JPH088464B2 - 電子楽器の音色調整回路 - Google Patents
電子楽器の音色調整回路Info
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- JPH088464B2 JPH088464B2 JP2170589A JP17058990A JPH088464B2 JP H088464 B2 JPH088464 B2 JP H088464B2 JP 2170589 A JP2170589 A JP 2170589A JP 17058990 A JP17058990 A JP 17058990A JP H088464 B2 JPH088464 B2 JP H088464B2
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Description
「産業上の利用分野」 この発明は電子楽器の音色調整回路に関する。 「従来の技術」 集積回路技術の進歩に伴い、アナログフィルタに代わ
ってデジタルフィルタが、電子楽器における音色調整等
に用いられるようになった。例えば、第７図に示すよう
な抵抗素子11（抵抗値Ｒ）およびコンデンサ12（容量値
Ｃ）からなる１次ローパスフィルタは、第８図に示す構
成のデジタルフィルタに置き換えが可能である。 第８図において、フィルタ演算を施すべきデジタル信
号は減算器１の一方の入力端に入力される。この減算器
１の出力信号は乗算器２に入力され、所定の乗算係数α
が乗算される。そして、乗算器２の出力は、加算器3aお
よび１サンプリング周期遅延回路3bからなる積分器によ
って積分され、遅延回路3bの出力が減算器１の他方の入
力端に入力される。 このような構成によれば、入出力間の伝達関数Ｈ
（ｚ）として、 が得られ、乗算器２に与える乗算係数αを1/（CR）に選
ぶことにより、第７図に示すアナログローパスフィルタ
と等価なデジタルローパスフィルタが実現される。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、アナログフィルタの場合、必ずしも理想的
な特性のアナログ素子によって構成されているとは限ら
ない。例えばコンデンサの場合は誘電体歪、抵抗素子の
場合は抵抗値の非線形性、また、オペアンプを用いたア
ナログフィルタの場合にはオペアンプの増幅歪という具
合に、各アナログ素子は歪要因を有している。このよう
に内部に歪要因を有するアナログフィルタによって楽音
信号に対するフィルタ処理を行った場合、複雑な高調波
成分を含んだ楽音信号が得られ、却って豊かな音質が得
られる。しかし、デジタルフィルタの場合、所期の伝達
関数通りの理想的な周波数特性が得られるが、これを音
色調整用フィルタとして用いた場合、アナログフィルタ
の場合に得られるような歪に起因した豊かな音質が得ら
れないという問題があった。 この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、アナログフィルタが有する歪が考慮され、豊かな音
質が得られるデジタルフィルタを用いた電子楽器の音色
調整回路を提供することを目的とする。 「課題を解決するための手段」 この発明は、各種演算子に対応した信号処理を行うデ
ジタル信号処理手段を、所望のフィルタ演算式あるいは
このフィルタ演算式と等価な演算式に対応して相互接続
することで構成した１つまたは複数の帰還ループを有す
るデジタルフィルタを具備すると共に、前記帰還ループ
の少なくとも１つに対し、該帰還ループを伝送する信号
に所望の非線形変換を施す非線形変換手段を挿入したこ
とを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、帰還ループに非線形変換手段を挿
入することにより、該帰還ループの信号に高調波成分が
付与される。従って、入力信号に対して所期のフィルタ
演算式を作用させたものの他、高調波成分を含んだ出力
信号が得られる。 「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例を説明する。
ってデジタルフィルタが、電子楽器における音色調整等
に用いられるようになった。例えば、第７図に示すよう
な抵抗素子11（抵抗値Ｒ）およびコンデンサ12（容量値
Ｃ）からなる１次ローパスフィルタは、第８図に示す構
成のデジタルフィルタに置き換えが可能である。 第８図において、フィルタ演算を施すべきデジタル信
号は減算器１の一方の入力端に入力される。この減算器
１の出力信号は乗算器２に入力され、所定の乗算係数α
が乗算される。そして、乗算器２の出力は、加算器3aお
よび１サンプリング周期遅延回路3bからなる積分器によ
って積分され、遅延回路3bの出力が減算器１の他方の入
力端に入力される。 このような構成によれば、入出力間の伝達関数Ｈ
（ｚ）として、 が得られ、乗算器２に与える乗算係数αを1/（CR）に選
ぶことにより、第７図に示すアナログローパスフィルタ
と等価なデジタルローパスフィルタが実現される。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、アナログフィルタの場合、必ずしも理想的
