JPH079579B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は楽器の発音メカニズムを数式とテーブルで表現
したアルゴリズムをディジタル電子回路を用いて実現し
た電子楽器に関する。

従来の技術 近年ディジタル技術の進歩により、電子ピアノやシンセ
サイズのようなディジタル電子回路を応用した電子楽器
が数多く開発されている。その中において楽器特にクラ
リネットの発音メカニズムを解析し、これをディジタル
電子回路に置き換えて実現した電子楽器が提案されてい
る。以下図面を参照しながら、上述したような電子楽器
について説明する。

第５図は従来の電子楽器のブロック図を示すものであ
る。第５図において、51は口内圧力データPMと発音開始
信号を送出するコントロール部、52はディレイ部53から
送出されたデータとコントロール部51から送出された口
内圧力データPMにもとずき演算されたデータをディレイ
部53に送出する演算部、53は演算部52から送出されたデ
ータをメモリに書き込むと共に、予め設定された時間遅
延の後に前記書き込まれたデータを読みだし演算部52に
送出するディレイ部、54は演算部52から送出されたデー
タのディジタルアナログ変換を行うディジタルアナログ
変換器、55はディジタルアナログ変換器54から送出され
たデータにもとずき所望の楽音信号を得るサウンドシス
テム、56はコントロール部51から送出された口内圧力デ
ータＰMと乗算器57の出力値との加算を行う加算器、57
はテーブル58から送出されたデータと加算器59から送出
されたデータとの乗算を行う乗算器、58は加算器59から
送出されたデータをアドレスとして予め格納されたデー
タの読みだしを行うテーブル、59はコントロール部51か
ら送出された口内圧力データＰMとディレイ部53から送
出されたデータとの加算を行う加算器である。

第６図はディレイ部53の回路図を示すものである。第６
図において61はカウンタ62が送出するアドレスカウンタ
値をアドレスとして読みだしたデータをANDゲート63に
送出すると共に演算部52から送出されたデータを書き込
むディレイメモリ、62はコントロール部51から送出され
た発音開始信号によりリセットされると共にシステムロ
ックCKの発生タイミングでアドレスカウンタ値を１ずつ
インクリメンントし更にアドレスカウンタ値が最大値
（ディレイメモリ61の語長ｍに等しい）に達した時点で
キャリー信号CYをRSフリップ64に送出するカウンタ、63
はディレイメモリ61から送出されたデータの各ビットの
リセットをRSフリップフロップ64から送出された信号に
より行うANDゲート、64はコントロール部51から送出さ
れた発音開始信号によりセットされると共にカウンタ62
から送出されるキャリー信号CYによりリセットされるRS
フリップフロップ、65はANDゲート63から送出されるデ
ータをラッチ信号LAによりラッチするラッチである。

第７図はディレイ部53の動作を表すタイムチャートであ
る。

第８図は従来例の電子楽器のモデルであるクラリネット
のＢ点を空けて吹いた場合の状態図である。第８図にお
いて81は演奏者の口唇部、82はクラリネットの断面図で
ある。

