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JPS6042957B2 - electronic musical instruments - Google Patents
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JPS6042957B2 - electronic musical instruments - Google Patents

electronic musical instruments

Info

Publication number
JPS6042957B2
JPS6042957B2 JP53047334A JP4733478A JPS6042957B2 JP S6042957 B2 JPS6042957 B2 JP S6042957B2 JP 53047334 A JP53047334 A JP 53047334A JP 4733478 A JP4733478 A JP 4733478A JP S6042957 B2 JPS6042957 B2 JP S6042957B2
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JP
Japan
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amplitude
harmonic
frequency
amplitude coefficient
calculation
Prior art date
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Expired
Application number
JP53047334A
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Japanese (ja)
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JPS54139714A (en
Inventor
昌信 知花
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Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS54139714A publication Critical patent/JPS54139714A/en
Publication of JPS6042957B2 publication Critical patent/JPS6042957B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2250/00Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/471General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
    • G10H2250/481Formant synthesis, i.e. simulating the human speech production mechanism by exciting formant resonators, e.g. mimicking vocal tract filtering as in LPC synthesis vocoders, wherein musical instruments may be used as excitation signal to the time-varying filter estimated from a singer's speech
    • G10H2250/501Formant frequency shifting, sliding formants

Landscapes

  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、操作鍵音高に対応した基本波(基音)およ
びその高調波成分(倍音)を発生させ、この基本波およ
びその高調波成分にそれぞれ対応する振幅係数を乗じて
その乗算値を合成することによつて楽音を形成する高調
波合成方式の電子楽器の改良に関し、特に可動フオルマ
ント特性を示す楽音を容易に発生し得るようにした電子
楽器に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] This invention generates a fundamental wave (fundamental tone) and its harmonic components (overtones) corresponding to the pitch of an operating key, and generates amplitude coefficients corresponding to the fundamental wave and its harmonic components, respectively. The present invention relates to an improvement of an electronic musical instrument using a harmonic synthesis method that forms musical tones by multiplying and synthesizing the multiplied values, and particularly to an electronic musical instrument that can easily generate musical tones exhibiting moving formant characteristics.

A 従来技術の説明 高調波合成方式の電子楽器としては、楽音波形の連続す
るサンプル点における振幅値を(1)式にもとずいて順
次計算することにより楽音を得るようにしたものがある
A. Description of the Prior Art Some harmonic synthesis type electronic musical instruments obtain musical tones by sequentially calculating amplitude values at successive sample points of a musical waveform based on equation (1).

2 π Xo(qR)■丁CnSinwnqR・・・(1)Σ(
q■1、2、・・・・・・) ここで、 Xo(qR)・・・・・・楽音波形の各サンプル点にお
ける波形振幅値。
2 π Xo(qR)■DingCnSinwnqR...(1)Σ(
q■1, 2, ...) Here, Xo (qR) ... Waveform amplitude value at each sample point of the musical sound waveform.

R・・・・・・発生楽音の周波数(音高)に比例した数
値(以下、周波数ナンバと称す)。
R: A numerical value proportional to the frequency (pitch) of the generated musical tone (hereinafter referred to as the frequency number).

n・・・・・・基本波を含む各高調波成分の次数を表わ
し、n=1は基本波(基音)、 n=2は第2高調波
(第2倍音)、n =3は第3高調波(第3倍音)・・・・・に対 応す
る。
n...Represents the order of each harmonic component including the fundamental wave, where n = 1 is the fundamental wave (fundamental tone), n = 2 is the second harmonic (second overtone), and n = 3 is the order of each harmonic component. Corresponds to the third harmonic (third overtone).

Cn・・・・・・各次数の高周波成分に対する振幅係数
(フーリエ係数)。
Cn...Amplitude coefficient (Fourier coefficient) for high frequency components of each order.

N・・・・・・発生楽音の最高周波数における楽音1波
形のサンプル点の数。
N: Number of sample points of one musical tone waveform at the highest frequency of the generated musical tone.

W・・・・・・各サンプル点において合成しようとする
高調波の総数。
W: Total number of harmonics to be synthesized at each sample point.

W=N/2の関係がある。There is a relationship of W=N/2.

なお、以下の説明において高調波とは基 本波を含む
ものとし、基本波は第1高調 波とする。
Note that in the following explanation, harmonics include the fundamental wave, and the fundamental wave is the first harmonic.

この高調波合成方式による電子楽器は、例えば第1図に
示すように構成されている。
An electronic musical instrument based on this harmonic synthesis method is configured as shown in FIG. 1, for example.

