これからの展望

やっと仕事がひと段落したのでとりあえずEGを組み立ててみました。詳しいレポートは後ほど。1ケ月ほとんど家に帰れないかと思えば次の1ケ月はなにもすることがない、というような奇想天外な仕事スケジュールなので全く先が読めないのですが、とりあえず今月はシンセ自作に時間を割けそうです。
現在の構成は
ポルタメント
・VCO*1
・ノイズジェネレータ*1
・EG(ADSR)*1
・LFO*1
・VCA*2
になっております。
なななんと、あとVCFさえ作ればとりあえずシンセの基本的な構成モジュールが一通り完成してしまうではないですか!
まぁ、めでたいことではあるのですが、危惧されるのが僕の飽きっぽさ。多分僕の性格からいくと、基本モジュールが一通り揃った時点でモチベーションが大幅にダウンしてしまうんではないかということ。今回のモジュールシンセの理想としては、VCO&LFO&EGは2つづつ欲しいし、VCFも2種類作ってみたいのです。それでラックがピッタリ埋まる予定なのです。
なので、ここで勢いづいてVCFを作ってしまうのはちょっと危険かなぁ、と。まずはVCOやLFOの2代目をチョコチョコと組み立てるのが先のような気がします。ミニムーグのフィルターとかを最後に作って終了、とかが美しいかも。
もちろん1号機完成後もいろいろと作ってみたいモジュールなどの夢はあるのですが。

VCAの製作〜夏の終わり・最後の怪談〜

レポートが遅くなってしまったのだけれども、VCAを2台製作しました。回路的にはMS-20VCA相当のものです。回路は毎度お世話になっております、takedaさんのページ(http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/homemadesynth.html)にあるこの回路図(http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/harvest/img/schem/MS20-VCA-schem.gif)を参考にさせて貰いました。というかそのまま組み立てました。ありがとうございます。
回路の仕組みはなんとなくわかるんだけれども、手元のMS-20の回路図と見比べると、どうやらMS-20ではトランジスタを一個しか使ってない模様。2つ使うってことは、CVのカーブが変わるのかな? 直線と対数カーブの違いかな? オペアンプ周辺はバッファアンプなのでVCAの回路自体はすごく小規模。基本的にはCVトランジスタの増幅をコントロールしてる感じ。何が行われているかはなんとなくわかる、そんな回路。
簡単な回路なので製作自体は難なく終了。心配だったDC漏れも、そんなに気になるほどじゃない感じ。恐らくEGでドライブさせたときはほとんど気にならないんじゃないかな、と楽観的な予想が出来る程度。


ところで同じ回路を2つ作るとなると、何か部品に違いを持たせてその違いを検証してみたくなるのが健全なハンダゴテイストというもの。というか全く同じ部品で全く同じ回路なんて(基板を感光しているならまだしも)根性無しの僕には作るモチベーションが上がりません。
さて、ギターのペダルエフェクターハンドメイドの世界では「とにかくDALEの金属被膜抵抗使っとけ」っていう風潮があります。ありますよね?? 確かにDALEの金被って太い音がするような気がするんだけれども、同じ回路を別抵抗で組み立ててテストしてみたことなどはもちろんない。完成したものを使って「やっぱ音太いねー」とか言い合う日常。それはそれで満足感で気持ちのいい演奏が出来ればOKではあるんだけれども、やっぱり一度ちゃんと検証してみたいなぁ、と思ってたところなのです。単に「いいよね」じゃなくて、じゃぁ実際低音の通りがいいのか、それとも実は高音が落ちてて相対的に太い音に聴こえるのか、はたまた別の理由があるのか、もしかしてすべて気のせいなのか、確かめてみないと気持ち悪いし。
そもそもすべてのパーツが想像上の理想パーツであれば、抵抗を通しても音質の変化なんておきないはずなんだけれども、実際はそうはいかない。パーツに使われる素材とかその質で音質が変わるのがリアルな世界。具体的には抵抗一本通すだけで微妙にノイズは乗るし、微妙に音の特性も変わる。抵抗値が大きければ大きいほど高音が削れていく。微妙ではあるけれども、それが何本何十本になれば人間の耳でも聞き分けられるほどの差がでることになる。


