SSM2040 FILTERの製作
わぁ、もう年末なんで急いでまとめなきゃ！
というわけで、実はSSM2040を手に入れたのです。SSM2040と言えば、かの名機prophet-5のRev.1&2に搭載されているフィルターICです。僕はprophet-5を触ったことがないのですが、それでもどんな音が出るかは様々なレコードで耳にして知っている、そんな有名なシンセです。
思い出話ですが、僕が以前使っていたKORGのPolySixというシンセサイザーにもSSMのチップが使われておりました。当時はまだ若かったので、そのフィルターの上品過ぎるかかり具合と、なんというかモヤっとした神秘的な感じにあまり馴染めずにいた記憶があります。フィルターを発振させると綺麗にサイン波が出るのですが、原音とサイン波が分離しているというか、音に一体感がないような（それはそれで使い勝手はあるのだけれども）そんな印象でした。レゾナンスを上げると原音が小さくなっていき、変わりに綺麗なサイン波が現れてくるあの感じは、どうやらOTA+負帰還発振タイプのフィルターの特徴らしく、なるほど色々なシンセの回路図を眺めていると、その回路構成と音の印象が頭の中で繋がってきます。
とりあえずSSM2040のデータシートを見てみましょう。
http://www.emulatorarchive.com/assets/PDF/SSM2040.pdf
ふむふむ、OTA+バッファが４回路とアンチログ回路がセットになっているようです。データシートの中にあるElectronic Music Voltage Controlled Lowpass Filterという例が、RJBさんのサイトにあるリポート（http://homepage2.nifty.com/rjb/diy_synthe3.htm）と同じ定数のようです。と、ここまでわかればあとはとりあえずRJBさんの回路図をそのまま組み立ててみることにします（汗）。すべてそのまんまです。RJBさんの書かれた回路図はこちら（http://homepage2.nifty.com/rjb/pdf/rjb_diy_synthe_201a_vcf_ssm2040_schem_revB.PDF）です。RJBさん、いつもお世話になります。
思ったよりコンパクトに蛇の目基板に組み上がりました（写真参照）。専用IC素晴らしい。しかし、なにせデッドストックのICですので動作するかどうかわかりません、おそるおそる電源投入！
おー、音出た！
なるほど。これは上品なフィルターです。なんというか、日本的というか。おしとやかな大和撫子っていう印象ですね。でも情念は渦巻いている、みたいな。言われた仕事は三つ指立てて従います、みたいな。しかし、下手に手を出すと後がめんどくさそうな。スタイナー嬢はあとくされなさそうですけどね。いやしかし、専用ICということもあってか、ツマミの動作範囲も非常に練られていて、まるで商品を触っているようです。予想通りレゾナンスを上げていくとオーディオ信号は小さくなってゆき、代わりにサイン波の発振音が聴こえてきます。まぁパッチシンセですし、これはケースバイケースでゲインを調整してあげるという事にしましょう。アンチログ回路が内蔵されているだけあって、発振音のスケールも全く不安感がありません。もしかしたらテキトーにアンチログったVCOより正確かも。
で、音のほうですが、やはりおとなしすぎというか上品すぎというか、スタイナーフィルターの後に聴くとちょっと物足りないかなぁ、という印象だったのだけれども、いやはやこれも使っているとクセになりますね。透明感と不透明感が共存している感じが素晴らしいです。適当にいじっていても、なんとなく物悲しいフレーズを弾いてしまいます。フレーズを導き出せるほどの個性を持った音が出る楽器というのは重宝すべきですよね、やはり。
現在つくっているモジュールラックには、VCFを収めるスペースがふたつあるのです。もう一台のフィルターがスタイナーだとすると、キャバクラ嬢と箱入り娘という感じで非常にバランスが良く、バリエーションも豊かになると思います。
はい、それじゃぁサンプルサウンドです。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051223a.mp3
こんな感じの音です。上品。締まりがいい。スタイナーと比べると大人しいというかカッチリしてます。落ち着いている。この後でスタイナーの音を聴くと、派手だけどちょっと散漫に聴こえます。まぁ、どちらも捨てがたい、ということでひとつ。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051223b.mp3