以上のように構成された電子楽器について以下その動作
について説明する。

押鍵操作によりコントロール部51から口内圧力データＰ
Mと発音開始信号が送出される。まず発音開始信号がデ
ィレイ部53に送出されカウンタ62をリセットし、アドレ
スカウンタ値０がディレイメモリ61に送出される。ディ
レイメモリ61はアドレス０に格納しているデータPn,0を
ANDゲート63に送出する。ここで発音開始信号はRSフリ
ップフロップ64のＳ入力にも入力されているのでRSフリ
ップフロップは信号"High"をANDゲート63に送出しAND63
はディレイメモリ61からのデータの如何に関わらず値０
を出力することになる。ANDゲート63の出力データはラ
ッチ65でラッチされバス２を介して加算器59に送出され
る。加算器59ではラッチ65の出力データとコントロール
部51からの出力データＰMの反転値との加算が行われ、
加算結果がテーブル58と乗算部57に送出される。テーブ
ル58に送出されたデータをアドレスとしてテーブル58か
らデータが読みだされ、乗算器57において加算器59から
送出されたデータとの乗算が行われる。乗算器57の乗算
結果はコントロール部51から送出された口内圧力データ
ＰMと加算器56において加算され、加算結果がディレイ
部53にバス１を介して送出される。そしてディレイメモ
リのアドレス０に加算器56から送出されたデータが書き
込まれる。以降、以上の動作を第３図のタイムチャート
に示すようにサイクリックに行う。更にカウンタ62はカ
ウンタ62の最大値即ちディレイメモリ61の語長ｍに達し
た時点でキャリー信号CYをRSフリップフロップ64のＲ入
力に送出するためANDゲート63でのリセット動作は、発
音開始信号が発生してからカウンタ62がアドレスカウン
ト値を０〜ｍ−１をカウントする間である。即ちディレ
イメモリのイニシャルリセットに相当する。ここで第８
図はクラリネットのＢ点のトーンホールを空けた吹いた
場合のモデルであるが、口唇部81内の圧力ＰMは第５図
の口内圧力データＰMに相当し、管内の進行波の圧力Pb
＋は第５図の加算器56の出力データ、管内の反射波の圧
力Pb−は第５図の加算器59の入力データに相当する。ま
たＡ点からＢ点までの距離１の２倍21は第６図のディレ
イメモリ61の語長ｍに相当する。

以上の動作により得られた楽音信号はシステムクロック
をfHzとした場合、 f/（ｍ×２） の音程となる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、ディレイメモリの
語調の制御ができないため、平均律に応じた音程変化を
実現できないという問題点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み、平均律に応じた音程変化が実
現できる電子楽器を提供するものである。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の電子楽器は、演算部
から送出されたデータをメモリに書き込むと共に、指数
変換部から送出されたディレイ長制御データによって制
御される時間遅延の後に前記演算部から送出されたデー
タをメモリから読みだし再び演算部に送出するディレイ
部と、コントロール部から送出された音高データを前記
ディレイ長制御データに変換する指数変換部とを備えた
ものである。

作用 この構成によって、例えば鍵盤の位置に対応した音高デ
ータを指数変換部で指数変換し、指数変換結果であるデ
ィレイ長制御データをディレイメモリの語長とすること
により、簡単に実際の楽器に類似した音程変化が実現で
きる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の電子楽器のブロック図を示すものであ
る。第１図において、11は口内圧力データＰMと発音開
始信号とディレイ長制御データを送出するコントロール
部、12はコントロール部11から送出された音高データを
指数変換し指数変換結果であるディレイ長制御データを
送出する指数変換部、13は演算部52から送出されたデー
タをメモリに書き込むと共に、指数変換部12から送出さ
れるディレイ長制御データにより制御される時間遅延の
後に前記書き込まれたデータを読みだし演算部52に送出
するディレイ部である。その他のブロックは従来例と同
様である。

第２図はディレイ部13の回路図を示すものである。第２
図において21はカウンタ62から送出されるアドレスカウ
ンタ値と指数変換部12から送出されるディレイ長制御デ
ータの比較を行い、一致した時に比較一致信号をRSフリ
ップフロップのＲ入力とORゲート22に送出する比較器、
22はコントロール部11から送出された発音開始信号と比
較器21から送出された比較一致信号の論理和をとり、出
力信号をカウンタ62のＲ入力に送出するORゲートであ
る。その他のブロックは従来例と同様である。

第３図は指数変換部12の回路図を示すものである。第３
図において31は音高データ（アドレス）に対してディレ
イ長制御データを指数系列状に格納した指数テーブルで
である。

第４図（Ａ）は指数テーブル31に格納されたディレイ長
制御データをプロットしたグラフである。

第４図（Ｂ）はシステムを64kHzとした場合の各音階に
対応したディレイ長制御デタの値を示した表である。

以上のように構成された電子楽器について以下その動作
について説明する。尚全体の概要動作は従来例と同じで
あるので、従来例と異なるコントロール部11と指数変換
部12とディレイ部13の動作のみについて説明する。

