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JPH03163598A - Musical sound synthesizer device - Google Patents

Musical sound synthesizer device

Info

Publication number
JPH03163598A
JPH03163598A JP1303682A JP30368289A JPH03163598A JP H03163598 A JPH03163598 A JP H03163598A JP 1303682 A JP1303682 A JP 1303682A JP 30368289 A JP30368289 A JP 30368289A JP H03163598 A JPH03163598 A JP H03163598A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
string
bow
musical
excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1303682A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Iwao Azuma
岩男 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP1303682A priority Critical patent/JPH03163598A/en
Publication of JPH03163598A publication Critical patent/JPH03163598A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To synthesize musical sound in which oscillations are reflected and which have high reality by taking signals respectively out of at least two points in a musical sound forming means, mixing the respective signals at a desired mixing ratio and outputting the same as a musical sound signal. CONSTITUTION:This device has a closed loop circuit 100 which simulates the string of a violin, an excitation circuit 101 which generates the excitation signal corresponding to the excited oscillations that a bow applies to the string, a mixing section 102 and a control section 103. The mixing section 102 consists of multipliers 31, 32 and an adder 33. The speed difference signal VAS is multiplied by the coefft. gamma1 of multiplication by a multiplier 31 and the signal (1/2)VAM is multiplied by the coefft. gamma2 of multiplication by a multiplier 32. These signals are added by an adder 33 and are outputted as the musical sound signal. The signals are taken out of at least the two points of the closed loop circuit 100 in such a manner and since the respective signals are mixed at the desired ratio, the musical tones in which the oscillations of the respective parts of the sound producing body of a natural musical instrument are reflected and which have the high reality are thus synthesized.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、自然楽器の楽音を忠実に合成する楽音合成
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a musical tone synthesis device that faithfully synthesizes musical tones of natural musical instruments.

「従来の技術」 自然楽器の発音メカニズムをシミュレートすることによ
り得られたモデルを動作させ、これにより、自然楽器の
楽音を合成する装置が知られている。弦楽器音等の楽音
合成装置としては、弦の音響I員失をシミュレートした
ローパスフィルタと、弦における振動の伝播遅延をシミ
エレートした遅延回路とを、閉ループ状に接続した構成
のものが知られている。このような構成において、閉ル
ープに例えばインパルス等の励起信号を導入すると、閉
ループ内において信号の循環が発生する。この場合、弦
を振動が一往復する周期に等しい時間で、閉ループ内を
信号が一巡し、かつ、ローパスフィルタを通過する毎に
信号の帯域制限がなされる。
"Prior Art" A device is known that operates a model obtained by simulating the sound production mechanism of a natural musical instrument, thereby synthesizing the musical tones of the natural musical instrument. As a musical sound synthesis device for stringed instrument sounds, there is a known device in which a low-pass filter that simulates the acoustic loss of strings and a delay circuit that simulates the propagation delay of vibrations in the strings are connected in a closed loop. There is. In such a configuration, when an excitation signal such as an impulse is introduced into the closed loop, circulation of the signal occurs within the closed loop. In this case, the signal makes one round in the closed loop in a time equal to the period of one round trip of vibration on the string, and the signal is band-limited each time it passes through the low-pass filter.

この閉ループを循環する信号が取り出され、楽音信号と
して出力される。このような装置によれば、遅延回路の
遅延時間、ローパスフィルタの特性等を調整することに
より、ギター等の撥弦楽器音、ピアノ等の打楽器音等、
自然の弦楽器音にある程度近い楽音を合成することがで
きる。また、バイオリン等の擦弦楽器音の楽音合成装置
は、上述と同様な閉ループ回路に対し、弓によって弦に
励起される振動を演算する励振回路を接続することによ
り実現される。なお、この種の技術は、例えば特開昭6
3−40199号公報あるいは特公昭58−58679
号公報に開示されている。
The signal circulating in this closed loop is extracted and output as a musical tone signal. According to such a device, by adjusting the delay time of the delay circuit, the characteristics of the low-pass filter, etc., the sound of a plucked string instrument such as a guitar, the sound of a percussion instrument such as a piano, etc.
It is possible to synthesize musical sounds that are somewhat similar to natural string instrument sounds. Further, a musical tone synthesis device for the sound of a bowed string instrument such as a violin is realized by connecting an excitation circuit that calculates vibrations excited in a string by a bow to a closed loop circuit similar to that described above. Note that this type of technology is known, for example, from Japanese Unexamined Patent Publication No. 6
Publication No. 3-40199 or Special Publication No. 58-58679
It is disclosed in the publication No.

