JPS5830597B2 - Tone control device for electronic musical instruments - Google Patents
Tone control device for electronic musical instrumentsInfo
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- JPS5830597B2 JPS5830597B2 JP52017553A JP1755377A JPS5830597B2 JP S5830597 B2 JPS5830597 B2 JP S5830597B2 JP 52017553 A JP52017553 A JP 52017553A JP 1755377 A JP1755377 A JP 1755377A JP S5830597 B2 JPS5830597 B2 JP S5830597B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気信号でフィルタ特性を変えることのできる
電気信号制御フィルタを用いて楽音の音色を変化させる
とともに、電気信号制御フィルタのカットオフ周波数を
制御する等差レベルの電圧をこれに対応して等比的に変
化するカットオフ周波数に変換するのに逆対数変換要素
として半導体のPN接合を用いた逆対数増幅器を使用し
た電子楽器の音源装置に関し、羽に逆対数増幅器に不可
欠な温度補償用感温抵抗を全く不要にしたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses an electric signal control filter whose filter characteristics can be changed using an electric signal to change the timbre of a musical tone, and an arithmetic level control filter that controls the cutoff frequency of the electric signal control filter. Regarding a sound source device for an electronic musical instrument that uses an antilogarithmic amplifier using a semiconductor PN junction as an antilogarithmic conversion element to convert voltage into a cutoff frequency that changes geometrically correspondingly, This eliminates the need for temperature-sensitive resistors for temperature compensation, which are essential to amplifiers.
従来の電子楽器、特にミュージック・シンセサイザの音
源にはVCO(電圧制御発振器)が用いられ、押された
鍵に対応する音階周波数を得ている。A VCO (voltage controlled oscillator) is used in the sound source of conventional electronic musical instruments, particularly music synthesizers, to obtain a scale frequency corresponding to a pressed key.
即ち、各錘に対応する等差電圧を逆対数増幅器で変換し
た等比電圧でVCOを制御して各錘の音高に対応する音
階周波数を得る方法が多く用いられている。That is, a method is often used in which a VCO is controlled using a geometric voltage obtained by converting an arithmetic voltage corresponding to each weight using an inverse logarithmic amplifier to obtain a scale frequency corresponding to the pitch of each weight.
これと同様に、ミュージック・シンセサイザの音色形成
部にはVCF(電圧制御フィルタ)が用いられ、楽音の
音色を時間的に変化させて力ある音を創ると同時に、押
された鍵の音階周波数に対応してVCFのカットオフ周
波数を移動させることによって、音域が移り変わっても
ほぼ一定の音色を保存する(楽音のスペクトラムをほぼ
一定に保つ)ようにしている。Similarly, a VCF (voltage control filter) is used in the tone forming section of a music synthesizer, which changes the tone of the musical tone over time to create a powerful sound, and at the same time adjusts the scale frequency of the key pressed. By correspondingly moving the cutoff frequency of the VCF, a substantially constant timbre is maintained even when the musical range changes (the spectrum of musical tones is kept substantially constant).
即ち、各錘に対応する等差電圧を逆対数増幅器で変換し
た等比電圧でVCFを制御して各錘の音高に対応するカ
ットオフ周波数を得る方法が多く用いられている。That is, a method is often used in which a cutoff frequency corresponding to the pitch of each weight is obtained by controlling the VCF using a geometric voltage obtained by converting an arithmetic voltage corresponding to each weight using an inverse logarithmic amplifier.
しかも、逆対数増幅器は、トランジスタやダイオードな
どのPN接合を逆対数変換要素として用いているのが殆
んどである。Moreover, most antilogarithmic amplifiers use PN junctions such as transistors and diodes as antilogarithmic conversion elements.
半導体のPN接合の電EV−電流IM性は、I −l5
exp (dT)で表わされる。The electric EV-current IM characteristic of a semiconductor PN junction is I −l5
It is expressed as exp (dT).
ただし、Isは逆飽和電流、kはボルツマン定数、Tは
ケルビン温度、qは電子電荷量である。Here, Is is the reverse saturation current, k is the Boltzmann constant, T is the Kelvin temperature, and q is the amount of electron charge.
即ち、PN接合は逆対数変換要素を持っているが、温度
Tによる変化要素も合わせ持っている。That is, the PN junction has an inverse logarithm conversion element, but also has a change element due to temperature T.
特に、逆飽和電流Isはその絶対値としては小さいが、
温度変化に対しほぼ指数関数的に変化するため、逆対数
増幅器を構成するときにはペア・トランジスタのように
電匡−電流特性の良く揃った一対のPN接合の一方を電
圧−電流逆対数変換用に、他方を逆飽和電流■8打ち消
し用に用いて逆飽和電流Isの温度変化による逆対数変
換特性の変動をなくすようにしている。In particular, although the reverse saturation current Is is small in absolute value,
It changes almost exponentially with temperature changes, so when configuring an antilogarithm amplifier, one of a pair of PN junctions with well-matched voltage-current characteristics, such as a pair of transistors, is used for voltage-current antilogarithm conversion. , the other is used for canceling the inverse saturation current Is to eliminate fluctuations in the inverse logarithm conversion characteristic due to temperature changes in the inverse saturation current Is.
しかし、上記特性式の温度Tはそれが指数項中にあるた
め、ペア性の補償が出来ない。However, since the temperature T in the above characteristic equation is in the exponential term, pairability cannot be compensated for.
このため、従来の逆対数増幅器では、温度に正比例また
は反比例して抵抗値が変化する感温抵抗を用いて特性式
中の温度Tを打ち消すようにしているが、元来感温抵抗
は温度−抵抗係数が非線形であり、様々に組み合わせて
みても広い温度範囲で所望の温度補償特性に完全に合わ
せることは不可能である。For this reason, in conventional anti-logarithmic amplifiers, temperature-sensitive resistors whose resistance changes in direct or inverse proportion to temperature are used to cancel out the temperature T in the characteristic equation. The resistance coefficient is nonlinear, and even if various combinations are tried, it is impossible to completely match the desired temperature compensation characteristics over a wide temperature range.
そのうえ、感温抵抗の抵抗値と温度係数のバラツキは激
しく、たまたまある11固で温度補償できたとしても大
量に生産した場合、全部を完全に温度補償できない。Moreover, the resistance value and temperature coefficient of the temperature-sensitive resistor vary widely, and even if it happens to be possible to compensate for the temperature with a certain 11 resistors, when mass-produced, it is not possible to completely compensate for the temperature of all the resistors.
また、温度補償を完壁にするため、感温素子を選別すれ
ばそれだけでも高額なものになってしまう。Furthermore, in order to achieve complete temperature compensation, selecting a temperature-sensitive element can be expensive.
従って、ミュージック・シンセサイザの中で逆対数増幅
器は重要な役割を果たしているにもかかわらず、バラツ
キも含めて温度補償が完全に出来ないため、温度安定度
の高いVCFを使ったとしてもミュージック・シンセサ
イザの音色の温度安定度は悪いものとならざるを得なか
った。Therefore, although the inverse logarithmic amplifier plays an important role in music synthesizers, it is not possible to completely compensate for the temperature including variations, so even if a VCF with high temperature stability is used, the inverse logarithmic amplifier cannot be used. The temperature stability of the tone had to be poor.
本発明は上記のような欠点を除去すべくなされたもので
、温度に比例して変化し、電気信号制御フィルタのカッ
トオフ周波数に対応した等差電圧を逆対数増幅器の入力
とすることにより、カットオフ周波数に比例し、温度変
化に対して安定な等比電気信号(電流または電l′E)
が得られるようにした電子楽器の音色制御装置を提供す
るものである。The present invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and by using an arithmetic difference voltage that changes in proportion to temperature and corresponds to the cutoff frequency of the electrical signal control filter as an input to an antilogarithmic amplifier, A geometric electrical signal (current or electric current l'E) that is proportional to the cutoff frequency and stable with respect to temperature changes.
The present invention provides a timbre control device for an electronic musical instrument that can provide the following.
以下にその実施例を図面と共に説明する。Examples thereof will be described below with reference to the drawings.
第1図において、1は温度T(OK)に比例して変化す
る電圧vTを発生する感温重臣発生回路である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a temperature-sensitive senior official generation circuit that generates a voltage vT that changes in proportion to the temperature T (OK).
2は温度T(OK)に比例して変化しカットオフ周波数
fcに対応したカットオフ周波数制御電圧VPOを発生
するカットオフ周波数制御重臣発生回路であり、温度T
に比例して変化し、音階周波数に対応した音階電圧■K
を発生する音階電圧発生回路21と、温度Tに比例して
変化し、レベル設定可変のカットオフ周波数シフト電E
Vpsを発生するカットオフ周波数シフト電圧発生回路
22と、上記音階電圧vKとカットオフ周波数シフト重
臣VPSとを適宜レベルで加算してカットオフ周波数制
御電圧vpcを発生する加算回路23とで構成されてい
る。2 is a cutoff frequency control generation circuit that generates a cutoff frequency control voltage VPO that changes in proportion to the temperature T (OK) and corresponds to the cutoff frequency fc;
The scale voltage that changes in proportion to the scale frequency ■K
A scale voltage generation circuit 21 that generates a scale voltage, and a cutoff frequency shift voltage E that changes in proportion to the temperature T and has a variable level setting.
