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図8 使用テープフォーマット例 図9 PTRフローチャート

4. ミュージツクシンセサイザの製作

マイクロコンビュータによる制御例としてミュージツクシンセサイザを作成した。 このミュージツ クシンセサイザは， デジタルコントロールにより周波数をコントロールする方法を取った。 直接デジ

高田 ・井上:マイクロコンビュータのインターフェースについて

タルコントロールする方法は， 特殊演奏はできないが従来のアナログコントロールのものより回路構 成が簡単で、あり， コンビュータ制御がやりやすい利点がある。 図10は， オルソン式のシンセサイザの フ守ロック図である。

音階 は， 音階クロックゼネレータの出力をデータメモリブロックからの出力によって分周比が変え られる音階フ。ログラマブルデパイ夕、、によって作り， 拍子 は， 拍子クロックゼネレータの出力をデータ メモリブロックからの出力によって分周してステップカウンタに加え， その出力をマイクロコンビュ ータで読んで、拍子間隔を決定する方式をとっている。

出力(スピーカ)

マイクロコンビュータ

(TLCS-l2Aj

ミュージツクシンセサイザブロック図

4.1 ^{データのビット構成}

使用したマイクロコンビュータの1ワードは，

12ビット構成なので図11のような ビットパター ンのデータを使用した。 ビットOは曲の終了を 示すビッドである。 ビット1.2は使用 さ れ てな し ビット3は休符，ビット4.5は符長， ビット 6-11までは音階データを示すビットである。

4.2 ^{音階発生ブロック}

図12は音階クロックゼネレータと音階フ。ログラマブルデパイ夕、、の回路である。 発振周波数はVR1に より38 0KHzから600KHzまで可変ができ， ト長調にするためには， ドの音を392Hzにしなければな らないから音階デパイダの分周比の1/75と三角波ジェネレータの分周比1/1 6の積1/1200の逆数の，

1200を乗じた470KHzに調節した。 階 段波状の三角波は， アップダウンカウンタの出力をD/ A変換 すればよく回路は図13のようにアップダウンカウンタの MSB出力をEx-O Rに加えて真値/コンプリ メント切換えを行なって出力を得ている。 Ex-O Rの出力は， バッファでインピーダン スを下げ2進ウ ェートをつけた抵抗でD/A変換して得る。 これをパワーアンプに入力して音を発生している。

4.3 ^{拍子発生ブロック}

この回路は， 音階発生ブロックとほぼ同じ回路になるので図は省く。

ビットノマターン

音階ヂーヲビvト

司JM 九可‘ 門xu

pb

s--一長叶 4 一 一 之力んム 3E体特ぜヴト剛 」符 d

。一一絵T己ヅト thh

同回

図10

クロックの周波数は4分音符

-

₇₂

-を規準にして約90Hzに調節している。

15K VR1 =20K

TCP信号

<<坂署昏

380KHz-600KHz

DATA LINE 09 10 11 06 07 08

図12 音階発生フ+ロック

CD4030AE TC7404P

12V

守CP信号

スピtカ パ引uluv

信号イキょ

図13 階段波状三角波発生回路とアンプ回路

4.4 制 御 回 路

この回路は， 音の発生をスタートさせたり， 拍子出力を検知してストップさせたり， また休符デー タにより一時音を停止させたりするためのフリップフロップからなる回路である。 その他に電源を投 入した時に自動的にすべてのバッファレジスタやフリップフロップにリセットがかかるようなパワー プライム回路をもっている。

5. 結 言

今回はマイクロコンビュータの基本的インターフェースの製作を行なったが， これらがすべてうま く動作しており， 今後， 開発の基礎となろう。

謝辞 本研究を行う際， 適切な助言をくださった井上研究室のみなさんに感謝します。

参 考 文 献

1)高出 ・井上:マイクロコンピュータの入出力装置について

昭和50年10月 電気4学会北陸支部大会について 一部発表

The Interface Circuits of Microcomputer

Eiichi TAKATA. Hiroshi INOUE.

The latest rapid growth of microcomputer (mi-com) has made it necessary to develop various interfaces for effective use_ For this reason, in this paper, we have designed inter­

faces between mi-com and photoelectric tape reader input device, journalprinter output one and cassette input-output one, studying other application. For example, the music synthesi­

zer is produced and it is controlled by mi-com which reads some music melodies of the spe­

cified pattern punched out on the paper tape.

( 1977i!'-10 ^{JlZO B} 5t:et!)