な特性のアナログ素子によって構成されているとは限ら
ない。例えばコンデンサの場合は誘電体歪、抵抗素子の
場合は抵抗値の非線形性、また、オペアンプを用いたア
ナログフィルタの場合にはオペアンプの増幅歪という具
合に、各アナログ素子は歪要因を有している。このよう
に内部に歪要因を有するアナログフィルタによって楽音
信号に対するフィルタ処理を行った場合、複雑な高調波
成分を含んだ楽音信号が得られ、却って豊かな音質が得
られる。しかし、デジタルフィルタの場合、所期の伝達
関数通りの理想的な周波数特性が得られるが、これを音
色調整用フィルタとして用いた場合、アナログフィルタ
の場合に得られるような歪に起因した豊かな音質が得ら
れないという問題があった。 この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、アナログフィルタが有する歪が考慮され、豊かな音
質が得られるデジタルフィルタを用いた電子楽器の音色
調整回路を提供することを目的とする。 「課題を解決するための手段」 この発明は、各種演算子に対応した信号処理を行うデ
ジタル信号処理手段を、所望のフィルタ演算式あるいは
このフィルタ演算式と等価な演算式に対応して相互接続
することで構成した１つまたは複数の帰還ループを有す
るデジタルフィルタを具備すると共に、前記帰還ループ
の少なくとも１つに対し、該帰還ループを伝送する信号
に所望の非線形変換を施す非線形変換手段を挿入したこ
とを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、帰還ループに非線形変換手段を挿
入することにより、該帰還ループの信号に高調波成分が
付与される。従って、入力信号に対して所期のフィルタ
演算式を作用させたものの他、高調波成分を含んだ出力
信号が得られる。 「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例を説明する。
【第１実施例】 第１図はこの発明の第１実施例による電子楽器の音色
調整回路の構成を示すブロック図である。加算器3aと１
サンプリング周期遅延回路3bとの間に非線形関数のテー
ブルを記憶したROM（リードオンリメモリ）3yが介挿さ
れている。そして、加算器3aの出力ｘがアドレスとして
与えられることにより、それに対応した値ｙがROM3yか
ら読み出されて遅延回路3bに与えられる。非線形関数の
テーブル内容としては、例えば第２図に示すように、−
１≦ｘ≦０の範囲の入力値ｘに対してｙ＝−x2なる値ｙ
が、範囲が０≦ｘ≦１の場合にはｙ＝x2なる値ｙが各々
記憶されている。他の構成要素については、前述した第
８図のものと全く同じであるので、対応する各部に同一
の符号を付し、説明を省略する。 このような構成によれば、加算器3aの出力ｘは、ROM3
yによって第２図に示す非線形変換が施された後、遅延
回路3bを介して加算器3aに帰還されて累積される。この
結果、例えば第７図におけるコンデンサ12が誘電体歪を
有しており、蓄積した電荷量に対して必ずしも比例して
電圧値が上昇しない場合の動作と類似した動作が第１図
のデジタルフィルタにおいて得られる。また、非線形要
素としてのROM3yが介挿されたため、１次ローパスフィ
ルタとしての伝送量周波数特性に乱れが生じる。従っ
て、入力信号を上記式（１）に対応した伝送量周波数特
性によって帯域制限した信号および多くの高調波成分か
らなる出力信号が加算器3aから出力される。
調整回路の構成を示すブロック図である。加算器3aと１
サンプリング周期遅延回路3bとの間に非線形関数のテー
ブルを記憶したROM（リードオンリメモリ）3yが介挿さ
れている。そして、加算器3aの出力ｘがアドレスとして
与えられることにより、それに対応した値ｙがROM3yか
ら読み出されて遅延回路3bに与えられる。非線形関数の
テーブル内容としては、例えば第２図に示すように、−
１≦ｘ≦０の範囲の入力値ｘに対してｙ＝−x2なる値ｙ
が、範囲が０≦ｘ≦１の場合にはｙ＝x2なる値ｙが各々
記憶されている。他の構成要素については、前述した第
８図のものと全く同じであるので、対応する各部に同一
の符号を付し、説明を省略する。 このような構成によれば、加算器3aの出力ｘは、ROM3
yによって第２図に示す非線形変換が施された後、遅延
回路3bを介して加算器3aに帰還されて累積される。この
結果、例えば第７図におけるコンデンサ12が誘電体歪を
有しており、蓄積した電荷量に対して必ずしも比例して
電圧値が上昇しない場合の動作と類似した動作が第１図
のデジタルフィルタにおいて得られる。また、非線形要
素としてのROM3yが介挿されたため、１次ローパスフィ
ルタとしての伝送量周波数特性に乱れが生じる。従っ
て、入力信号を上記式（１）に対応した伝送量周波数特
性によって帯域制限した信号および多くの高調波成分か
らなる出力信号が加算器3aから出力される。
【第２実施例】 第３図はこの発明の第２実施例による電子楽器の音色
調整回路の構成を示すブロック図である。このデジタル
フィルタは、非線形関数を記憶したROM3yを加算器3aと
遅延回路3bとの間ではなく、遅延回路3bと減算器１との
間に介挿した点が第１図の構成と異なる。このような構
