JPS599071B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、可聴帯域内周波数を有する変調信号で音源
発振器を周波数変調することにより、この周波数変調に
より生ずる側帯波を楽音の倍音成分として利用し、音色
性豊かな演奏音表現が行なえるようにする電子楽器に関
する。

音源回路を電圧制御型の可変周波数発振器で構成するよ
うにしたシンセサイザ方式の電子楽器が考えられている
。

このような電子楽器にあつては、音源周波数を適宜エン
ベロープ制御できるもので、変化に富んだ演奏音を表現
するには効果的なものであるが、音源信号の波形そのも
のは単純に統一され、高調波成分も少なく、音色上の表
現力にとぼしいものである。可変周波数発振器からの出
力信号を、波形変換回路に供給し、三角波、矩形波、正
弦波等の音源信号とすることによつて、ある程度の音色
表現変化は行なえるものであるが、これでも高調波成分
を充分に増大させることはできず、音色を豊かなものと
することは困難である。この発明は上記のような点に鑑
みなされたもので、音源信号における高調波成分の含有
状態をより豊かなものとして音色表現力の豊かな演奏音
が得られるようにして、演奏性能の向上を計れる電子楽
器を提供しようとするもので、音源信号を発生する可聴
周波数帯域内の周波数信号を発生する第１の可変周波数
発振器、および鍵操作に対応して可聴帯域内の周波数信
号を発生する第２の可変周波数発振器を備え、この第２
の発振器の発振周波数を調整制御し得るようにすると共
に、この発振器の発振信号を選択的に阻止し得るように
して演算回路に供給し、上記操作鍵に対応する音高電圧
信号と演算してこの演算出力で上記第１の可変周波数発
振器の発振周波数を制御するようにするもので、上記第
１および第２の可変周波数発振器の周波数信号の両方を
音源信号として出力し、この両周波数信号を音源信号と
して出力するようにしたものである。以下図面を参照し
て、この発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示したもので、鍵盤回路１１では鍵
操作に伴い操作鍵音高に対応した音高電圧信号ＫＶおよ
び押鍵、離鍵の鍵操作に対応したキーインク信号ＫＯＮ
を発生する。鍵盤回路１１からの音高電圧信号ＫＶは、
加算回路１２を介して第１の電圧制御型可変周波数発振
器１３（以下ＶＣＯと略称する）に供給し、この第１の
ＶＣＯｌ３で基本的な操作鍵音高に対応した周波数の音
源信号を発振させるようにする。また上記音高電圧信号
ＫＶは、アンプ１４およびレベル調節器１５を介して第
２のＣＯｌ６に供給する。

この第２のＶＣＯｌ６では、第１のＣＯｌ３の操作鍵音
高に対応した発振周波数を中心にレベル調節器１５のレ
ベル設定により±１オクターブの範囲内にある周波数信
号を発生する。そしズ、この第２のＣＯｌ６からの発振
出力信夛は、波形変換回路１７に供給する。この波形変
換回路１７は、入力信号を正弦波、矩形波、三角波それ
ぞれの波形の信号に変換するもので、その正弦波の出力
信号は可変抵抗器等によるレベル調節器１８を介して前
記加算回路１２に供給する。この加算回路１２では音高
電圧信号ＫＶと第２のＶＣＯｌ６の発振信号に対応する
正弦波信号とを加算するもので、第１のＶＣＯｌ３では
基本的に操作鍵音高周波数が設定され、波形変換回路１
７からの正弦波信号で周波数変調されるような音源信号
が発振されるものである。この場合その変調レベルは、
レベル調節器１８によつて適宜調整制御される。すなわ
ち、第１のＶＣＯｌ３は第２のＣＯｌ６の出力周波数信
号で基本的に周波数変調されるようになるもので第１の
ＶＣＯｌ３の発振周波数ｆｌの両側に、第２のＶＣＯｌ
６の発振周波数Ｆ２の間隔で複数の側帯波が発生する。