同図において、1は鍵盤部に設けられたキースイッチー
回路であつて、鍵盤部の各鍵に対応したキースイッチを
有し、ある鍵が押鍵されると対応するキースイッチが動
作し、その出力線に論理値゜“1゛の信号を出力するよ
うに構成されている。このキースイッチ回路1には単音
優先回路,が内蔵されており、同時に2個以上のキース
イッチが動作した場合、優先順位の高いキースイッチに
対応する出力線にのみ゛゜1゛信号が出力されるように
なつている。キースイッチ回路1の各キースイッチに対
応;する出力線は、各鍵の音高に対応した周波数ナンバ
Rが記憶されている周波数ナンバメモリ2の入力側に接
続されており、ある鍵が押鍵されるとキースイッチ回路
1の出力によつてアドレスされて周波数ナンバメモリ2
からその鍵の音j高に対応した周波数ナンバRが読み出
される。
In the figure, 1 is a key switch circuit provided in the keyboard section, which has key switches corresponding to each key of the keyboard section. When a certain key is pressed, the corresponding key switch is activated. It is configured to output a signal with a logical value of ゜"1" to the output line.This key switch circuit 1 has a built-in single tone priority circuit, and when two or more key switches operate at the same time, The "1" signal is output only to the output line corresponding to the key switch with a high priority.The output line corresponding to each key switch of key switch circuit 1 corresponds to the pitch of each key. The frequency number memory 2 is connected to the input side of the frequency number memory 2 in which the frequency number R stored in the key switch circuit 1 is stored.
A frequency number R corresponding to the pitch j of the key is read out from the j pitch.

一方、クロック発振器3は一定周期のクロックパルスた
を出力しており、このクロックパルス忙はカウンタ4に
おいてW分周されて計算区間タイミング信号Txとなる
。この場合、RwJくは合成しようとする高調波の総数
であつて、例えば第托高調波まで合成する場合はRW=
16jとなる。このようにして作られた計算区間タイミ
ング信号欲はゲート5に供給される。このゲート5は計
算区間タイミング信号徴が供給される毎に開いて周波数
ナンバメモリ2から出力される周波数ナンバRを音程区
間加算器6に供給する。音程区間加算器6はゲート5を
介して周波数ナンバRが供給される毎(すなわち計算区
間タイミング信号伐が発生する毎)に該周波数ナンバR
を累算して1R,2R,3R・・・・・・と増加する累
算値QRを出力する。そして、音程区間加算器6は累算
値QRが該加算器6のモジユロ(法)Nを超えるとオー
バフローして、以後は計算区間タイミング信号Txが発
生される毎に再び同様な累算動作を行なう。
On the other hand, the clock oscillator 3 outputs a clock pulse with a constant period, and this clock pulse is frequency-divided by W in the counter 4 to become the calculation interval timing signal Tx. In this case, RwJ is the total number of harmonics to be synthesized; for example, when synthesizing up to the third harmonic, RW=
It becomes 16j. The calculation interval timing signal generated in this manner is supplied to the gate 5. This gate 5 opens every time the calculation interval timing signal signature is supplied, and supplies the frequency number R output from the frequency number memory 2 to the pitch interval adder 6. The pitch interval adder 6 adds the frequency number R each time the frequency number R is supplied via the gate 5 (that is, each time the calculation interval timing signal is generated).
is accumulated and an accumulated value QR that increases as 1R, 2R, 3R, etc. is output. Then, the interval adder 6 overflows when the accumulated value QR exceeds the modulus N of the adder 6, and thereafter repeats the same accumulation operation every time the calculation interval timing signal Tx is generated. Let's do it.

