, and then the parameter data is output. Means for outputting parameter data corresponding to the second frequency from the means. It is obtained by such and means.
[0015]
That is, according to the present invention, since the elapsed time can be variably set according to the first frequency and the second frequency to be switched, various tone data can be easily generated with a simple configuration as required.
[0016]
The parameter data corresponding to the first frequency and the parameter data corresponding to the second frequency can be arbitrarily updated by external control. In this way, it is possible to change the automatically generated tone data as necessary.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a button telephone system including a tone generation circuit according to the present invention.
[0019]
As shown in the figure, this key telephone system is configured by arbitrarily connecting a plurality (maximum i) of extension terminals 2 (2-1 to 2-i) to a key telephone main apparatus 1.
[0020]
The key telephone main device 1 further includes a time switch 11, a plurality (j) of office line interface circuits 12 (12-1 to 12-j), and a plurality (i) of extension interface circuits 13 (13-1 to 13). I) CPU 14, ROM 15, RAM 16, data highway interface unit 17 and tone generation circuit 18; time switch 11, office line interface circuit 12, extension interface circuit 13, data highway interface unit 17 and tone generation circuit 18 Are connected to each other via the PCM highway 19.
[0021]
The time switch 11, the office line interface circuit 12, the extension interface circuit 13, and the data highway interface unit 17 are connected to each other via the data highway 20. Further, the CPU 14, the ROM 15, the RAM 16, and the data highway interface unit 17 are connected to each other via the CPU bus 21.
[0022]
The time switch 11 exchanges and connects the office line interface circuit 12 and the extension interface circuit 13 arbitrarily by exchanging the time slots on the PCM highway 19 based on the control of the CPU 14. Further, the office line interface circuit 12 and the extension interface circuit 13 and the tone generation circuit 18 are arbitrarily switched and connected.
[0023]
A station line L (L-1 to Lj) such as a public line or a dedicated line is connected to the station line interface circuit 12 as necessary. The office line interface circuit 12 performs an office line interface operation for the connected office line L. The office line interface operation refers to conversion of an audio signal (analog) given via the office line L into a PCM signal, conversion of a PCM signal given via the time switch 11 into an audio signal (analog), and the office line L State monitoring, and transmission of various signals to the network connected via the office line L. Further, the office line interface circuit 12 exchanges various control information related to the office line interface operation with the CPU 14 via the data highway 20, the data highway interface unit 17, and the CPU bus 21.
[0024]
The extension terminal 2 is connected to the extension interface circuit 13 as necessary. The extension interface circuit 13 performs an extension interface operation related to the connected extension terminal 2. The extension interface operation includes extraction of a PCM signal output from the extension terminal 2 from the PCM highway 19, monitoring of the state of the extension terminal 2, transmission of various signals to the extension terminal 2, and the like. The extension interface circuit 13 exchanges various control information related to the extension interface operation with the CPU 14 via the data highway 20, the data highway interface unit 17, and the CPU bus 21.
[0025]
The CPU 14 performs processing based on the operation program stored in the ROM 15 to control the time switch 11, the office line interface circuit 12, and the extension interface circuit 13. Realize.
[0026]
The ROM 15 stores an operation program for the CPU 14 and other various data used permanently.
[0027]
The RAM 16 stores various information necessary for the CPU 14 to perform various processes.
[0028]
The data highway interface unit 17 exchanges data between the data highway 20 and the CPU bus 21.
[0029]
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the tone generation circuit 18 in this embodiment.
[0030]
As shown in this figure, the tone generation circuit 18 in this embodiment includes an adder 181, latch circuits 182 and 183, a multiplier 184, an inversion circuit (-1) 185, a parameter generation unit 186, an initialization unit 187, and a latch circuit. 188, a control unit 189, and a timer 1810.
[0031]
The adder 181 adds the output value of the multiplier 184 and the output value of the inverting circuit 185, and outputs the added value as the current value of the tone data. The output value of the adder 181 is composed of a data portion indicating a signal level and a code indicating polarity.