成によれば、例えば第７図における抵抗11が非線形であ
り、入力電圧とコンデンサ11の充電電圧の電圧差と、コ
ンデンサ11に流れ込む電流の関係が非線形である場合の
動作と類似した動作が得られる。そして、上記第１実施
例と同様、フィルタ出力として高調波成分を多く含んだ
出力信号が得られる。 以上の説明では、アナログフィルタを構成する各要素
が歪の原因となる非線形特性を有する場合に対応し、そ
の非線形特性をシミュレートするための非線形変換手段
（上記第1,第２実施例の場合はROM3y）を設けた例を挙
げた。しかし、ある程度構造の複雑なアナログフィルタ
の場合、歪の原因の所在は明確ではないことが多い。し
かしながら、要は結果としてアナログフィルタのように
歪を含んだフィルタリングを行うことの可能なデジタル
フィルタが得られれば良いのであるから、必ずしも目的
とするアナログフィルタにおける歪の原因の所在を明ら
かにする必要はない。 この場合、適当な伝送量周波数特性が得られるデジタ
ルフィルタを用意し、このデジタルフィルタにおける適
当な各所に非線形変換のためのROMを介挿し、インパル
スレスポンスあるいは伝送量周波数特性を限定するとい
う試行錯誤を行うことにより、歪を有するアナログフィ
ルタと等価なデジタルフィルタを実現することができ
る。
調整回路の構成を示すブロック図である。このデジタル
フィルタは、非線形関数を記憶したROM3yを加算器3aと
遅延回路3bとの間ではなく、遅延回路3bと減算器１との
間に介挿した点が第１図の構成と異なる。このような構
成によれば、例えば第７図における抵抗11が非線形であ
り、入力電圧とコンデンサ11の充電電圧の電圧差と、コ
ンデンサ11に流れ込む電流の関係が非線形である場合の
動作と類似した動作が得られる。そして、上記第１実施
例と同様、フィルタ出力として高調波成分を多く含んだ
出力信号が得られる。 以上の説明では、アナログフィルタを構成する各要素
が歪の原因となる非線形特性を有する場合に対応し、そ
の非線形特性をシミュレートするための非線形変換手段
（上記第1,第２実施例の場合はROM3y）を設けた例を挙
げた。しかし、ある程度構造の複雑なアナログフィルタ
の場合、歪の原因の所在は明確ではないことが多い。し
かしながら、要は結果としてアナログフィルタのように
歪を含んだフィルタリングを行うことの可能なデジタル
フィルタが得られれば良いのであるから、必ずしも目的
とするアナログフィルタにおける歪の原因の所在を明ら
かにする必要はない。 この場合、適当な伝送量周波数特性が得られるデジタ
ルフィルタを用意し、このデジタルフィルタにおける適
当な各所に非線形変換のためのROMを介挿し、インパル
スレスポンスあるいは伝送量周波数特性を限定するとい
う試行錯誤を行うことにより、歪を有するアナログフィ
ルタと等価なデジタルフィルタを実現することができ
る。
【第３実施例】 第４図はこの発明の第３実施例による電子楽器の音色
調整回路の構成を示すブロック図である。この電子楽器
の音色調整回路は、公知の２次デジタルローパスフィル
タに対し、非線形関数を記憶したROM3yを介挿したもの
である。なお、この図において、21,23,26,27,30は各々
乗算器であり、乗算器23におけるｆ、乗算器26における
−1/Q、乗算器30における−１は各々乗算係数である。
また、22,24,28は加算器、25,29は１サンプリング周期
遅延回路である。この構成によれば、遅延回路29の出力
信号がROM3yを介すことによって非線形変換されて乗算
器30に入力されるので、ROM3yがない場合に得られる２
次ローパスフィルタとしての伝送量周波数特性に対して
乱れが付与される。この結果、高調波成分を多く含んだ
出力信号が加算器28から出力される。
調整回路の構成を示すブロック図である。この電子楽器
の音色調整回路は、公知の２次デジタルローパスフィル
タに対し、非線形関数を記憶したROM3yを介挿したもの
である。なお、この図において、21,23,26,27,30は各々
乗算器であり、乗算器23におけるｆ、乗算器26における
−1/Q、乗算器30における−１は各々乗算係数である。
また、22,24,28は加算器、25,29は１サンプリング周期
遅延回路である。この構成によれば、遅延回路29の出力
信号がROM3yを介すことによって非線形変換されて乗算
器30に入力されるので、ROM3yがない場合に得られる２
次ローパスフィルタとしての伝送量周波数特性に対して
乱れが付与される。この結果、高調波成分を多く含んだ
出力信号が加算器28から出力される。
【第４実施例】 非線形変換手段としてリミタを用いることにより、特
殊な音色加工を行うことができる。第５図にリミタの構
成例を示す。この図において、D0〜D15は16ビットの入
力デジタル信号の各ビットを表しており、D15がMSB（最
上位ビット）であり、D0がLSB（最下位ビット）であ
る。また、D15は符号ビットであり、16ビットD0〜D15に
よって２の補数形式で−1024〜＋1023の範囲の数値が表
現される。 上位２ビットD15およびD14は、そのまま出力デジタル
信号のMSB（Q15）および第14ビット（Q14）として出力
される。下位14ビットD0〜D13は、ORゲートOR0〜OR13の
