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JPS5836798B2 - electronic musical instruments - Google Patents
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JPS5836798B2 - electronic musical instruments - Google Patents

electronic musical instruments

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Publication number
JPS5836798B2
JPS5836798B2 JP51115418A JP11541876A JPS5836798B2 JP S5836798 B2 JPS5836798 B2 JP S5836798B2 JP 51115418 A JP51115418 A JP 51115418A JP 11541876 A JP11541876 A JP 11541876A JP S5836798 B2 JPS5836798 B2 JP S5836798B2
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JP
Japan
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filter
digital
frequency
musical tone
signal
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JP51115418A
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Japanese (ja)
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JPS5341214A (en
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秀雄 鈴木
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Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子楽器に関し、特に音高によって楽音の
音色が変化することを防止した電子楽器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic musical instrument, and more particularly to an electronic musical instrument that prevents the timbre of musical sounds from changing due to pitch.

楽音の音色(高調波含有率)を音高にかかわりなくほぼ
一定に保つようにした電子楽器としては、特公昭49−
9371号明細書に示されているものがある。
As an electronic musical instrument that keeps the timbre (harmonic content) of musical sounds almost constant regardless of the pitch, the
There is one shown in the specification of No. 9371.

この電子楽器は、音源信号の信号路に可変フィルタを設
け、音源信号を入力する周波数弁別器の出力電圧で可変
フィルタの特性を変化させ、以て音高にかかわりなく一
定の音色の楽音を発生するようにしたものである。
This electronic musical instrument has a variable filter installed in the signal path of the sound source signal, and the characteristics of the variable filter are changed by the output voltage of a frequency discriminator that inputs the sound source signal, thereby generating a musical tone with a constant tone regardless of the pitch. It was designed to do so.

かかる構成によっても音色補償の効果をある程度達成で
きる。
Even with such a configuration, the effect of timbre compensation can be achieved to some extent.

しかし、可変フィルタの特性制御素子(例えば電界効果
トランジスタ)の非直線性による音色の変動を完全に補
償することは極めて困難であり、完全な音色補償を達成
することは不可能である。
However, it is extremely difficult to completely compensate for variations in timbre due to nonlinearity of a characteristic control element (for example, a field effect transistor) of a variable filter, and it is impossible to achieve complete timbre compensation.

また、可変フィルタの特性を制御するために周波数弁別
器を設けなければならないという問題もある。
Another problem is that a frequency discriminator must be provided to control the characteristics of the variable filter.

この発明は、上記諸問題を解決し、音高にかかわらずほ
ぼ完全に均一の音色の楽音を発生する新規な電子楽器を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a new electronic musical instrument that generates musical tones with almost completely uniform timbre regardless of pitch.

以下、添付図面を参照してこの発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は、この発明による電子楽器の一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an electronic musical instrument according to the present invention.

同図において、1は鍵盤回路、2は電圧制御型可変周波
数発振器(以下■COと記す)、3は楽音信号発生回路
、4は電圧制御型増幅器(以下VCAと記す)、5およ
び6は音響装置を構成する電力増幅器およびスピーカ、
7および8はエンベロープゼネレータである。
In the figure, 1 is a keyboard circuit, 2 is a voltage-controlled variable frequency oscillator (hereinafter referred to as CO), 3 is a musical tone signal generation circuit, 4 is a voltage-controlled amplifier (hereinafter referred to as VCA), and 5 and 6 are audio power amplifier and speaker that constitute the device;
7 and 8 are envelope generators.

鍵盤(図示せず)のある鍵が押されると、当該鍵に対応
する音高電圧が鍵盤回路1から出力され、この音高電圧
によってVCO2の発振周波数が制御される。
When a certain key on a keyboard (not shown) is pressed, a pitch voltage corresponding to the key is output from the keyboard circuit 1, and the oscillation frequency of the VCO 2 is controlled by this pitch voltage.

VCO2の発振出力は楽音信号発生回路3にクロツクと
して供給される。
The oscillation output of the VCO 2 is supplied to the musical tone signal generating circuit 3 as a clock.

楽音信号発生回路3の出力はVCA4を介して電力増幅
器5に入力され、電力増幅されたのちスピーカ6から楽
音として発音される。
The output of the musical tone signal generating circuit 3 is inputted to a power amplifier 5 via a VCA 4, and after power amplification is performed, a musical tone is produced from a speaker 6.

上記エンベローブゼネレータ7,8は、鍵の押圧期間に
鍵盤回路1から出力されるキーイング信号を受けてエン
ベロープ電圧を発生する。
The envelope generators 7 and 8 generate an envelope voltage in response to a keying signal output from the keyboard circuit 1 during a key press period.