It is composed of a cutoff frequency shift voltage generation circuit 22 that generates Vps, and an addition circuit 23 that adds the scale voltage vK and the cutoff frequency shift chief VPS at an appropriate level to generate a cutoff frequency control voltage vpc. There is.
3は半導体のPN接合を逆対数変換要素として用いた逆
対数増幅器であり、逆対数変換%性の温度補償がなされ
ていないものである。3 is an antilogarithmic amplifier using a semiconductor PN junction as an antilogarithmic conversion element, and temperature compensation for antilogarithmic conversion percentage is not performed.
該逆対数増幅器3はカットオフ周波数制御電圧■Pcを
逆対数変換して、電流I (3= Aexp(BYpc
/T)を出力する。The anti-logarithmic amplifier 3 performs anti-logarithmic conversion on the cut-off frequency control voltage ■Pc to obtain a current I (3=Aexp(BYpc
/T) is output.
ただし、A、Bは温度Tに関係しない定数、Tはケルビ
ン温度(0K)を示す。However, A and B are constants not related to temperature T, and T indicates Kelvin temperature (0K).
4は電流制御フィルタであり、カットオフ周波数fcが
入力電流ICに正比例して変化する。4 is a current control filter whose cutoff frequency fc changes in direct proportion to the input current IC.
40゜41はそれぞれ音源信号入力端子、出力端子で
ある。40 and 41 are a sound source signal input terminal and an output terminal, respectively.
次に、第1図の実施例の動作について簡単に説明する。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be briefly explained.
温度補償されていない逆対数増幅器3の逆対数変換特性
は上述の如く温度Tを陽に含んでいて、大きな温度依存
性を持っている。The anti-logarithmic conversion characteristic of the anti-logarithmic amplifier 3 which is not temperature compensated explicitly includes the temperature T as described above, and has a large temperature dependence.
この大きな温度依存性を打ち消すような入力電圧が逆対
数増幅器3の入力に与えられれば、出力電流ICは温度
変化に対して安定となり、電流ICに比例して変化する
カットオフ周波数fcも温度変化に対して安定となる。If an input voltage that cancels out this large temperature dependence is applied to the input of the antilogarithmic amplifier 3, the output current IC will be stable against temperature changes, and the cutoff frequency fc, which changes in proportion to the current IC, will also change with temperature. It is stable against.
このことは次のようにして証明される。This is proved as follows.
カットオフ周波数制御電歪発生回路2の出力である。This is the output of the cutoff frequency controlled electrostrictive generation circuit 2.
カットオフ周波数安定度EVPOは温度Tに比例する。Cutoff frequency stability EVPO is proportional to temperature T.
即ち、制御型EVPO=KTと表わされる。That is, it is expressed as controlled EVPO=KT.
ただし、Kはカットオフ周波数fcに対応して設定可変
な定数である。However, K is a constant that can be set in accordance with the cutoff frequency fc.
逆対数増幅器3の出力電流ICは上述の如< 、I (
3= A exp(BVpc/T)で示される。The output current IC of the anti-logarithmic amplifier 3 is expressed as < , I (
3=A exp(BVpc/T).
この式にVPO=KTを代入すれば、I C= Aex
p (B K )となって、温度Tが消滅する。By substituting VPO=KT into this equation, I C= Aex
p (B K ), and the temperature T disappears.
従って、電流ICは温度変化に対して安定となる。Therefore, the current IC becomes stable against temperature changes.
次に、第1図の実施例の各ブロックを具体的な電気回路
で実現した実施例を以下に示す。Next, an example in which each block of the example shown in FIG. 1 is realized by a specific electric circuit will be shown below.
第2図に、感温電圧発生回路1の具体的実施例を示す。FIG. 2 shows a specific embodiment of the temperature-sensitive voltage generating circuit 1.
11,12は高入力インピーダンスの差動増幅器で、1
3,14は互いに電モー電流特性の揃ったペア・トラン
ジスタで、15〜18は温度変化に対して安定な抵抗で
ある。11 and 12 are high input impedance differential amplifiers;
Reference numerals 3 and 14 designate a pair of transistors having the same electromotive current characteristics, and 15 to 18 designate resistors that are stable against temperature changes.
差動増幅器11.12の非反転入力を接地している抵抗
はそれぞれ差動増幅器11.12の入力バイアス電流I
Bによるオフセットを除去するためのものである。The resistors that ground the non-inverting inputs of the differential amplifiers 11 and 12 are connected to the input bias current I of the differential amplifiers 11 and 12, respectively.
This is to remove the offset caused by B.
また、差動増幅器11,12の各出力−反転入力間のキ
ャパシタと、差動増幅器12の出力とトランジスタ13
,14の両エミッタとの間に介在する抵抗19とは本回
路1の周波数安定度を良好に保つためのものである。In addition, a capacitor between each output of the differential amplifiers 11 and 12 and the inverting input, and a capacitor between the output of the differential amplifier 12 and the transistor 13
, 14 and the resistor 19 is provided to maintain good frequency stability of the circuit 1.
次に、感温電圧発生回路1の動作について説明する。Next, the operation of the temperature sensitive voltage generating circuit 1 will be explained.
トランジスタ13,14のベース−エミッタ間型EVB
Et+VBE2とし、コレクタ電流をそれぞれIOt
t IO2としたとき、ベース重臣とコレクタ電圧がほ
ぼ同電位にあれば次の関係式が成立する。Base-emitter type EVB of transistors 13 and 14
Et+VBE2, and the collector current is IOt, respectively.
When t IO2, the following relational expression holds true if the base minister and collector voltages are at approximately the same potential.
ただし、■s1.■s2はそれぞれトランジスタ13.
14の逆飽和電流、kはボルツマン定数、qは電子荷量
、Tはケルビン温度である。However, ■s1. ■s2 are transistors 13 and 13, respectively.
14, k is the Boltzmann constant, q is the electron charge, and T is the Kelvin temperature.
差動増幅器11は抵抗18とトランジスタ14と13と
を介して負帰還がかけられ、差動増幅器12は抵抗19
とトランジスタ14を介して負帰還がかけられているか
ら、差動増幅器11,12の反転入力は共に接地電位と
なる。Negative feedback is applied to the differential amplifier 11 through a resistor 18 and transistors 14 and 13, and the differential amplifier 12 is connected to a resistor 19.
Since negative feedback is applied through the transistor 14, the inverting inputs of the differential amplifiers 11 and 12 are both at ground potential.
また、差動増幅器11゜12の入力インピーダンスが十
分に高いから、となる。Also, this is because the input impedance of the differential amplifiers 11 and 12 is sufficiently high.
差動増幅器11の出力電圧をVTとし、トランジスタ1
4のベース電匡をvBとすれば、が成立する。The output voltage of the differential amplifier 11 is VT, and the transistor 1
If the base power of 4 is vB, then the following holds true.
トランジスタ13のベースが接地され、トランジスタ1
3,14の両エミッタが接続されているから、次の式が
成立する。The base of transistor 13 is grounded, and transistor 1
Since both emitters 3 and 14 are connected, the following equation holds true.
となる。becomes.
ここで、トランジスタ13,14の特性が揃っているか
ら、■5L=IS2 としてよく、上式は近似できて
、
(10)式を、VT=に1Tと書き直すと、K1は温度
Tに無関係な定数になり、VTは温度Tに比例すること
になる。Here, since the characteristics of transistors 13 and 14 are the same, it can be set as ■5L=IS2, and the above equation can be approximated. If we rewrite equation (10) as 1T for VT=, K1 is independent of temperature T. becomes a constant, and VT is proportional to temperature T.
従って、電EVTは温度に比例して変化する感温電圧と
なって端子10に発生する。Therefore, the electric current EVT is generated at the terminal 10 as a temperature-sensitive voltage that changes in proportion to the temperature.
(1o)式から、感温電圧vTは2つの抵抗比R4/R
3・R1/ R2だけで決定され、電源型EVcc
に無関係であることがわかる。From equation (1o), the temperature-sensitive voltage vT is the two resistance ratio R4/R
3. Determined only by R1/R2, power type EVcc
It turns out that it is unrelated.
このことは、感温電圧発生回路1が電源重臣変動の影響
を受けないという秀れた特徴を備えていることを示すも
ので、感温型EVTが後続のカットオフ周波数制御電圧
発生回路2の基準重臣となっていることを考えると、大
きな利点になっている。This shows that the temperature-sensitive voltage generation circuit 1 has an excellent feature of not being affected by fluctuations in the power source, and the temperature-sensitive EVT is used as the cut-off frequency control voltage generation circuit 2 that follows. Considering that he is a senior minister of standards, this is a big advantage.