[0032]
The output value of the adder 181 is input to the latch circuit 182. The latch circuit 182 synchronizes with a sampling period (hereinafter referred to as a frame period (125 μs)) on the PCM highway 19 and outputs an output value of the adder 181 at a timing corresponding to a clock signal having the same frequency fs (for example, 8 kHz). Capture and hold. The latch circuit 182 always outputs the held value.
[0033]
The output value of the latch circuit 182 is input to the latch circuit 183. The latch circuit 183 captures and holds the output value of the latch circuit 182 at a timing according to the clock signal having the frequency fs. The latch circuit 183 always outputs the held value.
[0034]
Thus, the latch circuit 182 and the latch circuit 183 delay the output from the adder 181 by one frame period and output the output values one frame before and two frames before, respectively.
[0035]
The multiplier 184 multiplies the output value of the latch circuit 182 by parameter data 2 cos (w) determined according to the desired sine wave frequency and the frequency fs of the signal applied to the latch circuits 182 and 183, and a value obtained as a result thereof. Is supplied to the adder 181.
[0036]
The inversion circuit 185 multiplies the output value of the latch circuit 183 by “−1”, inverts the data, and gives the resultant value to the adder 181.
[0037]
The output value of the adder 181 is output to a time slot assigned on the PCM highway 19 as a current value in tone data indicating a sine wave signal having a predetermined frequency.
[0038]
The parameter generation unit 186 includes a parameter memory circuit 1861 and a selection circuit (SEL) 1862. The parameter memory circuit 1861 stores parameter data corresponding to two different sine wave frequencies (f1, f2) to be alternately output. The parameter memory circuit 1861 constantly outputs the stored parameter data. Each parameter data stored in the parameter memory circuit 1861 can be rewritten by an external device.
[0039]
The selection circuit 1862 alternately selects and outputs parameter data corresponding to each of the two sine wave frequencies in accordance with a given control signal, and supplies the parameter data to the multiplier 184.
[0040]
The initialization unit 187 initializes the holding values of the latch circuit 182 and the latch circuit 183 to a predetermined initial value in accordance with the given control signal.
[0041]
The control unit 189 controls the selection output processing in the selection circuit 1862 of the parameter generation unit 186 and the initialization processing of the initialization unit 187 according to the elapsed time counted by the timer 1810. The timer 1810 counts a predetermined elapsed time from when the initialization unit 187 performs the initialization process. The timer 1810 is cleared every time a predetermined elapsed time is counted. Then, the control unit 189 gives a control signal to the parameter generation unit 186 and the initialization unit 187 when the timer 1810 finishes counting a predetermined elapsed time.
[0042]
A control signal generated from the control unit 189 is input to the latch circuit 188. The latch circuit 188 captures and holds the control signal from the control unit 189 at a timing according to the clock signal having the frequency fs. Then, the latch circuit 188 outputs the held control signal to the selection circuit 1862 of the parameter generation unit 186.
[0043]
Thus, the control signal from the control unit 189 is given to the selection circuit 1862 with a delay of one frame period from the initialization processing by the initialization unit 187.
[0044]
Next, the operation of the tone generation circuit 18 configured as described above will be described.
[0045]
First, the holding value of the latch circuit 182 is set to “0”, and the holding value of the latch circuit 183 is set to a parameter initial value Asin (w) determined according to a desired sine wave frequency and amplitude. Then, the output of the adder 181 becomes −Asin (w).
[0046]
Thereafter, the output value of the adder 181 is also changed by updating the holding values of the latch circuits 182 and 183 at the timing of the clock signal.
[0047]
At this time, if the output value Y (h) of the adder 181 indicates the output values of the adder 181 one cycle before and two cycles before the clock signal as Y (h-1) and Y (h-2), respectively. If
Y (h) = Y (h−1) × 2 cos (w) −Y (h−2)
Initial condition Y (h-1) = 0, Y (h-2) = Asin (w)
Thus, a level value when a sine wave signal having a desired sine wave frequency is sampled at a sampling frequency of fs appears as an output value Y (h).
[0048]
That is, the output of the adder 181 has a frequency determined by the parameter data 2 cos (w) and the parameter initial value Asin (w) with −Asin (w) as an initial value, and an amplitude determined by the parameter initial value Asin (w). The tone data shown in FIG. 3 is obtained by sampling a sine wave signal as shown in FIG. 3 at a sampling frequency of fs. This tone data is sent to the PCM highway 19.