VCA4の利得は一方のエンベロープゼネレータ8の出
力により制御されるもので、これにより楽音にアタック
、ファストデイケイ、サステイン、セカンドデイケイ等
の自然楽器音に類似した振幅の時間的変化特性が付与さ
れる。
The gain of the VCA 4 is controlled by the output of one of the envelope generators 8, and this gives musical tones temporal amplitude change characteristics similar to those of natural musical instrument sounds, such as attack, fast decay, sustain, and second decay. Ru.

また他方のエンベロープゼ゛ネレータ7の出力によりV
CO2の発振周波数が徴少量だけ制御され、楽音に自然
楽器音に類似したピッチの時間的変化特性が付与される
Also, the output of the other envelope generator 7 causes V
The oscillation frequency of CO2 is controlled by a certain amount, giving the musical tone a temporal change characteristic of pitch similar to that of a natural musical instrument.

なお、鍵盤回路1、音高電圧およびキーイング信号、エ
ンベロープゼネレータ7,8、エンベロープ電圧は在来
の電子楽器におけるものと同様であってよいので、これ
以上の説明はおこなわない。
Note that the keyboard circuit 1, pitch voltage and keying signal, envelope generators 7 and 8, and envelope voltage may be the same as those in a conventional electronic musical instrument, so further explanation will not be given.

上記楽音信号発生回路3は、発生する楽音信号の基本周
波数は入力されるクロツクの周波数に忠実に追従して変
化するが、当該楽音信号のスペクトラム分布状態(高調
波含有率)はクロツク周波数が変化しても変わらないよ
うに構成されている。
The musical tone signal generation circuit 3 changes the fundamental frequency of the generated musical tone signal faithfully following the frequency of the input clock, but the spectrum distribution state (harmonic content) of the musical tone signal changes as the clock frequency changes. It is configured in such a way that it will not change.

したがってこの発明の電子楽器は、どの鍵を押したとき
もスペクトラム分布状態が一定の楽音信号が得られ、し
たがってどの鍵を押したときも同一音色の楽音が得られ
る。
Therefore, with the electronic musical instrument of the present invention, a musical tone signal with a constant spectrum distribution state can be obtained no matter which key is pressed, and therefore a musical tone with the same tone can be obtained no matter what key is pressed.

上記楽音信号発生回路3の構成を以下に説明するが、そ
れに先だってスイッチング型デイジタルRCフィルタに
ついて説明する。
The configuration of the musical tone signal generating circuit 3 will be explained below, but first, the switching type digital RC filter will be explained.

第2図に、並列スイッチング型のデイジタルRCフィル
タPおよびその周辺回路の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of a parallel switching type digital RC filter P and its peripheral circuit.

デイジタルRCフィルタFの入力端子Tiと出力端子T
oとの間の信号線に抵抗Rが直列に接続され、該信号線
の出力端子To側とグランドとの間に4個のキャパシタ
CがそれぞれトランジスタTrを介して接続されている
Input terminal Ti and output terminal T of digital RC filter F
A resistor R is connected in series to the signal line between the signal line and the signal line, and four capacitors C are connected between the output terminal To side of the signal line and the ground, respectively, via transistors Tr.

これらトランジスタTrは、他のスイッチング素子例え
ば電界効果トランジスタさらには機械スイッチ等に置き
替え得るものである。
These transistors Tr can be replaced with other switching elements such as field effect transistors or even mechanical switches.

またキャパシタCは4個に限らず任意の個数だけ設けて
もよい。
Further, the number of capacitors C is not limited to four, but any number may be provided.

各トランジスタTrは一定のタイミングで順番に導通さ
れる。
Each transistor Tr is sequentially turned on at a fixed timing.

本例では、クロツク端子Tcに入力されるクロツクが2
ビットのパイナリカウンタ21に入力され、このカウン
タ21の各ビットの出力がタイミングパルスとしてデイ
ジタルRCフィルタFに供給される。
In this example, the clock input to the clock terminal Tc is 2
The signal is input to a bit binary counter 21, and the output of each bit of this counter 21 is supplied to a digital RC filter F as a timing pulse.

デイジタルRCフィルタF内に設けられたデコーダ22
は上記タイミングパルスに基づいてドライブパルスS1
,S2,S3,S4を発生し、このドライブパルス81
〜S4により各トランジスタTrが順番にドライブされ
る。
Decoder 22 provided in digital RC filter F
is the drive pulse S1 based on the above timing pulse.
, S2, S3, S4, and this drive pulse 81
~S4, each transistor Tr is sequentially driven.

各ドライブパルスS,〜S4とクロツクとのタイミング
関係は第3図に示す通りである。
The timing relationship between each drive pulse S, -S4 and the clock is as shown in FIG.