第3図に、カットオフ周波数制御電圧発生回路2の具体
的実施例を示す。FIG. 3 shows a specific embodiment of the cutoff frequency control voltage generation circuit 2. In FIG.
カットオフ周波数制御電圧発生回路2は音階電圧発生回
路21と、カットオフ周波数制御電圧発生回路22と、
加算回路23とから戊る。The cutoff frequency control voltage generation circuit 2 includes a scale voltage generation circuit 21, a cutoff frequency control voltage generation circuit 22,
It is removed from the adder circuit 23.
音階電圧発生回路21は、感温型EVTをvTに比例し
た電流■Tに変換する電圧−電流変換回路211と、上
記重臣−電流変換回路211の出力電流■Tを音階周波
数に対応した等差電圧vKに変換する鍛型圧発生回路2
12と、電EVKを一時記憶するサンプル・ホールド回
路213とから構成されている。The scale voltage generation circuit 21 includes a voltage-current conversion circuit 211 that converts the temperature-sensitive EVT into a current T proportional to vT, and a voltage-current conversion circuit 211 that converts the temperature-sensitive EVT into a current T proportional to vT. Forging pressure generation circuit 2 converting to voltage vK
12, and a sample/hold circuit 213 that temporarily stores the electric current EVK.
このうち、サンプル・ホールド回路213は第3図に示
すように公知のものであり、本発明の目的には直接関係
ないため、鍛型モ発生回路212の出力電圧vKをその
まま加算回路23の入力に伝達する回路として説明して
ゆく。Of these, the sample-and-hold circuit 213 is a well-known circuit as shown in FIG. 3, and is not directly related to the purpose of the present invention. This will be explained as a circuit that transmits information.
第3図の電圧−電流変換回路211tこおいて、211
1は差動増幅器であって、周辺の抵抗と共に公知の反転
増幅器を構成している。In the voltage-current conversion circuit 211t of FIG.
Reference numeral 1 denotes a differential amplifier, which together with surrounding resistors constitutes a known inverting amplifier.
2110は該反転増幅器の出力端子である。2110 is an output terminal of the inverting amplifier.
2114〜2116は温度変化に対して安定な抵抗で、
2112は高入力インピーダンスの差動増幅器で、21
13はFET(電界効果トランジスタ)である。2114 to 2116 are stable resistance against temperature changes,
2112 is a high input impedance differential amplifier, 21
13 is a FET (field effect transistor).
FET2113と差動増幅器2112と抵抗2114は
公知のカレント・ソースを構成していて、差動増幅器2
112の反転入力と非反転入力とが同電位に保たれるた
め、FET2113のドレインに現われる出力電流IT
は抵抗2115の両端の電圧を抵抗2114の抵抗値R
5で除したものになる。FET 2113, differential amplifier 2112, and resistor 2114 constitute a known current source, and differential amplifier 2
Since the inverting input and non-inverting input of FET 2112 are kept at the same potential, the output current IT appearing at the drain of FET 2113
is the voltage across the resistor 2115 and the resistance value R of the resistor 2114
It will be divided by 5.
抵抗2115の両端の電圧は、差動増幅器2111で構
成した反転増幅器の利得を一〇(Gは正の定数)とすれ
ば、端子2110には、−GVTなる電圧が発生するか
ら、
となる。The voltage across the resistor 2115 is as follows, because if the gain of the inverting amplifier constituted by the differential amplifier 2111 is 10 (G is a positive constant), a voltage -GVT is generated at the terminal 2110.
従って、電圧−電流変換回路211の出力電流■1は次
の式で示される。Therefore, the output current (1) of the voltage-current conversion circuit 211 is expressed by the following equation.
となる。becomes.
K1.に2が共に温度Tに無関係な定数であるから、電
流ITは温度Tに比例することになる。K1. Since both of and 2 are constants independent of temperature T, current IT is proportional to temperature T.
第3図の鍛型圧発生回路212において、2121は高
入力インピーダンスの差動増幅器で、バスパー2122
の電圧を低インピーダンスで出力するボルテージ・フォ
ロワを構成している。In the forging pressure generation circuit 212 shown in FIG. 3, 2121 is a high input impedance differential amplifier,
It constitutes a voltage follower that outputs the voltage with low impedance.
2123〜2126は互いに相等しい抵抗値Rをもち、
温度変化に対して安定な抵抗であり、直列接続されてい
る。2123 to 2126 have mutually equal resistance values R,
It is a resistor that is stable against temperature changes and is connected in series.
抵抗2123の一端は接地され、抵抗2126の一端は
電堕−電流変換回路211の出力に接続されている。One end of the resistor 2123 is grounded, and one end of the resistor 2126 is connected to the output of the voltage drop-current conversion circuit 211.
キー・スイッチはどより高い音階周波数に対応するよう
に書かれている。The key switches are written to correspond to higher scale frequencies.
従って、O番目のキー・スイッチ(端子が接地されてい
るキー・スイッチ)が最低の音階周波数に対応している
。Therefore, the Oth key switch (the key switch whose terminal is grounded) corresponds to the lowest scale frequency.
さて、全てのキー・スイッチがオフ状態のとき、相隣る
2つのキー・スイッチの端子間には等しく電圧RITが
発生している。Now, when all the key switches are in the OFF state, an equal voltage RIT is generated between the terminals of two adjacent key switches.
どれか−閘のキー・スイッチがオンされたとき、オンさ
れたキー・スイッチの端子重臣がバスパー2122に与
えられボルテージ・フォロワで低インピーダンスに変換
されて出力する。When a key switch of any lock is turned on, the terminal of the turned-on key switch is applied to the busper 2122, converted to low impedance by a voltage follower, and output.
複数のキー・スイッチが同時にオンされたとき、オンさ
れたキー・スイッチは全てバスパー2122で短絡され
て同電位になるから、オンされたキー・スイッチのうち
最低の音階周波数に対応するキー・スイッチの電圧が出
力される。When multiple key switches are turned on at the same time, all the turned-on key switches are short-circuited by the busper 2122 and have the same potential, so the key switch corresponding to the lowest scale frequency among the turned-on key switches voltage is output.
即ち、鍛型圧発生回路212は低音優先の等差音陽電圧
を発生する機能を持っている。That is, the forging pressure generation circuit 212 has a function of generating an arithmetic positive voltage with priority given to bass sounds.
いま、第3図に示すように、n番目のキー・スイッチが
オンされたとすれば、鍛型圧発生回路212の出力電圧
vKは、
となって、n + R2Kl I K2が温度Tに無関
係ち定数になるから、電圧vKは温度T)こ比例するこ
Jになる。Now, as shown in FIG. 3, if the n-th key switch is turned on, the output voltage vK of the forging pressure generation circuit 212 is as follows, and n + R2Kl I K2 is independent of the temperature T. Since it becomes a constant, the voltage vK is proportional to the temperature T).
サンプル・ホールド回路213は鍛型モ発生回路212
の出力電圧vKをキーのオン、オフに伴って一時記憶す
るためのものであるが、前述したように、この回路は本
発明の目的には直接関係ないため、電圧vKをそのまま
伝達する回路として取扱うことができる。The sample/hold circuit 213 is the forging mold generator circuit 212
This circuit is used to temporarily store the output voltage vK when the key is turned on and off, but as mentioned above, this circuit is not directly related to the purpose of the present invention, so it is not used as a circuit that directly transmits the voltage vK. can be handled.
従って、音階電圧発生回路21は、(14)式に示すよ
うな、温度Tに比例して変化し、音階周波数に対応した
等差電圧■Kを出力することになる。Therefore, the scale voltage generation circuit 21 outputs the arithmetic difference voltage ■K that changes in proportion to the temperature T and corresponds to the scale frequency, as shown in equation (14).
次に、第3図のカットオフ周波数シフト電圧発生回路2
2について説明する。Next, the cutoff frequency shift voltage generation circuit 2 shown in FIG.
2 will be explained.
220は3端子可変抵抗器であって、3番端子223に
感温電圧発生回路1の出力室EVTが、1番端子221
に感温電圧発生回路1の出力電圧vTを差動増幅器21
11が構成した反転増幅器で反転増幅した電E−GVT
がそれぞれ印加されている。220 is a three-terminal variable resistor, the output chamber EVT of the temperature-sensitive voltage generation circuit 1 is connected to the third terminal 223, and the output chamber EVT of the temperature-sensitive voltage generation circuit 1 is connected to the first terminal 221.
The output voltage vT of the temperature-sensitive voltage generation circuit 1 is input to the differential amplifier 21.
Electric E-GVT which is inverted and amplified by the inverting amplifier configured by 11.
are applied to each.