和音を通しても非常に綺麗に通ります。なるほど原音とレゾナンスも分離するわけだ。ちょっとレゾナンスをスイープさせていますがかかり方はあくまでクール。一重まぶたの日本美人な感じですよ。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051223c.mp3
多重録音によるストリングス。いやはや、素晴らしい。これだけで相当雰囲気出ます。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051223d.mp3
ベースサウンド。フィルターを閉じていくとどうしても低音が硬くなっていきます。ムンムンとした感じにはなりませんがこいういった硬い音色のベースはイケそうです。カチっとしてますねぇ。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051223e.mp3
フィルターを発振させたサイン波で作った口笛サウンド。非常に安定してます。当然こんなフレーズを弾きたくなります。
おっと年内にすべてのモジュールが埋まった！！
今年の総括と来年の抱負なんかは、また後ほど！！（正月明けになるかも・・・）
STEINER VCFの製作
とりあえずVCFのセクションを強化していこう、ということで、まずはSTEINERフィルターを製作してみました。
STEINERフィルターは、DIYシンセ界隈ではけっこうメジャーな製作物でして（オリジナルのSTEINERシンセサイザーは幻ですが）、日本でもtakedaさんのページ（http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/steinerVcf.html）やRJBさんのページ（http://homepage2.nifty.com/rjb/diy_synthe11.htm）で記事を読むことができます。
音のほうは「これぞシンセサイザー」と声を上げてしまうような電気臭い音で、しかも音も太く、さらにはパーツ数が少ない上にLPFとHPF、BPF、APFにまでなってしまうというオイシイところだらけの回路です。実は僕、以前はあまりこのフィルターに興味がなかったのですが、先日のアナログシンセビルダーズサミットにてtakedaさんやRJBさんが持ってきたものの音を聴いて、ブッ飛んでしまったのです。これはもう作るしかないと。
さて、回路の詳しい説明や歴史などは他のページにお任せするとして（汗）、今回はここ（http://yusynth.net/）のModular Projectのコーナーにあります回路（http://yusynth.net/Modular/EN/STEINERVCF/index.html）をそのまま作ってみました。2SC1583 + TL071 basedバージョンです。これは、元々あった回路にRJBさんの改造案などを反映させた最新のものっぽいです。製作自体は、僕にもなんとか名詞サイズの蛇の目基板一枚に収められる程度の規模ですのでさほど大変ではないと思います。トランジスタはデュアルを使ったりはせずに、同ロットの2SC1815を選別もせずにエイヤっと2本取り付けました。特殊な部品は全く使わないので、恐ろしく低コストです。
さて、音のほうですが、いやぁ、素晴らしい。思わず「バンザーイ」と叫びたくなるような過激な音がします。発振させた変態サウンドも得意なのですが、その金属っぽい響きを活かして、レゾナンスは押さえ気味でブラス系のサウンドに使うのもアリだと思います。今回製作したバージョンだと、レゾナンスの範囲が広すぎる（しかしこれが広いことによって変体サウンドが得られるわけで、これはアリ）のと、やはり発振音のスケールが合わない（この定数だとオクターブが開きすぎるみたい。これはCVインプットにつけたボリュームで調整することにより、なんとか解決）ようですが、まぁ工夫すればなんとかなる範囲ですし各自が操作しやすいツマミの操作感を追求してカスタマイズすれば良いのではないでしょうか。
そんなこんなで、サンプルサウンドを。
楽しくていっぱい作っちゃった！！
http://www.chienowa.org/ca3080/20051217a.mp3
ミョンミョンしたサウンド。シンセサイザーでナンパしたかったらこれしかない。いい感じで基音とレゾナンス音が混じりますなー。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051217b.mp3