各々の一方の入力端に入力される。ANDゲートANaは正論
理入力端に第15ビットD15が入力され、負論理入力端に
第14ビットD14が入力され、そのAND演算の結果D15・
14がORゲートOR0〜OR13の他方の入力端に入力される。O
RゲートOR0〜OR13の各出力は、ANDゲートAN0〜AN13の各
々の正論理入力端に入力される。ANDゲートANbは正論理
入力端に第14ビットD14が入力され、負論理入力端に第1
5ビットD15が入力され、そのAND演算の結果15・D14が
ANDゲートAN0〜AN13の各々の負論理入力端に入力され
る。そして、ANDゲートAN0〜AN13から第０〜第13ビット
出力Q0〜Q13が得られる。 このような構成によれば、第６図に示すリミタ特性が
実現される。そして、このようなリミタを第１図、第３
図あるいは第４図におけるROM3yの代わりに用いると、
その介挿位置を通過する信号の振幅制限がなされ、特殊
な音色加工が行われる。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、各種演算子
に対応した信号処理を行うデジタル信号処理手段を、所
望のフィルタ演算式あるいはこのフィルタ演算式と等価
な演算式に対応して相互接続することで構成した１つま
たは複数の帰還ループを有するデジタルフィルタを具備
すると共に、前記帰還ループの少なくとも１つに対し、
該帰還ループを伝送する信号に所望の非線形変換を施す
非線形変換手段を挿入したので、該非線形変換手段によ
る歪成分が累積的に発生し、アナログフィルタのような
歪を有する音色加工手段を実現することができる。これ
により、電子楽器において、非常に豊かな音質の楽音を
発生できるという効果が得られる。
殊な音色加工を行うことができる。第５図にリミタの構
成例を示す。この図において、D0〜D15は16ビットの入
力デジタル信号の各ビットを表しており、D15がMSB（最
上位ビット）であり、D0がLSB（最下位ビット）であ
る。また、D15は符号ビットであり、16ビットD0〜D15に
よって２の補数形式で−1024〜＋1023の範囲の数値が表
現される。 上位２ビットD15およびD14は、そのまま出力デジタル
信号のMSB（Q15）および第14ビット（Q14）として出力
される。下位14ビットD0〜D13は、ORゲートOR0〜OR13の
各々の一方の入力端に入力される。ANDゲートANaは正論
理入力端に第15ビットD15が入力され、負論理入力端に
第14ビットD14が入力され、そのAND演算の結果D15・
14がORゲートOR0〜OR13の他方の入力端に入力される。O
RゲートOR0〜OR13の各出力は、ANDゲートAN0〜AN13の各
々の正論理入力端に入力される。ANDゲートANbは正論理
入力端に第14ビットD14が入力され、負論理入力端に第1
5ビットD15が入力され、そのAND演算の結果15・D14が
ANDゲートAN0〜AN13の各々の負論理入力端に入力され
る。そして、ANDゲートAN0〜AN13から第０〜第13ビット
出力Q0〜Q13が得られる。 このような構成によれば、第６図に示すリミタ特性が
実現される。そして、このようなリミタを第１図、第３
図あるいは第４図におけるROM3yの代わりに用いると、
その介挿位置を通過する信号の振幅制限がなされ、特殊
な音色加工が行われる。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、各種演算子
に対応した信号処理を行うデジタル信号処理手段を、所
望のフィルタ演算式あるいはこのフィルタ演算式と等価
な演算式に対応して相互接続することで構成した１つま
たは複数の帰還ループを有するデジタルフィルタを具備
すると共に、前記帰還ループの少なくとも１つに対し、
該帰還ループを伝送する信号に所望の非線形変換を施す
非線形変換手段を挿入したので、該非線形変換手段によ
る歪成分が累積的に発生し、アナログフィルタのような
歪を有する音色加工手段を実現することができる。これ
により、電子楽器において、非常に豊かな音質の楽音を
発生できるという効果が得られる。
第１図はこの発明の第１実施例による電子楽器の音色調
整回路の構成を示すブロック図、第２図は同実施例にお
いて使用する非線形関数を例示する図、第３図はこの発
明の第２実施例による電子楽器の音色調整回路の構成を
示すブロック図、第４図はこの発明の第３実施例による
電子楽器の音色調整回路の構成を示すブロック図、第５
図はこの発明の第４実施例に用いるリミタの構成例を示
す回路図、第６図は同５図のリミタの入出力特性を示す
図、第７図は１次のアナログローパスフィルタを示す回
路図、第８図は第７図の構成に対応した１次のデジタル
ローパスフィルタの構成を示すブロック図である。 3y……ROM（非線形変換手段）、１……減算器、２……
乗算器、3a……加算器、3b……１サンプリング周期遅延
回路。
整回路の構成を示すブロック図、第２図は同実施例にお
いて使用する非線形関数を例示する図、第３図はこの発
明の第２実施例による電子楽器の音色調整回路の構成を
示すブロック図、第４図はこの発明の第３実施例による
電子楽器の音色調整回路の構成を示すブロック図、第５