なお、本例のデイジタルRCフィルタFはデコーダ22
を備えているが、タイミングパルスが各トランジスタT
rを直接ドライブできる形態の場合はデコーダ22は不
要である。
Note that the digital RC filter F in this example is the decoder 22.
However, the timing pulse is applied to each transistor T
In the case of a configuration in which r can be directly driven, the decoder 22 is not necessary.

このデイジタルRCフィルタFは、第4図に示すような
多数の通過バンドbを有する櫛歯状のフィルタ特性を呈
する。
This digital RC filter F exhibits a comb-like filter characteristic having a large number of pass bands b as shown in FIG.

各通過バンドbの中心周波数は互に調和(整数倍)関係
にあり、タイミングパルスないしドライブパルスS,〜
S4の各次高調波周波数に一致している。
The center frequencies of each passband b are harmonically (integral multiples) related to each other, and the timing pulses or drive pulses S, ~
This corresponds to each harmonic frequency of S4.

そして各通過バンドbの帯域幅BWは、 で表わされ、抵抗RとキャパシタCの値によって決まる
The bandwidth BW of each pass band b is expressed as follows, and is determined by the values of the resistor R and capacitor C.

また各通過バンドbの中心周波数における相対利得Aは
、 で表わされる。
Further, the relative gain A at the center frequency of each pass band b is expressed as follows.

ただし、サンプリング間隔γ=エ サンプリン1
4゛ グ周期T=7prある(第3図参照)・ (2)式ならびに第4図から明らかなように、本例のデ
イジタルRCフィルタFは、ドライブパルス81〜S4
の4倍の周波数4f,の整数倍周波数4fp−8fp,
12fp−・・・・・・・・・に対しては通過バンドを
持たない。
However, sampling interval γ=E sample 1
The digital RC filter F of this example has a 4°g period T = 7pr (see Figure 3). As is clear from equation (2) and Figure 4, the digital RC filter F of this example
4 times the frequency 4f, an integral multiple of the frequency 4fp-8fp,
There is no pass band for 12fp-.

なお、(1)式と(2)式は次のように一般化できる。Note that equations (1) and (2) can be generalized as follows.

ただし、NはキャパシタCの個数に等しく、またクロツ
ク周波数はNf,となる。
However, N is equal to the number of capacitors C, and the clock frequency is Nf.

以上に述べたように、スイッチング型デイジタルRCフ
ィルタはタイミングパルスの各次高調波周波数に等しい
中心周波数を持つ多数の通過バン?から成る櫛歯状のフ
ィルタ特性を有し、しかもタイミングパルスの周波数を
変化しても上記関係は変化せずまた各通過バンドの相対
利得も不変である。
As mentioned above, a switching digital RC filter has a large number of passbands with a center frequency equal to each harmonic frequency of the timing pulse. Furthermore, even if the frequency of the timing pulse is changed, the above relationship does not change, and the relative gain of each passband remains unchanged.

なお、スイッチング型デイジタルRCフィルタとしては
並列スイッチング型のほかに直列スイッチング型もあり
、いずれもこの発明に適用できる。
In addition to the parallel switching type, there are also series switching types as switching type digital RC filters, and both can be applied to the present invention.

なおこのようなデイジタルReフィルタは各種の文献、
例えば米国の雑誌Electronics(エレクトロ
ニクス)の1967年7月24日号、91ページから1
00ページに紹介されており既に公知であるので、動作
原理ならびに変形等についてのこれ以上の説明は行なわ
ない。
Note that such digital Re filters are described in various documents,
For example, the July 24, 1967 issue of the American magazine Electronics, pages 91 to 1.
Since it is introduced on page 00 and is already known, no further explanation of the operating principle, modifications, etc. will be given.

第5図に、上記楽音信号発生回路3の一例を示す。FIG. 5 shows an example of the musical tone signal generating circuit 3. As shown in FIG.

同図において、Fo,F1,・・・・・・・・・, F
n −1はスイッチング型デイジタルRCフィルタで
あり、それぞれ第2図のデイジタルRCフィルタFと同
一の構成を有する。
In the same figure, Fo, F1, ......, F
n-1 is a switching type digital RC filter, each having the same configuration as the digital RC filter F in FIG.

(n+1)ビットのパイナリカウンタ31は、クロツク
入力端子INに印加されるクロツク(周波数は2 n
+ 1 , fp )を分周する分周手段を構戒するも
ので、各デイジタルRCフィルタF。
The (n+1) bit pinary counter 31 receives a clock (frequency is 2n) applied to the clock input terminal IN.
+1, fp), and each digital RC filter F.