EGでフィルターをスイープさせたサウンド。綺麗にスイープしてます。思わずこんなフレーズを弾きたくなるよネ！
http://www.chienowa.org/ca3080/20051217c.mp3
がんばってレゾナンスのスケールを合わせてみました。高いほうの音でだんだんズレていくのがわかります。もうちょっと慎重にあわせれば２オクターブくらいはなんとなくイケるんじゃないかと。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051217d.mp3
バンドパスフィルター。き、気持ちいい！ バンドパスだとレゾナンスを上げたときのカットオフ部分の強調が目立つので、いかにも変態フィルターみたいな音が出て楽しいです。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051217e.mp3
バンドパスでスイープさせた例。バンドパスは癖になるなぁー。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051217f.mp3
多重録音による和音の実験をしているうちに楽しくなって沢山音をかさねちゃった例。「バンザーイ」と言わずして何と言えばいいのか。しかしこうやって曲にしてみると、意外に明るいキャラクターのフィルターなんだなー。アメリカンというか、悩みがなさそうな感じｗ
全体として、肉食ってそうな感じというか、フェロモンムンムンの音ですね。
スタンダードオシレーターの製作
ウォーー！ どんどんDIY! 毎日DIY! てな感じでハイテンションでこまごまといろいろ作っております。年末だというのに仕事が入らなくて暇なのです。
さて、今回はあると便利な440Hzのスタンダードオシレータ、チューニング用の基準音を製作してみました。回路は山下さんシンセの記事に載っていたSTD OSCをベースにしています。山下さんの記事では880Hzを発振させ、それをフリップフロップで分周させて440Hzと220Hzを取り出していますが、今回例によって手持ちのパーツだけでなんとか作り上げたので（生活が夜型になってしまってアキバに行けない）、一発で440Hzを発振させています。
http://www.chienowa.org/ca3080/std_osc.gif
さて、色々言い訳というか。チューニング用の基準音という用途からしてもここはきちんと定数を計算して、抵抗も金属皮膜を使って、完璧に安定したものを作るべきなのですが、なにせ勢いで作り始めたので「コンデンサの量を倍にすりゃ半分の周波数になるだろ」というアバウトなノリで、しかも記事の指定ではc1は2200pだったのを、4700pを使うという、倍になってないじゃんか的な突っ込み覚悟の製作です。一応スチコンを使ってはおります。抵抗も手持ちに指定の容量がなかったので、何本か組み合わせたりしてなんとなく近似値を作り出しております。しかも1円抵抗で。なんとか半固定抵抗の範囲内に収まれ！ と神に祈りながらの製作でした。計算しろよ自分。
結果、なんとか440Hzの発振を得ることができ、指などで暖めた程度ではピッチが狂わないくらいの安定性は保てたようですが、ちゃんと計算してパーツも揃えて、きちんとしたものを作ることをオススメしますです。
このままですと15Vp-p出ていますので少々音量がデカいのでアッテネートしてやります。アッテネートの比率が合ってねぇとチューニングしづらいです。0Vから上に振れてますのでコンデンサもかましてあげないと。
リングモジュレータの製作
なんだろうこの勢いは。昨日S&Hを作ったノリで今日はリングモジュレータを組み上げてしまった。
回路はRJBさんのサイト（http://homepage2.nifty.com/rjb/）にあります汎用乗算加算部回路（http://homepage2.nifty.com/rjb/pdf/rjb_diy_synthe_901a_ringmod_schem_revA.pdf）を参考にさせていただきました。RJBさん有難う御座います。ちょうど２チャンネルのミキサーを作ってあったので、そこに組み込む形での製作となりました。基本的にRJBさんの回路図そのままですが、いくつか違う点があります。
・組み上げてみたら加算音に比べて乗算音が小さかったので（どっか間違えてるのか？！）、回路図に書いてある計算式を眺め、RC4200に行く+15Vの直下に150Kの抵抗を挟みました。これでなんとなく音量が合ったようです。RJBさんのバージョンでは最後にVRで全体の音量を調整するようになっているので、そこで音量差に対応しているのでしょうか。