該カットオフ周波数シフト電圧発生回路22の出力電圧
VPSは3端子可変抵抗器220の2番端子222から
取り出される。The output voltage VPS of the cutoff frequency shift voltage generation circuit 22 is taken out from the second terminal 222 of the three-terminal variable resistor 220.
カットオフ周波数シフト電圧発生回路22は、音階電圧
発生回路21で選ばれた複数の音階ピッチに対応したカ
ットオフ周波数を全体的にシフトさせるための回路であ
って、例えば3オクターブの鍵盤があって、カットオフ
周波数シフト電EVPsがゼロの状態でC3〜C6の音
階ピッチに対応したカットオフ周波数が得られていると
き、■オクターブ上昇分のシフト電圧VPSを発生させ
ることによって、同じ鍵盤でC4〜C7の音階ピッチに
対応したカットオフ周波数を得ることができる。The cutoff frequency shift voltage generation circuit 22 is a circuit for entirely shifting the cutoff frequency corresponding to a plurality of scale pitches selected by the scale voltage generation circuit 21, and is for example a circuit that shifts the cutoff frequency corresponding to a plurality of scale pitches selected by the scale voltage generation circuit 21. , When the cutoff frequency shift voltage EVPs is zero and a cutoff frequency corresponding to the scale pitch of C3 to C6 is obtained, ■ By generating a shift voltage VPS corresponding to an octave increase, C4 to C4 can be played on the same keyboard. A cutoff frequency corresponding to the C7 scale pitch can be obtained.
即ち、3端子可変抵抗器220のつまみを手動で上下す
ることtこまって、カットオフ周波数を所望の音域に移
動させることができるほか、所望のカットオフ周波数に
チューニングすることができる。In other words, the cutoff frequency can be moved to a desired range without having to manually move the knob of the three-terminal variable resistor 220 up and down, and it is also possible to tune to the desired cutoff frequency.
さて、第3図にもどって、カットオフ周波数シフト電圧
VPSが温度に比例することを示す。Now, returning to FIG. 3, it is shown that the cutoff frequency shift voltage VPS is proportional to temperature.
2番端子222が3端子可変抵抗器220の全抵抗値の
a倍(O≦a≦■)の所に位置していたとすれば、2番
端子222に現われる電圧、即ちカットオフ周波数シフ
ト電EVp 8は次の式で表わされる。If the No. 2 terminal 222 is located at a location a times (O≦a≦■) the total resistance value of the three-terminal variable resistor 220, the voltage appearing at the No. 2 terminal 222, that is, the cutoff frequency shift voltage EVp 8 is expressed by the following formula.
となって、カットオフ周波数シフト電EVPS は温度
に比例することになる。Therefore, the cutoff frequency shift voltage EVPS is proportional to the temperature.
g(a)はaの1次関数であって、aの増加分Aaに対
するg (a)の増加分Jg(a)は、(l+G)・A
aとなる。g(a) is a linear function of a, and the increase in g(a) with respect to the increase in aa, Jg(a), is (l+G)・A
It becomes a.
従って、aの増加5’jAaに対する■P8の増加分1
1VPsはに1T(1+G)laとなり、aの等差変化
はvpsの等差変化となって現われることになる。Therefore, the increase in P8 with respect to the increase in a 5'jAa is 1
1VPs becomes 1T(1+G)la, and an arithmetic change in a appears as an arithmetic change in vps.
さて、カットオフ周波数シフト電圧発生回路22におい
て、1番端子221に印加するための電圧として、差動
増幅器2111で構成した反転増幅器で反転増幅した電
圧−GVTを用いているが、vTに比例した逆極性の電
圧であればよく、カットオフ周波数シフト電圧発生回路
22の中に反転増幅器を用意して感温電圧■Tを反転増
幅して1番端子221に印加してやればよい。Now, in the cutoff frequency shift voltage generation circuit 22, as the voltage to be applied to the No. 1 terminal 221, the voltage -GVT which is inverted and amplified by the inverting amplifier constituted by the differential amplifier 2111 is used. Any voltage of opposite polarity is sufficient, and an inverting amplifier may be provided in the cut-off frequency shift voltage generating circuit 22 to invert and amplify the temperature sensitive voltage ■T and apply it to the No. 1 terminal 221.
しかしながら、このことは全く無駄であるため、第3図
においては、音階電圧発生回路21の中の反転増幅器の
出力端子2110から、1番端子221に与えるための
電圧を得ている。However, since this is completely wasteful, in FIG. 3, the voltage to be applied to the No. 1 terminal 221 is obtained from the output terminal 2110 of the inverting amplifier in the scale voltage generating circuit 21.
次に、第3図の加算回路23において、231〜233
はそれぞれ温度変化に対して安定な抵抗であって、抵抗
加算回路を形成している。Next, in the adder circuit 23 of FIG.
are resistors that are stable against temperature changes, and form a resistance adding circuit.
抵抗231〜233の接続端子20にカットオフ周波数
制御電圧発生回路2の出力電圧VPOが発生する。The output voltage VPO of the cut-off frequency control voltage generation circuit 2 is generated at the connection terminal 20 of the resistors 231 to 233.
第3図から、該電圧vPcは次の式で示される。From FIG. 3, the voltage vPc is expressed by the following equation.
となり、温度Tの前の係数は全て温度に無関係な定数で
あるから、カットオフ周波数制御電圧■Pcは温度Tに
比例することになる。Since the coefficients before the temperature T are all constants unrelated to temperature, the cutoff frequency control voltage Pc is proportional to the temperature T.
加算回路23の出力端子20は後続の逆対数増幅器3を
構成するトランジスタのベースに接続されるため、端子
20のインピーダンスはトランジスタのベース入力イン
ピーダンスに比べて十分小さい方が望ましい。Since the output terminal 20 of the adder circuit 23 is connected to the base of a transistor constituting the subsequent antilogarithmic amplifier 3, it is desirable that the impedance of the terminal 20 is sufficiently smaller than the base input impedance of the transistor.
また、第3図の実施例ではカットオフ周波数シフト重臣
発生回路22の出力インピーダンスはゼロではなく、シ
かも手動によって変化するので、RIOはR8に比べて
十分大きい方が都合がよい。Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 3, the output impedance of the cutoff frequency shift senior generation circuit 22 is not zero and may be changed manually, so it is convenient for RIO to be sufficiently larger than R8.
このため、加算回路23の抵抗については、R8は比較
的小さく(実用的には約IK、Q以下)、RoとRIO
は比較的大きく設定されている。Therefore, regarding the resistance of the adder circuit 23, R8 is relatively small (approximately IK, Q or less in practice), and Ro and RIO
is set relatively large.
第4図に逆対数増幅器3の具体的実施例を示す31は高
入力インピーダンスの差動増幅器で、32.33は互い
に電圧−電流特性の揃ったペア・トランジスタで、34
は温度変化に対して安定な抵抗である。FIG. 4 shows a specific example of the anti-logarithmic amplifier 3. Reference numeral 31 is a differential amplifier with high input impedance, 32 and 33 are paired transistors with the same voltage-current characteristics, and 34
is a stable resistance against temperature changes.
差動増幅器31の入力バイアス電流■Bによるオフセッ
トを除去するためのものである。This is for removing the offset caused by the input bias current ②B of the differential amplifier 31.
また、差動増幅器31の出力−反転入力間のキャパシタ
と、差動増幅器31の出力とトランジスタ32.33の
両エミッタとの間に介在する抵抗とは逆対数増幅器3の
周波数安定度を良好に保つためのものである。In addition, the capacitor between the output of the differential amplifier 31 and the inverting input, and the resistance interposed between the output of the differential amplifier 31 and both emitters of the transistors 32 and 33 improve the frequency stability of the antilogarithmic amplifier 3. It is meant to be maintained.
次に、逆対数増幅器3の動作について説明する。Next, the operation of the antilogarithmic amplifier 3 will be explained.
トランジスタ33のベースにカットオフ周波数制御電圧
発生回路2の出力室EVPOが入力として印加され、ト
ランジスタ33のコレクタ端子30には後続の電流制御
フィルタ4を駆動している電流ICが流される。The output chamber EVPO of the cut-off frequency control voltage generation circuit 2 is applied to the base of the transistor 33 as an input, and the current IC driving the subsequent current control filter 4 flows through the collector terminal 30 of the transistor 33.
トランジスタ32.33のベース−エミッタ間電圧をV
BE3sVBE4 とし、コレクタ電流をそれぞれlR
2l0としたとき、ベース電圧とコレクタ電圧がほぼ同
電位にあれば、(1) 、 (2)式と同様に、次の関
係式が成立する。The base-emitter voltage of transistors 32 and 33 is V
BE3sVBE4 and the collector current is lR, respectively.
2l0, and if the base voltage and collector voltage are at approximately the same potential, the following relational expression holds true, similar to equations (1) and (2).