「発明が解決しようとする課題」 さて、実際の自然楽器の場合、弦楽器における弦あるい
は管楽器における管郎等、発音体全体の振動が空気中に
放射され、聴き手に楽音として聴取される。例えば、ギ
ター等の弦の場合、駒の近くと中央部とでは、弦の振動
における高謂波成分の含有比率が異なっており、これら
弦の各部の振動を反映した楽音合成を行わないと、リア
リティに富んだ楽音が得られない。しかしながら、上述
した従来の楽音合成装置は、閉ループ内における特定の
1点から楽音信号を取り出すようにしていたので、発音
体全体の振動によって発生される自然楽器音を忠実に再
現することができないという問題があった。
``Problems to be Solved by the Invention'' Now, in the case of actual natural musical instruments, the vibrations of the entire sounding body, such as the strings in a stringed instrument or the windshield in a wind instrument, are radiated into the air and are heard as musical sounds by the listener. For example, in the case of guitar strings, the content ratio of high-frequency components in the vibrations of the string differs between near the bridge and in the center, and unless musical tone synthesis is performed that reflects the vibrations of each part of the string, it will not be possible to create a realistic sound. I can't get a rich musical tone. However, the conventional musical tone synthesis device described above extracts a musical tone signal from one specific point within a closed loop, and therefore cannot faithfully reproduce the natural musical instrument sound generated by the vibration of the entire sounding body. There was a problem.

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、発音
体各部の振動が反映されたりアリティに富んだ楽音を合
成することができる楽音合成装置を提供することを目的
としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide a musical tone synthesis device capable of synthesizing a musical tone that reflects the vibrations of each part of a sounding body and is rich in arity.

「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するため、この発明は、励振信号を発生
ずる励振手段、および前記励振信号が入力され、少なく
とも遅延素子を含んだ閉ループ回路からなる楽音形成手
段と、 前記楽音形成手段内の少なくとも2点から信号を各々取
り出し、各信号を所望の混合比で混合し、楽音信号とし
て出力する混合手段と を具備することを特徴としている。
"Means for Solving the Problems" In order to solve the above problems, the present invention provides an excitation means for generating an excitation signal, and a musical tone forming means to which the excitation signal is input, which is composed of a closed loop circuit including at least a delay element. , a mixing means for extracting signals from at least two points in the musical tone forming means, mixing the respective signals at a desired mixing ratio, and outputting the mixed signal as a musical tone signal.

「作用」 上記構成によれば、閉ループ回路における少なくとも2
点から信号を取り出し、各信号を所望の比率で混合する
ので、自然楽器の発音体各部の振動が反映されたりアリ
ティに富んだ楽音が合成される。
"Operation" According to the above configuration, at least two
Since signals are extracted from each point and mixed at a desired ratio, musical tones that reflect the vibrations of each part of the sounding body of a natural musical instrument and are rich in quality are synthesized.

「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の実施例を説明する。"Example" Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第!図はこの発明の一実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図である。この楽音合成装置は、バイオ
リン音の合成を行うものであり、バイオリンの弦をシミ
ュレートした閉ループ回路+00、弓が弦に与える励起
振動に相当する励起信号を発生ずる励振回路l01、混
合郎102および制御部+03からなる。
No.! FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesis device according to an embodiment of the present invention. This musical tone synthesis device synthesizes violin sounds, and includes a closed loop circuit +00 that simulates violin strings, an excitation circuit l01 that generates an excitation signal corresponding to the excitation vibration that a bow gives to the strings, a mixer circuit 102, and It consists of a control section +03.