そんなわけで今回の2つのVCAはDALE金属被膜抵抗(1/2W、一本60円)バージョンと、普通の安い金属被膜抵抗(よくみるブルーの奴、一本20円)の2つのバージョンで組み立ててみることにしましたー! ヒュードロドロドロドロ。


早速ヒアリングテスト。VCOからVCAに直で繋いで、VCAはGATE信号でオンオフさせてやる。あー、違う違う、やっぱ違う。微妙な違いだけれども、DALEのほうは押しが強くてドーンとした感じ、一方ブルー抵抗のほうはやや細いというか、つまった感じがする。ギターエフェクターでもこんな感じで違いが出るんだよなぁ。もちろんこれ、どっちがいいっていうんじゃなくて、実はギターエフェクターとかの場合、DALEを使うと音がイタくなりすぎてボーカルの邪魔になったりすることもあったりする。とにかく差は出た。つーことでMP3。MP3にしちゃうとほとんどわかんないレベルかもしれないけれども・・・・。大きな音で鳴らせばなんとなく違いがわかるんじゃないかな。微妙な質感の違いだけど。うーむ、今改めて聴いてみたけど、ほとんど違わないと言ってもいいレベルかも。ヒュードロドロ。



■リーズナブルな値段のブルー抵抗
http://www.chienowa.org/ca3080/vcatest002.mp3


■DALE抵抗
http://www.chienowa.org/ca3080/vcatest001.mp3


わかんないよなぁ、パっと聴きじゃ。ていうかごめんなさい、ほぼ同じですね。MP3にする前はもっと違いがわかったような気もするのですが・・・・。ヘッドフォンで聴くよりスピーカーで大きめの音で聴いたほうがわかりやすいかも。どっちにしろすごい微妙ですが。まぁ、とりあえず特性を測定。ノイズジェネレータの出力をVCAに入れて、波形測定ソフトで測ってみました。



赤がDALEバージョンで緑がリーズナブルバージョンです。うぅむ! 特性はほぼ同じ、リーズナブルバージョンのほうがほんのちょっとレベルが小さいだけ、という結果なのかな、これは。これくらいのレベル差は、抵抗値の誤差とかの範囲内のような気もするし・・・・・。気のせい説有力? でもそうなると、リーズナブルバージョンのボリュームをちょっと上げてやれば同じ聴こえ方をするはずなんだけれども、どうもそうも聴こえないんだよなぁ・・・・。うーむ困った。ヒュードロドロドロ。


あ、そうか、ノイズレベルね。それも測らなきゃ。VCAの入力には何も繋がずに無音でドライブさせた時にどれだけノイズが乗っているか。音が出ているときにもこれらのノイズ成分は音にプラスされているってことになるわけなんで、えーととりあえず測ってみよう。



出ましたよ明らかな差が! 赤がDALEバージョンで緑がリーズナブルバージョン、黒いグラフはVCAをドライブさせてないときのミキサーからそのままのノイズレベルです。16KHz手前にあるピークはVCOの発振が漏れているのかな。これは明らかに違いますね。つまり、DALEバージョンは微妙にSN比がいい、ってことになるのかな。もちろん耳には聞こえないレベルでの出来事ではあるのですが。出力レベルの大きさも、リーズナブルバージョンのレベルを上げちゃうとノイズも上がっちゃいますから、誤差じゃなくて性能差と捉えていいんじゃないでしょうか。


さてどうまとめて良いのかわからないですけれども、結局作るひとの嗜好性と満足度と予算に応じて、ってところなんですかね。出てくる音は確かに違いますが、とても微妙なものだし、どちが良いとも言えないわけで。もちろんこの結果を見て「こんなに違うのか、やっぱDALEだな」って言うひともいれば「同じじゃん、安いのでいいよ」ってひともいるでしょう。どちらでもいいのだと思います。自分の嗜好性を他人に押し付けたりしなければ、笑。ただまぁ、コストが高いと言っても一本数十円の差なので、こういうところにお金をかけれるのもハンドメイドの醍醐味ですし、コストに比べたら自己満足度は大きいかなぁ、とも思ったりしますが。