・僕のバージョンでは２つの入力部分それぞれにVRがついていて、それぞれの音量を調整できるようになっています。これは最初に作ってあった２チャンネルのミキサーがそういう仕様だったため、それをそのまま生かした結果です。
・あと、何故かシングルオペアンプのピン配列で作り始めてしまったため、反転しっぱなしという仕様になっています（汗）。
なんだかけっこう違うな。回路図書けばよかったかな・・・。
実はリングモジュレーターってあまり使ったことなくて（そんな大それたものが搭載されている高級なシンセをいじる機会なんてあまりなかった）、あまりノウハウが無いのですが、一応サンプルサウンドを。いやぁ、面白いですね、リングモジュレータ。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051215a.mp3
お約束の鐘の音。ちょっと低音なさすぎた。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051215b.mp3
S&Hで色んな倍音を出してみたヨ！
http://www.chienowa.org/ca3080/20051215c.mp3
EGでVCOをスイープさせたパーカッションサウンド。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051215d.mp3
もうどうにでもなれ的なSFノイズ！
当初の予定では、とりあえずリングモジュレータは作らなくてもいいかな〜などと思っていたのです。が、意外にパーツ数が少なかったのと、基板に余裕があったこと、予定していたVCOのシンクが基板とパネルの都合上実現できなかったためなにか別の変調機が欲しくなったことなど様々な理由によりイキオイで製作してしまいました。あとはちゃんとしたVCFが出来れば（汗）いよいよモジュール１号機の完成です。
そうそう、VCFですが、なんかとてもいいチップが手に入っちゃったのでアレをつくろうかと思ってます。
サンプル＆ホールドモジュールの製作
LFOモジュールのパネルが少し空いていて、その部分にS&HをつけるかLFOディレイをつけるかで少々悩んだのだが、なんとなく気分でS&Hに決めた。人生、行き当たりばったりでどうにか渡ってゆきたいものである。
http://www.chienowa.org/ca3080/s_h.gif
回路は、エフェクター自作＆操作術という本の巻末に載っていた回路そのまんまです。嘘。ちょっと違う。C2は指定では0.047uだったのだが、持ち合わせがなかったので一番近かった0.033uを使用。このコンデンサはまさにサンプル＆ホールドの心臓部分なので心配だったのだが、問題無く動いてるみたいなので一安心。結果、ちょっとサンプルできる幅が狭まっているのかな？ 回路としては、パルスでFETを開け、C2に電圧が溜まるような、そんな回路（適当な・・・）。後半082に挟まれたあたり、VR1とC3で、発生した電圧にポルタメントがかけられるようになっている。これがなかなか使える機能。
サンプルソースにはノイズを、サンプルパルスにはLFOの方形波をそれぞれ内部パッチしてある。機能としてはランダム電圧発生のみに限られてしまう。ソースやパルスをパッチ式にしても良かったのだけれども、ランダム波を取り出すために使用することがほとんどだろうし、そのときいちいちパッチングするのも面倒。モジュールシンセとしては邪道なのかもしれないけれども。
完成後にふと机の上を見たら、ころがっていたコンデンサに「473」のプリント。あちゃー0.047あるじゃん。と言っても後の祭り。パーツはきちんと整理しておいたほうが良いという神からの啓示。
やはりひとつモジュールが増えると出来ることが何倍にもなるなー。適当にパッチングしてダラダラ音を出しているだけで時間がどんどん過ぎてゆく。楽しい。子供の頃の時間タームに戻るというか。トリップしちゃってんだろうな。
以下、サンプル音。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051214a.mp3
いわゆるひとつのランダムノート。当然リバーブをかけたい。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051214b.mp3
相当オシャレなランダムフィルター。S&Hに若干ポルタメント加味。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051214c.mp3