[0049]
By the way, although the output value Y (h) is a digital value, the number of bits is finite. For this reason, the output of the multiplier 184 is a rounded result, and an error from the normal value occurs. Such errors are accumulated by repeated calculations. If the sine wave frequency is switched for alternating output in a state where such a calculation error occurs, the output value Y (h) is not always switched when the sign changes from positive to negative. From the positive level to -Asin (w), a steep change that cannot normally occur is generated.
[0050]
Therefore, in this embodiment, the two sinusoidal frequencies f1 and f2 stored in the parameter memory circuit 1861 of the parameter generator 186 are compared with the time (50 ms) counted by the timer 1810 corresponding to one frame period ( 125 μs) and the least common multiple of the times corresponding to the periods of the two frequencies f1 and f2. Note that the sine wave frequencies f1 and f2 are set within a predetermined band, that is, in a range of 304 Hz to 640 Hz as a busy tone.
[0051]
Then, in the control unit 189, as shown in FIG. 4, when the timer 1810 finishes counting a predetermined elapsed time (50 ms) from the time when the initialization process is performed by the initialization unit 187, the initialization unit 187 Is given a control signal including an instruction to switch from frequency f1 to frequency f2. Then, the initialization unit 187 resets the holding value of the latch circuit 182 to “0”, and resets the holding value of the latch circuit 183 to an initial parameter value determined according to the frequency f2.
[0052]
On the other hand, the control signal from the control unit 189 supplied to the parameter generation unit 186 is delayed by one frame period by the latch circuit 188 and is supplied to the selection circuit 1862 of the parameter generation unit 186. For this reason, the output value “0” of the latch circuit 182 is given to the multiplier 184, and parameter data corresponding to the sine wave frequency f 2 selected and derived by the selection circuit 1862 is given at the same time.
[0053]
In this way, the output value Y (h) of the adder 181 is reset to -Asin (w) corresponding to the sine wave frequency f2 when switching from the sine wave frequency f1 to the sine wave frequency f2. The error is kept within a certain range.
[0054]
As described above, in the above embodiment, the output value of the latch circuit 182 is obtained by multiplying the multiplier 184 by the parameter data corresponding to the sine wave frequency f1 of the sine wave signal or the parameter data corresponding to the sine wave frequency f2. The tone value indicating the current output digital value is generated by adding the obtained value and the value obtained by inverting the output value of the latch circuit 183 by the inverting circuit 185. Further, the sine wave frequencies f1 and f2 of the sine wave signal are the least common multiples of the time corresponding to the predetermined elapsed time counted by the timer 1810 and the time corresponding to the period of each of the sine wave frequencies f1 and f2. Is set to be Then, at a time when a predetermined elapsed time since the previous reset is performed by the timer 1810, the initialization unit 187 holds the value held in the latch circuit 182 in the output state of the parameter data corresponding to the sine wave frequency f1. Is reset to “0” and the held value of the latch circuit 183 is reset to an initial parameter value determined according to the sine wave frequency f2 to be switched, and is input to the multiplier 184 after one frame period from the reset point The output value “0” of 182 is multiplied by the parameter data corresponding to the sine wave frequency f2.
[0055]
Accordingly, tone data can be generated by digital processing by a simple digital circuit, and the sine wave frequencies f1 and f2 of the sine wave signal are a time corresponding to a predetermined elapsed time of one frame period and sine wave frequencies f1 and f2. Each of the latch circuits 182 and 183 is set in such a way that the parameter data corresponding to the sine wave frequency f1 is output at the time of switching from the sine wave frequency f1 to f2. Is held, and the parameter data corresponding to the sine wave frequency f2 is multiplied by the output value of the latch circuit 182 after one sampling period, so that the sine wave signal before switching and the sine wave signal after switching are beautiful. As a result, distortion of the sine wave due to switching can be reduced, and solid noise generated in the tone can be reduced.