このように、計算区間タイミング信号Txの発生毎に変
化する累算値QRは、クロックパルス眉こよつてゲート
制御されるゲート7を介して高調波区間加算器8に供給
される。この場合、クロックパルス眉ま計算区間タイミ
ング信号欲のW倍の周波数を有しているために計算区間
タイミング信号収の1周期間にゲート7はw回開かれる
ことになる。この結果、高調波区間加算器8はクロック
パルス馳の発生毎にゲート7から出力される累算値QR
を順次加算してその累算値RKlRを出力する。そして
、高調波区間加算器8はW回の累算を完了すると、計算
区間タイミング信号欲によつてリセットされ以後同様な
動作を行なう。従つて、この高調波区間加算器8は、計
算区間タイミング信号欲の1周期の間にクロックパルス
眉こしたがつて順次増加する累算値NqR(n=1,2
,3・・・・・W)を発生していることになる。この累
算値NqRは、メモリ●アドレス・デコーダ9において
デコードされ、このデコード出力が正弦波波形1周期の
順次サンプル点振幅値を各アドレスに記憶している正弦
関数メモリ10にアドレス信号として供給され、該メモ
l月0から正弦振幅催?Ir8qRを読み出す。上記の
説明から明らかなように、音程区間加算)6の累算値Q
Rは、楽音波形振幅の計算すべき口次サンプル点を示し
、また高調波区間加算器8)累算値NqRは現在計算中
の順次サンプル点QRLおけるn次高調波の位相を表わ
すことになる。
Thus, the accumulated value QR, which changes with each occurrence of the calculation interval timing signal Tx, is supplied to the harmonic interval adder 8 via the gate 7 which is gated by the clock pulse. In this case, since the clock pulse has a frequency W times that of the eyebrow calculation interval timing signal, the gate 7 is opened w times during one period of the calculation interval timing signal. As a result, the harmonic section adder 8 outputs the accumulated value QR from the gate 7 every time a clock pulse rises.
are added sequentially and the cumulative value RKlR is output. When the harmonic section adder 8 completes W accumulations, it is reset by the calculation section timing signal and performs the same operation thereafter. Therefore, this harmonic interval adder 8 calculates the cumulative value NqR (n=1, 2) which increases sequentially during one cycle of the calculation interval timing signal.
, 3...W). This cumulative value NqR is decoded in a memory address decoder 9, and the decoded output is supplied as an address signal to a sine function memory 10 which stores sequential sample point amplitude values of one period of a sine wave waveform at each address. , the memo l month 0 to sine amplitude event? Read Ir8qR. As is clear from the above explanation, the cumulative value Q of pitch interval addition) 6
R indicates the sequential sample point at which the musical waveform amplitude is to be calculated, and the cumulative value NqR of the harmonic interval adder 8) represents the phase of the n-th harmonic at the sequential sample point QRL currently being calculated. .

−の結果、正弦関数メモI川0からは当該サンプ・点Q
Rにおける各高調波(基本波を含む)の正弦振幅値Si
7R(n=1,nwnq2・・・・・W)が基本波(第
1高調波)、第2高調波、・・・・・第W高調波の順で
順次発生される。
- As a result, from the sine function memo I river 0, the corresponding sump point Q
The sine amplitude value Si of each harmonic (including the fundamental wave) in R
7R (n=1, nwnq2...W) are sequentially generated in the order of fundamental wave (first harmonic), second harmonic, ...W harmonic.

この場合、計算される楽音波形のサンプル点は計算区間
タイミング信号仮の発生毎に順次移行していくものであ
るが、次にどのサンプル点に移行すべきかは周波数ナン
バRによつて決まるものであり、この周波数ナンバRは
操作鍵の音高に比例したものである。したがつて、正弦
関数メモリ10からは操作鍵の音高に対応した各高調波
の正弦振幅値(Si7R)が順次時分割
n■Nq的に発生される。
In this case, the sample points of the musical sound waveform to be calculated shift sequentially every time the calculation interval timing signal tentatively occurs, but which sample point to shift to next is determined by the frequency number R. This frequency number R is proportional to the pitch of the operating key. Therefore, from the sine function memory 10, the sine amplitude value (Si7R) of each harmonic corresponding to the pitch of the operating key is sequentially time-shared.
It is generated n■Nq.

一方、メモリアドレス制御装置11はモジユロ(法)W
のカウンタによつて構成されており、カウンタ4に同期
してクロックパルスTcを順次カウントしてそのカウン
ト値を高調波係数メモリ12にアドレス信号nとして出
力する。
On the other hand, the memory address control device 11 is modulo W.
The counter 4 sequentially counts clock pulses Tc in synchronization with the counter 4 and outputs the count value to the harmonic coefficient memory 12 as an address signal n.

高調波係数メモリ12には、所望の楽音音色を得るため
に最適な各高調波の振幅値に対応した高調波振幅係数C
nが各アドレスに記憶されており、メモリアドレス制御
装置11からクロックパルスTcに同期して順次変化す
るアドレス信号n(高調波の次数を示す)が供給される
と、各アドレスに記憶されている各高調波の振幅値を設
定する高調波振幅係数Cnが順次読み出される。この高
調波振幅係数Cnは高調波振幅乗算器13に出力される
。高調波振幅乗算器13は、正弦関数メモリ10から順
次サンプル点毎に時分割的に読み出される各高調波の正
弦振幅値Sjn?NqRと各高調波別に設定された高調
波振幅係数Cnとを乗算してその乗算値Fn=Cnsi
n?NqRを累算器14に供給する。
The harmonic coefficient memory 12 stores a harmonic amplitude coefficient C corresponding to the optimum amplitude value of each harmonic in order to obtain a desired musical timbre.
n is stored in each address, and when an address signal n (indicating the harmonic order) that changes sequentially in synchronization with the clock pulse Tc is supplied from the memory address control device 11, the address signal n is stored in each address. A harmonic amplitude coefficient Cn that sets the amplitude value of each harmonic is sequentially read out. This harmonic amplitude coefficient Cn is output to the harmonic amplitude multiplier 13. The harmonic amplitude multiplier 13 calculates the sine amplitude value Sjn? of each harmonic, which is sequentially read out from the sine function memory 10 in a time-sharing manner for each sample point. NqR is multiplied by the harmonic amplitude coefficient Cn set for each harmonic, and the multiplied value Fn=Cnsi
n? NqR is supplied to accumulator 14.

