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Monkey Guitar Instruments Lab.

Contents

Vivid Monkey Distortion

vividmonkey vivid_kiban

名前のとおり元気いっぱいのディストーションペダルが完成しました。増幅段は 従来の2段から3段増幅としゲインをいっぱいまで稼いでいます。実験レポートにも あるように失敗もありましたが、ぶりぶりのディストーションサウンドとなりました。

エフェクターのノイズとギターで発生するノイズ両方をできるだけ抑えるために、 1段目のトランジスタ増幅段のタンタルコンデンサをはずし、8倍ゲインのインピーダンス 変換器としました。オペアンプにはハイファイオーディオ用のバーブラウン社製 OPA2604を使用し、歪ませた音の中にもギターの特徴が出るクリアな音色となっています。

回路図はこちら

実験レポート
5作目となるエフェクターの実験開始!!(2005/12/3)

コンセプトを考える

第一作目として作成したBlackMonkeyDistortionは、よくある回路を参考に 作りましたが、ゲインが思ったよりも低く軽めのディストーションサウンドに 仕上がっていました。どうせ自作エフェクターで作るならストレス解消の極上 ディストーションサウンドがほしいところ。と考え、歪みバリバリのディストーションを 検討していきます。

コンセプトとしては、歪ませ過ぎるところまで歪ませてもエレキギターの 音の特徴が隠れてしまわないように設計すること。すなわち、ストラトならば ストラトのシングルコイルの音色が消え去ってしまわないことを第一の目標とします。 それと、ガリガリの歪み。エッヂの効いたぶりぶりディストーションサウンドを 目標とします。一般的にトランジスタで歪ませたジャーンというひずみは狙いません。

回路の検討

今回は、ゲインを稼ぐ理由からBlackMonkeyDistortionの回路にさらにもう一段 増幅部を入れようと考えました。幸い前の回路では、1つのアンプを電流バッファとして 使用していましたので、それを増幅部として使用すればICの増加もなく構成できそうです。 MGILでは、バンドパスフィルタを用いたエフェクターを多数作っていますので、 今回も増幅回路としてバンドパスフィルタを用いました。

回路的に難しいところはありません。初段のバイポーラトランジスタ2N3904で インピーダンス変換を行い次段のアンプとダイオードでディストーションを作ります。 さらに三段目のバンドパスフィルタで増幅を行う回路です。バンドパスフィルタは 今回一つなので周波数帯域は広めに取りました。

回路図はこちら

しかし、明らかな失敗

実際に回路を作成し、実験してみると・・・音が割れてしまいました。 アンプが壊れるのでは?と思うほど割れようです。ブババパップゥといった感じです。 割れるだけでなく、音を出し続けていると途中でプッッと音が途切れたりします。 あわてて回路を見直すと、重大な間違いに気づきました。そりゃそうです、最後が クランプなしのバンドパスフィルタですから、出力信号はアンプいっぱいまで 振り切れます。おそらく5V以上の電圧振幅をアンプに突っ込むわけですから、 通常のギター出力が数百mV程度として10倍以上の信号が入ってくるわけで、 アンプとしておそらく想定外の信号でしょう。

最終段でダイオードクランプを行い、ディストーションを作らなければだめなんだ、 と気づき、回路を修正しました。

エッヂの効いたバリバリディストーション

二回目の試作機はゲインのあがったディストーションとなりました!! 部品をいつものアーレンブラッドレーの抵抗、Mallory150sのコンデンサと Philipsのトロピカルフィッシュに置き換え、ギターの特徴が消えないようになりました。 ガリッガリッといったディストーションサウンドは、Aのオープンコード一発で ストレス解消になりますね。

ここで、オペアンプについてもいろいろ入れ替えて実験してみました。 以下にその特徴を自分なりの主観で書きますので、参考にしてください。波形の解析に ついては、後ほど。