ちなみにバッファに使ってるオペアンプも、家にあるシングルのものをあれこれ乗せ変えて測定してみました。とは言っても3種類しかストックがありませんでしたが・・・・



赤が5534、緑がOPA134、青は071です。上のグラフがノイズ入力時の特性で、下は無音時のノイズレベルです。グラフを見てわかるように、071は明らかに誰でもわかるくらい出音がチープでした。つまりまくっている印象。でもまぁ、チープですが味はあるというか、これはこれでチープな音が出る機材として使えそうな感じもしましたが。OPA134が5534よりノイズが多いのは意外でしたね。使い方にもよるのでしょうが、音もややスカっとした感じになります。5534が一番ファットで力強い感じがしました。


抵抗にこだわる前に、自分のお気に入りのオペアンプを探すほうがよさそうですね。OPA134が400円なのに対し5534は100円くらいで買えますから、この辺り上手くやらないと間違ったコストのかけ方をしてしまう可能性はありますね。


え? 僕ですか? DALE抵抗に5534で完全に決まりですよ。やっぱ音がネチっこいもん! 汗。


ちゃんちゃん。


次はエンベロープジェネレーターか。なんか仕事のほうがやや忙しくなってきたので、今月はペースダウンの予感。しかしあとEGVCFを作れば、一応ひと通りアナログシンセの基本モジュールは完成です。うーむ、飽きっぽい僕ですがなんとか完成できそうだ。がんばれ自分!

VCO改

http://www.chienowa.org/ca3080/vco0827.gif
結局こんな感じで動いております。
高円寺阿波踊りにいかなきゃならないので取り急ぎ箇条書きで。


前回の失敗コンデンサを取り除いたことによってノコギリ波の出力レベルが上がった。結果、矩形波の出力レベルを合わせるため分圧比を変更。
温度保証抵抗ゲット。チューニングは全く問題なし。こんなに安定するとは思わなかった。
オクターブ切り替えスイッチは、最もアース側を選択したとき不安定になっていたため、1kの抵抗を1本追加。どの位置を選択しても条件が同じになるようにしてみた。半固定抵抗を大きめにしといて助かった(でも10kあれば足りるか)。これも安定。
PWはこの定数で50%〜90%くらいまで可変できる。消えるギリギリの部分は出ないんだけど、まぁ、いいかな。
PWMはこの定数だとちょっとおとなしいかかり具合。でもまぁ、実用的なのは極端なのよりさりげないほうだよなー。ボリュームでPWMの具合を調節できるようにしたほうが、音の幅はひろがるだろう。
VCAを仮組みして実験してみたところ、ノコギリ波の出力をパッチすると電圧低下が起こることが判明。余っていたコンパレータ用OPアンプの片チャンでバッファを組み解決。
低音にいくほどジリジリした高音成分が耳につく音になっていた。これはどうしたもんか、どっかで発振しているのかととりあえずパスコンをこまめに付けてみた。結果、随分綺麗な音になる。パスコンって大事、身を持って実感。



ノコギリ波の波形。すごい猫背なのはこういうもんなのかな? それとも計り方が悪いのかな??


矩形波。なんか、やりたいことはわかるぞ、って感じ。がんばれコンパレータ! なまりまくっているけど一応奇数倍音が強調されてる感じにはなってる。


最初、PCの波形表示ソフトに取り込んでみたらノコギリ波がメッチャクチャな波形を描いてて落ち込んでいたのだけれども、調べてみたらPCへ入力する前のミキサーで歪んでいたことが判明。インピーダンスを合わせてやったらそれなりにマトモそうな波形が出てきたのでひと安心。
さて、VCAもとりあえず組んだし(レポートは後日!)、次はEG? VCF??