[0056]
Further, according to the above embodiment, the parameter data stored in the parameter memory circuit 1861 in the parameter generation unit 186 can be rewritten using an external control CPU. Even when new tone data is required, the contents stored in the parameter memory circuit 1861 in the parameter generator 186 can be rewritten so as to generate new tone data.
[0057]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the tone generation circuit of the present invention is illustrated and described as being used in a button telephone system. However, it is realized as being applied to other devices such as a telephone terminal device. Is also possible.
[0058]
In the above embodiment, the sine wave frequency f1, so that the elapsed time (50 ms) counted by the timer 1810 is the least common multiple of one frame period and the time corresponding to the period of each sine wave frequency f1, f2. Although an example of setting f2 has been described, according to the sine wave frequencies f1 and f2 to be switched, the least common multiple of one frame period and the time corresponding to the period of each of the sine wave frequencies f1 and f2 is set. The elapsed time set in the timer 1810 may be set variably. In this case, since the elapsed time can be variably set according to the sine wave frequencies f1 and f2 to be switched, various tone data can be easily generated with a simple configuration as required, thereby diversifying services. Can respond flexibly.
[0059]
In the above embodiment, only tone data of one frequency is generated. However, tone data of a plurality of frequencies may be generated in a time division manner. That is, the latch circuit 182 and the latch circuit 183 have a multi-stage configuration, and parameter data to be multiplied by the multiplier 184 may be generated by the parameter generation unit 186 in a time division manner. In this case, the parameter generator 186 selects and outputs an arbitrary frequency from a plurality of frequencies at the time point when the timer 1810 counts the elapsed time. Then, the initialization unit 187 sets the initial parameter value Asin (w) set in each of the plurality of stages of latch circuits 183 to different values according to each sine wave frequency and amplitude.
[0060]
In addition, the tone generation circuit configuration, tone data type, parameter data type, reset method, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
[0061]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the present invention, the first reference value obtained by multiplying the output digital value before the n sampling period by the parameter data corresponding to the first frequency of the sine wave signal or the parameter data corresponding to the second frequency, Tone data is generated by adding the second reference value obtained by inverting the output digital value before the 2n sampling period. Note that the first frequency and the second frequency of the sine wave signal are the least common multiples of a time corresponding to a predetermined elapsed time corresponding to the sampling period and a time corresponding to the period of each of the first frequency and the second frequency. Is set. Then, at the time when the elapsed time since the previous reset is measured, the first reference value and the second reference value are “0” and the sine wave signal in the output state of the parameter data corresponding to the first frequency. The initial amplitude value determined according to the second frequency is reset, and the output digital value before the n sampling period is multiplied by the parameter data corresponding to the second frequency of the sine wave signal one sampling period after the reset time.
[0062]
Therefore, a simple digital circuit capable of generating tone data by digital processing can realize downsizing, cost reduction, and power consumption by integration, and the first frequency and the second frequency of the sine wave signal are The predetermined elapsed time is set to be the least common multiple of the time corresponding to the sampling period and the time corresponding to the period of each of the first frequency and the second frequency, and at the time of switching from the first frequency to the second frequency, Since the first reference value and the second reference value are reset in a state where the parameter data corresponding to one frequency is output, and the parameter data corresponding to the second frequency is output after one sampling period, the sine wave signal Tone generation circuit capable of smoothly switching frequencies of tone data without causing noise in tone data It can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a button telephone system including a tone generation circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a tone generation circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a waveform of a sine wave signal handled in the embodiment.
FIG. 4 is a view for explaining the operation in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... button telephone main unit,
2 (2-1 to 2-i) ... extension terminals,
11 ... Time switch,
12 (12-1 to 12-j) ... Station line interface circuit,
13 (13-1 to 13-i) ... extension interface circuit,
14 ... CPU,
15 ... ROM,
16 ... RAM,
17 ... Data highway interface part,
18: tone generation circuit,
19 ... PCM highway,
20 ... Data Highway,
21 ... CPU bus,
181 ... adder,
182, 183 ... latch circuit,
184 ... multiplier,
185: Inversion circuit,
186 ... parameter generator,
187 ... initialization section,
189 ... control unit,
1810: timer,
1861 ... parameter memory circuit,
1862: Selection circuit (SEL).

