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JPH0721715B2 - Musical tone signal generator - Google Patents
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JPH0721715B2 - Musical tone signal generator - Google Patents

Musical tone signal generator

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JPH0721715B2
JPH0721715B2 JP1194544A JP19454489A JPH0721715B2 JP H0721715 B2 JPH0721715 B2 JP H0721715B2 JP 1194544 A JP1194544 A JP 1194544A JP 19454489 A JP19454489 A JP 19454489A JP H0721715 B2 JPH0721715 B2 JP H0721715B2
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musical tone
circulating
waveform signal
linear conversion
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は電子楽器、音楽教育装置、玩具等に利用される
楽音波形信号形成装置に係り、特に波形信号を循環遅延
しながら所望とする楽音波形信号を形成する楽音波形信
号形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical tone waveform signal forming apparatus used in electronic musical instruments, music education devices, toys and the like, and more particularly to a musical tone waveform signal forming apparatus for forming a desired musical tone waveform signal while cyclically delaying waveform signals.

【従来技術】[Prior art]

従来、この種の装置は、例えば特開昭63−40199号公報
に示されるように、信号遅延手段を含む循環信号路中に
非線形変換回路部を設けてなり、非線形変換回路部にて
循環中の波形信号に外部からの起動制御信号を重畳する
ようにして、外部からの制御信号に応じて波形信号の形
成を開始させ、波形信号を繰り返し循環させながら所望
の楽音波形信号を形成するようにしていた。
Conventionally, a device of this type is provided with a non-linear conversion circuit section in a circulating signal path including a signal delay means, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-40199, and the circuit is circulated in the non-linear conversion circuit section. The start control signal from the outside is superposed on the waveform signal of, the formation of the waveform signal is started according to the control signal from the outside, and the desired musical tone waveform signal is formed by repeatedly circulating the waveform signal. Was there.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

しかるに、上記従来の装置にあっては、管の一端に設け
たマウスピースから空気流を吹き込み、該空気流が管内
にて反射したり透過したりして管外へ音波を発生するよ
うな管楽器音を模倣する場合には適しているが、バイオ
リン、ビオラ等の擦弦楽器の楽器音を模倣するのには不
向きであった。 本発明は上記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は擦弦楽器音を模倣するのに適した楽音波形信号
形成装置を提供することにある。
However, in the above-mentioned conventional device, a wind instrument that blows an air flow from a mouthpiece provided at one end of the tube and reflects or transmits the air flow inside the tube to generate a sound wave outside the tube. Although it is suitable for imitating sounds, it is not suitable for imitating instrument sounds of stringed instruments such as violins and violas. The present invention has been made to solve the above problem, and an object thereof is to provide a musical tone waveform signal forming apparatus suitable for imitating the sound of a stringed instrument.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、上記請求項1に係る発明の
構成上の特徴は、波形信号を循環させる循環信号路と、
前記循環信号路中に直列に介装された第1及び第2の信
号遅延手段と、外部からの起動制御信号を入力するとと
もに前記第1及び第2信号遅延手段の各間の前記循環信
号路上における各波形信号を入力して該入力した各信号
を合成出力する入力手段と、前記入力手段から出力され
る合成信号に非線形変換を施して前記第1及び第2信号
遅延手段の各間の前記循環信号路上に出力する非線形変
換手段とで楽音波形信号形成装置を構成したことにあ
る。 また、上記請求項2に係る発明は、前記請求項1に係る
発明の非線形変換手段に、ヒステリシス特性をもたせる
ようにしたことにある。 また、上記請求項3に係る発明は、前記請求項1に係る
発明の楽音波形信号形成装置において、前記第1及び第
2信号遅延手段の各間の前記循環信号路中に、循環波形
信号の伝達特性を変更する伝達特性変更手段をそれぞれ
設けるようにしたことにある。 また、上記請求項4に係る発明は、前記請求項1に係る
発明の楽音波形信号形成装置において、前記第1及び第
2信号遅延手段の少なくとも一方を可変遅延手段で構成
するとともに、同可変遅延手段における波形信号の遅延
時間を発音すべき楽音の周波数に対応して変更制御する
楽音制御手段を設けたことにある。 さらに、上記請求項5に係る発明は、前記請求項1に係
る発明の楽音波形信号形成装置において、前記非線形変
換手段をその変換特性が変更可能な可変非線形変換手段
で構成するとともに、同可変非線形変換手段における変
換特性を変更制御する楽音制御手段を設けたことにあ
る。
In order to achieve the above object, the structural feature of the invention according to claim 1 is a circulating signal path for circulating a waveform signal,
On the circulating signal path between the first and second signal delay means, which is interposed in series in the circulating signal path, and a start control signal from the outside, and between the first and second signal delay means. In the input means for inputting each waveform signal and synthesizing and outputting the input signals, and for performing a non-linear conversion on the synthetic signal output from the input means, and for interposing each of the first and second signal delay means. This is because the tone waveshape signal forming device is constituted by the non-linear converting means for outputting on the circulating signal path. The invention according to claim 2 resides in that the non-linear conversion means of the invention according to claim 1 has a hysteresis characteristic. The invention according to claim 3 is the musical tone waveform signal forming apparatus according to claim 1, wherein a circulating waveform signal is provided in the circulating signal path between each of the first and second signal delay means. A transfer characteristic changing means for changing the transfer characteristic is provided. The invention according to claim 4 is the musical tone signal forming apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first and second signal delay means is a variable delay means. There is provided a tone control means for changing and controlling the delay time of the waveform signal in the means according to the frequency of the tone to be generated. Further, in the invention according to claim 5 in the musical tone signal forming apparatus of the invention according to claim 1, the non-linear conversion means is constituted by a variable non-linear conversion means whose conversion characteristic can be changed, and The musical tone control means for changing and controlling the conversion characteristic of the converting means is provided.