ノイズジェネレーターの製作

LFOと一緒に作ってあったノイズジェネレータ。
http://www.chienowa.org/ca3080/ng.gif
こんな回路です。
回路は「ロッキンf別冊 エフェクタ自作&操作術」に載っていたものを参考にしました。トランジスタのBE間に逆電圧をかけるとノイズが出る、というのを理解しておけば簡単な回路です。その後、オペアンプ2初で増幅しています。1発目で100倍に増幅した後、2発目でえっと、10倍〜110倍に増幅、つまりトータルでは1000倍〜11000倍に増幅されるのかな。トランジスタの発するノイズには個体差があるので、増幅率を半固定抵抗で調整してVCOなどの出力レベルと合わせてやります。C2はひょっとすると無くても問題ないのかな?
問題なくノイズが出ております。
S&Hの回路も組みたいのですが、モジュールシンセの利点を追求して完全にS&H部分を独立してしまうか(そうするとパネルレイアウト的にちょっとツラい部分がある)、それとものソースはノイズでトリガーはLFOというふうに固定してしまい、単なるランダムヴォルテージ発生装置にするか、悩んでおります。S&Hにそれ以外の入力を突っ込むことってそんなにあるのかなぁ? 思いつくのはソースにサイン波を入れて段階的にアップダウンさせたり、トリガーにゲートを入れてキーを押すたびにサンプルを変える、くらいのものでしょうか。どちらも出来たら楽しいけれども利用するかと言われるとちょっと微妙。うーむ。
VCAも製作中なのですが、モロに音が通る部分なのでちょっとパーツを考えて作ろうと思っています。とりあえず手元にあるパーツでS&Hとポルタメントを仕上げちゃおうかな、とも考えております。

VCOの製作

ca30802005-08-10

なんとかVCOを組み立ててパネルにマウントするところまで終了。いやはや疲れた。
回路はtakedaさんのところ(http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/homemadesynth.html)のTB VCOhttp://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/harvest/img/schem/DualTBVCO3a-schem.gif)の1VCOぶんを基本に、反転アンプ*2によるサミング部分と波形変換をくっつけたもの。takedaさん、有難う御座います。
http://www.chienowa.org/ca3080/VCO001.gif
回路図は上の通りです(問題のある回路図です)。takedaさんの回路ではレギュレータで5Vの基準電圧を作り出しているんだけれども、僕はとりあえず抵抗2本で分圧したものにパスコンを追加してみた。約7.5V。出力付近の抵抗値は音を聞きながらあれこれ試行錯誤。矩形波とのこぎり波の音量がなかなか合わなくて苦労した。これでいいのかなぁ? ちょっと不安。なにしろオシロスコープが欲しい。欲しくてたまらない。そうそう、PWMのところに1Mの抵抗を使ってるけど、そもそもLFOの出力がデカいのかしらん。LFO側であらかじめ分圧して出したほうが後々便利なのかも。
お約束だけどテスト段階でかなりのトランジスタが昇天。やっとみつけたペアのPNP&NPNをうっかり逆に挿したら、電源投入後数秒でPNPが破裂。ビックリした、気をつけよう。二次災害で他のトランジスタものきなみあの世行き。トホホ。抵抗も煙を上げたけど、取り外して抵抗値を測ってみたら全然ズレてなかったのに驚いた。そういうもんなのか。
で、なんのかんのでやっと完成! のように思えたんだけど、どうも5WAYのオクターブスイッチがおかしい。高いほう4つは綺麗にオクターブが出るんだけれども、一番低い、グラウンドに直結してる部分がオンチになる。OCT SW直後の電圧は綺麗に1Vづつ切り替わっているんだけどなぁ。大体100KのPOTを使ってるのもアレですね。手持ちが無かったんです。ここは10Kでいい。さてさてうーむ、回路図を眺めているとこれはR6の100Kが悪さをしてるんだな。グラウンドに直結したときとそれ以外とでは上に乗っかる抵抗の量が違うもんな。やっぱバッファに直結したほうがいいのかなぁ。ん? これ、グラウンドを切り離せば上手くいくんじゃないの?? ってなんとなくぼんやり思ったけどこれは後日実験。ていうかちゃんと理論的に計算しろよ俺。あとは、波形変換部分でオペアンプが1個余ってるんだけど、これはのこぎり波をあらかじめ増幅しといて、逆に矩形波の分圧比率を変えて全体のレベルを上げたほうがいいんだろうか。
色々気になる部分もあるけれども、とりあえず音はでてるし、VCOはこれで置いておいて次は・・・・VCAかな? とにかくテスト中、音が鳴りっぱなしだと耳に悪い! ヘッドフォンでのこぎり波を聴きつづけていると、外してもしばらくの間周りの音にフェイズがかかって聴こえる。かなり耳に悪影響なのは確か。
そうそう、気になるチューニングですが、前述のオクターブスイッチがオンチなのを除けば概ね良好。まだ温度補償抵抗を使っていないのですが、SH-101の音とMIXして聴いても、ほぼ追従してます。長いスパンの温度変化で多少のズレはあるけれども、それはTUNEのVRでこまめに調整すればよさそう。普通の長さの曲であれば1曲くらいはいけるでしょう。Yesのフルコピーとかやらなければ大丈夫。これが温度補償抵抗になったらもっと安定しちゃうのか。すごいな。
それと、PWMの音っていうのは50%を基準にしてもそれ以外が基準でも、そんなに印象は変わらない。であればtakedaさんのところで見られるように、PWMのVRCVはどちらかを選択する方式にしても良さそうだ。
サンプルMP3です。SH-101のシーケンサーCVをコントロールして、LFOモジュレーションとかいろいろ。リバーブは後で足しました。楽しくていじり過ぎたので長いですが、これでも3分の1くらいに編集したんです(汗) 音はSH-101と比べると完全に太くて野蛮。前にガツンと出てくるというか出て来すぎかもw まぁこれからVCAとかVCFを通ったらやや曇っていくんでしょうが、いやはや楽しみです。
http://www.chienowa.org/ca3080/20050810.mp3