押鍵操作により口内圧力データＰMと発音開始信号と音
高データが送出される。音高データは指数変換部12に指
数テーブル31のアドレスとして入力され、指数テーブル
31に格納されたディレイ長制御データが読みだされる。
ディレイ長制御データはディレイ部13の比較器21に送出
されカウンタ62の送出するアドレスカウンタ値との比較
動作が行われる。比較動作により比較一致した場合、比
較一致信号がRSフリップフロップ64のＲ入力とORゲート
22に送出される。RSフリップフロップのＲ入力に送出さ
れた比較一致信号はRSフリップフロップの出力信号をリ
セットしその結果ANDゲート63のリセット動作を禁止す
る。即ち発音開始信号がコントロール部11から送出され
た時点からカウンタ62がアドレスカウンタ値を０〜（デ
ィレイ長制御データの示す値）になるまでANDゲート63
の出力データのリセット動作を行うことになる。またOR
ゲート22に送出された比較一致信号はカウンタ62のＲ入
力に入力されアドレスカウンタ値をリセットする。即ち
カウンタ62はアドレスカウンタ値を０〜（ディレイ長制
御データの示す値）の間、サイクリックに変化させるこ
とになる。ここでディレイメモリの最大語長をｍ、ディ
レイ長制御データの最大値をｋとすると、ｍ≧ｋが条件
となる。次に第４図（Ｂ）に示す指数テーブル31に格納
されたディレイ長制御データの値はシステムクロックを
64kHzとした場合の半波長分のディレイ値を表し、例え
ば音階C₀については 6kHz/（7A5h×２）＝16Hz の式から16Hzの音程の楽音信号を発生できることがわか
る。同様にして全音域について平均律音階が実現でき
る。

以上のように本実施例によれば、例えば鍵盤の位置に対
応した音高データを指数テーブル31を用いて指数変換
し、更に指数変換結果であるディレイ長制御データとカ
ウンタ62の出力値であるアドレスカウンタ値との比較動
作を実行することによりディレイ長制御データがディレ
イメモリの語長に等しくなり、結果として平均律音階に
応じた音程変化を実現することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、コントロール部から送出
された音高データを前記ディレイ長制御データに変換す
る指数変換部とを備え、ディレイ長制御データをディレ
イ部のディレイメモリの語長とすることにより平均律音
階に応じた音程変化が実現でき、その実用的効果は大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電子楽器のブロック
図、第２図はディレイ部13の回路図、第３図は指数変換
部12の回路図、第４図（Ａ）指数テーブル31に格納され
たディレイ長制御データをプロットしたグラフ、第４図
（Ｂ）はシステムクロックを64kHzとした場合の各音階
に対応したディレイ長制御データの値を示した図、第５
図は従来の電子楽器のブロック図、第６図はディレイ部
53の回路図、第７図はディレイ部53の動作を表すタイム
チャート、第８図はクラリネットのＢ点を空けて吹いた
場合の状態図である。 11,51……コントロール部、12……指数変換部、13,53…
…ディレイ部、21……比較器、22……ORゲート、31……
指数テーブル、52……演算部、54……ディジタルアナロ
グ変換器、55……サウンドシステム、56,59……加算
器、57……乗算器、58……テーブル、61……ディレイメ
モリ、62……カウンタ、63……ANDゲート、64……RSフ
リップフロップ、65……ラッチ、81……演奏者の口唇
部、82……クラリネットの断面図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】口内圧力データと発音開始信号と音高デー
   タを送出するコントローラ部と、前記コントローラ部か
   ら送出された口内圧力データを反転したデータとディレ
   イ部から送出されたデータとの加算を行い、前記加算に
   おける加算結果をアドレスとしてテーブルから読みだし
   たデータと前記加算結果との乗算を行い、その乗算結果
   と前記コントローラ部から送出された口内圧力データと
   の加算を行い、前記加算における加算結果をディレイ部
   に送出する演算部と、前記演算部から送出されたデータ
   Ｄをメモリに書き込むと共に、指数変換部から送出され
   たディレイ長制御データによって制御される時間遅延の
   後に前記データＤをメモリから読みだし再び演算部に送
   出するディレイ部と、前記コントロール部から送出され
   た音高データを前記ディレイ長制御データに変換する指
   数変換部とからなり、前記指数変換部がディレイ長制御
   データを指数系列状に格納したメモリからなることを特
   徴とする電子楽器。