【発明の作用及び効果】[Operation and effect of the invention]

上記のように構成した請求項1に係る発明においては、
外部からの起動制御信号が入力手段に入力されると、該
制御信号は非線形変換手段を介して循環信号路に導かれ
て、同信号路上を波形信号が第1及び第2信号遅延手段
を介して循環し始める。これと同時に、この循環中の波
形信号の一部は入力手段に入力され、同入力手段にて前
記起動制御信号と合成されて、再び非線形変換手段を介
して循環信号路上に出力されるようになる。そして、循
環信号路上を循環する波形信号は第1及び第2信号遅延
手段による合計遅延時間だけ遅延されるので、前記循環
している波形信号は前記合計遅延時間に対応した周期を
有する波形信号になるとともに、該周期信号には、入力
手段及び非線形変換手段によって外部からの起動制御信
号及び循環波形信号を非線形変換した非線形成分も常に
付与されることになる。 その結果、このようにして楽音波形信号を形成する請求
項1に係る発明においては、循環信号路、第1及び第2
信号遅延手段によって両端の固定された弦上を進行し又
は反射する振動波の状態をより良く模倣できるととも
に、入力手段及び非線形変換手段によって弓で弦の中間
部を擦る状態をより良く模倣できるので、同発明によれ
ば、擦弦楽器に極めて近い楽音を電子的に形成できるよ
うになる。 また、上記請求項2に係る発明においては、非線形変換
手段による前記非線形成分にヒステリシス特性が付与さ
れる。これにより、弓で弦を擦ることにより弦を変位さ
せる(振動を付与する)場合において、弦と弓との間の
摩擦現象(静止摩擦と動摩擦)によるヒステリシス特性
がより良く模倣され、同発明によれば、前記請求項1に
係る発明に比べて、擦弦楽器により近い楽音を電子的に
形成できるようになる。 また、上記請求項3に係る発明においては、循環信号路
上を循環する波形信号に所望の伝達特性が付与される。
これにより、弦の振動特性をより良く模倣てぎるので、
同発明によれば、前記請求項1に係る発明に比べて、擦
弦楽器により近い楽音を電子的に形成できるようにな
る。 また、上記請求項4に係る発明においては、楽音制御手
段が発音すべき楽音の周波数に対応して第1又は第2信
号遅延手段による遅延時間を可変制御するので、すなわ
ち循環信号路上を循環する波形信号の周期を発音すべき
楽音の周波数に対応させて変更制御するので、所望音高
の楽音波形信号が形成されるようになる。これにより、
前記請求項1に係る発明の効果に加えて、同発明による
楽音波形信号形成装置を電子楽器等に適用できるように
なるとともに、その用途も拡大される。 また、上記請求項5に係る発明においては、楽音制御手
段が非線形変換手段における変換特性を種々変更制御す
るので、形成される楽音波形信号を種々変更できるよう
になる。これにより、同発明によれば、前記請求項1に
係る発明に比べ、弓及び弦の種類、弦に付与される圧力
の変化等に応じた種々の楽音波形信号が形成されるよう
になる。
In the invention according to claim 1 configured as described above,
When an activation control signal from the outside is input to the input means, the control signal is guided to the circulation signal path via the non-linear conversion means, and the waveform signal on the signal path passes through the first and second signal delay means. Begins to circulate. At the same time, a part of the circulating waveform signal is input to the input means, is combined with the start control signal by the input means, and is output again on the circulation signal path via the non-linear conversion means. Become. Since the waveform signal circulating on the circulation signal path is delayed by the total delay time by the first and second signal delay means, the circulating waveform signal becomes a waveform signal having a cycle corresponding to the total delay time. In addition, a non-linear component obtained by non-linearly converting the start control signal and the circulating waveform signal from the outside by the input means and the non-linear conversion means is always added to the periodic signal. As a result, in the invention according to claim 1 in which the musical tone waveform signal is formed in this manner, the circulating signal path, the first and second signals are formed.