ここで、上記各構成要素の詳細な説明を行う前に、バイ
オリンの弦に励起振動が導入される際のメカニズムにつ
いて説明する。第2図において、Sはバイオリンの弦、
Lは弓を示す。また、弦Sの両端を固定ずる固定端T1
およびT,は、各々バイオリンのナットおよび駒に相当
する。弓Lを弦Sに押し当てて弾くと(矢印U)、弓L
と弦Sとの間の静止摩擦力が働く斯間は弦Sが弓Lの移
動に伴って移動し、弦Sの変位が大きくなって弦Sの弾
性力が静止摩擦力を上回ると、弦Sは弓Lに対して滑り
、元の位置の方向に戻ろうとする。このようにして弓L
によって弦Sに振動が励起される。
Here, before providing a detailed explanation of each of the above-mentioned components, a mechanism when excited vibrations are introduced into a violin string will be explained. In Figure 2, S is a violin string,
L indicates a bow. Also, the fixed end T1 that fixes both ends of the string S
and T, correspond to the nut and bridge of the violin, respectively. When bow L is pressed against string S and played (arrow U), bow L
The string S moves with the movement of the bow L, and when the elastic force of the string S exceeds the static friction force, the string S moves with the movement of the bow L. S slides against the bow L and tries to return to its original position. In this way, bow L
vibration is excited in the string S.

実際には、弓Lは多数の毛の束によって構威されている
ので、弦Sと1本l本の毛とが接触する各擦弦位置にお
いて、上記振動の励起が行われる。
In reality, since the bow L is made up of a large number of bundles of hairs, the above-mentioned vibration is excited at each string position where the string S and one hair are in contact with each other.

擦弦位置において弦Sに励起された振動は2分岐され、
固定端T1側に振動波Waとなって伝播すると共に固定
端T,側に振動波wbとなって伝播する。そして、振動
波Waは、固定端T,において位相反転されて反射され
、その反射波が固定端T,側へ伝播し、振動波wbは、
固定端T,において位相反転されて反射され、その反射
波が固定端T,側へ伝播する。そして、弦Sは振動波W
aおよびwbを加算して得られる固定端TIおよびT,
を節とずる定在波Wsに従って振動する。
The vibration excited in the string S at the string rubbing position is split into two,
It propagates to the fixed end T1 side as a vibration wave Wa, and also propagates to the fixed end T side as a vibration wave Wb. The vibration wave Wa is phase-inverted and reflected at the fixed end T, and the reflected wave propagates toward the fixed end T, and the vibration wave wb is
It is phase-inverted and reflected at the fixed end T, and the reflected wave propagates toward the fixed end T. And the string S is a vibration wave W
Fixed end TI and T obtained by adding a and wb,
It vibrates according to a standing wave Ws whose nodes are .

第1図におけるループ回路100は、上述したような弦
Sにおける振動の伝播メカニズムをシミュレートしたも
のであり、遅延回路!、加算器2、ローパスフィルタ3
、位相反転回路4、遅延回路5、加算器6、ローパスフ
ィルタ7および位相反転回路8によって構成される。
The loop circuit 100 in FIG. 1 simulates the vibration propagation mechanism in the string S as described above, and is a delay circuit! , adder 2, low-pass filter 3
, a phase inversion circuit 4, a delay circuit 5, an adder 6, a low-pass filter 7, and a phase inversion circuit 8.

遅延回路■および5は、各々、遅延時間の調整が可能な
構成となっており、制御1103によって遅延時間が制
御される。なお、この種の遅延回路は、例えばシフトレ
ジスタおよびシフトレジス夕の各遅延出力を選択するセ
レクタとによって実現することができる。ここで、遅延
回路lの遅延時間τaは、弦Sにおける擦弦位置から固
定端Tまでの部分を振動波Waが往復するのに要する時
間に合わせて設定される。また、遅延回路5の遅延時間
τbは、弦Sにおける擦弦位置から固定端T,に至る部
分を振動波wbが往復する時間に合イつ仕て設定される
Delay circuits (1) and (5) each have a configuration in which delay time can be adjusted, and the delay time is controlled by control 1103. Note that this type of delay circuit can be realized by, for example, a shift register and a selector that selects each delayed output of the shift register. Here, the delay time τa of the delay circuit I is set in accordance with the time required for the vibration wave Wa to reciprocate from the string rubbing position to the fixed end T on the string S. Further, the delay time τb of the delay circuit 5 is set to match the time required for the vibration wave wb to travel back and forth from the string S position to the fixed end T.

