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Original Switcher

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エフェクターをたくさん作って(購入して)スタジオやライブで使おうとすると、早晩演奏中の切り替えをどうするかで悩むことになります。そんなわけでスイッチャーを作ることにしました。

ワタクシがスイッチャーに求める機能は以下の通り:
①直列回路ではなくて並列回路
 →直列回路の場合、トラブル時に全系統が使えなくなる可能性がある。
 →並列回路ならば、トラブルのあった系統のみ切り離して縮退運転が可能
 →余計な接点が増えることによる音質劣化を抑止
②なのでプログラマブル化は不要
 →アナログエフェクタは基本1台1設定であり、順序の組み替えが自在に出来たところで組み替えの都度個々のエフェクタの設定を瞬時に変えるのは無理
→マイコン的な物を使わないことで消費電力を抑え、電池駆動可能なレベルにする。
→せっかくなのでラッチングリレー を使う
(手元にあった通常のリレーはひとつ50-60mAを消費してしまうため電池駆動無理な感じ)
③ただし4〜5系統は欲しい。
 →2系統3系統ではA/B BOXと大して変わらないのでわざわざ作るモチベーションが・・・

❹欲を言えばセンドリターンがあれば・・・
→腹案はあるが、今回はシンプルに!

❺もっと欲を言えば、外部のmidi機器のON/OFFが操作できれば・・・
→Arduinoは使ってみたいが、今回はシンプルに・・・

構成図を描いてみました。常時1系統のみオンの想定です。出力のスイッチの構成を直列っぽくしていますが、この構成なら万が一間違って2系統以上オンになったとしても1系統しか出力されないので、複数の系統の出力が同時に行われることはありません。また、万が一演奏の途中にどこかの系統につないだエフェクターがトラブルを起こして音が出なくなっても、別の系統のスイッチを踏めば一瞬で音が出ない事態は回避できます。

こちらはスイッチ切り替え部の回路図です。押したスイッチの回路のみON、その他の回路をOFFとするロジック部分には、東芝のTC9135というスイッチ専用ICを使います。ロジックICの組み合わせでも同等機能の実現は可能ですが、ロジックICがプリミティブ過ぎるため単純な機能を実現するにも案外回路規模が大きくなってしまいます。しかもこのTC9135は入力のチャタリング防止機能や出力バッファ機能を備えていて、モメンタリスイッチやリレー駆動回路を(シュミットトリガーやバッファなしで)直結できるので、今回の用途には使い勝手が良いです。

Module1〜5 は基本的に同じ回路ですが、スイッチON直後に必ずModule1がONするようにModule1のみC2をセットします。C2がない場合、全部のModuleがOFFになります。ただ、ラッチングリレーを使用した事により、前回の電源OFF直前の状態がリレーのスイッチに残ってしまうという問題が発生します。普通のリレーの場合、電源OFFの際に必ず状態がリセットされるためこの問題は起きないのですが。

実はラッチングリレーでも電源OFF時に電圧が急激にゼロになるならば、電圧ゼロへの下降の際にリレーがOFFになるのですが、三端子レギュレータ電源周りの電解コンデンサの放電等により電圧の降下が緩慢になるとリレーがONの状態のまま残ってしまうことがあるようです。FETを使う回避策が特許資料に記載されているのですが、回路をあまり複雑にしたくなかったので、今回はこの問題を仕様と割り切ることにします。論理回路部分にArduinoでも使うのであれば、起動時に全てのModuleを順にONにするようなプログラムを組めばスマートに解決できると思います。

センドリターンのジャック周りの配線は、何も繋がない時はバイパスするようにしておいても良いと思います。

TubeStompPreamp(真空管2段増幅プリアンプ)

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オンラインセッション/自宅練習用に、Hammond 1590BBケースのサイズに収まるストンプボックス型のプリアンプを製作する。10年以上前Clethraさんから謹製真空管フォルダを譲っていただいていたものの、何に使おうか思案に思案を重ね過ぎて踏ん切りがつかないまま今に至っている。そんな現状だが、プリアンプを作るならやはり真空管プリアンプが欲しい。渡りに船というか必要は発明の母というか、ということで次のオンライン練習までに完成させようと目論んでいる。
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回路の素案は、 FenderTwinReverbの初段〜トーン〜2段目をベースに、ToneMenderのトーン回路を組み込むことを考える。
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なお赤色の数字は、手持ちの部品の関係で定数を変えたものです。また、上記回路図の赤色×の部分はスイッチの両端に数十Vの電位差が発生してしまう設計ミスで、途中まで組んでしまった後に気づいたので応急的に回路を修正しました。応急修正版は以下の通り。
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電源について、ヒーターはTube Echoplex Boosterの時に実装したLT1086定電流回路を使用。B電源については既製品のニキシー管用昇圧電源ユニットキット(オーストラリアから輸入)を利用。当方100V以上の電圧を扱ったことがほとんど無いので、既製品を利用して動作不良のリスク回避と安全性の担保を行う。
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若干苦言めいた話にはなるが、当製作に先立ち既製品/自作品を含めざっとネットで眺めて見たところ、100Vを超える電圧を扱うにも関わらず+電源とGNDのパターンが近接している(電安法的には3mmは欲しい。参考リンク: https://www.kimden.co.jp/gijyutu/f45_48.pdf)とか、真空管に密着しているように見えるモジュール配置になっていたり、PL法云々を持ち出すまでもなく安全性が疑われる事例が散見された。