Since the signal delay means can better imitate the state of the oscillating wave traveling or reflected on the strings fixed at both ends, and the input means and the non-linear conversion means can better imitate the state of rubbing the middle part of the string with the bow. According to the present invention, it becomes possible to electronically form a musical sound extremely close to that of a stringed instrument. Further, in the invention according to claim 2, a hysteresis characteristic is given to the non-linear component by the non-linear conversion means. As a result, when the string is displaced (vibrated) by rubbing the string with the bow, the hysteresis characteristic due to the friction phenomenon (static friction and dynamic friction) between the string and the bow is better imitated. According to this, compared to the invention according to the first aspect, it becomes possible to electronically form a musical sound closer to a stringed instrument. In the invention according to claim 3, a desired transfer characteristic is given to the waveform signal circulating on the circulation signal path.
This better imitates the vibration characteristics of the string,
According to the invention, it becomes possible to electronically form a musical sound closer to that of a stringed instrument, as compared with the invention according to claim 1. In the invention according to claim 4, the tone control means variably controls the delay time by the first or second signal delay means in accordance with the frequency of the tone to be sounded, that is, it circulates on the circulating signal path. Since the cycle of the waveform signal is changed and controlled in accordance with the frequency of the musical sound to be generated, a musical tone waveform signal having a desired pitch can be formed. This allows
In addition to the effect of the invention according to claim 1, the musical tone signal forming apparatus according to the present invention can be applied to an electronic musical instrument or the like, and its application is expanded. Further, in the invention according to the fifth aspect, the musical tone control means controls various conversion characteristics of the non-linear conversion means, so that the formed musical tone waveform signal can be variously changed. As a result, according to the present invention, as compared with the invention according to the first aspect, various musical tone waveform signals are formed according to the types of bows and strings, changes in pressure applied to the strings, and the like.

【実施例】【Example】

以下、本発明の一実施例に係る楽音波形信号形成装置を
電子楽器に適用した例について図面を用いて説明する
と、第1図は該電子楽器の全体をブロック図により示し
ている。 この電子楽器は演奏情報発生部11、音色情報発生部12及
び楽音制御信号発生部13を備え、演奏情報発生部11から
の演奏情報及び音色情報発生部12からの音色情報に基づ
いて、楽音制御信号発生部13から発生される楽音制御信
号を、楽音波形信号形成部20へ供給してバイオリン、ビ
オラ等擦弦楽器の楽音波形信号を形成するようにしたも
のである。 演奏情報発生部11は音階に対応した複数の鍵からなる鍵
盤と、該各鍵の押鍵操作の有無を検出する押鍵検出回
路、押鍵操作速度を検出するイニシャルタッチ検出回
路、押鍵圧力又は押鍵深さを検出するアフタータッチ検
出回路等の鍵盤に付随する各種回路とを備え、押鍵の有
無及び押鍵された鍵を表す鍵情報、イニシャルタッチ情
報、アフタータッチ情報等の演奏情報を出力する。音色
情報発生部12は音色選択スイッチ及び同スイッチの操作
検出回路とを備え、選択音色を表す音色情報を出力す
る。楽音制御信号発生部13は例えばマイクロコンピュー
タ、楽音制御パラメータ記憶テーブル等により構成さ
れ、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記テーブルを
参照して、時間変化しない各種楽音制御信号と時間変化
する各種楽音制御信号とを出力する。これらの楽音制御
信号は、例えば、鍵盤にて押鍵された鍵により決定され
発生楽音のピッチを合算値により表す第1及び第2ピッ
チ信号PIT1,PIT2と、イニシャルタッチ演奏情報、アフ
タータッチ演奏情報及び音色情報により決定され擦弦楽
器における弓の移動速度を表す弓速度信号VELと、前記
弓移動時における弓から弦に付与される圧力を表す弓圧
信号PRESと、音色情報により主に決定されるとともに前
記各演奏情報を多少考慮して決定され音色制御要素とし
ての音色制御信号TC1〜TC5とからなる。 なお、前記電子楽器が演奏者により操作されるホイー
ル、ペダル等の他の演奏操作子を備えている場合には、
これらの各演奏操作子の操作に関する演奏情報を前記イ
ニシャルタッチ及びアフタータッチと同様な演奏情報と
して扱ってもよい。また、前記演奏情報発生部11及び音
色情報発生部12として、他の楽器、自動演奏装置等を採
用し、同他の楽器、自動演奏装置等から楽音制御信号発
生部13に演奏情報及び音色情報が供給されるようにした
り、また他の楽器、自動演奏装置内にて前記各種楽音制
御信号が形成されるようにして、同楽音制御信号が楽音
波形信号形成部20へ直接供給されるようにしてもよい。 楽音波形信号形成部20は擦弦楽器の弦に対応して楽音波
形信号を循環させる閉ループの循環信号路21を有してお
り、同信号路21内には遅延回路22,23、ローパスフィル
タ24,25、乗算器26,27及び加算器28,29が直列に介装さ
れている。遅延回路22,23はピッチ信号PIT1,PIT2により
各遅延時間がそれぞれ可変制御されるようになってお
