ロッキン・ミニコンプのノイズが気になります。
コンプレッサーなので無音時にノイズが大きくなるのは仕方がないのかも
しれません。ギターの弦を少しでも弾くとノイズが小さくなるので
演奏中は気にならないのですが、ミュートしてしばらくするとノイズが大きく
なってきます。
そのノイズが TJ7660 のスイッチングに由来するものかを明確にして
おきたいところです。

ただちょっと気になっているのが、無音時に出るノイズがスイッチング周波数
10kHz よりも低いようなのです。
COMPRESS を 12時くらいまで開くと特に大きくなるし、開き具合によって
ノイズの周波数が変わるので発振の可能性も考えられます。

最初に行った対策がバイパスコンデンサ 0.1uF の増設。
TL072 の電源 +9V (8pin) と -9V (4pin) の直近にそれぞれ 0.1uF 50V の
積層セラミックコンデンサを取り付けます。
この時点ではノイズは無くなりませんでした。

さてこれからが実験。


TJ7660 を ICソケットから取り外し、+9V, -9V を 二本の 006P で
供給するよう配線します。この状態でノイズがでるようなら、
TJ7660 のスイッチングノイズが原因ではないことになります。
試奏してみると、ノイズが消えていません。
オシロを繋いでノイズの周波数を測ってみると 7kHz くらい。
スイッチングノイズではなさそう。やはり発振のようです。
-9V 電源回路はシロのようです。

COMPRESS のコントロールは 50kΩの B カーブ。
使ってみた印象ではこのコントロールは 10時以上に回してもあまり
面白みがありません。圧縮がかかりすぎて音がモコモコして
レベルも小さくなってしまうので、使える音かどうかは疑問です。
それよりも COMPRESS を絞った状態での Booster としても
使える鮮明な音、少し右に回した状態でのアタックを抑えた
カッティングに適した音にフォーカスした方がよさそうです。
というわけで、発振が起こらない範囲で COMPRESS を
使用するよう、R8 22kΩ の追加と VR1 の変更(50kB -> 10kA) を
行いました。




 

ユニバーサル基板を使った試作を行いました。

-9V 電源を TJ7660 で生成するので基板が若干大きくなりました。
フォトカプラは秋月で以前売っていた MI 0202CL を数個持っていたので
使いました。



手前右側が TJ7660 による -9V 電源回路。
奥がロッキンミニコンプの本体。左の黒い直方体が MI 0202CL フォトカプラ。
ミニコンプの回路はロッキンf に記載されていたプリント基板の部品配置を
参考に配置しています。ただ回路中に 3MΩ (フィードバック抵抗) が二本
使われており、手元になかったので 1.5MΩを二本直列にして代用しています。
基板に余裕があったので、とくに問題なく結線できました。

基板裏面。



フットスイッチをつけないまま（エフェクタ入りっぱなし）の状態で
動作確認(試奏)をします。




COMPRESS ノブを絞っているとクリーンなトーンが飛び出します。
LEVEL ノブを開くと音量が増し、ブースターとして使えそうです。
クリーンブースターとしても使えるし、アンプの音量加減でクランチから
ディストーションを発生させることもできます。
COMPRESS ノブを開いていくと、音のレベルが下がります。
LEVEL を併用して音量を調整することになります。
レベルが下がったと同時にピッキング時のアタックが抑制されている
ことがわかります。５弦や６弦の振動が抑制されて、高音弦の
伸びが強調されます。
カッティングは音が歪むことなく、音の粒がそろうようです。
COMPRESS ノブが効きすぎるのか、ゼロから少し回したところで
使えそうな音が出せそうです。このポットは 50kB を使っていますが
50kA にすると音作りが容易になりそうな気がします。

さて、 TJ7660 で -9V を作っていることのデメリットですが、
COMPRESS を開いたところで無音の状態（ギターを繋いで
弦を触れている状態）でスイッチングによるリップルの影響らしい
10kHz 付近のノイズが聞こえます。この状態はほぼ無音なので
微小なノイズを最大ゲインで増幅している状態なので、弦を弾くなど
音を出すことによって気にならないほど小さくなります。
このノイズはちょっと対策をしなければならないかと思います。

ロッキンf 1977年7月号の「ロッキン・ミニコンプ」を復刻します。
歪みを伴わないコンプレッサーです。圧縮 Compress ノブを絞ると
ブースターとしても使えるとのこと。

昨日試作実験したTJ7660 による -9V 負電圧回路をエフェクターに
導入しようと着目したのがこの「ロッキン・ミニコンプ」。

負電圧回路を導入する前に、オリジナルの回路図を復刻します。

ロッキンf 1977年7月号



ミュージック・マシン自作シリーズ第12弾。



復刻した回路図はこちら。



回路図 PDF

初段のゲインをフォトカプラを使ってコントロールし、入力信号の
大小に応じてレベルを一定に保つ回路になっています。
フォトカプラ MCD521 はモリリカの製品。製造元のモリリカが無くなっているため
入手困難。ただ LED と CdS の組み合わせのフォトカプラなので、代替品を
探して使えそう。秋月で取り扱っている VTL5C3, LCR0202, LCR0203 などが
使えるのではないかと思います。ちなみに VTL5C3 は真空管アンプ（Mesa/Boogie や
Yamaha T100 など）のチャネル切り替えによく使われるので、アンプ修理を
する人はいくつか持っておくと良いでしょう。もっともあまり壊れることは
ありませんが。