今回は、ゲインを上げている回路でできるだけノイズを抑えたいことと、 ぶりぶりのディストーションサウンドがほしかったので、オーディオ用で定評のある バーブラウン製のOPA2604を用いることにしました。

修正後の回路図はこちら

今日の感想

前回に続き、また失敗をしてしまいました。残念。
しかしオペアンプの実験では、オーディオ用で定評のあるOPA2604がディストーションでも 使えるということが分かり新たな発見でした。次は、実際に音出ししながら、 回路定数を合わせこんでいきます。

実験レポート
ぶりぶりディストーションの調整(2005/12/11)

ゲインの調整

可変抵抗で構成している部分の抵抗値をいろいろ変えながら実験を行っていると、 あることに気づきました。それは、ゲインが低い設定ではふくよかなディストーション となり、ゲインをあげるとビキビキのディストーションになっていくことです。 さらにゲインを上げ過ぎると音が出なくなります。

この原因の一つは、ダイオードに流れる電流値にあるのではないかと考えました。 そう思いダイオードに直列に抵抗を入れてみると、抵抗値が高いほどふくよかな ディストーションサウンドになりました。市販品のディストーションペダル等で よくダイオードの前段に10kΩ程度の抵抗が入っていますが、これはディストーション サウンドの調整用だったと考えられますね。

今回は、ぶりぶり、ビキビキのディストーションサウンドが欲しいので、 ダイオードに流れる電流はいっぱいまで振り切らせます。オペアンプの出力電流は せいぜい30mA程度で、小信号のダイオードの許容電流値は80mAありますので、 問題ないと判断しました。

ダイオードの実験

神奈川県の方からダイオードについて情報があり、MGILでは1N914をメインで使用 していたので、この機会にその他のダイオードについても実験をしてみました。

今回の比較実験では、今までの1N914に加え整流ダイオード1N4007、 ショットキーバリアダイオード11DQ04の3つを用意しました。これを新ディストーションに 使用し、波形を測定します。使用したギターは、FirebirdVでこの出力をエフェクターに 入れ、オーディオキャプチャーでそのまま録音します。

ディストーションを波形観測!

vmd_firebird_rear_1n914 vmd_firebird_rear_1n4007 vmd_firebird_rear_11dq04

実際に波形を観測しました。音は5弦開放のAです。一番上が今までの1N914の波形、 2番目が1N4007の波形、最後がショットキーバリアダイオード11DQ04の波形です。

特徴的なのは、まず11DQ04です。他のダイオードと明らかに波形が違います。 ショットキーバリアダイオードは順方向電圧Vfが通常のスイッチングダイオード より低く0.3V程度です。それと、寄生容量が大きく、逆方向に電圧バイアスを かけた時に数uA以上の比較的大きいリーク電流が流れます。詳しい解析はできませんが、 おそらくこれらの特長の違いが他のダイオードとの違いに現れていると思います。

1N914と1N4007の違いは、一番上の図に示した赤丸で示した部分です。 1N4007はパルス波形となっていますが、1N914はつぶれています。もう一つ下の赤丸は 周波数分布を示していますが、5次、6次高調波成分は1N914の方が低くなっています。 この結果から、1N4007の方が高速スイッチングに対応できており、より高調波成分が 多い特性を示していると考えられます。ギターの音色を決めている倍音成分が より大きいのは1N4007の方なので、1N4007の方がいい音となるのでは?と思います。

音の好みがあるでしょうが、ショットキーバリアダイオードは、個性的な 音の演出に効果がありそうです。また、ディストーションを作るなら1N4007が いいようです。1N4007を使用した時の音が元気よく感じられたので、今回の エフェクターの名前をVivid Monkey Distortionと名づけます。

vmd_kiban

実験中の基板


ギター下手くそですが、サンプル音源載せておきます。20Wクラスのコンボアンプで 鳴らしたとは思えない恐竜の鳴き声のようなぶりぶり・ビキビキの サウンドをお楽しみください。

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