り、該遅延時間の可変制御により発生楽音の音高がほぼ
決定されるようになっている。ローパスフィルタ24,25
は、循環している波形信号の伝達特性を変更することに
より、種々の弦の振動特性をシミュレートするもので、
音色制御信号TC1,TC2により前記特性が切り替え制御さ
れるようになっている。乗算器26,27は循環波形信号に
「−1」を乗算することにより同信号の位相をπだけず
らすもので、弦の両固定端における振動波の終端条件を
実現している。 循環信号路21上の波形信号は、乗算器26,27の各出力側
にて、加算器31に供給されるようになっている。この加
算器31は加算器32とともに入力手段を構成するもので、
加算器32の一方の入力には加算器31の出力が接続されて
おり、かつ加算器32の他方の入力には弓速度信号VELが
供給されている。かかる加算器31,32は、弦における弓
との接触部が弓の移動により変位することと、同接触部
が弦上を進行する振動波により変位することとをシミュ
レートしている。 加算器32の出力は、加算器41、除算器42を介して非線形
テーブル43に入力されるとともに、非線形テーブル43の
出力は乗算器44及び加算器28,29を介して循環信号路21
上に出力されるようになっている。非線形テーブル43は
前記加算器32からの出力を非線形変換して前記弓の移動
による弦の変位状態をシミュレートするもので、同テー
ブル43の入出力特性は第2図の実線に示すような入出力
特性に設定されている。すなわち、弓を弦に擦りつけた
場合、弓速度が小さいときには、弓と弦の間における摩
擦力は静止摩擦係数により主に支配されて弦速度は弓速
度とほぼ同じになるが、弓速度が大きくなると、前記摩
擦力は動摩擦係数により主に支配されるようになって弦
速度は弓速度より遅くなるものであり、この現象が非線
形テーブル43による非線形変換により実現されるように
なっている。なお、この非線形テーブル43の特性は音色
制御信号TC3により変更制御されるようになっている。 除算器42及び乗算器44には弓圧信号PRESが共に入力され
ており、除算器42は非線形テーブル43に入力される信号
を弓圧信号PRESにより除算し、乗算器44は同テーブル43
の出力信号に弓圧信号PRESを乗算する。これらの除算器
42及び乗算器44は、前記摩擦係数が弦に付与される弓圧
力により変化して、前記第2図の実線で示した非線形特
性が変更されることをシミュレートするものである。す
なわち、非線形テーブル43の入力信号を弓圧信号PRESに
より除算することにより、第2図の実線特性を例えば第
2図の破線特性のように変更し、同テーブル43の出力信
号に弓圧信号PRESを乗ずることにより、第2図の破線特
性を第2図の一点鎖線特性に変更して、両演算により弓
圧力に応じて弓速度に対する弦速度を相似的に拡大又は
縮小するようにしている。 また、乗算器44の出力はローパスフィルタ45及び乗算器
46を介して加算器41に帰還されており、かかる帰還によ
り、除算器42及び乗算器44を含めた非線形テーブル43に
よる信号の非線形変換に、ヒステリシス特性が付与され
る。 このヒステリシス特性の付与動作について、具体的に説
明しておく。なお、楽音制御信号発生部13から乗算器46
へは、負の値、例えば−0.1,−0.2等の値を示す音色制
御信号TC4が供給されており、加算器41は加算器32の出
力信号から乗算器46の出力信号をを減算して除算器42に
供給するように機能することなる。第3図はこのヒステ
リス特性を説明するためのグラフであり、一点鎖線にて
加算器41の出力と乗算器41の出力との関係を示してい
る。例えば、非線形変換入力(加算器32の出力)が零か
ら正方向へ増加しているとすると、非線形変換出力(乗
算器44の出力)は第3図の実線に沿って比例的に増加
し、同入力値X1,X2の近傍にて正の大きな値を示してい
るので、加算器41における前記減算量も大きくなる。そ
して、非線形変換入力値が値X1に達した時点で、非線形
変換出力値は急激に小さな値に変化して、以降、同入力
値が増加するに従って同出力値は小さな値を保ちながら
徐々に減少する。一方、かかる状態から、非線形入力値
が減少すると、非線形変換出力値が小さいために、加算
器41における前記減算量は小さくなり、非線形変換入力
値が前記場合と同じでも、除算器42への入力値は大きな
値を示すことになる。そして、非線形変換入力値が値X1
より小さな値X2に達した時点で、始めて非線形変換出力
値は急激に大きな値になる。非線形変換入力値が負にて
変化する場合も同様であり、かかる作用により、前記ヒ
ステリシス特性が実現される。 また、ローパスフィルタ45は発振防止としての機能を果
たし、乗算器46は帰還のゲイン調整の機能を果たすもの
で、同乗算器46に付与される音色制御信号TC4によりヒ
ステリシスの幅が変更制御される。なお、前記ローパス
フィルタ45の特性も音色制御信号により変更制御するよ
うにしてもよい。 さらに、循環信号路21は、加算器28と遅延回路23との接
続位置にて、フォルマントフィルタ51に接続されてい
る。このフォルマントフィルタ51は擦弦楽器の胴の音響
特性をシミュレートするもので、音色制御信号TC5によ
り切り替え制御された周波数特性を入力信号に付与し
て、サウンドシステム52へ出力する。サウンドシステム
52はA/D変換器、アンプ、スピーカ等からなり、入力信
号を音響信号に変換して出力するものである。 次に、上記のように構成した実施例の動作を説明する。 演奏情報発生部11から、鍵盤における押鍵操作に応じ
て、鍵情報、イニシャルタッチ情報、アフタータッチ情
報等の演奏情報が楽音制御信号発生部13に供給される
と、同発生部13は、これらの演奏情報と音色情報発生部
12から供給されている音色情報に基づき、各種制御信号
を楽音波形信号形成部20へ出力する。 楽音波形信号形成部20においては、加算器32が前記供給
された弓速度信号VELを入力して加算器41及び除算器42
を介して非線形テーブル43に供給し、同テーブル43が前
記弓速度信号VELを非線形変換して乗算器44を介して加
算器28,29へ供給する。加算器28,29は前記入力信号を循
環信号路21,21へそれぞれ出力し、同出力された信号は
循環信号路21上を遅延回路22,23、ローパスフィルタ24,
25、乗算器26,27及び加算器28,29を介して循環し始め
る。かかる場合、遅延回路22,23の遅延時間は楽音制御
信号発生部13からのピッチ信号PIT1,PIT2により制御さ
れ、両遅延回路22,23の遅延時間の合計が鍵盤にて押鍵
された鍵音高周期に対応した値に設定制御されるので、
循環信号路21上を1循環する時間は前記鍵音高周期に等
しくなり、かかる循環中の信号は同鍵音高周期を有する
波形信号となる。また、かかる波形信号の循環中、ロー
パスフィルタ24,25が音色制御信号TC1,TC2に制御されて
同波形信号に弦の特性に応じた周波数特性を付与し、か
つ乗算器26,27が同波形信号の位相をπだけずらして弦
の終端条件を満足させるので、かかる循環信号は弦上を
進行する振動波をより良くシミュレートしたものとな
る。 かかる循環中の波形信号はフォルマントフィルタ51に導
かれ、同フィルタ51は音色制御信号TC5により制御され
て前記波形信号に擦弦楽器の胴の音響特性をシミュレー
トした周波数特性を付与して、サウンドシステム52に供
給する。そして、このサウンドシステム52に供給された
波形信号が同システム52にて音響信号に変換されて発音
されるので、発音される楽音は擦弦楽器の弦振動により
胴を介して発音される楽音に極めて近いものとなる。 一方、前述した弓速度信号VELは加算器32に供給され続
けており、また、この加算器32には循環信号路21上を循
環中の波形信号も加算器31を介して供給されているの
で、この波形信号と前記弓速度信号VELが合成されて非
線形テーブル43に入力されることになる。非線形テーブ
ル43がこの入力信号を非線形変換して出力する点は前述
の通りであるが、この非線形変換に付随して、除算器42
及び乗算器44が楽音制御信号発生部13から出力される弓
圧信号PRESにより制御されて、同信号PRESに応じて非線
形変換出力を拡大又は縮小する(第2図参照)ととも
に、ローパスフィルタ45及び乗算器46を含む帰還路が楽
音制御信号発生部13から出力される音色制御信号TC4
より制御されて、同信号TC4に応じて非線形変換出力に
ヒステリシス特性を付与する(第3図参照)ので、弓速
度に応じて摩擦係数の変化する擦弦楽器の弓と弦との関
係がより良くシミュレートされ、前記サウンドシステム
52から発音される楽音が極めて擦弦楽器の楽音に近いも
のとなる。 なお、上記実施例においては、除算器42及び乗算器44を
用いて非線形変換出力の拡大縮小を行うようにしたが、
この拡大縮小に対応した非線形テーブル43を多数用意し
ておき、弓圧信号PRESに応じて変換テーブルを切り換え
るようにしてもよい。また、この非線形テーブル43で弓