図はこの発明の第４実施例に用いるリミタの構成例を示
す回路図、第６図は同５図のリミタの入出力特性を示す
図、第７図は１次のアナログローパスフィルタを示す回
路図、第８図は第７図の構成に対応した１次のデジタル
ローパスフィルタの構成を示すブロック図である。 3y……ROM（非線形変換手段）、１……減算器、２……
乗算器、3a……加算器、3b……１サンプリング周期遅延
回路。
Claims (1)
- 【請求項１】各種演算子に対応した信号処理を行うデジ
タル信号処理手段を、所望のフィルタ演算式あるいはこ
のフィルタ演算式と等価な演算式に対応して相互接続す
ることで構成した１つまたは複数の帰還ループを有する
デジタルフィルタを具備すると共に、 前記帰還ループの少なくとも１つに対し、該帰還ループ
を伝送する信号に所望の非線形変換を施す非線形変換手
段を挿入したことを特徴とする電子楽器の音色調整回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170589A JPH088464B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 電子楽器の音色調整回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170589A JPH088464B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 電子楽器の音色調整回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458610A JPH0458610A (ja) | 1992-02-25 |
| JPH088464B2 true JPH088464B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=15907639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2170589A Expired - Fee Related JPH088464B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 電子楽器の音色調整回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088464B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12603641B2 (en) | 2022-09-21 | 2026-04-14 | Metacube Co., Ltd. | Digital filter circuit, digital filtering method, and storage medium storing digital filtering program |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419171A (en) * | 1977-07-14 | 1979-02-13 | Chuo Yuka | Contact lubricating oil composition |
| JPS5814209B2 (ja) * | 1977-09-10 | 1983-03-17 | 松下電工株式会社 | ヘアドライヤ− |
| JPS58177026A (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-17 | Nippon Gakki Seizo Kk | 電子楽器のデイジタルフイルタ装置 |
| JPS63104515A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 巡回型デイジタルフイルタ |
| JP2587650B2 (ja) * | 1987-09-14 | 1997-03-05 | ローランド株式会社 | 歪発生装置 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2170589A patent/JPH088464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12603641B2 (en) | 2022-09-21 | 2026-04-14 | Metacube Co., Ltd. | Digital filter circuit, digital filtering method, and storage medium storing digital filtering program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458610A (ja) | 1992-02-25 |
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| JPS6267910A (ja) | 非線形信号処理装置 |
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