ただし、■s3.■s4 はそれぞれトランジスタ32
.33の逆飽和電流、kはボルツマン定数、qは電子電
荷量、Tはケルビン温度である。However, ■s3. ■s4 is each transistor 32
.. 33, k is the Boltzmann constant, q is the amount of electron charge, and T is the Kelvin temperature.
差動増幅器31は抵抗とトランジスタ32を介して負帰
還がかけられているから、差動増幅器31の反転入力は
接地電位となる。Since the differential amplifier 31 is subjected to negative feedback via the resistor and the transistor 32, the inverting input of the differential amplifier 31 is at ground potential.
また、差動増幅器31の入力インピーダンスが十分に高
いから、IRは、となる。Also, since the input impedance of the differential amplifier 31 is sufficiently high, the IR is as follows.
トランジスタ32のベースが接地され、トランジスタ3
3のベースにカットオフ周波数制御電圧VPOが印加さ
れ、トランジスタ32 、33の両エミッタが接続され
ているから、次の式が成立する。The base of transistor 32 is grounded, and transistor 3
Since the cutoff frequency control voltage VPO is applied to the base of transistor 3 and both emitters of transistors 32 and 33 are connected, the following equation holds true.
となる。becomes.
ここで、トランジスタ32,33の特性が揃っているか
ら、■83−■s4としてよく、上式は近似できて、
となる。Here, since the characteristics of the transistors 32 and 33 are the same, it may be set as 83-s4, and the above equation can be approximated as follows.
(23)式に(21) 、 (22)式を代入して次の
式を得る。By substituting equations (21) and (22) into equation (23), the following equation is obtained.
逆対数増幅器3の出力電流■cを表わす式(24)の指
数項の中に温度Tが入っていることは、逆対数増幅器3
が逆対数変換特性と同時に著しく大きな温度依存性を合
わせて持っていることを示すものである。The fact that the temperature T is included in the exponential term of equation (24) representing the output current ■c of the antilogarithmic amplifier 3 means that the output current ■c of the antilogarithmic amplifier 3
This shows that it has not only antilogarithmic transformation characteristics but also extremely large temperature dependence.
さて、(24)式に入力電圧であるVPCを表わす式(
18)を代入すると、
となり、分子、分母の温度Tが消去されることによって
、逆対数増幅器3の出力電流ICは次の式で示される。Now, in equation (24), the equation (
Substituting 18) gives the following equation, and by eliminating the temperature T in the numerator and denominator, the output current IC of the antilogarithmic amplifier 3 is expressed by the following equation.
ただし、n=0 、1 、2 、3=”・、O≦a≦1
1g(a)=a (1+G)−Gである。However, n=0, 1, 2, 3=”・, O≦a≦1
1g(a)=a(1+G)-G.
(25)式に示すように、逆対数増幅器3の出力電流I
Cは温度Tを含んでいないから、温度変化に対して安定
であることがわかる。As shown in equation (25), the output current I of the antilogarithmic amplifier 3
Since C does not include temperature T, it can be seen that it is stable against temperature changes.
再び、第1図にもどる。Return to Figure 1 again.
電流制御フィルタ4は上述したように、入力電流ICに
正比例したカットオフ周波数fcを有する。As described above, the current control filter 4 has a cutoff frequency fc that is directly proportional to the input current IC.
即ち、比例定数をに5としたとき、カットオフ周波数f
cは次の式で示される。That is, when the proportionality constant is set to 5, the cutoff frequency f
c is expressed by the following formula.
(26)式に(25)式を代入して整理すると、オフ周
波数fcは下式で表わされる。When formula (25) is substituted into formula (26) and rearranged, the off frequency fc is expressed by the following formula.
カット オフ周波数fcは温度変化に対して安定である。cut The off frequency fc is stable against temperature changes.
特に、(24)式のように指数項中にあった温度Tが消
去されていて、カットオフ周波数fcの等比的な変化分
の温度安定性は完壁なものとなる。In particular, as in equation (24), the temperature T that was in the exponential term has been eliminated, and the temperature stability for the geometrical change in the cutoff frequency fc is perfect.
(27)式は、カットオフ周波数fcが、鍵盤情報(ど
の鍵が押されているかを示す)nとカットオフ周波数シ
フト情報(カットオフ周波数がどの程度シフトさせられ
たかを示す)aとで決定されていることを示している。Equation (27) shows that the cutoff frequency fc is determined by the keyboard information n (indicating which key is being pressed) and the cutoff frequency shift information a (indicating how much the cutoff frequency has been shifted). It shows that
このnとaはいずれも指数項中にあり、nまたはaの等
左曲な変化は、カットオフ周波数fcの等比的な変化と
なって現われる。Both n and a are in the exponential term, and an equileft-curved change in n or a appears as a geometric change in the cutoff frequency fc.
(27)式のに6〜に8.Gの各定数を音色制御装置と
して所望の特性になるように設定すれば、カットオフ周
波数fcが温度変化の影響を全く受けない音色制御装置
が得られる。(27), 6 to 8. By setting each constant of G so as to have desired characteristics as a timbre control device, a timbre control device whose cutoff frequency fc is completely unaffected by temperature changes can be obtained.
実際の回路製作にあたっては、第2図の感温電圧発生回
路1のトランジスタ13.14と、第4図の逆対数増幅
器3のトランジスタ32.33とが同一温度平衡状態に
あるように、例えば近接して配置するとか、−緒にモー
ルドパックするとか、あるいは同−ICチップ上にある
4つのトランジスタを利用するとか配慮して設計する必
要がある。In actual circuit fabrication, the transistors 13 and 14 of the temperature-sensitive voltage generating circuit 1 in FIG. 2 and the transistors 32 and 33 of the antilogarithmic amplifier 3 in FIG. It is necessary to take into account the design, such as arranging them as two, mold-packing them together, or using four transistors on the same IC chip.
なお、第3図の213は便宜上サンプル・ホールド回路
としているが、入出力特性が比例関係にあり、温度変化
に対して安定な回路なら何でもよく、例えば、サンプル
・ホールド回路の前に積分回路を設けた回路(音色のポ
ルタメント効果回路)でもよい。Note that 213 in Figure 3 is a sample-and-hold circuit for convenience, but any circuit with proportional input-output characteristics and stable against temperature changes may be used.For example, an integrating circuit may be placed before the sample-and-hold circuit. It may also be a built-in circuit (tone portamento effect circuit).
第1図の実施例では、楽音の音色を制御するためのフィ
ルタ4として、電流制御フィルタを用いたが、本発明は
これに限定されることなく、カットオフ周波数が入力の
電気信号のレベルに正比例して変化する電気信号制御フ
ィルタなら何でもよく、例えば、4として電圧制御フィ
ルタを用いてもよい。In the embodiment shown in FIG. 1, a current control filter is used as the filter 4 for controlling the timbre of musical sounds, but the present invention is not limited to this, and the cutoff frequency is set to the level of the input electrical signal. Any electrical signal control filter that changes in direct proportion may be used; for example, a voltage control filter may be used as 4.
ただし、このときには、逆対数増幅器3として、電圧出
力型の逆対数増幅器を用いるか、もしくは第4図の実施
例の電流出力型の逆対数増幅器の後に電流−電圧変換器
を設けた回路を用いる必要がある。However, in this case, a voltage output type antilogarithmic amplifier is used as the antilogarithmic amplifier 3, or a circuit in which a current-voltage converter is provided after the current output type antilogarithmic amplifier of the embodiment shown in FIG. 4 is used. There is a need.
また、第3図のカットオフ周波数制御電圧発生回路2の
中に音階重臣発生回路21とカットオフ周波数シフト電
圧発生回路22の両方を同時に用いているが、どちらか
1つでもよく、また数に制限はない。Further, although both the scale senior generation circuit 21 and the cutoff frequency shift voltage generation circuit 22 are used simultaneously in the cutoff frequency control voltage generation circuit 2 shown in FIG. There are no restrictions.
例えば、鍵盤のない電子楽器の音色制御装置として用い
るときには、カットオフ周波数シフト電圧発生回路22
だけを用いることもできる。For example, when used as a tone control device for an electronic instrument without a keyboard, the cutoff frequency shift voltage generation circuit 22
You can also use only
つまり、カットオフ周波数制御電圧発生回路2は、感温
電圧VTを入力とする可変利得増幅器(または掛算器)
の機能を持っているといえる。In other words, the cutoff frequency control voltage generation circuit 2 is a variable gain amplifier (or multiplier) that receives the temperature sensitive voltage VT as an input.
It can be said that it has the following functions.