速度信号VEL及び循環波形信号を非線形変換するように
したが、同テーブルの代わりに演算により非線形変換を
実現するようにしてもよい。 また、上記実施例においては、循環波形信号の出力端を
加算器28と遅延回路23との間に設けるようにしたが、循
環信号路21中であれば、他の箇所から循環波形信号を取
り出すようにしてもよい。
An example in which the musical tone signal forming apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to an electronic musical instrument will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the entire electronic musical instrument in a block diagram. This electronic musical instrument is provided with a performance information generating section 11, a tone color information generating section 12 and a tone control signal generating section 13, and controls the tone based on the performance information from the performance information generating section 11 and the tone color information from the tone color information generating section 12. The musical tone control signal generated from the signal generating section 13 is supplied to the musical tone waveform signal forming section 20 to form a musical tone waveform signal of a rubbed string instrument such as a violin or a viola. The performance information generating unit 11 includes a keyboard composed of a plurality of keys corresponding to a scale, a key pressing detection circuit that detects whether or not each key is pressed, an initial touch detection circuit that detects a key pressing speed, and a key pressing pressure. Or, it is equipped with various circuits attached to the keyboard such as an aftertouch detection circuit for detecting the key pressing depth, and performance information such as presence / absence of key depression and key information indicating a key depressed, initial touch information, aftertouch information, etc. Is output. The timbre information generation unit 12 includes a timbre selection switch and an operation detection circuit for the switch, and outputs timbre information representing the selected timbre. The musical tone control signal generator 13 is composed of, for example, a microcomputer, a musical tone control parameter storage table, etc., and refers to the table according to the performance information and tone color information to refer to the various musical tone control signals that do not change with time and the various musical sounds that change with time. And output control signals. These tone control signals are, for example, first and second pitch signals PIT 1 and PIT 2, which are determined by the key pressed on the keyboard and represent the pitch of the generated tone by a sum value, initial touch performance information, and aftertouch. A bow speed signal VEL which is determined by performance information and tone color information and which indicates the moving speed of a bow in a stringed instrument, a bow pressure signal PRES which indicates the pressure applied to the strings by the bow when the bow is moved, and mainly determined by tone color information. The tone color control signals TC 1 to TC 5 as tone color control elements which are determined in consideration of the performance information. In the case where the electronic musical instrument is provided with other performance operating elements such as wheels and pedals operated by the player,
Performance information relating to the operation of each of these performance operators may be treated as performance information similar to the initial touch and aftertouch. Further, as the performance information generating section 11 and the tone color information generating section 12, another musical instrument, an automatic musical instrument or the like is adopted, and the musical tone control signal generating section 13 from the other musical instrument, the automatic musical instrument or the like to the musical tone information and tone color information Or the various tone control signals are formed in another musical instrument or automatic musical instrument so that the tone control signals are directly supplied to the tone waveform forming