背景には半導体の性能向上により近年昇圧回路の効率が著しく上がり(発熱が少なくなり回路がコンパクトになった)、そのため工業製品/自作品によらずあらゆる状況で昇圧回路が使いやすくなったことがあるのだと思うが、高圧が危険だと知らないのは問題である。ちなみに一般的には30Vrms、ピーク時42.4Vの交流電圧あるいは60Vを超える直流電圧を危険電圧と呼ぶそうです。
参考リンク: https://ednjapan.com/edn/articles/0608/01/news135.html

実際には電圧自体というよりも、感電した結果身体を流れる電流の量が問題であり、流れる電流が50mA以上になると死に至る恐れがあるとのことです。
参考リンク:https://www.matsusada.co.jp/column/electric_shock.html

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そんなわけで、今回の製作において、特に昇圧後の電源周り等の高圧部は絶縁を入念に行うこととします。
①100V以上が流れる部分および近傍のケースをポリイミドテープで絶縁する
②昇圧回路の昇圧後電源出力(〜200V)周りは熱収縮ケースで絶縁する
③メイン回路はプリント基板ではなく端子板を使用する
④昇圧回路モジュール および メイン回路の端子台はネジで固定する
⑤高圧の配線を必要以上に引き回さない
⑥昇圧回路と真空管本体とメイン回路とヒーター電源回路は、それぞれ物理的に離して配置する

高圧部については原理上そんなに電流が流れない(この昇圧回路は電流をさほど取り出せない)ので気にし過ぎかもしれないが、万が一ギター持ってビリビリしたら気持ち悪いし、10mAを超えると感電時に握った手を離せなくなるので、出来るだけしっかりと絶縁を行いたい。
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<作成後鳴らしてみた感想>
回路が単純なので、12AU7でも12AT7でも12AX7でもとりあえず動いた。ただ、12AU7や12AT7だと増幅率が控えめなためギターアンプっぽさが薄まる感じがする。ジャズとか演奏するなら全然ありだけど、歪まないとロックっぽくはならない。自分は真空管を色々試せるほど持っているわけでは無いので、この度評判良さそうなエレハモの12AX7GOLDを買って付けてみた。12AT7(日立製、昔ジャンクパーツを落札した際に付いてきた)で感じたゲインを上げた時の金属くささ(アルミダイキャストケースっぽい音?)が薄くなって若干キャビネっぽくなったのでひと安心。できればそのうちケースをアルミ削り出しにしてみたい。

上記のように作ったプリアンプを試し弾きした際に何回か真空管をつけ外ししているが、この真空管フォルダのおかげで、真空管の着脱が圧倒的に確実かつラクになっている。譲っていただいたClethraさんにはお礼を言っても言い切れない。
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操作感でいうと、ToneMenderのHPにあるように、HiにするとMarshallっぽく、LoにするとFenderっぽくなる感じはある。真空管の回路がFender系なので、全体としてはFender寄りの音だと感じる(ちょっと定数変えてしまったが)。何れにせよこのサイズでそれっぽい音がシミュレートできれば御の字である。しばらくスタジオで使い込んでみたい。時節柄バンド練習は厳しいので、まずは個人練習かな。

OD-1+改(キラキラver.)

<Slightly MOD Versionの説明>

(SD-1の回路ではなく)OD-1の回路そのままでトーンのツマミを追加するため、2連可変抵抗を使います(図中VR3)。また可変抵抗を絞り切ったときに抵抗値を完全にゼロにしないため、R8, R10を追加します。ここでは10kΩ(実測13.5kΩ程度)としました。
元々この部分の回路は884Hzのローパスフィルタですが、この回路変更によって概ね周波数600Hz-5000Hzの範囲で変更することができるようになります。OD-1なのにトーンを上げるとキラキラしてエキサイターっぽくなります。

あと、トゥルーバイパス化(ラッチングリレー使用)をにらんで、バイパス回路およびFETスイッチの回路を除去します。

トーンを付けてキラキラした感じになったところで、さらに±9V両電源化によりエキサイトさせるのもアリ……マストだと思います。個人的には、スイッチングレギュレーターによって可聴帯域外にスイッチングノイズが乗ること(そのノイズにより元の音が若干変調すること)がケンタウルスの華やかさの要素の一つではないかと訝っていたりするので。