Claims (4)

所定帯域内の周波数成分を有する正弦波信号のレベルを示すデジタル値を所定のサンプリング周期毎に出力デジタル値として出力することでトーンデータを生成するもので、前記帯域内で設定された前記正弦波信号の第1周波数と、この第1周波数とは異なる第2周波数とを一定間隔で交互に切り替えるトーン生成回路において、
前記正弦波信号の周波数に関する所定の第1参照値と、前記正弦波信号の周波数に関する所定の第2参照値とを加算して現時点における出力デジタル値を生成する加算手段と、
この加算手段の出力値をn(nは任意の自然数)サンプリング周期分遅延する第1の遅延手段と、
この第1の遅延手段の出力値をnサンプリング周期分遅延する第2の遅延手段と、
前記第1の遅延手段の出力値に前記正弦波信号の周波数に応じて定まるパラメータデータを乗算して前記第1参照値を算出する乗算手段と、
前記第2の遅延手段の出力値を反転させた前記第2参照値を生成する反転手段と、
前記第1の遅延手段の出力値を「0」に、また前記第2の遅延手段の出力値を前記正弦波信号の周波数に応じて定まる初期値にそれぞれリセットするリセット手段と、
このリセット手段によるリセットが行われてからの所定の経過時間を計時する計時手段と、
前記計時手段により計時される経過時間が前記サンプリング周期に相当する時間と前記第1周波数及び前記第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように、設定された前記第1周波数に対応するパラメータデータと、前記第2周波数に対応するパラメータデータとを記憶し、これらパラメータデータを前記乗算手段にそれぞれ選択出力するパラメータデータ出力手段と、
前記計時手段により前記経過時間が計時された時点において、前記パラメータデータ出力手段から前記第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、前記リセット手段にリセットを行なわせ、しかる後に、前記パラメータデータ出力手段から前記第2周波数に対応するパラメータデータを出力させる制御手段とを具備したことを特徴とするトーン生成回路。
Tone data is generated by outputting a digital value indicating a level of a sine wave signal having a frequency component within a predetermined band as an output digital value at every predetermined sampling period, and the sine wave set within the band In a tone generation circuit that alternately switches a first frequency of a signal and a second frequency different from the first frequency at a constant interval,
Adding means for adding a predetermined first reference value relating to the frequency of the sine wave signal and a predetermined second reference value relating to the frequency of the sine wave signal to generate an output digital value at the present time;
First delay means for delaying the output value of the adding means by n (n is an arbitrary natural number) sampling period;
Second delay means for delaying the output value of the first delay means by n sampling periods;
Multiplication means for calculating the first reference value by multiplying the output value of the first delay means by parameter data determined according to the frequency of the sine wave signal;
Inverting means for generating the second reference value obtained by inverting the output value of the second delay means;
Reset means for resetting the output value of the first delay means to "0" and the output value of the second delay means to an initial value determined in accordance with the frequency of the sine wave signal;
Clocking means for clocking a predetermined elapsed time since the reset by the resetting means;
The first frequency set so that the elapsed time measured by the time measuring means is the least common multiple of the time corresponding to the sampling period and the time corresponding to the period of each of the first frequency and the second frequency. Parameter data corresponding to the second frequency, parameter data corresponding to the second frequency, and parameter data output means for selectively outputting the parameter data to the multiplication means,
At the time when the elapsed time is measured by the time measuring means, the parameter data corresponding to the first frequency is being output from the parameter data output means, and the reset means is reset. And a control means for outputting parameter data corresponding to the second frequency from the parameter data output means.