この場合、メモリアドレス制御装置11は高調波区間加
算器8と同期しているために、各高調波別に順次読み出
される高調波振幅係数Cnは対応する高調波正弦振幅値
Si7qRに乗算され、こ へV1れに
よつて各高調波別の振幅値Fnの設定が行なわれる。
In this case, since the memory address control device 11 is synchronized with the harmonic interval adder 8, the harmonic amplitude coefficient Cn sequentially read out for each harmonic is multiplied by the corresponding harmonic sine amplitude value Si7qR, and then The amplitude value Fn for each harmonic is set by the voltage V1.

累算器14は高調波振幅乗算器13から出力される各高
調波別の振幅値Fnを順次累算する。そして、計算区間
タイミング信号欲が発生されると、ゲート15が開いて
累算器14の累算値(楽音波形のあるサンプル点におけ
る振幅値を表わしている)をD−A変換器16に出力す
るとともに、累算器14がリセットされて次のサンプル
点における振幅値計算のために再び前述と同様な累算動
作を行なう。従つて、D−A変換器16には、押下鍵の
音高に対応した周期で、かつ各高調波振幅係数Qnによ
り設定される波形形状の楽音波形の順次サンプル点にお
ける振幅値(デジタル信号)が計算区間タイミング信号
汲の発生毎に入力されることになり、そしてこのデジタ
ル振幅値をアナログ信号に変換してサウンドシステム1
7に供給することにより押下鍵に対応した音高でかつ高
調波係数メモリ12に記憶された高調波振幅係数Cnに
対応した音色の楽音が発生される。一方、発生楽音に対
する振幅エンベロープの付与は次のようにして行なわれ
る。すなわち、サウンドシステム17には、いずれかの
鍵が押鍵された時にキースイッチ回路1から出力される
キーオン信号KONによつて動作を開始するエンベロー
プ波形発生器が設けられており、このエンベロープ波形
発生器から出力されるエンベロープ波形が楽音信号に乗
算されて発生楽音にアタック、サステイン、デイケイ等
の振幅エンベロープが付与される。なお、このような構
成による電子楽器は、特開昭48−90217号に開示
されているため、その各部の具体的な構成および動作の
説明は省略する。
The accumulator 14 sequentially accumulates the amplitude value Fn of each harmonic output from the harmonic amplitude multiplier 13. When the calculation interval timing signal is generated, the gate 15 opens and the accumulated value of the accumulator 14 (representing the amplitude value at a certain sample point of the musical waveform) is output to the DA converter 16. At the same time, the accumulator 14 is reset and performs the same accumulation operation as described above again in order to calculate the amplitude value at the next sample point. Therefore, the D-A converter 16 receives amplitude values (digital signals) at sequential sample points of a musical waveform having a period corresponding to the pitch of the pressed key and having a waveform shape set by each harmonic amplitude coefficient Qn. is input every time the calculation interval timing signal is generated, and this digital amplitude value is converted into an analog signal and sent to the sound system 1.
7, a musical tone having a pitch corresponding to the pressed key and a tone corresponding to the harmonic amplitude coefficient Cn stored in the harmonic coefficient memory 12 is generated. On the other hand, an amplitude envelope is applied to a generated musical tone in the following manner. That is, the sound system 17 is provided with an envelope waveform generator that starts operating in response to the key-on signal KON output from the key switch circuit 1 when any key is pressed. The envelope waveform output from the instrument is multiplied by the musical tone signal, and amplitude envelopes such as attack, sustain, and decay are imparted to the generated musical tone. Incidentally, since an electronic musical instrument having such a structure is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 48-90217, a detailed explanation of the structure and operation of each part thereof will be omitted.

JB従来技術の欠点以上の説明から明らかなように、上
述した従来の高調波合成方式の電子楽器は、押下鍵の音
高に対応した周波数で、た高調波係数メモリ12に記憶
された高調波振幅係数Cnによつて設定される音色で、
かつ振幅エンベロープに対応した音量の楽音を発生して
いる。
JB Disadvantages of the Prior Art As is clear from the above explanation, the conventional electronic musical instrument using the harmonic synthesis method described above uses harmonics stored in the harmonic coefficient memory 12 at a frequency corresponding to the pitch of the pressed key. The tone is set by the amplitude coefficient Cn,
Moreover, it generates a musical tone with a volume corresponding to the amplitude envelope.