位相反転回路4および10は、固定端T,およびT,に
おいて振動波Waおよびwbが位相反転ずる現象をシミ
ュレートするために設けたものである。また、ローパス
フィルタ3および7は、弦Sにおける振動の減衰の周波
数特性をシミュレートするための介挿されたものである
。これらを介神することにより、弦Sに発生された振動
の各周波数成分において、高次の高凋波成分になる程、
急速に減衰する現象が忠実にシミュレートされる。
The phase inversion circuits 4 and 10 are provided to simulate a phenomenon in which the phases of the vibration waves Wa and wb are inverted at the fixed ends T and T, respectively. Furthermore, the low-pass filters 3 and 7 are inserted to simulate the frequency characteristics of vibration damping in the string S. By intervening these, each frequency component of the vibration generated in the string S becomes a high-order, high-wave component.
Rapidly decaying phenomena are faithfully simulated.

励振回路101は、弓しによって弦Sに与えられる励起
振動に相当する励振信号を発生するものであり、加算器
21,除算器22、非線形関数発坐回路23、乗算器2
4および25からなる。加N7.2H21では、遅延回
路lの出力信号Vaい遅延回路5の出力信号Va,およ
び弓Lの移動速度を示す信号VA(以下、弓速度信号V
Aという)が加算される。ここで、信号Va.およびV
a,は、各々、弦Sの擦弦位置A1における振動波Wa
およびwbの速度成分に相当するので、これらの加算値
は、擦弦位置A,における弦Sの速度に相当する。そし
て、上記加算値にさらに弓速度信号VAを加算した値、
すなわち、弦Sが弓Lに全く追従しないと仮定した場合
における弓Lと弦Sとの仮の相対速度に相当する信号V
AS(以下、速度差信号VASという)が加算器2lか
ら出力される。ここで、弓速度信号VAは制御郎+03
から出力される。すなわち、制御部!03の図示しない
メモリには、実際のバイオリン演奏における弓Lの動き
を観測することによって得られた弓速度の時間的変化を
示すデータが記憶されており、楽音発生時に、このデー
タが読み出され、弓速度信号VAとして加算621に逐
次供給される。
The excitation circuit 101 generates an excitation signal corresponding to the excitation vibration given to the string S by the bow, and includes an adder 21, a divider 22, a nonlinear function oscillation circuit 23, and a multiplier 2.
Consists of 4 and 25. In case N7.2H21, the output signal Va of the delay circuit 1, the output signal Va of the delay circuit 5, and the signal VA indicating the moving speed of the bow L (hereinafter referred to as the bow speed signal V
A) is added. Here, the signal Va. and V
a, are the vibration waves Wa at the string rubbing position A1 of the string S, respectively.
and wb, the sum of these values corresponds to the velocity of the string S at the string rubbing position A. Then, a value obtained by further adding the bow speed signal VA to the above added value,
In other words, the signal V corresponds to the tentative relative speed between the bow L and the string S when it is assumed that the string S does not follow the bow L at all.
AS (hereinafter referred to as speed difference signal VAS) is output from the adder 2l. Here, the bow speed signal VA is control +03
is output from. Namely, the control section! The memory (not shown) of 03 stores data indicating temporal changes in bow speed obtained by observing the movement of the bow L during actual violin performance, and this data is read out when a musical tone is generated. , are sequentially supplied to adder 621 as bow velocity signal VA.

除算榛22、非線形関数発生回路23および乗算器24
からなる回路は、弓Lの移動に対する弦Sの追従仕をシ
ミュレートするものである。除算器22および乗算器2
4には、擦弦位置において弓Lが弦Sを押圧する圧力に
相当する信号F(以下、弓圧信号Fという)が、各々、
除算係数および乗算係数として供給される。この弓圧信
号Fも、前述の弓速度信号VAと同様、制御部+03か
ら供給される。
Divider 22, nonlinear function generation circuit 23, and multiplier 24
This circuit simulates how the string S follows the movement of the bow L. Divider 22 and multiplier 2
4, a signal F (hereinafter referred to as a bow pressure signal F) corresponding to the pressure of the bow L pressing the string S at the string rubbing position is shown.
Supplied as division and multiplication factors. This bow pressure signal F is also supplied from the control section +03 like the bow speed signal VA described above.