第3図のカットオフ周波数シフト電圧発生回路22には
1個の3端子可変抵抗器220が使われているが、これ
も数に制限はなく、例えば、該可変抵抗器220と同様
の3端子可変抵抗器を該可変抵抗器220に並列に設け
て、該可変抵抗器220の方をカットオフ周波数粗調整
用に、もう1個の3端子可変抵抗器をカットオフ周波数
微調整用に用いることもできる。Although one three-terminal variable resistor 220 is used in the cut-off frequency shift voltage generation circuit 22 of FIG. 3, there is no limit to the number of these as well. A variable resistor is provided in parallel with the variable resistor 220, and the variable resistor 220 is used for rough adjustment of the cutoff frequency, and the other 3-terminal variable resistor is used for fine adjustment of the cutoff frequency. You can also do it.
この際に、加算回路23の入力を1つ増設する必要があ
るのは言うまでもない。Needless to say, at this time, it is necessary to add one input to the adder circuit 23.
この他、第3図のカットオフ周波数シフト電圧発生回路
22の中味はいろいろ考えられる。In addition, various contents of the cutoff frequency shift voltage generation circuit 22 shown in FIG. 3 can be considered.
例えば、カットオフ周波数を手動でなく電気信号でもっ
て変化させるためのもので良く用いられるのは、グラウ
ルをかけるためのLFO(低周波発振器)とか、一時的
にをずらせて徐々に復帰させるワウ効果を出すためのワ
ウ・エンベロープ発生器とか思いのままカットオフ周波
数を躍動させるための種々のエンベロープ発生器などが
挙げられる。For example, the commonly used devices for changing the cutoff frequency using an electrical signal rather than manually are an LFO (low frequency oscillator) to add a grumble, or a wah effect that temporarily shifts the cutoff frequency and then gradually returns to it. Examples include a wah envelope generator to produce a wah sound, and various envelope generators to make the cutoff frequency jump as desired.
これらの効果も温度変化によって変わってしまうのは不
都合であるから、上記LFOを各種エンベロープ発生器
の出力振幅が温度Tに比例して変化するように構成する
必要がある。Since it is inconvenient that these effects also change with temperature changes, it is necessary to configure the LFO so that the output amplitudes of the various envelope generators change in proportion to the temperature T.
そのための実施例を次に示す。An example for this purpose is shown below.
第5図にカットオフ周波数シフト電圧発生回路22にワ
ウ・エンベロープ発生器を用いた実施例を示す。FIG. 5 shows an embodiment in which a wah envelope generator is used in the cutoff frequency shift voltage generating circuit 22.
トランジスタTriはキャパシタ充電用で、トランジス
タTr2はエミッタ・フォロワ用である。Transistor Tri is for capacitor charging, and transistor Tr2 is for emitter follower.
トランジスタTr1のエミッタに感温電圧vTが印加さ
れているため、第5図に示すように、端子50に感温電
圧vTより負なるパルス電圧が印加されると、出力型E
VpS は接地電位から■7に上昇し、時定数CRGで
徐々に接地電位にまで復帰する。Since the temperature-sensitive voltage vT is applied to the emitter of the transistor Tr1, as shown in FIG. 5, when a pulse voltage more negative than the temperature-sensitive voltage vT is applied to the terminal 50, the output type E
VpS rises from the ground potential to (7) and gradually returns to the ground potential with the time constant CRG.
従って、出力型EVPSの振幅は■Tとなり(Tr2の
VBFliは小さいため無視できる)、温度Tに比例す
ることになる。Therefore, the amplitude of the output type EVPS is T (VBFli of Tr2 is small and can be ignored), and is proportional to the temperature T.
第6図にカットオフ周波数シフト電圧発生回路22にL
FOや各種エンベロープ発生器を含めたアナログ波形発
生器を用いた実施例を示す。FIG. 6 shows that the cut-off frequency shift voltage generation circuit 22 is
An example using analog waveform generators including FO and various envelope generators will be shown.
51はアナログ波形発生器である。51 is an analog waveform generator.
52は掛算器であり、アナログ波形発生器51の出力電
圧と感温電圧vTとの積に比例した電圧を出力する。A multiplier 52 outputs a voltage proportional to the product of the output voltage of the analog waveform generator 51 and the temperature-sensitive voltage vT.
いま、アナログ波形発生器51の出力振幅をVaとした
とき、掛算器52の出力型EVPsの振幅は、MYTV
aとなる。Now, when the output amplitude of the analog waveform generator 51 is Va, the amplitude of the output type EVPs of the multiplier 52 is MYTV
It becomes a.
ただし、Mは温度に関係しない掛算定数である。However, M is a multiplication constant that is not related to temperature.
従って、出力電圧■Psは温度に比例して変化すること
になる。Therefore, the output voltage ■Ps changes in proportion to the temperature.
第7図にカットオフ周波数シフト電圧発生回路22にL
FOや各種エンベロープ発生器を含めたディジタル信号
出力の波形発生器を用いた実施例を示す。FIG. 7 shows that the cut-off frequency shift voltage generation circuit 22 is
An embodiment using a digital signal output waveform generator including an FO and various envelope generators will be described.
53は4ビツトのディジタル信号出力の波形発生器であ
り、出力型EVPSの振幅に対応した2値信号をQ1〜
Q4に出力する。53 is a waveform generator that outputs a 4-bit digital signal, and generates a binary signal corresponding to the amplitude of the output type EVPS from Q1 to
Output to Q4.
54は周知のR−2Rラダー形抵抗網を用いた4ビツト
のD/A変換器である。54 is a 4-bit D/A converter using a well-known R-2R ladder resistor network.
541は電流−重臣変換用の差動増幅器である。541 is a differential amplifier for current-sensor conversion.
81〜S4は電流スイッチであり、それぞれ波形発生器
53の出力Q1〜Q4によって切り替え制御される。81 to S4 are current switches whose switching is controlled by the outputs Q1 to Q4 of the waveform generator 53, respectively.
D/A変換器54のリファレンス重臣として感温型E
VTが与えられているから、電流スイッチ81〜S4に
流れる電流は電流スイッチ5n(n=1〜4)は波形発
生器53の出力Qn(n=1〜4)がrtJとき、差動
増幅器541の反転入力側に接続され、Qnが「O」の
とき、接地側に接続される。Temperature-sensitive type E as a reference for the D/A converter 54
Since VT is given, the current flowing through the current switches 81 to S4 is the current flowing through the current switches 5n (n=1 to 4) to the differential amplifier 541 when the output Qn (n=1 to 4) of the waveform generator 53 is rtJ. When Qn is "O", it is connected to the ground side.
従って、Qnがロジック「l」、「O」に対応して数字
の1.0を表わすとすれば、出力電圧Vpsは、
となる。Therefore, if Qn represents the number 1.0 corresponding to logic "l" and "O", the output voltage Vps is as follows.
vTの係数が温度に関係しない定数であるから、電圧V
PSは温度Tに比例して変化することになる。Since the coefficient of vT is a constant that is not related to temperature, the voltage V
PS will change in proportion to temperature T.
第7図の実施例では説明の便宜上4ビツトのディジタル
信号を用いたが、ビット数に制限なく実現できることは
明らかである。In the embodiment of FIG. 7, a 4-bit digital signal is used for convenience of explanation, but it is clear that the embodiment can be realized without any restriction on the number of bits.
以上、カットオフ周波数シフト電圧発生回路22の実施
例として、第3図、第5図、第6図および第7図の実施
例を述べたが、これらはそれぞれ独立に使う必要はなく
、同時にいくつでも組み合わせて並列に構成することが
できる。The embodiments shown in FIGS. 3, 5, 6, and 7 have been described above as embodiments of the cutoff frequency shift voltage generation circuit 22, but it is not necessary to use each of them independently. However, they can be combined and configured in parallel.
以上のように本発明は、等差レベルカットオフ周波数制
御室モをこれに対応した等比カットオフ周波数に変換す
るための逆対数増幅器が宿命的に持っている温度補償の
困難さを一挙に解消し、しかも無調整で、バラツキなく
完壁に温度補償ができるから、電子楽器、特にミュージ
ック・シンセサイザの音色(フィルタのカットオフ周波
数)の温度安定度を著しく高めることができる非常に価
値の高いものである。As described above, the present invention solves all at once the difficulty of temperature compensation inherent in the antilogarithmic amplifier for converting the arithmetic level cutoff frequency control room modulus into the corresponding geometric cutoff frequency. Moreover, it is extremely valuable because it can completely compensate for the temperature without any variation without any adjustment, and can significantly improve the temperature stability of the tone (filter cutoff frequency) of electronic musical instruments, especially music synthesizers. It is something.