section 20. May be. The tone waveshape signal forming unit 20 has a closed loop circulation signal path 21 for circulating the tone waveshape signal corresponding to the strings of the rubbed string instrument, and in the signal path 21 delay circuits 22, 23, a low-pass filter 24, 25, multipliers 26 and 27, and adders 28 and 29 are inserted in series. The delay circuits 22 and 23 are adapted to variably control the respective delay times by the pitch signals PIT 1 and PIT 2 , and the pitch of the generated musical sound is almost determined by the variable control of the delay times. There is. Low pass filter 24,25
Is to simulate the vibration characteristics of various strings by changing the transfer characteristics of the circulating waveform signal.
The characteristics are switched and controlled by the tone color control signals TC 1 and TC 2 . The multipliers 26 and 27 shift the phase of the circulating waveform signal by "-1" by multiplying it by "-1", and realize the termination condition of the vibration wave at both fixed ends of the string. The waveform signal on the circulation signal path 21 is supplied to the adder 31 at each output side of the multipliers 26 and 27. This adder 31 constitutes an input means together with the adder 32,
The output of the adder 31 is connected to one input of the adder 32, and the bow velocity signal VEL is supplied to the other input of the adder 32. The adders 31 and 32 simulate that the contact portion of the string with the bow is displaced by the movement of the bow, and that the contact portion is displaced by the vibration wave traveling on the string. The output of the adder 32 is input to the non-linear table 43 via the adder 41 and the divider 42, and the output of the non-linear table 43 is passed through the multiplier 44 and the adders 28 and 29 to the circulating signal path 21.
It is supposed to be output above. The non-linear table 43 is for non-linearly converting the output from the adder 32 to simulate the displacement state of the string due to the movement of the bow. The input / output characteristics of the table 43 are the input values shown by the solid line in FIG. It is set in the output characteristics. That is, when the bow is rubbed against a string, when the bow speed is low, the frictional force between the bow and the string is mainly governed by the static friction coefficient, and the string speed is almost the same as the bow speed. When it becomes larger, the frictional force is mainly controlled by the dynamic friction coefficient, and the chord velocity becomes slower than the bow velocity, and this phenomenon is realized by the non-linear conversion by the non-linear table 43. The characteristic of the nonlinear table 43 is adapted to be changed controlled by tone color control signal TC 3. The bow pressure signal PRES is also input to the divider 42 and the multiplier 44. The divider 42 divides the signal input to the non-linear table 43 by the bow pressure signal PRES, and the multiplier 44 outputs the bow pressure signal PRES.
The output signal of is multiplied by the bow pressure signal PRES. These dividers
The 42 and the multiplier 44 simulate that the coefficient of friction is changed by the bow pressure applied to the strings and the non-linear characteristic shown by the solid line in FIG. 2 is changed. That is, by dividing the input signal of the non-linear table 43 by the bow pressure signal PRES, the solid line characteristic of FIG. 2 is changed to, for example, the broken line characteristic of FIG. 2, and the bow pressure signal PRES is added to the output signal of the table 43. 2 is changed to the alternate long and short dash line characteristic of FIG. 2 so that the chord velocity with respect to the arch velocity is similarly expanded or reduced according to the arch pressure by both calculations. The output of the multiplier 44 is the low-pass filter 45 and the multiplier.