従つて、この発生楽音は音量が振幅エンベロープに対応
して制御されるのみで、その音色はどの音高においても
同様なものとなる。ノ ところが、例えば管楽器等の
ように気道を利用した楽器においては、音高(音域)が
変化すると、各高調波成分のレベルが変化し、これによ
つて管楽器特有の音色の楽音を発生する、いわゆる可動
フオルマント特性を示すものとなつている。
Therefore, the volume of the generated musical tone is only controlled in accordance with the amplitude envelope, and the tone color is the same at any pitch. However, in instruments that utilize the airways, such as wind instruments, for example, when the pitch (range) changes, the level of each harmonic component changes, thereby producing a musical tone with a tone unique to wind instruments. It exhibits so-called moving formant characteristics.

しかしながら、上述した従来の高調波合成方式の電子楽
器では、高調波振幅係数Cnを記憶した高調波係数メモ
リ12を各高調波の次数を示す信号nのみでアドレスし
ているため、各高調波成分に乗じる高調波振幅係数Cn
は押下鍵音が変化しても変わらず、発生楽音の音色は何
等変化しない、いわゆる固定フオルマント特性を示すも
のとなつている。
However, in the above-mentioned conventional harmonic synthesis electronic musical instrument, the harmonic coefficient memory 12 storing the harmonic amplitude coefficient Cn is addressed only by the signal n indicating the order of each harmonic, so each harmonic component Harmonic amplitude coefficient Cn multiplied by
does not change even if the pressed key tone changes, and the timbre of the generated musical tone does not change in any way, exhibiting so-called fixed formant characteristics.

このため、管楽器等のように気道を利用した楽器に近似
した可動フオルマント特性の楽音を発生させることが困
難なものとなつている。C この発明の目的および概要
説明 この発明は、上述した従来の電子楽器の欠点に鑑みなさ
れたもので、その目的とするところは可動フオルマント
特性を示す楽音を容易に発生し得るようにした電子楽器
を提供することにある。
For this reason, it has become difficult to generate musical tones with movable formant characteristics similar to those of musical instruments that utilize the airways, such as wind instruments. C. Object and Overview of the Invention The present invention was made in view of the above-mentioned drawbacks of conventional electronic musical instruments, and its object is to provide an electronic musical instrument that can easily generate musical tones exhibiting moving formant characteristics. Our goal is to provide the following.

このためにこの発明においては、楽音を構成する各高調
波成分の振幅値を設定する各振幅係数を、該各成分の次
数とともに発生楽音の−周波数(音高)によつても制御
するようにしている。以下、図面を用いてこの発明によ
る電子楽器を詳細に説明する。
For this reason, in the present invention, each amplitude coefficient that sets the amplitude value of each harmonic component constituting a musical tone is controlled not only by the order of each component but also by the -frequency (pitch) of the generated musical tone. ing. Hereinafter, the electronic musical instrument according to the present invention will be explained in detail using the drawings.

D この発明の構成および動作説明 (1)この発明の構成説明 第2図はこの発明による電子楽器の一実施例を示すブ
ロック図であつて、第1図と同一部分は同一記号を用い
てその説明を省略する。
D Explanation of the structure and operation of the present invention (1) Explanation of the structure of the present invention FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an electronic musical instrument according to the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are designated by the same symbols. The explanation will be omitted.

同図において、18はクロック発振器3から出力される
一定周期のクロックパルスTcをカウントし、そのカウ
ント出力を各高調波の次数を示す次数ナンバnとして出
力するカウンタ、19はカウンタ18から出力される次
数ナンバnと周波数ナンバメモリ2から出j力される周
波数ナンバRとを乗算してその乗算値NRを後述する振
幅係数メモリ20にアドレス信号として供給する乗算器
、20は例えば第3図に示すように所望のフオルマント
特性に対応して各周波数の振幅レベルを記憶4している
振幅係数メモリであつて、乗算器19の乗算値NR(各
高調波の周波数を表わしている)によりアドレスされて
対応する振幅レベルを振幅係数CnRとして読み出し高
調波振幅乗算器13に出力する。(2)この実施例の動
作説明 このように構成された電子楽器において、鍵盤部であ
る鍵が押鍵されると、対応するキースイッチが閉じて、
キースイッチ回路1の対応する出力線に゜“1゛信号が
出力される。
In the figure, 18 is a counter that counts clock pulses Tc of a constant period output from the clock oscillator 3 and outputs the count output as an order number n indicating the order of each harmonic; 19 is a counter that is output from the counter 18. A multiplier 20 that multiplies the order number n by the frequency number R outputted from the frequency number memory 2 and supplies the multiplied value NR as an address signal to an amplitude coefficient memory 20, which will be described later, is shown in FIG. 3, for example. It is an amplitude coefficient memory which stores the amplitude level of each frequency corresponding to the desired formant characteristic, and is addressed by the multiplication value NR (representing the frequency of each harmonic) of the multiplier 19. The corresponding amplitude level is read out as an amplitude coefficient CnR and output to the harmonic amplitude multiplier 13. (2) Description of operation of this embodiment In the electronic musical instrument configured as described above, when a key in the keyboard section is pressed, the corresponding key switch closes.
A "1" signal is output to the corresponding output line of the key switch circuit 1.