,F1,・・・・・・・・・, F n −1 のタイ
ミングパルスを発生する。
, F1, . . . , F n −1 timing pulses are generated.

このパイナリカウンタ31の第1ビット目と第2ビット
目の出力、第2ビット目と第3ビット目の出力、・・・
・・・・・・、第nビット目と第(n+1)ビット目の
出力が、それぞれ各デイジタルRCフィルタF。
The output of the first bit and the second bit of this pinary counter 31, the output of the second bit and the third bit,...
. . . The outputs of the n-th bit and the (n+1)-th bit are respectively output from each digital RC filter F.

,F1,・・・・・・・・・・・・Fn−にタイミング
パルスとして供給される。
, F1, . . . Fn- as a timing pulse.

デイジタルーアナログコンバータ32は上記パイナリカ
ウンタ31とともに、クロツクに基づいて各デイジタル
RCフィルタF。
The digital-to-analog converter 32, together with the pinary counter 31, converts each digital RC filter F based on the clock.

,F1,・・・・・・・・・・・・,Fnっのタイミン
グパルスの各次高調波を含むアナログ信号をつくるデイ
ジタルーアナログ変換手段を構戒するものである。
, F1, . . . , Fn timing pulses.

このデイジタルーアナログコンバータ32はパイナリカ
ウンタ31の各ビットの出力を受けて、第5図の左下、
部に示すような繰り返し周期1/fpの階段状のアナロ
グ信号を発生する。
This digital-to-analog converter 32 receives the output of each bit of the pinary counter 31 and converts it into the lower left corner of FIG.
A step-like analog signal with a repetition period of 1/fp as shown in FIG.

勿論、このアナログ信号には、各デイジタルRCフィル
タF。
Of course, each digital RC filter F is applied to this analog signal.

,F1・・・・・・・・・・・・F n−1のタイミン
グパルスの各次高調波成分が含まれている。
, F1 . . . . Each harmonic component of the timing pulse of F n-1 is included.

このアナログ信号は各デイジタルRCフィルタF。This analog signal is sent to each digital RC filter F.

,F,,・・・・・・・・・z F n 1 s
に共通に入力され、各デイジタルRCフィルタF。
,F,,......z F n 1 s
is commonly input to each digital RC filter F.

,Fly ・・・・・・・・・F n−1の出力は加
算抵抗としての可変抵抗R。
, Fly ......F n-1 output is a variable resistor R as an addition resistor.

,R1,・・・・・・・・・,Rn−1によって加算さ
れたのち出力端子OUTから楽音信号として取り出され
る。
, R1, . . . , Rn-1, and then taken out as a musical tone signal from the output terminal OUT.

つぎにこの楽音信号発生回路3の動作を説明する。Next, the operation of this musical tone signal generating circuit 3 will be explained.

入カクロツクの周波数を2n+1・f,とすると、第1
のデイジタルRCフィルタF。
If the frequency of the input clock is 2n+1・f, then the first
digital RC filter F.

に供給されるタイミングパルスの周波数は2°・fp,
21・fpであるから、このデイジタルRCフィルタF
The frequency of the timing pulse supplied to is 2°·fp,
21 fp, this digital RC filter F
.

の内部、に発生するドライブパルス(第2図の81 +
82 + 83 t 84に相当する)の周波数は2
0・fpとなる。
The drive pulse generated inside (81 + in Figure 2)
82 + 83 t (corresponding to 84) has a frequency of 2
It becomes 0.fp.

したがってこのデイジタルRCフィルタF。Therefore, this digital RC filter F.

は、中心周波数がそれぞれf,,2fp,3fp,”)
fp,6f,,’tf,,9f,,,......・・
・の多数の通過バンドから成る櫛歯状のフィルタ特性を
呈する。
have center frequencies f,,2fp,3fp,'')
fp,6f,,'tf,,9f,,,. .. .. .. .. ..・・・
It exhibits comb-like filter characteristics consisting of a large number of pass bands.

また第2のデイジタルRCフィルタF1に周波数21・
f , , 22・f,のタイミングパルスが供給され
るから、このデイジタルRCフィルタFは中心周波数が
それぞれ2f,,4f,,1 6f,, 1of,,12/P ,14fP ,18f
P,・・・・・・・・・の多数の通過バンドから成る櫛
歯状のフィルタ特性を呈する。
Also, the second digital RC filter F1 has a frequency of 21.
Since the timing pulses f, , 22·f, are supplied, the center frequencies of this digital RC filter F are 2f, 4f, 16f, 1of, 12/P, 14fP, 18f, respectively.
It exhibits comb-like filter characteristics consisting of a large number of pass bands P, . . . .