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図の感温電圧発生回路1の実施例の具体的回路構成図、
第3図は第1図のカットオフ周波数制御電圧発生回路2
の実施例の具体的回路構成図、第4図は第1図の逆対数
増幅器3の実施例の具体的回路構成図、第5図は第3図
のカットオフ周波数シフト電圧発生回路にワウ・エンベ
ロープ発生器を用いた実施例の具体的回路構成図、第6
図は第3図のカットオフ周波数シフト電圧発生回路にア
ナログ波形発生器を用いた実施例の回路構成図、第7図
は第3図のカットオフ周波数シフト電圧発生回路にディ
ジタル信号出力の波形発生器を用いた実施例の回路構成
図である。
1・・・感温電圧発生回路、2・・・カットオフ周波数
制御電圧発生回路、3・・・逆対数増幅器、4・・・電
流制御フィルタ、21・・・音階電圧発生回路、22・
・・カットオフ周波数シフト電圧発生回路、23・・・
加算回路、211・・・電圧−電流変換回路、212−
0゜鍛型圧発生回路、51・・・アナログ波形発生器、
52・・・掛算器、53・・・ディジタル信号出力の波
形発生器。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
A specific circuit configuration diagram of an embodiment of the temperature-sensitive voltage generation circuit 1 shown in the figure,
Figure 3 shows the cut-off frequency control voltage generation circuit 2 in Figure 1.
4 is a specific circuit diagram of the embodiment of the antilogarithmic amplifier 3 of FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram of the cut-off frequency shift voltage generation circuit of FIG. Specific circuit configuration diagram of an embodiment using an envelope generator, No. 6
The figure is a circuit configuration diagram of an embodiment in which an analog waveform generator is used in the cutoff frequency shift voltage generation circuit shown in Fig. 3, and Fig. 7 is a circuit configuration diagram of an example in which an analog waveform generator is used in the cutoff frequency shift voltage generation circuit shown in Fig. 3. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an embodiment using a device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Temperature-sensitive voltage generation circuit, 2... Cut-off frequency control voltage generation circuit, 3... Anti-logarithm amplifier, 4... Current control filter, 21... Scale voltage generation circuit, 22.
...Cutoff frequency shift voltage generation circuit, 23...
Addition circuit, 211... Voltage-current conversion circuit, 212-
0° forging pressure generation circuit, 51... analog waveform generator,
52... Multiplier, 53... Waveform generator for digital signal output.
Claims (1)
生回路と、カットオフ周波数が制御信号のレベルに正比
例して変化する電気信号制御フィルタと、上記感温電圧
発生回路の出力電圧を入力として、温度に比例して変化
して上記電気信号制御フィルタのカットオフ周波数に対
応した電圧を発生する少なくとも1つのカットオフ周波
数制御電圧発生回路と、逆対数変換要素として半導体の
PN接合を使用した逆対数増幅器とを具備し、上記カッ
トオフ周波数制御電圧発生回路の出力電圧を上記逆対数
増幅器で逆対数変換して得た電気信号で上記電気信号制
御フィルタを制御するようにして、上記電気信号制御フ
ィルタに音源信号を通して得られた信号を楽音信号とし
て用いることを特徴とする電子楽器の音色制御装置。 2 カットオフ周波数制御電圧発生回路として、感温電
圧発生回路の出力電圧を入力とし、温度に比例して変化
し、音階周波数に対応した音階電圧を発生する音階電圧
発生回路と、上記感温電圧発生回路の出力電圧を入力と
し、温度に比例して変化し、レベル可変の電圧を発生す
るカットオフ周波数シフト電圧発生回路と、上記音階電
圧発生回路の出力電圧と上記カットオフ周波数シフト電
圧発生回路の出力電圧とを適宜レベルが加算する加算回
路とを具備し、上記加算回路の出力電圧を出力とするカ
ットオフ周波数制御電圧発生回路を用いた特許請求の範
囲第1項記載の電子楽器の音色制御装置。 3 音階電圧発生回路として、感温電圧発生回路の出力
電圧を該出力電圧に比例した電流に変換する電圧−電流
変換回路と、上記電圧−電流変換回路の出力電流を入力
とし、音階周波数に対応した等差電圧を発生する鍛型圧
発生回路とを具備し、上記鍛型圧発生回路の出力電圧を
出力とする音階電圧発生回路を用いた特許請求の範囲第
2項記載の電子楽器の音色制御装置。 4 電圧−電流変換回路として、直流電圧を反転増幅す
る反転増幅器と、差動増幅器と、直列接続された第1.
第2の抵抗と、第3の抵抗と、電界効果トランジスタと
を有し、上記第1と第2の抵抗の接続点を上記差動増幅
器の非反転入力に接続し、第記83の抵抗の一端と上記
電界効果トランジスタのソースとを上記差動増幅器の反
転入力に接続し、上記差動増幅器の出力を上記電界効果
トランジスタのゲートに接続し、上記反転増幅器の出力
を上記第2の抵抗の他端に接続し、上記第1の抵抗の他
端と上記第3の抵抗の他端とを上記反転増幅器の入力に
接続して、上記反転増幅器の入力に上記感温電圧発生回
路の出力電圧を入力し、上記電界効果トランジスタのド
レインに出力電流を得るように構成した電モー電流変換
回路を用いた特許請求の範囲第3項記載の電子楽器の音
色制御装置。 5 鍛型圧発生回路として、共通のバスバーを有する複
数1固のキー・スイッチの相隣るキー・スイッチの両端
子を抵抗値の相等しい抵抗で各々接続し、最低音(また
は最高音)に対応するキー・スイッチの端子を固定電位
点に接続してなるキー・ボードと、ボルテージ・フォロ
ワとを有し、電圧−電流変換回路の出力電流を上記キー
・ボードの最高音(または最低音)に対応するキー・ス
イッチの端子に導くと同時に、キー・オン時のバスバー
の電圧を上記ボルテージ・フォロワでインピーダンス変
換して出力するように構成した鍛型モ発生回路を用いた
特許請求の範囲第3項または第4項記載の電子楽器の音
色制御装置。 6 カットオフ周波数シフト電圧発生回路として、3端
子可変抵抗器を有し、上記3端子可変抵抗器の両端子に
上記感温電圧発生回路の出力電圧と、上記感温電圧発生
回路の出力電圧を反転増幅器で反転した電圧とを印加し
て、上記3端子可変抵抗器の摺動端子に現われる電圧を
出力とするように構成したカットオフ周波数シフト電圧
発生回路を用いた特許請求の範囲第2項〜第5項のいず
れか一項記載の電子楽器の音色制御装置。 7 カットオフ周波数シフト電圧発生回路として、上記
感温電圧発生回路の出力電圧に比例した出力振幅を有す
る電気信号を出力するカットオフ周波シフト電圧発生回
路を用いた特許請求の範囲第2項〜第5項のいずれか一
項記載の電子楽器の音色制御装置。 8 カットオフ周波数シフト電圧発生回路として、所望
の波形の振幅情報を電気信号で出力する波形発生器と、
上記波形発生器の出力信号と感温電圧発生回路の出力電
圧とを入力とし、これら2つの出力のレベルの積に比例
した電圧を出力する掛算回路とを有し、上記掛算回路の
出力電圧を出力とするように構成したカットオフ周波数
シフト電圧発生回路を用いた特許請求の範囲第7項記載
の電子楽器の音色制御装置。 9 感温電圧発生回路として、第り、第2の差動増幅器
と、第1.第2のトランジスタと、第7゜第8.第9お
よび第10の抵抗とを有し、上記第1と第2の差動増幅
器の反転入力をそれぞれ上記第7と第8の抵抗を介して
定電圧源に接続し、上記第1の第2の差動増幅器の非反
転入力と上記第9の抵抗の一端と上記第1のトランジス
タのベースとを接地し、上記第1と第2のトランジスタ
のコレクタをそれぞれ上記第1と第2の差動増幅器の反
転入力に接続し、上記第2の差動増幅器の出力を抵抗を
介して上記第2のトランジスタのエミッタに接続し、上
記第2のトランジスタのエミッタを上記第1のトランジ
スタのエミッタに接続し、上記第2のトランジスタのベ
ースを上記第9の抵抗の他端に接続し、上記第1の差動
増幅器の出力を上記第10の抵抗を介して上記第2のト
ランジスタのベースに接続して、上記第1の差動増幅器
の出力電圧を出力とするように構成した感温電圧発生回
路を用いた特許請求の範囲第1項〜第8項のいずれか一
項記載の電子楽器の音色制御装置。 10逆対数増幅器として、第3の差動増幅器と、第3.