非線形関数発生回路23は、第3図に示すように、I1
0M41,42、乗算器43および加算器44によって
構成される。ROM4 1および42には共に第1図に
示す除算器22の出力が入力Xとして与えられる。11
0M4 1には第4図にその内容を示す非線形関数Aの
テーブルが記憶されている。同図に示すように、入力X
が−Xm=Xmの範囲の場合、ROM4 1の出力Yは
ーXとなり、それ以外の場合は、ROM4 1の出力Y
は0となる。ROM4 2には第5図に示す非線形関r
lI13のテーブルが記憶されている。同図に示すよう
に、人力Xが−xIl−XII1ノ範囲の場合、ROM
4 1の出力YはOである。そして、入力XがXlI1
を上回ると出力Yは負の値となり、以後、人力Xが正の
方向に大きくなるのに従ってYは徐々に0に近づく。ま
た、入力Xが一X+aを下回ると出力Yは正の値となり
、入力Xが負の方向に大きくなるのに従ってYは徐々に
0に近づく。そして、ROM42の出力に対し、乗算器
43によって弓圧信号Fが乗算され、その乗算結果とR
OM4 1の出力とが加算444によって加算される。
The nonlinear function generating circuit 23, as shown in FIG.
It is composed of 0Ms 41 and 42, a multiplier 43, and an adder 44. The output of the divider 22 shown in FIG. 1 is applied as input X to both ROMs 41 and 42. 11
0M41 stores a table of nonlinear functions A whose contents are shown in FIG. As shown in the figure, input
is in the range of -Xm=Xm, the output Y of ROM41 is -X; otherwise, the output Y of ROM41
becomes 0. ROM42 has a nonlinear relationship r shown in FIG.
A table of lI13 is stored. As shown in the figure, when the human power X is in the range of -xIl-XII1, the ROM
The output Y of 4 1 is O. And input X is XlI1
When it exceeds , the output Y becomes a negative value, and thereafter, as the human power X increases in the positive direction, Y gradually approaches 0. Further, when the input X becomes less than 1X+a, the output Y becomes a positive value, and as the input X increases in the negative direction, Y gradually approaches 0. Then, the output of the ROM 42 is multiplied by the bow pressure signal F by the multiplier 43, and the multiplication result and R
The output of OM41 is added by addition 444.

従って、非線形関数発生回路23全体の人出力特性とし
て第6図に示すものが得られる。同図に示すように、非
線形関数発生回路23は、入力XがーXIIl−XII
1の区間においては非線形関数Aに従った出力Y(=−
X)が得られ、人力XがーxII1より小さい区間およ
び入力XがXII1より大きい区間においては非線形関
数Bを弓圧信号Fの値に応じてY軸方向に伸張した出力
Yが得られる。
Therefore, the human output characteristic of the entire nonlinear function generating circuit 23 as shown in FIG. 6 is obtained. As shown in the figure, the nonlinear function generating circuit 23 has an input X of -XIIl-XII
In the interval 1, the output Y according to the nonlinear function A (=-
X) is obtained, and in the section where the human power X is smaller than -xII1 and the section where the input X is larger than XII1, an output Y is obtained by expanding the nonlinear function B in the Y-axis direction according to the value of the bow pressure signal F.

そして、非線形関数発生回路23の前段には除算422
が、後段には乗算器24が介挿されているので、第7図
に示すように、第6図の人出力特性をX方向およびY方
向に弓圧信号Fに従って伸張した人出力特性が、除算2
322、非線形関数発生回路23および乗算器24全体
の人出力特性として得られる。
In the preceding stage of the nonlinear function generation circuit 23, a division 422 is provided.
However, since the multiplier 24 is inserted in the latter stage, as shown in FIG. 7, the human output characteristic obtained by expanding the human output characteristic in FIG. 6 in the X direction and Y direction according to the bow pressure signal F is as follows. Division 2
322 is obtained as the human output characteristic of the nonlinear function generating circuit 23 and the multiplier 24 as a whole.