このキースイッチ回路1の出力信号は、周波数ナンバメ
モリ2をアドレスして押下鍵の音高に対応した周波数ナ
ンバRを読み出して出力する。この周波数ナンバRは、
クロック発振器3から出力される一定周期のクロックパ
ルス忙をカウンタ4においてW分周して作られた計算区
間タイミング信号徴によつて開となるゲート5を介して
音程区間加算器6に供給される。音程区間加算器6は計
算区間タイミング信号徴の発生毎に供給される周波数ナ
ンバRを順次加算し、累算値QRを出力する。この累算
値QRはクロックパルスTcによつて開となるゲート7
を介して高調波区間加算器8に供給され、この高調波区
間加算器8は累算値QRを計算区間タイミング信号Tx
の一周期内においてクロックパルスTcのタイミングで
1qR,2qR,3qR・・・・・・と順次加算して、
各高調波(基本波を含む)の当該サンプル点における正
弦波振幅値の位相を指定する累算値NqRを発生する。
この累算値NqRは、メモリ・アドレン・デコーダ9に
おいてデコードされた後、正弦関数メモリ10をアドレ
スして各高調波の正弦振幅値Sir8nqRを時分割的
に読み出す。このような動作は、計算区間タイミング信
号■の発生毎に、押下鍵音高に対応した楽音波形の各サ
ンプル点に対して同様に行なわれる。一方、カウンタ1
8はクロック発振器3から出力されるクロックパルス虻
をカウントし、そのカウント出力を次数ナンバnとして
乗算器19に供給する。
The output signal of the key switch circuit 1 addresses the frequency number memory 2 to read out and output the frequency number R corresponding to the pitch of the pressed key. This frequency number R is
It is supplied to the pitch section adder 6 via the gate 5, which is opened in response to the calculation section timing signal signature created by dividing the constant period clock pulse output from the clock oscillator 3 by W in the counter 4. . The pitch interval adder 6 sequentially adds the frequency numbers R supplied each time a calculation interval timing signal characteristic occurs, and outputs an accumulated value QR. This accumulated value QR is determined by the gate 7 which is opened by the clock pulse Tc.
The harmonic section adder 8 outputs the cumulative value QR to the calculation section timing signal
1qR, 2qR, 3qR, etc. are sequentially added at the timing of the clock pulse Tc within one cycle of
A cumulative value NqR is generated that specifies the phase of the sine wave amplitude value at the sample point of each harmonic (including the fundamental wave).
After this accumulated value NqR is decoded in the memory add-on decoder 9, the sine function memory 10 is addressed and the sine amplitude value Sir8nqR of each harmonic is read out in a time-division manner. Such an operation is similarly performed for each sample point of the musical sound waveform corresponding to the pressed key pitch every time the calculation interval timing signal (2) is generated. On the other hand, counter 1
8 counts the clock pulses output from the clock oscillator 3, and supplies the count output to the multiplier 19 as the order number n.

乗算器19は、周波数ナンバメモリ2から出力される押
下鍵音高に対応した周波数ナンバRとカウンタ18から
出力される次数ナンバnとを乗算し、その乗算値NRを
振幅係数メモリ20にアドレス信号として供給して対応
する振幅係数CnRを指定する。このことにより、振幅
係数メモリ20からは、乗算器19から出力される乗算
値NRによつて指定された振幅係数CnRが読み出され
る。
The multiplier 19 multiplies the frequency number R corresponding to the pressed key pitch outputted from the frequency number memory 2 by the order number n outputted from the counter 18, and sends the multiplied value NR to the amplitude coefficient memory 20 as an address signal. to specify the corresponding amplitude coefficient CnR. As a result, the amplitude coefficient CnR specified by the multiplication value NR output from the multiplier 19 is read out from the amplitude coefficient memory 20.