It is fed back to the adder 41 via 46, and such feedback gives a hysteresis characteristic to the nonlinear conversion of the signal by the nonlinear table 43 including the divider 42 and the multiplier 44. The operation of giving the hysteresis characteristic will be specifically described. The tone control signal generation unit 13 to the multiplier 46
To a negative value, for example -0.1, the tone color control signal TC 4 indicating the value of such -0.2 is supplied, the adder 41 subtracts the output signal of the multiplier 46 from the output signal of the adder 32 Function to supply the divider 42. FIG. 3 is a graph for explaining this hysteris characteristic, and shows the relationship between the output of the adder 41 and the output of the multiplier 41 by a chain line. For example, if the nonlinear conversion input (the output of the adder 32) increases from zero in the positive direction, the nonlinear conversion output (the output of the multiplier 44) increases proportionally along the solid line in FIG. Since a large positive value is shown near the input values X 1 and X 2 , the subtraction amount in the adder 41 also becomes large. Then, when the non-linear conversion input value reaches the value X 1 , the non-linear conversion output value suddenly changes to a small value, and thereafter, as the same input value increases, the same output value gradually decreases while maintaining a small value. Decrease. On the other hand, when the non-linear input value decreases from such a state, the subtraction amount in the adder 41 becomes small because the non-linear conversion output value is small, and even if the non-linear conversion input value is the same as the above case, the input to the divider 42 is reduced. The value will show a large value. Then, the nonlinear transformation input value is the value X 1
Only when the smaller value X 2 is reached, the nonlinear conversion output value suddenly becomes large. The same applies when the non-linear conversion input value changes negatively, and the hysteresis characteristic is realized by this action. The low-pass filter 45 functions to prevent oscillation, and the multiplier 46 functions to adjust the feedback gain.The tone width control signal TC 4 applied to the multiplier 46 changes and controls the hysteresis width. It The characteristics of the low-pass filter 45 may also be changed and controlled by a tone color control signal. Further, the circulation signal path 21 is connected to the formant filter 51 at the connection position of the adder 28 and the delay circuit 23. The formant filter 51 simulates the acoustic characteristics of the body of a stringed instrument, and gives the input signal a frequency characteristic that is controlled to be switched by the tone color control signal TC 5 and outputs it to the sound system 52. Sound system
Reference numeral 52 includes an A / D converter, an amplifier, a speaker, etc., which converts an input signal into an acoustic signal and outputs it. Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. When the performance information generator 11 supplies performance information such as key information, initial touch information, and aftertouch information to the musical tone control signal generator 13 in response to a key depression operation on the keyboard, the generator 13 generates Performance information and timbre information generator
Based on the tone color information supplied from 12, various control signals are output to the tone waveform forming section 20. In the tone waveshape signal forming unit 20, the adder 32 inputs the supplied bow velocity signal VEL to adder 41 and divider 42.
To the non-linear table 43, which non-linearly converts the bow velocity signal VEL and supplies it to the adders 28 and 29 via the multiplier 44. The adders 28 and 29 output the input signals to the circulating signal paths 21 and 21, respectively, and the output signals are the delay circuits 22 and 23 and the low-pass filter 24 on the circulating signal path 21.
25, begins to cycle through the multipliers 26, 27 and the adders 28, 29. In such a case, the delay times of the delay circuits 22 and 23 are controlled by the pitch signals PIT 1 and PIT 2 from the tone control signal generator 13, and the sum of the delay times of both delay circuits 22 and 23 is pressed on the keyboard. Since it is set and controlled to a value corresponding to the key pitch period,
The time for one circulation on the circulation signal path 21 is equal to the key pitch period, and the signal in the circulation is a waveform signal having the same key pitch period. Further, during the circulation of the waveform signal, the low-pass filters 24 and 25 are controlled by the tone color control signals TC 1 and TC 2 to give the waveform signal a frequency characteristic according to the characteristic of the string, and the multipliers 26 and 27 Since the phase of the same waveform signal is deviated by π to satisfy the string termination condition, the circulating signal is a better simulation of the vibration wave traveling on the string. Such a circulating waveform signal is guided to a formant filter 51, which is controlled by a tone color control signal TC 5 to give the waveform signal a frequency characteristic simulating the acoustic characteristic of the body of a stringed instrument, thereby producing a sound. Supply to system 52. The waveform signal supplied to the sound system 52 is converted into an acoustic signal by the system 52 and is generated, so that the generated musical sound is extremely similar to the musical sound generated through the body due to the string vibration of the stringed instrument. It will be close. On the other hand, the bow velocity signal VEL described above continues to be supplied to the adder 32, and the waveform signal circulating on the circulation signal path 21 is also supplied to the adder 32 via the adder 31. The waveform signal and the bow velocity signal VEL are combined and input to the non-linear table 43. As described above, the non-linear table 43 outputs the non-linear conversion of this input signal.
And the multiplier 44 are controlled by the bow pressure signal PRES output from the tone control signal generator 13 to enlarge or reduce the non-linear conversion output according to the signal PRES (see FIG. 2), and the low-pass filter 45 and The feedback path including the multiplier 46 is controlled by the tone color control signal TC 4 output from the tone control signal generator 13, and a hysteresis characteristic is given to the non-linear conversion output according to the signal TC 4 (see FIG. 3). Therefore, the bow-string relationship of a stringed instrument whose coefficient of friction changes depending on the bow speed is better simulated.