所定帯域内の周波数成分を有する正弦波信号のレベルを示すデジタル値を所定のサンプリング周期毎に出力デジタル値として出力することでトーンデータを生成するもので、前記帯域内で設定された前記正弦波信号の第1周波数と、この第1周波数とは異なる第2周波数とを一定間隔で交互に切り替えるトーン生成回路において、
前記正弦波信号の周波数に関する所定の第1参照値と、前記正弦波信号の周波数に関する所定の第2参照値とを加算して現時点における出力デジタル値を生成する加算手段と、
この加算手段の出力値をn(nは任意の自然数)サンプリング周期分遅延する第1の遅延手段と、
この第1の遅延手段の出力値をnサンプリング周期分遅延する第2の遅延手段と、
前記第1の遅延手段の出力値に前記正弦波信号の周波数に応じて定まるパラメータデータを乗算して前記第1参照値を算出する乗算手段と、
前記第2の遅延手段の出力値を反転させた前記第2参照値を生成する反転手段と、
前記第1の遅延手段の出力値を「0」に、また前記第2の遅延手段の出力値を前記正弦波信号の周波数に応じて定まる初期値にそれぞれリセットするリセット手段と、
前記第1周波数に対応するパラメータデータと、前記第2周波数に対応するパラメータデータとを記憶し、これらパラメータデータを前記乗算手段にそれぞれ選択出力するパラメータデータ出力手段と、
前記サンプリング周期に相当する時間と前記第1周波数及び前記第2周波数それぞれの周期に相当する時間との最小公倍数となるように経過時間が設定されており、前記リセット手段によるリセットが行われてからの前記経過時間を計時する計時手段と、
この計時手段により前記経過時間が計時された時点において、前記パラメータデータ出力手段から前記第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、前記リセット手段にリセットを行なわせ、しかる後に、前記パラメータデータ出力手段から前記第2周波数に対応するパラメータデータを出力させる制御手段とを具備したことを特徴とするトーン生成回路。
Tone data is generated by outputting a digital value indicating a level of a sine wave signal having a frequency component within a predetermined band as an output digital value at every predetermined sampling period, and the sine wave set within the band In a tone generation circuit that alternately switches a first frequency of a signal and a second frequency different from the first frequency at a constant interval,
Adding means for adding a predetermined first reference value relating to the frequency of the sine wave signal and a predetermined second reference value relating to the frequency of the sine wave signal to generate an output digital value at the present time;
First delay means for delaying the output value of the adding means by n (n is an arbitrary natural number) sampling period;
Second delay means for delaying the output value of the first delay means by n sampling periods;
Multiplication means for calculating the first reference value by multiplying the output value of the first delay means by parameter data determined according to the frequency of the sine wave signal;
Inverting means for generating the second reference value obtained by inverting the output value of the second delay means;
Reset means for resetting the output value of the first delay means to "0" and the output value of the second delay means to an initial value determined in accordance with the frequency of the sine wave signal;
Parameter data output means for storing parameter data corresponding to the first frequency and parameter data corresponding to the second frequency, and selectively outputting the parameter data to the multiplier means;
The elapsed time is set so as to be the least common multiple of the time corresponding to the sampling period and the time corresponding to the period of each of the first frequency and the second frequency, and after the reset by the reset means Time counting means for measuring the elapsed time of
At the time when the elapsed time is measured by the time measuring means, the parameter data output means outputs parameter data corresponding to the first frequency, and the reset means is reset, and then And a control means for outputting parameter data corresponding to the second frequency from the parameter data output means.
前記制御手段は、前記計時手段により前記経過時間が計時された時点において、前記パラメータデータ出力手段から前記第1周波数に対応するパラメータデータが出力されている状態で、前記リセット手段にリセットを行なわせ、このリセットが行われてから1サンプリング周期に相当する時間経過後に、前記パラメータデータ出力手段から前記第2周波数に対応するパラメータデータを出力させることを特徴とする請求項1または2記載のトーン生成回路。The control means causes the reset means to perform a reset in a state in which the parameter data corresponding to the first frequency is output from the parameter data output means when the elapsed time is measured by the time measuring means. 3. The tone generation according to claim 1, wherein parameter data corresponding to the second frequency is output from the parameter data output means after a time corresponding to one sampling period has elapsed since the reset. circuit. 前記第1周波数に対応するパラメータデータ及び前記第2周波数に対応するパラメータデータは、外部からの制御によって任意に更新可能であることを特徴とする請求項1または2記載のトーン生成回路。3. The tone generation circuit according to claim 1, wherein the parameter data corresponding to the first frequency and the parameter data corresponding to the second frequency can be arbitrarily updated by control from the outside.
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