回路図をみれば分かる通り、±9V 両電源で OP アンプを動作させています。
この回路を +9V 単一電源で動作させようとすると 1/2 Vcc (+4.5V) を作って
仮想 GND に設定するのが定石です。ただ、後段の OP アンプでフォトカプラの
LED をドライブしようとすると LED の順方向電圧 Vf =1.7V を超えなければ
動作しません（実際には （仮想 GND）4.5V + 1.7V = 6.2V）。
4558 は出力 Rail-to-Rail ではなく出力電圧の上限は電源電圧から 1V ほど
低いので、LED をドライブできる範囲は 6.2V ~ 8V の間ととても狭く
なってしまいます。この電圧範囲で LED に流れる電流値を調整するのに
R4 の抵抗値を試行錯誤して探らなければならないのではと推測します。
±9V 両電源を使えば LED をドライブできる範囲は 1.7V ~ 8V とかなり広く
なり、制御が安定するはず。
以上の理由（推測も含めて）で Tj7660 による -9V 負電源回路を適用する予定です。

もう40年以上も前のロッキンf の回路図を見ていると感慨深いものがあります。
当時は OPアンプが普及し始めた時期で、まだ使いこなせる技術者も多くなかった
はず。あの名著 岡村迪夫氏の 「OPアンプ回路の設計」(CQ出版)の初版が 1973年。
（私の持っている改訂第１版が 1981年。当時は OPアンプといえばこの本しかなかった
ので学生だった私は意を決して購入したものです。）

当時の回路を見るとまだまだ過渡期であったためか、使用している OP アンプの型式や
回路構成などに古臭さを感じることはあります。
なかでも OP アンプの電源として ±9V の正負両電源を使う回路が多く見受けられます。
エフェクターとして使えるように 006P を２個で ±9V を供給するようにしている
ものが大半ですが、当然のことながら電池を格納するためケースがデカくなって
しまいます。当時はアルミダイキャストのケースなどどこに行っても売っていなかった
ので、余裕のある大きめのアルミケースでエフェクターを製作したものです。
今のようにエフェクターをずらりと並べてボードに組む、というような発想では
ありません。

当時の最新の OP アンプが uA741 であり、RC4558 であったわけで、これらを
+9V 単一電源で動作させようとすると出力電圧範囲が狭いため歪みが発生します。
歪みエフェクターならそれでも良いのですが、歪み以外のエフェクター、
たとえばフェイザーやワウなどはヘッドルームを確保するために正負両電源を使って
いるようです。

ロッキンf の当時の回路を復刻する上で悩んだのがこの両電源をどうするかです。
当時の荒削りながらオリジナリティのある回路を復刻しても、現在のギタリストに
使ってもらえなければ意味はありません。図体がでかくてボードに収まらない、
+9V 単一電源で使えない、006P でしか使えない、などの問題はクリアしなければ
なりません。

そこで考えたのが「チャージポンプ」による -9V の生成です。
使う IC は TJ7660。


有名なインターシルの ICL7660 のセカンドソース。
これを使えば +9V 電源から -9V を作ることができます。



図中 VEE として -9V を生成します。
取り出せる電流は 50 mA 以下なのですが、エフェクターのような
電力を消費しない回路では充分です。入力電圧の上限が +10V であることは
要注意です。

チャージポンプによる負電圧作成はこれまで何度か行っており、ノイズが
とても少なくて良い印象を持っています。ただ使っていた IC は NJW4191 
などの新しめ（かつ SOP パッケージ）のものだったので、作業しやすい
DIP の ICL7660 を今回初めて試すことにしました。
気になったのが ICL7660 のスイッチング周波数が 10kHz ということ。
可聴周波数ですね。ちょっと低い。おそらく上図の C1、C2 に
電解コンデンサが使えるように周波数を抑えたのだろうと思います。 
ちなみに NJW4191 だと 300kHz。
生成した負電源に大きな(10kHzの)ノイズが乗らないかが気になりました。

ということで正負両電源で動作するアナログ回路に使用して
ノイズがどれだけ出るかを実験することにしました。
±9V を電源とする「ヘッドフォンアンプ」を作ってみました。
回路図はこれ。





回路図 PDF

この TL072 の負電源を TJ7660 で作ります。

できた基板がこれ。


-9V 電源のノイズだけにフォーカスするために、+9V の電源は
006P から供給しています。
ヘッドフォンを繋いで、ノイズを確認します。
入力に何も接続していない状態ではノイズは全くありません。
ポットを全開にしてもノイズがありません。
次に CDプレーヤーを接続して音楽を流してみます。
ポットを徐々に右に回すと音量が増えますが、ノイズは皆無。
うん。これは良い。
ノイズは問題にならないようです。