The musical sound produced by 52 is very close to that of a stringed instrument. In the above embodiment, the divider 42 and the multiplier 44 are used to scale the non-linear conversion output.
A large number of non-linear tables 43 corresponding to this enlargement / reduction may be prepared and the conversion tables may be switched according to the bow pressure signal PRES. Further, although the non-linear table 43 is used to perform the non-linear conversion of the bow velocity signal VEL and the circulating waveform signal, the non-linear conversion may be realized by calculation instead of the same table. Further, in the above embodiment, the output end of the circulating waveform signal is provided between the adder 28 and the delay circuit 23, but if it is in the circulating signal path 21, the circulating waveform signal is taken out from another place. You may do it.

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

第1図は本発明の一実施例にかかる楽音波形信号形成装
置を備えた電子楽器の全体ブロック図、第2図及び第3
図は第1図の実施例の非線形変換特性を示すグラフであ
る。 符号の説明 11……演奏情報発生部、12……音色情報発生部、13……
楽音制御信号発生部、20……楽音波形信号形成部、21…
…循環信号路、22,23……遅延回路、24,25,45……ロー
パスフィルタ、26,27,44,46……乗算器、28,29,31,32,4
1……加算器、42……除算器、43……非線形テーブル。
FIG. 1 is an overall block diagram of an electronic musical instrument provided with a musical tone waveform signal forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 and FIG.
The drawing is a graph showing the non-linear conversion characteristic of the embodiment of FIG. Explanation of code 11 …… Performance information generator, 12 …… Sound color information generator, 13 ……
Musical tone control signal generator, 20 ... Musical sound waveform signal generator, 21 ...
… Circulation signal path, 22,23 …… Delay circuit, 24, 25, 45 …… Low pass filter, 26, 27, 44, 46 …… Multiplier, 28, 29, 31, 32, 4
1 …… adder, 42 …… divider, 43 …… non-linear table.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】波形信号を循環させる循環信号路と、 前記循環信号路中に直列に介装された第1及び第2の信
号遅延手段と、 外部からの起動制御信号を入力するとともに前記第1及
び第2信号遅延手段の各間の前記循環信号路上における
各波形信号を入力して該入力した各信号を合成出力する
入力手段と、 前記入力手段から出力される合成信号に非線形変換を施
して前記第1及び第2信号遅延手段の各間の前記循環信
号路上に出力する非線形変換手段と を備えたことを特徴とする楽音波形信号形成装置。
1. A circulating signal path for circulating a waveform signal, first and second signal delay means interposed in series in the circulating signal path, and a start control signal from the outside, and the first signal delay means. Input means for inputting each waveform signal on the circulating signal path between each of the first and second signal delay means and synthesizing and outputting the input signals; and performing non-linear conversion on the synthesis signal output from the input means. And a non-linear conversion means for outputting on the circulating signal path between each of the first and second signal delay means.
【請求項2】前記請求項1に記載の非線形変換手段に、
ヒステリシス特性をもたせるようにした楽音波形信号形
成装置。
2. The non-linear conversion means according to claim 1,
A musical tone waveform signal forming device having a hysteresis characteristic.
【請求項3】前記請求項1に記載の楽音波形信号形成装
置において、前記第1及び第2信号遅延手段の各間の前
記循環信号路中に、循環波形信号の伝達特性を変更する
伝達特性変更手段をそれぞれ設けるようにした楽音波形
信号形成装置。
3. The musical tone signal forming apparatus according to claim 1, wherein a transfer characteristic for changing a transfer characteristic of a circulating waveform signal in the circulating signal path between each of the first and second signal delay means. A musical tone waveform signal forming apparatus in which changing means are provided respectively.
【請求項4】前記請求項1に記載の楽音波形信号形成装
置において、前記第1及び第2信号遅延手段の少なくと
も一方を可変遅延手段で構成するとともに、同可変遅延
手段における波形信号の遅延時間を発音すべき楽音の周
波数に対応して変更制御する楽音制御手段を設けた楽音
波形信号形成装置。
4. The musical tone signal forming apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first and second signal delay means is constituted by a variable delay means, and the delay time of the waveform signal in the variable delay means is changed. A musical tone waveform signal forming apparatus provided with a musical tone control means for changing and controlling the musical tone according to the frequency of the musical tone to be generated.
【請求項5】前記請求項1に記載の楽音波形信号形成装
置において、前記非線形変換手段をその変換特性が変更
可能な可変非線形変換手段で構成するとともに、同可変
非線形変換手段における変換特性を変更制御する楽音制
御手段を設けた楽音波形信号形成装置。
5. The musical tone signal forming apparatus according to claim 1, wherein the non-linear conversion means is composed of variable non-linear conversion means whose conversion characteristics can be changed, and the conversion characteristics of the variable non-linear conversion means are changed. A musical tone waveform signal forming apparatus provided with a musical tone control means for controlling.
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