今年の誕生日は自分へのプレゼントとしてオシロを買うぞ!(いや、先立つものが・・・)
あ! 今気づいたけどシンクアウトをつけるの忘れた!! パネルに穴すら開けてない! まぁ、もうひとつVCOを作ったら考えることにします、ハァ・・・・

木枠の製作

ca30802005-07-27

そんなわけでハンズで材木やらL字アングルやらアルミ板やらをカットしてもらって木枠の製作。56mm*180mmのパネルが8個マウントできる。格パネルには名詞サイズの基板が2枚マウントでき、梯子状に基板を組み上げていけばそれ以上の基板もなんとか押し込める。なのでモジュールによっては1パネルに二つくらいの機能を盛り込める。例えばLFO*2とかEG*2とか。とりあえず一枚目は電源のマルチプライア。電源は外部から供給することにする。まだパネルにかなり余裕があるので、CVのバッファ&マルチプライアと、ベンド及びポルタメント回路をここに詰め込もうかと思っている。二枚目にはとりあえず製作中のLFOをマウントしてみた。これにはS&Hを追加して(ノイズは追加済)、もう一発LFOを載せようかと思案中。
それにしてもニス塗りは大失敗した。今日は天気が良かったんでイケるかと思ったのだが、いやはや難しい。風が強くてダマができるわ、下にひいていた新聞紙はへばりつくわ、かなりキタナイ状態になっている。まぁ、これもハンドメイドの醍醐味ですよね。写真が小さくてよかった。
次はブレッドボードの上で組みっぱなしになっているVCOをとりあえず蛇の目に組み立てて、パネルにマウントしちゃう予定。実験するにもそのほうが何かと便利そうだし。アンチログ以前のサミング部分を練らないとなぁ・・・

またまたアキバ

出来たモジュールをどう整理していくか悩んだ挙句、結局ラックに組んでいくことに決定。ラックに組みつつ実験して直したり直さなかったり一喜一憂していく方針。で、秋葉原に買出し。コネクタやジャック関係をまとめ買いしたのでけっこう出費がデカかった。あとはトランジスタを漁ったり手持ちがほとんどなかった反固定抵抗をまとめ買いしたり。アキバにいくとどうしても余分をもってまとめ買いしちゃうんで出費がかさむ。作るモジュールなどがハッキリしているときは通販とかで必要パーツだけを揃えたほうが安く上がるかも。ラックも木枠でオリジナルで組み立てることにしたので、東急ハンズいかなきゃ。なんのかんので結構出費してるなぁ・・・

出費メモ:
パーツモロモロ 約8500円
出費合計 約29500円