速度差信号VASの絶対値が小さい場合、第7図の人出
力特性における直線領域S0に従って出力信号が決定さ
れ、VAM=−VASなる励起信号VAMが乗算器24
から出力される。そして、励起信号VAMに乗算器25
によって1/2が乗算され、乗算結果(1/2)VAM
が加算器2および6に入力される。この結果、加算器2
の出力Va,は、 Vas=Va,+(1/2)VAM =Va+−(1/2)VAS = V a +  ( 1 / 2 ) ( V A 
+ V S )・・・・・・(1) となり、加算器6の出力Vaaは、 Va.=Vat+(1/2)VAM = v at  ( 1 / 2 ) V A S=V
at  (I/2)(VA+VS)・・・・・・(2) とむる。ただし、上記式(1)および(2)において、
VSはVa++Vatであり、擦弦による効果を考慮し
ない場合の弦Sの速度に相当する。このようにして得ら
れた信号Va,およびva4は、各々、擦弦による効果
の考慮された振動波Waおよびwbを示す信号としてロ
ーパスフィルタ3および7に人力される。ここで、信号
Va.とVanとの和は、擦弦による効果を考慮した場
合の弦Sの速度v s r,に相当し、この場合、 V S L = V a3 + V aa=val+v
af−(VA+VS) =−VA        ・・・・・・(3)となる。
When the absolute value of the speed difference signal VAS is small, the output signal is determined according to the linear region S0 in the human output characteristics in FIG.
is output from. Then, a multiplier 25 is applied to the excitation signal VAM.
is multiplied by 1/2, and the multiplication result (1/2) VAM
is input to adders 2 and 6. As a result, adder 2
The output Va, is: Vas = Va, + (1/2) VAM = Va + - (1/2) VAS = Va + (1/2) (VA
+V S )...(1), and the output Vaa of the adder 6 is Va. =Vat+(1/2)VAM=vat(1/2)VAS=V
at (I/2) (VA+VS) (2) Tomuru. However, in the above formulas (1) and (2),
VS is Va++Vat, which corresponds to the speed of the string S when the effect of string rubbing is not considered. The signals Va and va4 thus obtained are input to the low-pass filters 3 and 7 as signals representing vibration waves Wa and wb, respectively, in which the effect of string rubbing is taken into consideration. Here, the signal Va. The sum of and Van corresponds to the velocity of the string S when considering the effect of the bowed string, and in this case, V S L = V a3 + V aa = val + v
af-(VA+VS) =-VA (3).

ずなわら、弦Sは弓Lと同一速度で移動する。なお、本
実施例では、弓Lが移動する場合の正方向と弦Sが移動
する場合の正方向は道向きに定義されている。このよう
にして、弓Lと弦Sとの間に静止摩擦力が働き、弦Sが
弓しに完全に追従して変位する場合の動作がシミュレー
トされる。
Of course, the string S moves at the same speed as the bow L. In this embodiment, the positive direction in which the bow L moves and the positive direction in which the string S moves are defined as facing the road. In this way, static frictional force acts between the bow L and the string S, and the operation in which the string S completely follows the bow and is displaced is simulated.

一方、速度差信号VASの絶対値が大きくなると、励振
回路101の動作点は、第7図における直線領域S。か
ら曲線領域P,,P,、P,、・・・あるいはQ.,Q
,、Q,、・・・に遷移し、これらの曲線領域の値が励
振信号VAM,として出力される。
On the other hand, when the absolute value of the speed difference signal VAS increases, the operating point of the excitation circuit 101 is in the linear region S in FIG. From the curve area P,,P,,P,,... or Q. ,Q
, Q, . . . , and the values of these curve regions are output as the excitation signal VAM.

ここで、1111線領域P.,P,、P.、・・・およ
びQ.Q,、Q,、・・・は、弦Sが弓しに対して滑り
ながら変位する状態に対応している。
Here, the 1111 line area P. ,P,,P. , ... and Q. Q, , Q, . . . correspond to a state in which the string S is displaced while sliding with respect to the bow.

ここで、直線領域S。から萌線領域に遷移するポイント
は第7図に示すように、弓圧信号Fが大きくなるに従い
、原点から遠ざかる。このようにすることにより、弓L
の押圧力が大きい程、弦Sの弓Lへの追従性が良くなる
現象がシミュレートされる。また、遷移先たる■線領域
は、弓圧信号F,が大きくなるに従い、P l(Q I
) − P t(Qt) −P 3(Q 3)→という
ように変化する。このようにすることにより、弦Sが弓
Lに対して滑る場合においてら、弓Lの押圧力が大きい
程、弦Sの弓Lに対する追従性が良くなる現象がシミュ
レートされる。
Here, the straight line area S. As shown in FIG. 7, as the bow pressure signal F increases, the point at which the curve changes from to the midline region moves away from the origin. By doing this, the bow L
A phenomenon is simulated in which the greater the pressing force, the better the string S follows the bow L. In addition, in the region of the ■ line, which is the transition destination, as the bow pressure signal F, increases, P l(Q I
) − P t (Qt) − P 3 (Q 3) →. By doing this, it is possible to simulate a phenomenon in which when the string S slips with respect to the bow L, the greater the pressing force of the bow L, the better the string S follows the bow L.