同様に、デイジタルRCフィルタF n−1は中心周波
数がそれぞれ2n−1・f ,2n−f ,2n+l−
fp,2n+3・pp f ,2n+4.1 ,2n+5,7’,,,pp 2n+7・f ,2n+8・f ,・・・・・・・・・
の多数pp の通過バンドから成る櫛歯状のフィルタ特性を呈する。
Similarly, the digital RC filter F n-1 has center frequencies of 2n-1·f, 2n-f, 2n+l-
fp,2n+3・pp f ,2n+4.1 ,2n+5,7',,,pp 2n+7・f ,2n+8・f ,・・・・・・・・・
It exhibits comb-like filter characteristics consisting of a large number of passbands pp.

デイジタルーアナログコンバータ32でつくられたアナ
ログ信号に含まれる各タイミングパルスの高調波成分は
、各デイジタルRCフィルタF() r Fl y・・
・・・・・・・, F n−1のフィルタ特性にしたが
って抽出され可変抵抗Ro ,R1,・・・・・・・・
・,Rn−1の回路によって加算され出力端子OUTに
出力される。
The harmonic components of each timing pulse included in the analog signal created by the digital-to-analog converter 32 are processed by each digital RC filter F() r Fl y...
......, variable resistors Ro, R1, ...... extracted according to the filter characteristics of F n-1.
, Rn-1 and output to the output terminal OUT.

すなわち、各タイミングパルスの高調波成分から成る楽
音信号が出力端子OUTに得られる。
That is, a musical tone signal consisting of harmonic components of each timing pulse is obtained at the output terminal OUT.

そして、各デイジタルRCフィルタF。,F1,・・・
・・・・・・, F n−1の各通過バンドの中心周波
数とクロツクの、周波数との関係はクロツクの周波数を
変化しても常に成立しており、また各通過バンドの相対
利得もクロックの周波数に関係なく一定であり、さらに
デイジタルーアナログコンバータ32によって得られる
アナログ信号はクロツクの周波数を変化しても常に各デ
イジタルRCフィルタF。
And each digital RC filter F. ,F1,...
......, The relationship between the center frequency of each pass band of F n-1 and the frequency of the clock always holds even if the clock frequency is changed, and the relative gain of each pass band is also the same as that of the clock. The analog signal obtained by the digital-to-analog converter 32 is constant regardless of the frequency of the clock, and the analog signal obtained by the digital-to-analog converter 32 is always connected to each digital RC filter F even if the clock frequency is changed.

,F1,・・・・・・・・・・・・,Fn−1のタイミ
ンク゛信号の高調波成分を含みまた当該各高調波成分の
相対レベルは常に一定である。
, F1, . . . , Fn-1, and the relative level of each harmonic component is always constant.

したがってこの楽音?号発生回路3によれば、単一のク
ロツクに基づいて互に調和関係にある複数の異なる周波
数成分から成る楽音信号が得られ、しかも各周波数成分
の相対レベルを一定に保ちつつ当該各周波数或分の周波
数をクロツクの周波数によって任意に変化することがで
きる。
So this musical tone? According to the signal generating circuit 3, a musical tone signal consisting of a plurality of different frequency components that are in a harmonic relationship with each other can be obtained based on a single clock, and moreover, the relative level of each frequency component can be kept constant while each frequency or The frequency of the clock can be changed arbitrarily by changing the frequency of the clock.

慣言すれば、この実施例によって得られる楽音信号の基
本周波数はクロツクの周波数に追従して変化するが、こ
の楽音信号の基本周波数に対するスペクトラム分布の状
態はクロツク周波数に関係なく一定である。
In other words, the fundamental frequency of the musical tone signal obtained by this embodiment changes in accordance with the clock frequency, but the state of the spectrum distribution with respect to the fundamental frequency of this musical tone signal is constant regardless of the clock frequency.

かくして、この発明の電子楽器によれば、鍵盤のどの鍵
を押圧したときも一様の音色の楽音信号が得られる。
Thus, according to the electronic musical instrument of the present invention, a musical tone signal with a uniform tone can be obtained no matter which key on the keyboard is pressed.

なお、楽音信号のスペクトラム分布の状態すなわち音響
装置のスピーカ6から発音される楽音の音色は、可変抵
抗R。
The state of the spectrum distribution of the musical tone signal, that is, the tone of the musical tone emitted from the speaker 6 of the audio device, is determined by the variable resistor R.

,R1,・・・・・・・・・,Rn−1の抵抗値を調節
して各デイジタルRCフィルタF。
, R1, . . . , Rn-1 are adjusted to form each digital RC filter F.

F1,・・・・・・・・・, F n−1の出力の混合
比を変えることによって変化できる。
It can be changed by changing the mixing ratio of the outputs of F1, . . . , F n-1.