- 74

-谷崎 正・井上 1告

1. は し カず さ

レーザ共振器に用いられる光共振器のモード特性は， 現在までで、に電子計算機を用いて遂次近似法に より数値的に解析されている:P)辺ゆ2幻制)

エツジ角が9ωO度の光遮蔽板を挿入したときの発生モ一ド(0∞0及び旧モ一ド刊)について' 振幅， 位相を 求めたもので， 結果として， 鏡間距離が短くなると00モードではエッジの影響が強くなる。 エッジの 頂点の位置が中央を越えると， 回折損失， 位相推移が急激に大きくなる。 又エッジの共振周波数に及 ぼす影響をも求められた。 この解析法は他の形の遮蔽板をもっレーザ共振器の解析にも応用出来る。

2. 取り扱い方法

矩形平行平板型， 矩形共焦点型の共振器の中央に， 三角状光遮蔽板が存在する場合を考える。 その モデルを図1に示す。

一辺が2 a ， もう一辺を2 bの矩形鏡が， 距 離 dを置いて向かい合って構成されており， そ の中央に図1に示されるように， エッジが挿入 されている。 鏡M1の一点 (X1，yJ上の電界U1が，

鏡Mzの一点 (X2 ，Y2)へ進行すると電界がU 2とな るとする。

エッジによる影響をFk(xt.Xz; Yl，Y2 ) で表わ せるとすると， この積分方程式は(1 ) 式のよう

T

図l 光遮蔽板を有する共振器

になる。 ここで， Kは， Fox-Liによって求められているエッジのないときの共振器に対する積 分方 程式の核である。

川X2 'Y2 ) =

f-J :

山，Yl) K(X1，X2; Yl，Y2 ) Fk (日; Yl，Y2 ) d山 1 ( 1 ) この式で， Fk (x1， x2; Yl'y2)を核 Kの中に含めることができる。 Fkは次のようなモデルで決定される。

このモデルで， 遮蔽板の厚さを零， 光に対して完全吸収体であるとする。 光の発射点で、電界をEN1(Xb Yl) 又観測点で、の電界をEN2(X2 ，Y2 ) とする。X1， Y 1， X2 ， Y 2の値に対して， d 1， d2 が十分に大きいとすると，

観測点の位置によらずエッジは， 垂直であると 考えることができる。 又角度βが十分ノl、さけれ ば， 振幅は， 原点付近ではほぼ一様と考えられ る。 従って位相差を考えると( 2 ) 式のようにな る。

{苅，y，l

図 2 共振器の座標系

富山大学工学部紀要第29巻 1978

恥= (j川

^{( 2 )}

特別な場合としてエッジ角が90度， 頂点の座標を(xo，Yo)，エッジの辺が軸に沿うものとすると

EN2=ENIeX13(日2)L[寸{F(巧)+但) }

一向 ×

^{( 3 )}

町u)ニトxpぐj?)dr=C(山S(u)

σ_

-

_À 2

(d1+d2) 2djd2 C(か�cos (�

r2

) S(u)=かin (�引

3. 数 値 解 析

解析に用いられる式は(4 )^{となり， 核は(5} )^及び(6 )^となる。

a)平行平面鏡型共振器

γ^U

(X1

^，Yl

)= ^也二Jh 27rd

^{dJ-a J-a}

^r ru(MJK(M2;Y1J2)dX2dY2 (

⁴

) Kp

(x1， x2; Yl' Y2)

=叫j告) {

^(xj-x2)

2+ (YI-Y2)2 }J

X[l-�{(三L-F(吊) } {三j--F(広) }J (

⁵

)

b)共焦点球面鏡型共振器

K�Xl' x2; Yl，y2)

= e

^{xp 1}

jk(x品+y品)/d\

x[寸いJ-F(布。)} {三L-F岬}J (

⁶

)

計算における座標点の選び方はx方向に9， Y方向に9の81点とした。 又初期値は， 単一モードの とき， 各点の値を全て1.0として， 10モードのときは挿入されたエッジに対して， - 1.0と1. 0を対称 となるように与えた。 ーステップ毎の計算値の差が， 一定の誤差以内に収まれば， そこで計算をうち

76

-切る。 又( 4 ) ( 5) (6) の式は， フレドホルム型同次積分方程式である。 これを連立方程式に変換し ， これを計算機で， 遂次近似法を用いて解く。 計算に用いたパラメータは， 使用波長À=6328Å， 矩形 鏡の一辺2a=2. 25X 10-3(m) ， エッジの角度を90度， 設置位置は， 共振器の中央( d/2 ) ， 共振器長

はd=5. 0- 1. 0(m) とし た。 フレネル数は， FN= ( 2a2 ) / ( Àd7T ) とし て示される。

200 仁宇=

9 edge ヲe

fresnel Itlmber 制 1. 0 1m]

resonator length

共振器長に対する位相推移

þ (10 mode)

ミ

寸\

Ydλ足、

」ミ

U

100 90 80 70 60 50

20

2.門 5.0 4勺 3。

図 3

"

ドキュメント内 富山大学工学部紀要 (ページ 75-81)