そして、乗算?A24の出力信号VAMが乗算器25に
よって2分され、加算器2および6に与えられる。この
場合、肋線領域の値が励振信号VAMとして用いられる
ため、信号VasおよびVa.は、信号Va+およびV
a,から僅かしか変化しない。このようにして、弓Lと
弦Sとの間に動摩擦が働く場合の動作がシミュレートさ
れる。
And multiplication? The output signal VAM of A24 is divided into two by multiplier 25 and applied to adders 2 and 6. In this case, since the value of the rib area is used as the excitation signal VAM, the signals Vas and Va. is the signal Va+ and V
There is only a slight change from a. In this way, the operation when dynamic friction occurs between the bow L and the string S is simulated.

混合郎102は乗算器31.32および加算器33から
なる。前述した速度差信号VASに対し、乗算431に
よって乗算係数71が乗算され、信号(+/2)VAM
に対し、乗算呑32によって乗算係数γ,が乗算され、
乗算5 3 1および32の各乗算結果が加算器33に
よって加算され、加算拮果が楽音信号として出力される
。ここで、乗算係数γ.γ,は、制御部+03により、
図示しない音色操作子の操作状態に応じて決定される。
Mixer 102 consists of multipliers 31, 32 and adder 33. The speed difference signal VAS described above is multiplied by a multiplication coefficient 71 in a multiplication 431, and a signal (+/2) VAM is obtained.
is multiplied by the multiplication coefficient γ, by the multiplier 32,
The multiplication results of multiplications 531 and 32 are added by an adder 33, and the added antagonism is output as a musical tone signal. Here, the multiplication coefficient γ. γ, is determined by the control unit +03,
It is determined according to the operation state of a tone color operator (not shown).

そして、楽音発生開始に先立って、混合部!02に伏給
される。
And, before the musical tones begin, the mixing section! 02 will be forfeited.

以下、この楽音合成装置の動作を説明する。楽音の発生
に先立ち、制御部+03に上って遅延回路1.5の遅延
時間が設定される。この場合、閉ループ回路100を信
号が一巡するのに要する時間が、発生する楽音の1次共
振周波数の逆数になるように、各遅延回路の遅延時間が
設定される。
The operation of this musical tone synthesis device will be explained below. Prior to the generation of musical tones, the delay time of the delay circuit 1.5 is set in the control section +03. In this case, the delay time of each delay circuit is set so that the time required for a signal to go around the closed loop circuit 100 is the reciprocal of the primary resonance frequency of the generated musical tone.

そして、制御郎103から弓速度信号VAおよび弓圧信
号Fが出力され、励振回路101に供給される。そして
、上述したようにして、励振信号VAMが励振回路10
1により発生され、その1/2が加算2マ2および6を
介して閉ループ回路l00に入力される。
Then, the bow speed signal VA and the bow pressure signal F are outputted from the controller 103 and supplied to the excitation circuit 101. Then, as described above, the excitation signal VAM is transmitted to the excitation circuit 10.
1 and 1/2 of which is input to the closed loop circuit l00 via adders 2 and 6.

そして、励振回路101から出力され、閉ループ回路+
00内に導入された信号は、ループ内を帖環し、励振回
路101に再入力される。この動作は第2図において弓
しによって弦Sに与えられた振動が、その擦弦位置から
左右に伝播し、各固定端で反射されて再び擦弦位置に戻
る現象に対応している。そして、以後、同様に、励振回
路l01によって励振信号VAMが演算され、閉ループ
回路100に人力されるという動作が繰り返される。
Then, it is output from the excitation circuit 101, and the closed loop circuit +
The signal introduced into 00 circulates within the loop and is re-inputted into the excitation circuit 101. This operation corresponds to the phenomenon in FIG. 2 in which the vibrations applied to the string S by the bow propagate from the stringing position to the left and right, are reflected at each fixed end, and return to the stringing position again. Thereafter, the operation of calculating the excitation signal VAM by the excitation circuit 101 and manually inputting it to the closed loop circuit 100 is repeated.