さて上に述べた楽音信号発生回路3は、タイミングパル
スを発生する分周手段がパイナリカウンタであったため
、得られるタイミングパルスの周波数はf,の2のべき
乗倍の周波数、すなわちfp,2fp,4fp,8fp
,16fp,・・・・・・・・・に限られてしまう。
Now, in the musical tone signal generation circuit 3 described above, since the frequency dividing means for generating the timing pulse is a pinary counter, the frequency of the obtained timing pulse is a frequency that is a power of 2 of f, that is, fp, 2fp, 4fp, 8fp
, 16fp, . . .

また同様に、各デイジタルRCフィルタに人力されるア
ナログ信号を発生するデイジタルーアナログ変換手段は
パイナリカウンタとデイジタルーアナログコンパータで
構成されているため、アナログ信号に含まれる周波数成
分はjp ,2fp ,4fp ,8fp ,1 6f
p ,・・・・・・・・・の周波数戒分に限られてしま
う。
Similarly, since the digital-to-analog conversion means that generates the analog signal manually input to each digital RC filter is composed of a pinary counter and a digital-to-analog converter, the frequency components included in the analog signal are jp, 2fp. ,4fp ,8fp ,1 6f
It is limited to the frequency precepts of p,...

したがって、前記の楽音信号発生回路3を用いて構成し
た電子楽器から得られる楽音は、fp,2fp,4fp
,sfp 16fp ,32fp ,・・・・・・・
・・の周波数成分から成るものに限られてしまう。
Therefore, the musical tones obtained from the electronic musical instrument configured using the musical tone signal generation circuit 3 are fp, 2fp, 4fp.
, sfp 16fp , 32fp , ...
It is limited to those consisting of frequency components.

かかる制約は、第6図に示すような構或の楽音信号発生
回路3′を用いることによって解消できる。
Such restrictions can be overcome by using a musical tone signal generating circuit 3' having a structure as shown in FIG.

同図に示した楽音信号発生回路3′にあっては、各デイ
ジタルRCフィルタF。
In the musical tone signal generating circuit 3' shown in the figure, each digital RC filter F.

,F1,・・・・・・・・・,F n−1のタイミング
パルスを発生する分周手段は、n個の分周器D。
, F1, . . . , F n-1 timing pulses are generated by n frequency dividers D.

,D1,・・・・・・・・・D n−1とn個の1/2
分周器d。
,D1,...D n-1 and n 1/2
Frequency divider d.

,d1,曲・曲d n −1とから構成されており、各
デイジタルRCフィルタF。
, d1, and song/song d n -1, and each digital RC filter F.

,F,・・・・・・・・・y Fn 3 y Fn
−2 t Fn −1にはそれらの第l通過バンドの中
心周波数が、それぞれf,,?f p ,”・””,(
n−s) f p ,(n 2 )fp,(n−1)
f,となるようなタイミングパルスが供給される。
,F,・・・・・・・・・y Fn 3 y Fn
−2 t Fn −1 have the center frequencies of their l-th pass bands f,,? f p ,”・””,(
n-s) f p , (n 2 ) fp, (n-1)
A timing pulse is supplied such that f.

すなわち、各分周器D。tD1”・=・・t D n
−s + D n −2 $ D n−tはそれぞれ周
波数2f p * 4fp +・””””p 2 (n
s )fp ,2(n−2)fp ,2(n−1)
fpのパルスを出力する。
That is, each frequency divider D. tD1”・=・tDn
−s + D n −2 $ D n−t is the frequency 2f p * 4fp +・””””p 2 (n
s)fp,2(n-2)fp,2(n-1)
Outputs fp pulse.

そしてクロツク入力端子INに入力されるクロックの周
波数は、各分周器D。
The frequency of the clock input to the clock input terminal IN is determined by each frequency divider D.

,D1,・・・・・・・・・t D n −1の出力パ
ルスの周波数の最小公倍数に一致する。
, D1, . . . t D n −1 corresponds to the least common multiple of the frequencies of the output pulses.

逆に云えば、各分周器D。,D1,・・・・・・・・・
, D n−1は共通のクロツクに基づいて上記の如き
所定の周波数のパルスを出力するような分周率を持って
いる。
Conversely, each frequency divider D. ,D1,・・・・・・・・・
, Dn-1 have a frequency division ratio so as to output pulses of a predetermined frequency as described above based on a common clock.

またこの実施例においては、各デイジタルRCフィルタ
F。
Further, in this embodiment, each digital RC filter F.