第4のトランジスタと、第11の抵抗とを有し、上記第
3の差動増幅器の非反転入力と上記第3のトランジスタ
のベースとを接地し、上記第3の差動増幅器の反転入力
を上記第11の抵抗を介して定電モ源に接続し、上記第
3のトランジスタのコレクタを上記第3の差動増幅器の
反転入力に接続し、上記第3の差動増幅器の出力を抵抗
を介して上記第3のトランジスタのエミッタに接続し、
上記第4のトランジスタのエミッタを上記第3のトラン
ジスタのエミッタに接続して、上記第4のトランジスタ
のベースを電圧入力端子、コレクタを電流出力端子とす
るように構成した逆対数増幅器を用いた特許請求の範囲
第1項〜第9項のいずれか一項記載の電子楽器の音色制
御装置。 11 電気信号制御フィルタとして、カットオフ周波
数が入力電流のレベルに正比例して、変化する電流制御
フィルタを用いた特許請求の範囲第1項〜第10項のい
ずれか一項記載の電子楽器の音色制御装置。 12m1のトランジスタと第2のトランジスタとして、
互いに電圧−電流特性の揃ったペア・トランジスタを使
用した特許請求の範囲第9項記載の電子楽器の音色制御
装置。 13第3のトランジスタと第4のトランジスタとして、
互いに電圧−電流特性の揃ったペア・トランジスタを使
用した特許請求の範囲第10項記載の電子楽器の音色制
御装置。 14感温電モ発生回路と逆対数増幅器とを実質的に同一
温度平衡状態においた特許請求の範囲第1項記載の電子
楽器の音色制御装置。[Scope of Claims] 1. A temperature-sensitive voltage generation circuit that generates a voltage that changes in proportion to temperature, an electric signal control filter whose cutoff frequency changes in direct proportion to the level of a control signal, and the temperature-sensitive voltage generation circuit that generates a voltage that changes in proportion to the temperature. at least one cutoff frequency control voltage generation circuit that receives the output voltage of the circuit as an input and generates a voltage that changes in proportion to temperature and corresponds to the cutoff frequency of the electrical signal control filter; and a semiconductor as an antilog conversion element. an anti-logarithmic amplifier using a PN junction, and the electrical signal control filter is controlled by an electrical signal obtained by anti-logarithmically converting the output voltage of the cut-off frequency control voltage generation circuit with the anti-logarithmic amplifier. A timbre control device for an electronic musical instrument, characterized in that a signal obtained by passing a sound source signal through the electric signal control filter is used as a musical tone signal. 2 As a cut-off frequency control voltage generation circuit, a scale voltage generation circuit that receives the output voltage of the temperature-sensitive voltage generation circuit as an input, changes in proportion to temperature, and generates a scale voltage corresponding to the scale frequency, and the temperature-sensitive voltage A cutoff frequency shift voltage generation circuit that receives the output voltage of the generation circuit as an input and generates a voltage that changes in proportion to temperature and whose level is variable; the output voltage of the scale voltage generation circuit; and the cutoff frequency shift voltage generation circuit. The electronic musical instrument according to claim 1, further comprising: an adder circuit for appropriately adding levels of the output voltage of the adder circuit, and a cut-off frequency control voltage generating circuit whose output is the output voltage of the adder circuit. Control device. 3 As a scale voltage generation circuit, a voltage-current conversion circuit that converts the output voltage of the temperature-sensitive voltage generation circuit into a current proportional to the output voltage, and a voltage-current conversion circuit that receives the output current of the voltage-current conversion circuit as input and corresponds to the scale frequency. and a forging pressure generation circuit that generates an arithmetic voltage, the tone of the electronic musical instrument according to claim 2, which uses a scale voltage generation circuit whose output voltage is the output voltage of the forging pressure generation circuit. Control device. 4 As a voltage-current conversion circuit, an inverting amplifier that inverts and amplifies a DC voltage, a differential amplifier, and a first .
a second resistor, a third resistor, and a field effect transistor; a connection point between the first and second resistors is connected to a non-inverting input of the differential amplifier; one end and the source of the field effect transistor are connected to the inverting input of the differential amplifier, the output of the differential amplifier is connected to the gate of the field effect transistor, and the output of the inverting amplifier is connected to the second resistor. the other end of the first resistor and the other end of the third resistor are connected to the input of the inverting amplifier, and the output voltage of the temperature-sensitive voltage generating circuit is connected to the input of the inverting amplifier. 4. The timbre control device for an electronic musical instrument according to claim 3, which uses an electromotive current conversion circuit configured to input a current and obtain an output current to the drain of the field effect transistor. 5 As a forging pressure generation circuit, both terminals of adjacent key switches of a plurality of key switches having a common bus bar are connected with equal resistance values, and the lowest tone (or highest tone) is connected. It has a keyboard in which the terminals of the corresponding key switches are connected to a fixed potential point, and a voltage follower, and the output current of the voltage-current conversion circuit is connected to the highest (or lowest) tone of the keyboard. Claim No. 1, which uses a forged motor generating circuit configured to lead to a terminal of a key switch corresponding to the key switch, and at the same time convert the impedance of the voltage of the bus bar when the key is turned on by the voltage follower and output it. The timbre control device for an electronic musical instrument according to item 3 or 4. 6. As a cut-off frequency shift voltage generation circuit, a three-terminal variable resistor is provided, and the output voltage of the temperature-sensitive voltage generation circuit and the output voltage of the temperature-sensitive voltage generation circuit are connected to both terminals of the three-terminal variable resistor. Claim 2, which uses a cut-off frequency shift voltage generation circuit configured to apply a voltage inverted by an inverting amplifier and output the voltage appearing at the sliding terminal of the three-terminal variable resistor. - The timbre control device for an electronic musical instrument according to any one of Items 5 to 5. 7. Claims 2 to 7 which use a cutoff frequency shift voltage generation circuit that outputs an electrical signal having an output amplitude proportional to the output voltage of the temperature sensitive voltage generation circuit as the cutoff frequency shift voltage generation circuit. The timbre control device for an electronic musical instrument according to any one of Item 5. 8. A waveform generator that outputs amplitude information of a desired waveform as an electrical signal as a cutoff frequency shift voltage generation circuit;
a multiplication circuit that receives the output signal of the waveform generator and the output voltage of the temperature-sensitive voltage generation circuit as input and outputs a voltage proportional to the product of the levels of these two outputs; The timbre control device for an electronic musical instrument according to claim 7, which uses a cutoff frequency shift voltage generation circuit configured to output. 9 As a temperature-sensitive voltage generation circuit, first and second differential amplifiers, first and second differential amplifiers, and first and second differential amplifiers; a second transistor, a seventh transistor, an eighth transistor; ninth and tenth resistors, the inverting inputs of the first and second differential amplifiers are connected to a constant voltage source via the seventh and eighth resistors, respectively; The non-inverting input of the second differential amplifier, one end of the ninth resistor, and the base of the first transistor are grounded, and the collectors of the first and second transistors are connected to the difference between the first and second transistors. the output of the second differential amplifier is connected to the emitter of the second transistor through a resistor, and the emitter of the second transistor is connected to the emitter of the first transistor. and connecting the base of the second transistor to the other end of the ninth resistor, and connecting the output of the first differential amplifier to the base of the second transistor via the tenth resistor. An electronic musical instrument according to any one of claims 1 to 8, which uses a temperature-sensitive voltage generation circuit configured to output the output voltage of the first differential amplifier. Tone control device. 10 anti-logarithmic amplifier, a third differential amplifier;
a fourth transistor and an eleventh resistor, the non-inverting input of the third differential amplifier and the base of the third transistor are grounded, and the inverting input of the third differential amplifier is grounded; The eleventh resistor is connected to a constant voltage source, the collector of the third transistor is connected to the inverting input of the third differential amplifier, and the output of the third differential amplifier is connected to the resistor. connected to the emitter of the third transistor through
A patent using an anti-logarithmic amplifier configured such that the emitter of the fourth transistor is connected to the emitter of the third transistor, and the base of the fourth transistor is used as a voltage input terminal and the collector as a current output terminal. A tone color control device for an electronic musical instrument according to any one of claims 1 to 9. 11. The timbre of the electronic musical instrument according to any one of claims 1 to 10, which uses a current control filter whose cutoff frequency changes in direct proportion to the input current level as the electric signal control filter. Control device. As a 12m1 transistor and a second transistor,
10. The timbre control device for an electronic musical instrument according to claim 9, which uses a pair of transistors having the same voltage-current characteristics. 13 As the third transistor and the fourth transistor,
11. The timbre control device for an electronic musical instrument according to claim 10, which uses a pair of transistors having the same voltage-current characteristics. 14. The timbre control device for an electronic musical instrument according to claim 1, wherein the temperature-sensitive electromotive generator circuit and the antilogarithmic amplifier are kept in substantially the same temperature equilibrium state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52017553A JPS5830597B2 (en) | 1977-02-18 | 1977-02-18 | Tone control device for electronic musical instruments |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52017553A JPS5830597B2 (en) | 1977-02-18 | 1977-02-18 | Tone control device for electronic musical instruments |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53102730A JPS53102730A (en) | 1978-09-07 |
| JPS5830597B2 true JPS5830597B2 (en) | 1983-06-30 |
Family
ID=11947094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52017553A Expired JPS5830597B2 (en) | 1977-02-18 | 1977-02-18 | Tone control device for electronic musical instruments |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830597B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57171394A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-21 | Victor Company Of Japan | Pronouncing circuit for electronic musical instrument |
-
1977
- 1977-02-18 JP JP52017553A patent/JPS5830597B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53102730A (en) | 1978-09-07 |
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