さて、閉ループ回路l00を循環ずる信号はローバスフ
ィルタ3.7によって{]}域制限される。
Now, the signal circulating through the closed loop circuit 100 is limited by {]} by the low-pass filter 3.7.

従って、閉ループ回路+00から取り出された信号Va
+およびVa,に基づいて作成される速度差信号VAS
は、高調波成分が少ない。これに対し、励娠信号VAM
は、励振回路101の人出力応答が非線形であるため、
多くの高調波成分を含む。
Therefore, the signal Va taken from the closed loop circuit +00
Speed difference signal VAS created based on + and Va,
has few harmonic components. In contrast, the excitation signal VAM
Since the human output response of the excitation circuit 101 is nonlinear,
Contains many harmonic components.

この楽音合成装置では、信号VASと信号(1/2)V
AMとが、混合部102によって混合され、楽音信号と
して出力される。従って、前述の制御部+03に接続さ
れた図示しない音色操作子を操作して係数γ,,γ,の
比率を調整することにより、所望の含有比率で高調波成
分を含んだ楽音が得られる。
In this musical tone synthesizer, the signal VAS and the signal (1/2) V
AM and AM are mixed by the mixing section 102 and output as a musical tone signal. Therefore, by adjusting the ratio of the coefficients γ, , γ, by operating a timbre operator (not shown) connected to the control unit +03 described above, a musical tone containing harmonic components at a desired content ratio can be obtained.

なお、上述した実施例では、2個の信号VASおよびV
AMを混合して出力する場合を説明したが、装置内のさ
らに多くの位置から信号を取り出し混合して出力するよ
うにしてもよい。
Note that in the embodiment described above, two signals VAS and V
Although the case where AM is mixed and outputted has been described, signals may be extracted from more positions in the device, mixed, and outputted.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、励振信号を発
生する励振手段、および前記励振信号が人力され、少な
くとも遅延素子を含んだ閉ループ回路からなる楽音形成
手段と、前記楽音形戊手段内の少なくとも2点から信号
を各々取り出し、各信号を所望の混合比で混合し、楽音
信号として出力する混合手段とを設けたので、自然楽4
の発音体各部の振動が反映されたりアリティに富んだ楽
音を合成することができるという効果がある。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, there is provided an excitation means for generating an excitation signal, a musical tone forming means comprising a closed loop circuit in which the excitation signal is manually generated and includes at least a delay element, and a musical tone forming means that generates an excitation signal. Since the mixing means is provided for extracting signals from at least two points in the shaping means, mixing the signals at a desired mixing ratio, and outputting the mixture as a musical tone signal, natural music 4 can be achieved.
The effect is that the vibrations of each part of the sounding body are reflected, and musical tones rich in quality can be synthesized.

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

第1図はこの発明の一実施例による楽音合成装置のブロ
ック図、第2図はバイオリンの弦への励起振動の導入メ
カニズムを説明する図、第3図は第1図に示す実施例の
非線形関数発生回路23の構成を示すブロック図、第4
図〜第7図は同実施例において用いられる非線形関数を
説明する図である。 100・・・・・・閉ループ回路、101・・・・・・
励振回路、+02・・・・・・混合部、103・・・・
・・制御部。
FIG. 1 is a block diagram of a musical tone synthesizer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the mechanism of introducing excited vibrations into violin strings, and FIG. 3 is a nonlinear diagram of the embodiment shown in FIG. 1. Block diagram showing the configuration of the function generation circuit 23, No. 4
7 to 7 are diagrams illustrating nonlinear functions used in the same embodiment. 100...Closed loop circuit, 101...
Excitation circuit, +02...Mixing section, 103...
...Control unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 励振信号を発生する励振手段、および前記励振信号が入
力され、少なくとも遅延素子を含んだ閉ループ回路から
なる楽音形成手段と、 前記楽音形成手段内の少なくとも2点から信号を各々取
り出し、各信号を所望の混合比で混合し、楽音信号とし
て出力する混合手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。
[Scope of Claims] An excitation means for generating an excitation signal; a musical tone forming means to which the excitation signal is input and which is composed of a closed loop circuit including at least a delay element; and a musical tone forming means each receiving signals from at least two points within the musical tone forming means. What is claimed is: 1. A musical tone synthesizing device comprising: a mixing means for extracting signals, mixing each signal at a desired mixing ratio, and outputting the mixed signal as a musical tone signal.
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