ポルタメントをかけたS&Hで2VCOの片方に微妙なビブラートをかけ、不規則なディチューン効果を得た例。
楽しい楽しい。
初期型MS20VCFによるサンプル
とりあえず最終調整した初期型MS20VCFの音をアップ。やっぱり全体的に歪みっぽい。入力レベルが非常にシビアで綺麗な音を出すのは一苦労。耳障りなノイズめいた発信音ならまかせとけ、って感じの暴力的モジュール。これはこれで飛び道具的に使えるVCFとして、そろそろ次の制作に取り掛かろうかな。回路図はただいま清書中であります。
EGのレポートもしてないや。やることてんこ盛り。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051118.mp3
http://www.chienowa.org/ca3080/20051119.mp3
リズムも自作シンセの音。完全なるエラーミュージック。今のところ自作モジュールはSH101からのCVとGATEで制御しているのだけれども、うちのSH101はなんだかメモリー関係がイカれているらしく（電池切れ？）、電源を切って一晩くらい寝かせておくとシーケンサーの内容がグチャグチャになる。しかも寝かせる時間によって徐々に壊れていく。そんな手法で出来た予期せぬシーケンスフレーズにリズム音を切り貼り。高音の歪みは味になるけど、低音が歪んでボトムが出ないなぁー。
MS20前期タイプVCF
いやはや久しぶりの更新ですが、ちゃんと制作は続けていましたよ。今月末のアナログシンセビルダーズサミットにむけて、とりあえずカッコがつくところまで仕上げないと。ひぃ。
他のモジュールはレポートを後回しにすることにして、とりあえずVCFを。
さて、VCFを作るにあたって、いったいどんなタイプのものを組み立てるか、というのがまず問題です。色々悩んだのですが、大学時代に３ケ月くらいコルグMS20を所有というか借りていたことがありましてその音が非常に気に入っていたというのと、回路的に小規模で１台目のVCFにはちょうどいいかな、ということでMS20前期型フィルターを組み立ててみることにしました。
いつも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）のここ（http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/MS20clone2.html）の回路を参考に、音声入力を増やしたりハイパスINを追加したりオクターブ調整用のSFVRを追加したりした感じであります。
で、作ってみたのですが色々と問題がありそう。とりあえず箇条書き。
・発振が綺麗にいかない。ある程度以上発振するとボワーと爆発音に。
・発信音が滑らかにスウィープしない。特定の場所で「ピーピピピ」とブツ切れになってしまう。
・カットオフのツマミ、７より上あたりが機能していない。VRのカーブに問題かな。
・VCO直に比べて、VCFを通すと音量がかなり落ちてしまう。
・音声入力は抵抗によるミックスで２系統用意したんだけれども、そこで2VCOの音をミックスしようとするとかなり歪む。
・発振がオクターブに追従しない。というかかなりキビシイ。
などなど、ザっと書いてみただけでも問題はてんこもりです。とりあえず使えることは使えるのですが、現状のままだと非常に使える範囲の狭い、ピンポイントでしか使えないフィルターという状態です。もちろん範囲外にしたときに出てくる暴力的な音も、特殊な用途には使えそうなのですが・・・。
ちょっと考えただけで思い浮かぶ問題点としては
・トランジスタの選定、やるにはやったけどうまくマッチングしてないかも。
・オペアンプに付いてるクリッピングタイオード、ここでヤバい音量はカットされるんだけれども、あまりカットしすぎると発信音が嫌な歪みになってしまうような気も。現在は赤LED。
・そもそも入力しているオーディオ信号がデカすぎるのかも。PWを狭めた矩形波（つまり音量が小さめ）などを突っ込んだときには、ずいぶん扱いやすい動作になるような気が・・・
うーむ、いろいろと今後の調整が大変そうです。
しかしまぁ、とりあえずシンセサイザーっぽい音がいろいろ出せるようにはなったので、軽く録音してみました。
http://www.chienowa.org/ca3080/20051115.mp3
全部の音が自作シンセです。SH-101のシーケンサーを多重録音して、リードを手引き。PC上でリバーブ＆ディレイをかけています。ノイズを使ったリズム音を聴くと、やっぱ低いところで綺麗に発振してないし、締まりも悪いですね・・・・。まぁ、明らかにビンテージな音が出てはおりますがｗ