この場合、乗算器19の乗算値訳のRRJは発生すべき
楽音の基本周波数を表わすものであり、またRnョは楽
音の基本波(第1高調波)に対する高調波の次数を表わ
すものである。従つて、乗算値餓は各高調波の実際の周
波数を表わしているものてある。従つて、振幅係数メモ
リ20からは各周波数(NR)に対する振幅係数CnR
が読み出される。この場合、乗算値餓は正弦関数メモリ
10から読み出される各高調波の正弦振幅値(Si7R
)の周波数と一致するものNw−Nq であるため、高調波振幅乗算器13においては各高調波
の周波数に対応した振幅係BcnRによる各高調波の振
幅設定が行なわれる。
In this case, RRJ, which is the multiplication value of the multiplier 19, represents the fundamental frequency of the musical tone to be generated, and Rno represents the harmonic order with respect to the fundamental wave (first harmonic) of the musical tone. . Therefore, the multiplier value represents the actual frequency of each harmonic. Therefore, the amplitude coefficient CnR for each frequency (NR) is stored from the amplitude coefficient memory 20.
is read out. In this case, the multiplication value is the sine amplitude value of each harmonic read from the sine function memory 10 (Si7R
), the harmonic amplitude multiplier 13 sets the amplitude of each harmonic using an amplitude coefficient BcnR corresponding to the frequency of each harmonic.

このようにして高調波振幅乗算器13において振幅設定
された各高調波別の振幅値Fnは、累算器14において
順次累算され、その累算値は計算区間タイミング信号欲
の発生毎にゲート15を介してD−A変換器16に供給
され、サウンドシステム17から楽音として発音される
。この場合、サウンドシステム17から発音される楽音
は、押下鍵音高によつても各高調波の正弦振幅値Sjn
?NqRに付与する振幅係数CnRが変化するため、押
下鍵音高によつて各高調波の振幅値Fnが変化し、これ
によつて押下鍵音高によつて音色が変化するものとなる
。従つて、振幅係数メモリ20に記憶する振幅係数Cr
lRを所望のフオルマント特性に対応させることによつ
て可動フオルマント特性を示す楽音を容易に発生するこ
とができる。なお、この実施例において、次数ナンバn
と周波数ナンバRとの演算は乗算器を用いて行なつてい
るが、次数ナンバnおよび周波数ナンバRをそれぞれ対
数化した対数次数ナンバ10gnおよび対数周数数ナン
バ10gRとして発生させ、NXRの演算をRlOgn
+10gRJという加算処理で行なつた後この加算結果
を自然数に変換して演算値NRを作るようにしてもよい
The amplitude value Fn for each harmonic, whose amplitude is set in the harmonic amplitude multiplier 13 in this way, is sequentially accumulated in the accumulator 14, and the accumulated value is gated every time the calculation interval timing signal desire occurs. The signal is supplied to the D-A converter 16 via the DA converter 15, and is produced as a musical tone by the sound system 17. In this case, the musical tones emitted from the sound system 17 have sine amplitude values Sjn of each harmonic depending on the pressed key pitch.
? Since the amplitude coefficient CnR given to NqR changes, the amplitude value Fn of each harmonic changes depending on the pitch of the pressed key, and thereby the tone changes depending on the pitch of the pressed key. Therefore, the amplitude coefficient Cr stored in the amplitude coefficient memory 20
By making IR correspond to desired formant characteristics, musical tones exhibiting movable formant characteristics can be easily generated. Note that in this embodiment, the order number n
The calculation between and the frequency number R is performed using a multiplier, but the order number n and the frequency number R are generated as a logarithmic order number 10gn and a logarithmic frequency number 10gR, respectively, and the NXR calculation is performed. RlOgn
The calculation value NR may be created by performing an addition process of +10gRJ and then converting the addition result into a natural number.

また、この実施例においては次数ナンバnと周波数ナン
バRとの乗算値餓によつて各高調波の振幅値設定のみを
行なつているが、この乗算値Rにより各高調波のピッチ
、エンベロープ等各種のパラメータを制御するようにし
てもよい。
Further, in this embodiment, only the amplitude value of each harmonic is set by the multiplication value of the order number n and the frequency number R, but the pitch, envelope, etc. of each harmonic are determined by this multiplication value R. Various parameters may also be controlled.

E この発明の効果以上説明したように、この発明によ
る電子楽器は操作鍵音高に対応した基本波およびその高
調波の各成分を作り、これらの各成分に加重する各振幅
係数を操作鍵音高および該各成分の次数の両者に基づぎ
設定するようにしたため、発生楽音の音色が可動フオル
マント特性を示すものとなり、気道を利用した例えは管
楽器等の楽器の楽音が容易に発生できると共に、可動フ
オルマント特性を示す人声も発生させることができ、単
に音楽を演奏する電子楽器としただけでなく、人声発生
装置としての利用が計れるなど極めて優れた効果を有す
る。
E. Effects of the Invention As explained above, the electronic musical instrument according to the present invention creates each component of the fundamental wave and its harmonics corresponding to the pitch of the operated key, and applies each amplitude coefficient weighted to each of these components to the pitch of the operated key. Since settings are made based on both the height and the order of each component, the timbre of the generated musical sound exhibits movable formant characteristics, and the musical sound of musical instruments such as wind instruments can be easily generated using the airways. It is also possible to generate a human voice that exhibits movable formant characteristics, and has extremely excellent effects such as being able to be used not only as an electronic musical instrument for playing music, but also as a human voice generator.