もし、周波数ｆ１とＦ２とが等しい状態にあれば、周波
数ｆ１の正確に整数倍関係にある倍音成分が構成され、
周波数ｆ１とＦ２とが異なる場合は、周波数ｆ１の正確
な整数倍関係から若干ずれた倍音成分が構成されて、非
調和関係が実現できる。また、レベル調節器１５あるい
は第２のＶＣＯｌ６に設けられたオクターブチエンジヤ
一（図示せず）により、周波数ｆ１とＦ２とを大きくず
らすようにすれば、第１のＶＣＯｌ３の出力信号に例え
ば１．５倍音等の非整数倍音を含ませることも可能であ
る。そして、この第２のＶＣＯｌ３から出力される音源
信号は、波形変換回路１９で適宜正弦波、三角波、矩形
波に変換し、選択スイツチ２０でその１つの波形の音源
信号を選択して、電圧制御型可変フイルタ２１（以下Ｖ
ＣＦと略称する）で音色形成し、電圧制御型可変利得増
幅器２２以下ＶＣＡと略称する）で振幅エンベロープを
制御して、図示しないスピーカ回路に導き演奏音として
発音されるようにする。

上記ＣＯｌ３，ＣＦ２ｌおよびＣＡ２２ に対しては、それぞれエンベロープ発生回路２３，２４
，２５からのエンベロープ信号を制御信号として供給す
るもので、このエンベロープ発生回路２３〜２５には、
鍵盤回路１１からのキーインク信号ＫＯＮを結合し、鍵
の操作に対応して立ち上がり、また減衰するエンベロー
ブ波形信号を発生するようにする。

そして、このエンベローブ波形信号の立ち上がり、持続
、減衰等の波形の形成条件は、制御回路２６で例えば可
変抵抗回路等で設定される。また、前記波形変換回路１
７からの矩形波、三角波の出力信号は、選択スイツチ２
７でその一方が選択され、レベル調節器２８を介してＶ
ＣＦ２９に供給される。

すなわち、矩形波あるいは三角波に変換された第２のＶ
ＣＯｌ６からの周波数信号は、このＶＣＦ２９で音色形
成され、第１のＶＣＯｌ３で発生される音源信号とはピ
ツチの異なる楽音信号は、前記ＶＣＡ２２からの出力楽
音信号と適宜合成さぺ図示されないスピーカ回路に導か
れ演奏音として発生されるものである。すなわち、上記
ＶＣＡ２２からは鍵操作に対応した主となる楽音信号が
発生されるもので、この楽音信号は上記エンベロープ信
号の波形形状に対応して音高ピツチ、音色さらに音量エ
ンベロープが設定され、鍵操作に対応して経時的に演奏
音態様が変化するようになり、自然性、音楽性豊かな演
奏音が表現されるようになる。すなわち、上記のように
構成される電子楽器にあつては、第１のＣＯｌ３から主
となる演奏音を構成する第１の音源信号を発生するもの
であるが、この第１のＶＣＯｌ３は鍵盤回路１１からの
音高電圧信号ＫＶに対して、第２のＶＣＯｌ６からの発
振信号に相当するレベル調節された正弦波信号を加算し
た信号によつて発振制御されるものである。