,F1,・・・・・・・・・,F n−1のタイミング
パルスの高調波を含むアナログ信号は、クロツク、を入
力とするカウンタ33とこのカウンタ33の出力を入力
とするデイジタルーアナログコンバータ32とから成る
デイジタルーアナログ変換手段によって発生される。
, F1, . The signal is generated by a digital-to-analog conversion means comprising a converter 32.

具体的に云えば、n=2の場合、分周器D。Specifically, when n=2, the frequency divider D.

,D1 s D2の分周率はそれぞれ1/2 , 1/
3 ,1/6であり、クロツク周波数は12f,であり
、またカウンタ33は12進カウンタである。
, D1 s D2 have a dividing ratio of 1/2 and 1/, respectively.
3,1/6, the clock frequency is 12f, and the counter 33 is a hexadecimal counter.

以上の説明から明らかなように、本例の楽音信号発生回
路3′においては、各デイジタルRCフィルタF y
F1 s ””””” s F n −3 p F n
−2 )F n−tの第1通過バンドの中心周波数は
それぞれf ,2f ,・・”・・・・・,2(n
3)fp,pp 2(n 2)/p,2(n 1)fpとなり、また
各デイジタルRCフィルタF。
As is clear from the above explanation, in the musical tone signal generation circuit 3' of this example, each digital RC filter F y
F1 s ””””” s F n −3 p F n
-2) The center frequencies of the first pass band of F n-t are f , 2f ,...”..., 2(n
3) fp, pp 2(n 2)/p, 2(n 1) fp, and each digital RC filter F.

,F1,・・・・・・・・・F n 3 t Fn
2 s Fn 1には周波数fp,2f p t−
・・−・−・・p 2 (n−3)fp t 2 (n
−2 )fp,2(n−1)fpの成分およびその高
調波成分を含むアナログ信号が入力されるため、連続し
たスペクトラム分布を有する楽音信号を得ることができ
る。
,F1,...Fn3tFn
2 s Fn 1 has the frequency fp, 2f p t-
・・・−・・p 2 (n-3) fp t 2 (n
-2)fp, 2(n-1)fp and its harmonic components are input, so it is possible to obtain a musical tone signal having a continuous spectrum distribution.

この場合、第1図の電子楽器において楽音の音色を発音
時からの時間経過にしたがって変化されるには、楽音信
号発生装置3の構成を一部変更すればよい。
In this case, in order to change the timbre of a musical tone in accordance with the passage of time from the time of sound generation in the electronic musical instrument shown in FIG. 1, the configuration of the musical tone signal generating device 3 may be partially changed.

第7図はそのような変更を加えた楽音信号発生装置3“
の一例を示すもので、デイジタルーアナ口グコンバータ
32の出力は新たに設けられた電圧制御型フィルタ34
を介して各デイジタルRCフィルタF。
Figure 7 shows a musical tone signal generator 3'' with such changes.
This shows an example, and the output of the digital-to-analog converter 32 is connected to a newly installed voltage-controlled filter 34.
through each digital RC filter F.

,F1,・・・・・・・・・t F n −1 に入力
される。
, F1, ......t F n -1.

この電圧制御型フィルタ34のフィルタ特性例えばカッ
トオフ周波数等は、鍵盤回路1からのキーイング信号を
受けて動作するエンペロープゼネレータ35から出力さ
れる制御電圧(エンベロープ電圧)によって時間ととも
に変化せしめられる。
The filter characteristics, such as the cutoff frequency, of the voltage-controlled filter 34 are changed over time by a control voltage (envelope voltage) output from an envelope generator 35 that operates in response to a keying signal from the keyboard circuit 1.

これにより、楽音の音色を時間とともに変化させること
が可能となることは明らかである。
It is clear that this allows the timbre of musical sounds to change over time.

なお、第7図において第5図と同等部分には同符号が付
されている。
In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 5 are given the same reference numerals.

なお、上記説明では楽音信号発生回路3に入力される各
鍵に対応した周波数信号を形成する手段として、鍵盤回
路1からの音高電圧で駆動されるVCO2を使用した場
合につき説明したが、この発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば各鍵に対応した周波数信号を常時出力
する音源回路(発振器と分周器との組合せ)からの出力
を鍵操作により選択開閉するような方式のもの等を使用
し得ることは勿論である。
Note that in the above explanation, the case was explained in which the VCO 2 driven by the pitch voltage from the keyboard circuit 1 was used as a means for forming a frequency signal corresponding to each key input to the musical tone signal generation circuit 3. The invention is not limited to this, but for example, a system in which the output from a sound source circuit (a combination of an oscillator and a frequency divider) that constantly outputs a frequency signal corresponding to each key is selectively opened and closed by key operation. Of course, it is also possible to use the following.