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

第1図は従来の高調波合成方式の電子楽器の一例を示す
ブロック図、第2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、第3図は振幅係数メモリの記憶波
形の一例を示す図である。 1・・・・・・キースイッチ回路、2・・・・・・周波
数ナンバメモリ(周波数ナンバ発生手段)、3・・・・
・・クロック発振器、4・・・・・カウンタ、6・・・
・・・音程区間加算器、8・・・・・・高調波区間加算
器、10・・・・・・正弦関数メモリ、13・・・・・
・高調波振幅乗算器、14・・・・・・累算器、17・
・・・サウンドシステム、18・・・・カウンタ(次数
ナンバ発生手段)、19・・・・・乗算器、20・・・
・・・振幅係数メモリ(振幅係数発生手段)。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional harmonic synthesis electronic musical instrument, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an electronic musical instrument according to the present invention, and FIG. 3 is an example of a waveform stored in an amplitude coefficient memory. FIG. 1... Key switch circuit, 2... Frequency number memory (frequency number generation means), 3...
...Clock oscillator, 4...Counter, 6...
...Tone interval adder, 8...Harmonic section adder, 10...Sine function memory, 13...
・Harmonic amplitude multiplier, 14... Accumulator, 17.
... Sound system, 18 ... Counter (order number generation means), 19 ... Multiplier, 20 ...
...Amplitude coefficient memory (amplitude coefficient generation means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 楽音を構成する基本波およびその高調波に対応する
各成分を作り、この各成分にそれぞれ対応する振幅係数
を乗じてその乗算値を合成することによつて楽音を形成
する高調波合成方式の電子楽器において、押下鍵の音高
に対応した周波数ナンバを発生する周波数ナンバ発生手
段と、上記各成分の次数を示す次数ナンバを発生する次
数ナンバ発生手段と、上記周波数ナンバ発生手段から発
生される周波数ナンバと上記次数ナンバ発生手段から発
生される次数ナンバとを演算する演算手段と、上記演算
手段の演算出力に対応した振幅係数を発生する振幅係数
発生手段とを備え、上記振幅係数発生手段から発生され
る振幅係数を上記各成分に乗じることにより該各成分の
振幅値を設定するようにしたことを特徴とする電子楽器
。 2 前記演算手段は前記周波数ナンバと前記次数ナンバ
とを乗算するものであり、前記振幅係数発生手段は所望
のフオルマント特性に対応して各周波数に対する振幅レ
ベルを振幅係数として記憶したメモリで構成され、該メ
モリは上記演算手段の演算出力によりアドレスされるよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
電子楽器。 3 前記周波数ナンバ発生手段は、前記周波数ナンバを
対数化した対数周波数ナンバを発生するものであり、前
記次数ナンバ発生手段は前記次数ナンバを対数化した対
数次数ナンバを発生するものであり、前記演算手段は上
記対数周波数ナンバと上記対数次数ナンバとを加算する
とともにその加算結果を自然数に変換するものであり、
前記振幅係数発生手段は所望のフオルマント特性に対応
して各周波数に対する振幅レベルを振幅係数として記憶
したメモリで構成され、該メモリは上記演算手段の演算
出力によりアドレスされるようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の電子楽器。
[Claims] 1. A musical tone is formed by creating components corresponding to the fundamental wave and its harmonics constituting a musical tone, multiplying each component by its corresponding amplitude coefficient, and synthesizing the multiplied values. In a harmonic synthesis electronic musical instrument, the frequency number generating means generates a frequency number corresponding to the pitch of a pressed key, the order number generating means generates an order number indicating the order of each component, and comprising a calculation means for calculating a frequency number generated from the generation means and an order number generated from the order number generation means, and an amplitude coefficient generation means for generating an amplitude coefficient corresponding to the calculation output of the calculation means, An electronic musical instrument characterized in that the amplitude value of each component is set by multiplying each component by an amplitude coefficient generated by the amplitude coefficient generating means. 2. The calculation means multiplies the frequency number and the order number, and the amplitude coefficient generation means is comprised of a memory that stores an amplitude level for each frequency as an amplitude coefficient corresponding to a desired formant characteristic, 2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein said memory is addressed by the calculation output of said calculation means. 3. The frequency number generation means generates a logarithmic frequency number obtained by logarithmizing the frequency number, and the order number generation means generates a logarithmic order number obtained by logarithmizing the order number, and the calculation The means adds the logarithmic frequency number and the logarithmic order number and converts the addition result into a natural number,
The amplitude coefficient generating means is comprised of a memory that stores the amplitude level for each frequency as an amplitude coefficient corresponding to a desired formant characteristic, and the memory is addressed by the calculation output of the calculation means. An electronic musical instrument according to claim 1.
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