[发明专利]分轨最佳化周期记录的音调产生器

说明书

本发明是一种分轨最佳化周期记录的音调产生器，尤指一种将音调分轨记录并采用最佳化周期数，而达到频率精确度的音调产生器。

按，电子合成音乐或电讯的双音段频率产生器中，是需要有音调产生器(Tone Generator)产生各种音调频率而提供工作者进一步的作各种音调合成与应用。传统的音调产生器(如图1所示)是利用一固定信号源10产生参考时序(fs)，此信号(fs)经由一可程序化计数器11(ProgrammableCounter)除频后得到所需音调频率的N倍，即可程序化计数器11输出一N*F的频率，此频率再经一固定除以N计数器12后，经地址查表得到相对应的音调数位波形，再将此波形经数字化模拟转换器13(DAC)转换后，即可得到所要的音调。

由于音调频率是以12平均分布，即f*2^N／12，因此各音阶间的频率差仅为7％，因此如果要得到更精确的音高，例如误差小于0．5％，则可程序化计数器11的计数级数必须要高达八级(即除数从128～256)，此时信号源10频率应大于256*N*f如果音调波形表是以64个地址完成，即N为64，欲产生2000Hz的音调，其系统信号源10所产生的频率即需大于256*64*2KHz=32MHz，而一般均是以石英振荡器所产生，而高频的石英振荡器价格十分昂贵，且其耗电量亦与频率成正比，加上可程序化计数器11至少需要八级以上，故导致硬件成本极高。因此如何达到底频系统时序的音频产生器，一直是各研究人员的目标。

本发明的主要目的即是利用一极低的系统频率，借由简单、规则的硬件结构，完成一低耗电、低成本、高精确度的全新音调产生器。

依据前述，本发明是将音调分轨记录并采用最佳化周期数，而达到频率精确度的音调产生器，由于采用分轨记录方式，将使取样频率降低，且记录长度是以最佳化周期数为准，因此能拥有精确的频率需求，同时以较多的存储空间使系统时基大幅降低，进而能减少耗电流及硬件成本。

本发明分轨最佳化周期记录的音调产生器，包括有：一信号产生器、地址计数器、存储器及数字化模拟转换器，其特征在于，信号源是产生系统时基，此系统时基并送到地址计数器内；地址计数器，是依所要的音调选择相对应的地址至指定的存储器地址，周而复始地读出相对资料；存储器，是储存各音调系统时基取样，并记录各个不同音调的最佳化周期数，由上述地址计数器指向地址内的资料，读出后送至数字化模拟转换器，以将音调还原成原音的模拟信号；其中该系统时基是以32768Hz的时钟石英或陶瓷振荡器所产生；其中地址计数器及存储器可用来产生两组以上音调，以作为双音复频产生器及多音伴奏音调产生器；其中该存储器所储存的取样与最佳化周期数的资料，利用分时读取方式，即将列地址及行地址错开读取，并分别闩入存储器内部的暂存器，而由数字化模拟转换器转换并相加后成一复频音调。

为使能进一步了解本发明的目的、特征及功效，兹籍由下述具体实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明，说明如后：

图1是为传统音调产生器的电路方块图；

图2是为本发明的电路方块图；

图3是为本发明的另一实施例图；

依据取样原理，取样频率只需要大于信号最高频率的两倍，即可忠实记录及还原原音。因此本发明利用此一原理，对于各个音调单独取样并记录之，其系统参考时序只须最高频率的两倍以上，即可将系统时序降频，而能不使用高频石英振荡器降低耗电量与硬件成本。

如图2所示，是为本发明的电路方块图；信号源20是利用石英振荡器或陶瓷振荡器产生系统时基(fs)，此系统时基(fs)并送到地址计数器21内；地址计数器21是依所要的音调选择相对应的地址至指定的存储器22地址，以读出相对资料；存储器22可采用只读存储器(ROM)，是储存各音调以fs取样并记录的资料，其长度是由所需频率的容许范围来决定记录的最佳周期数，由上述地址计数器21指向地址内的资料，读出后送至数字化模拟转换器23，以将音调还原成原音的模拟信号。

存储器22内所储存的资料是规划如表一所示：