したがつて、この第１のＶＣＯｌ３から得られる音源信
号は、音高電圧信号ＫＶに対応した基本周波数で、音高
電圧信号ＫＶに比例した周期で周波数変調された状態の
音源信号となり、音高電圧信号ＫＶに対応した高調波成
分の含まれた音源信号を発生するようになるもので、前
述したような効果的な演奏音を表現するようになる。ま
た、これと同時に第２のＶＣＯｌ６からの出力信号も第
２の音源信号として使用されるようになるもので、これ
によつて２系列音源の演奏音が得られるようになる。こ
の場合、第２のＶＣＯｌ６の発振周波数はレベル調節器
１５によつて任意に可変調節できるものであり、したが
つて第１のＶＣＯｌ３から得られる第１の音源信号の倍
音構造も変化する状態となり、より変化に富んだ自然性
豊かな演奏音を表現するようになるものである。ここで
、第２のＶＣＯｌ６はレベル調節器１５を介して供給さ
れる音高電圧信号Ｋによつて発振制御される。したがつ
て、この第２のＶＣＯｌ６から得られる第２の音源信号
のピツチは、操作鍵音高からずれた状態となるものであ
り、したがつてこの電子楽器では、ピツチが異なりかつ
倍音構造が大きく異なつた２系列の音源信号を発生し、
これを合成して演奏音として発音するようになる。また
、上記レベル調節器１８を零ベル位置に設定した場合、
第２のＶＣＯｌ６からの周波数信号が加算回路１２に供
給されない状態となり、第１のＶＣＯｌ３からは周波数
変調されない通常の音源信号が発生されるようになる。
したがつてこの場合には、ピツチが適宜ずれた状態の２
系列の音源信号を発生する電子楽器となり、比較的倍音
成分の少ない音色の演奏楽音を形成するようになるもの
で、この電子楽器の演奏態様の幅を広げるために大きな
効果を発揮するようになる。第２図はこの発明の他の実
施例を示すもので、第１のＶＣＯｌ３を音高電圧信号Ｋ
Ｖの供給される加算回路１２からの出力信号で制御し、
また適宜増幅された音高電圧信号ＫＶをレベル調節器１
５でレベル調節した信号で制御される第２のＶＣＯｌ６
からの出力信号を波形変換回路１７に供給するようにし
た点は、第１図の場合と同様である。

そして、上記波形変換回路１７からの正弦波の信号は、
ＶＣＡで構成される乗算回路３０に供給する。この乗算
回路３０には、レベル調節器１５からの音高電圧信号Ｋ
Ｖに比例した信号を０Ｐアンプ３１から取り出し乗算情
報として供給するもので、操作鍵音高に比例した振幅の
電圧信号が乗算回路３０から出力されるようにする。こ
れは、第１のＶＣＯｌ３における出力音源信号の音高と
音高電圧信号ＫＶとの関係が指数関数状であり、低音に
比較して高音になる程、第２のＶＣＯｌ６からの信号に
よる変調度が小さくなる状態を補償するために効果的で
ある。また、乗算回路３０からの出力信号は、抵抗Ｒｌ
，Ｒ２、ダイオードＤｌ，Ｄ２、および０Ｐアンプ３２
から構成される非対称回路３３に供給され、抵抗Ｒｌ，
Ｒ２、ダイオードＤｌ，Ｄ２によつて上側と下側の振幅
を非対称にされるようにする。

すなわち、非対称回路３３には第３図にＶ１で示すよう
な正弦波対称波形の信号が供給される。

ここで、「Ｒ１〉Ｒ２」の関係に設定すると、第３図に
Ｖ２で示すように上側レベルを下側レベルに比較して小
さくする非対称波形の信号が取り出される。そして、こ
の信号を加算回路１２を構成する０Ｐアンプの（ハ）側
端子に入力信号として供給すると、上記非対称回路３３
からの信号は反転され、実質的に第３図にＶ３で示すよ
うな上側レベルを下側レベルに比較して大きくした非対
称波形が得られる。もちろん、非対称回路３３により直
接上側レベルを下側レベルに比較して大きくした非対称
波形を作るようにしてもよい。すなわち、第１のＶＣＯ
ｌ３においては、前述したように出力音源信号の音高に
対して結合される電圧信号が指数関数的にする必要性の
あるものであるため、上記のような非対称波形を使用す
ることにより、第１のＶＣＯｌ３における第２のＶＣＯ
ｌ６からの信号による周波数変調の状態、すなわち音高
の変化の状態が、上下対称状態に設定されるようになる
ものである。