要は鍵操作に伴ない該操作鍵に対応した周波数信号を楽
音信号発生回路3に供給すればよいものである。
The point is that it is sufficient to supply the musical tone signal generation circuit 3 with a frequency signal corresponding to the operated key as the key is operated.

以上に述べたように、この発明の電子楽器は、操作鍵に
対応する基本周波数成分とその高調波成分とを含みかつ
スペクトラム分布すなわち高調波含有率が基本周波数に
関係なく一定の楽音信号を発生する楽音信号発生回路を
備えるため、音高に?係なく一様な音色の楽音が得られ
、また楽音信号発生回路はデイジタル的な構成であるた
め音色調整等が極めて容易である等の効果を奏する。
As described above, the electronic musical instrument of the present invention generates a musical tone signal that includes a fundamental frequency component corresponding to an operating key and its harmonic components, and whose spectrum distribution, that is, harmonic content rate, is constant regardless of the fundamental frequency. Because it is equipped with a musical tone signal generation circuit that changes the pitch? A musical tone with a uniform tone can be obtained regardless of the difference in tone, and since the musical tone signal generating circuit has a digital configuration, tone color adjustment etc. are extremely easy.

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

第1図は、この発明による電子楽器の一実施例の全体的
構成を示すブロック図、第2図は公知のスイッチング型
ディジタルRCフィルタの一例を示す回路図、第3図は
第2図に示したデイジタルRCフィルタの動作を説明す
るためのタイミングチャート、第4図は第1図に示した
デイジタルRCフィルタの周波数スペクトラムを示す図
、第5図ないし第7図はそれぞれ第1図に示したこの発
明による電子楽器に用いられる楽音信号発生回路の別異
の構成例を示すブロック図である。 1・・・・・・鍵盤回路、2・・・・・・電圧制御型可
変周波数発振器、3・・・・・・楽音信号発生回路、4
・・・・・・電圧制御型増幅器、5,6・・・・・・音
響装置を構成する増幅器およびスピーカ、7,8,35
・・・・・・エンベロープゼネレータ、Fo− F n
−1・・・・・・スイッチング型デイジタルRCフィル
タ、31,33・・・・・・カウンタ、32・・・・・
・デイジタルーアナログコンバータ、R1〜Rn−1・
・・・・・可変抵抗、D − D n −1・・・・・
・分周器、d − d n−1・・・・・・1/2分周
器、34・・・・・・可変フィルタ。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an electronic musical instrument according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a known switching type digital RC filter, and FIG. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the digital RC filter shown in FIG. 1, and FIGS. 5 to 7 are timing charts showing the frequency spectrum of the digital RC filter shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a different configuration example of a musical tone signal generation circuit used in an electronic musical instrument according to the invention. 1... Keyboard circuit, 2... Voltage controlled variable frequency oscillator, 3... Musical tone signal generation circuit, 4
...Voltage controlled amplifier, 5, 6... Amplifier and speaker constituting the audio device, 7, 8, 35
...Envelope generator, Fo-Fn
-1... Switching type digital RC filter, 31, 33... Counter, 32...
・Digital to analog converter, R1 to Rn-1・
...Variable resistance, D-Dn-1...
- Frequency divider, d-dn-1...1/2 frequency divider, 34...Variable filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 押圧された鍵に対応する周波数信号を出力する音源
回路部と、該音源回路部の出力信号を入力として楽音信
号を発生する楽音信号発生回路と、該楽音信号を楽音に
変換する音響装置とを具備し、上記楽音信号発生回路は
、スイッチング型デイジタルRCフィルタと、上記音源
回路部の出力信号を分周して上記デイジタルRCフィル
タのスイッチングタイミングを制御するためのタイミン
グパルスを発生する手段と、上記音源回路部の出力信号
を受けて上記タイζングパルスの高調波成分を含むアナ
ログ信号を発生して上記デイジタルRCフィルタに入力
する手段とから成り、該デイジタルRCフィルタの出力
信号を上記楽音信号として上記音響装置に入力するよう
に構成したことを特徴とする電子楽器。
1. A sound source circuit section that outputs a frequency signal corresponding to a pressed key, a musical tone signal generation circuit that receives the output signal of the sound source circuit section and generates a musical tone signal, and an audio device that converts the musical tone signal into a musical tone. The musical tone signal generation circuit includes a switching type digital RC filter, and means for frequency-dividing the output signal of the tone generator circuit section to generate a timing pulse for controlling switching timing of the digital RC filter. and means for receiving the output signal of the tone generator circuit section, generating an analog signal containing harmonic components of the timing pulse, and inputting the generated analog signal to the digital RC filter, the output signal of the digital RC filter being used as the musical tone signal. An electronic musical instrument configured to be input to the above-mentioned acoustic device.
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