したがつて、第１のＶＣＯｌ３からは、音高電圧信号Ｋ
Ｖを中心にして、上下に対称にして変動する音源信号が
得られるようになり、音高の安定性が良好なものとされ
るようになるものである。尚、非対称回路３３における
非対称の状態は、抵抗Ｒ１およびＲ２の値の比によつて
任意設定できるものである。

また、第１のＶＣＯｌ３からの出力音源信号が結合され
る波形変換回路１９からは、矩形波、三角波の一方の信
号を選択スイツチ２０を介して取り出し、さらにレベル
調節器３４でレベル調節してＶＣＦ２ｌで音色形成した
後に、上記波形変換回路１９から取り出される正弦波状
の音源信号と合成するようにすれば、楽音に高調波成分
をより多く含有させることができ、演奏音を豊かなもの
とするのにさらに効果的なものとすることができる。

また、波形変換回路１７で得られる第２のＶＣＯｌ６の
出力信号による矩形波、三角波の信号を選択スイツチ２
８で選択し、ＶＣＦ２９で音色形成して楽音信号を作り
、前記楽音信号と構成して使用することにより、さらに
良好な楽音信号を形成することができる。以上のように
この発明によれば、音源信号に周波数変調を加え、その
変調信号に対応して効果的に高調波成分を含有させるこ
とができるようになるものである。

またこの音源信号を変調するための変調信号は選択的に
阻止し得るものであり、楽音に対する倍音成分の含有状
態は、充分に広い範囲で任意性をもつて設定制御できる
ものである。また、上記変調された音源信号に対して上
記変調に用いた周波数信号も音源信号として使用するも
のであり、したがつて、このようにして得られた電子楽
器は演奏音の音色を非常に豊かなものとなるものであり
６また演奏音の状態も充分に任意性をもつて選択設定で
きるものであり、電子楽器の性能を著しく向上されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る電子楽器を説明する
構成図、第２図はこの発明の他の実施例を説明する構成
図、第３図は第２図で示した実施例の作用を説明する信
号波形図である。 １１・・・・・・鍵盤回路、１２・・・・・・加算回路
、１３・・・・・・第１の可変周波数発振器、１５，１
８，２８・・・・・・レベル調節器、１６・・・・・・
第２の可変周波数発振器、１７，１９・・・・・・波形
変換回路、２１，２９・・・・・・可変フイルタ、３０
・・・・・・乗算回路、３３・・・・・・非対称回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音源信号となる可聴帯域内の周波数信号を発生する
   第１の可変周波数発振器と、操作鍵音高に対応した音高
   電圧信号を発生する鍵盤回路と、この鍵盤回路から発生
   される音高電圧信号によつて発振周波数が制御され可聴
   帯域内の周波数信号を発生する第２の可変周波数発振器
   と、この第２の可変周波数発振器の発振周波数を調整制
   御する制御手段と、上記鍵盤回路から発生される音高電
   圧信号と上記第２の可変周波数発振器から発生される周
   波数信号とを演算する演算回路と、この演算回路からの
   出力信号で上記第１の可変周波数発振器の発振周波数を
   制御する手段と、上記第２の可変周波数発振器から発生
   される周波数信号の上記演算回路に対する供給状態を選
   択的に阻止する手段と、上記第１および第２の可変周波
   数発振器から発生される周波数信号を音源信号として楽
   音形成する手段とを具備した電子楽器。 ２ 上記演算回路は、上記第２の可変周波数発振器から
   の周波数信号と上記音高電圧信号とを加算演算するよう
   に構成した特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。 ３ 上記阻止する手段は、上記第２の可変周波数発振器
   からの周波数信号のレベルを制御する可変抵抗器で構成
   してなる特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。 ４ 上記楽音形成を行なう手段は、上記第１および第２
   の可変周波数発振器からの各周波数信号をそれぞれ音色
   形成する第１および第２のフィルタ回路を備え、この第
   １および第２のフィルタ回路の出力信号を合成して楽音
   信号として送出するように構成してなる特許請求の範囲
   第１項記載の電子楽器。