音楽再生中(負荷時)の VEE ラインをオシロで観測してみました。



リップルの周波数は11.3kHz なので、TJ7660 のスイッチング周波数であることは
間違いないでしょう。リップルは 100mVp-p 以内に収まっているようです。
スパイクが見られますが、この程度ならOPアンプ直近にバイパスコンデンサを
つければ除去できるはず。

実験の結果、TJ7660 で負電源を作成してノイズの問題はなさそうだと言うことが
わかりました。
これを使ってロッキンf の回路の電源周辺を改良しようと思います。

ロッキンf  1977年5月号に掲載された「ロッキン・ドライブ」を復刻します。
別冊には掲載されていません。
この号から製作記事を竹内常夫氏がメインに執筆しています。

ロッキンf 1977年5月号



ミュージック・マシン自作シリーズ第10弾


復刻した回路図



回路図 PDF

この頃は「歪み」と言えばファズだったり、ディストーションだったり、
オーバードライブだったり、ブースターだったり、すべてごっちゃ。
これらの定義が曖昧なまま。
本機も「ドライブ」という名称ですが、記事中では「ブースター」として
いたり混乱が見られます。

メインの執筆者が代わって、初心者にも作りやすい回路のエフェクタに
方向転換がなされたようですが、なかなか凝った回路です。
この記事で初めて 4558 が登場します。それまで uA741 や LM301 などの
シングル OP アンプが使われましたが、デュアル OP アンプはこの記事が
最初。RC4558D という型式の記述があるのでオリジナルのレイセオンを
使っていたのかもしれません。とは言えこの頃にはすでに新日本無線（
(現)日清紡マイクロデバイス）の NJM4558D が発売されていたようで、
記事中に NJM4558D の写真があります。

初段の回路がゲイン約100倍の非反転増幅になっており、出力にダイオード
クリップがついています。構造的には「ディストーション」です。
２段目がバンドパスフィルターになっており、Frequency ノブでピーク
周波数を変化することができます。外部コントロールとしてフット・ボリューム
（ローランドの FV1 や FV2）を接続するとワウとしても使える、との記述が
あります。ワウとしてどれだけ効くのかは作ってみないとわかりませんが。
Frequency コントロールはスイッチ付きの 50kΩの C カーブまたは B カーブ。
Cカーブが望ましいようですが、スイッチ付きとなると入手は困難でしょう。
またスイッチが SPDT なので B カーブであっても手に入るかどうか。
フットスイッチをもう一つ増設するのが無難な気がします。
それ以外は入手困難な部品はないので、気軽に製作できるのではないかと
考えています。

ロッキンf 1978年7月号の「MOS Driver」を復刻いたします。
ロッキンf 別冊「だれにもわかるエフェクター自作＆操縦法 '81」にも
Project 10 として再掲載されています。

C-MOS の論理回路に使われる MC14049UB を使ったオーバードライブです。

ロッキンf 1978年7月号



ミュージック・マシン自作シリーズ第23弾



「真空管サウンドに肉薄」などの文字が踊りますが、あまり期待しては
いけません。C-MOS インバーター MC14049UB にネガティブフィードバックを
かけることによって OP アンプと同様な動作をさせているので
MOS FET 単体の特性が表に出てくるわけではありません。
ただ歪みが生じる場合はフィードバックが効いていない状態になるので
特徴のある音になるかもしれませんが、その辺は作ってみないと何とも
言えません。

復刻した回路図を示します。


回路図 PDF

MC14049UB はモトローラがオリジナルで各社からセカンドソースが販売
されました。TI であれば CD4049B など。ただ 74HC4049 などの
Hi-Speed CMOS シリーズは電源電圧 9V では動作しないので使用できません。
74HCU04 も同様。
同じ C-MOS インバーター MC14069UB は使用可能ですが、ピン数と
ピン配列が異なるので要注意。
６個あるインバーター(NOTゲート)のうちの２つのみをアンプとして
使用しており、残りの4個は使用しません。使用しないゲートは
入力を GND に接続することで誤動作を防止します（回路図下側参照）。
出力は開放で構いません。

さて、ここまで５日間連続でロッキンf の掲載回路図を復刻して公開しました。
とりあえず回路図さえあれば製作に進める方もいらっしゃるので、回路図の公開を
前倒しにしました。
製作が完了していないのに回路図だけ公開しているので、なんか食い散らかした
ような印象もないわけではないのですが、実際の製作は追々行っていく
予定ですので、それぞれ続編をお待ちください。

ロッキンf  1981年2月号に掲載された「パラメトリック・イコライザー II 」を
復刻いたします。
このエフェクターはロッキンf 別冊「だれにもわかるエフェクター自作＆操縦法 '81」
にもProject 20 として再掲載されています。

昨日投稿したのは1977年12月号の "016 パラメトリック・イコライザー"。
パラメトリック・イコライザーのコントロール、Frequency, Resonance(Q),
Master Vol. に加え、High, Mid, Low のトーンコントロールまで装備していました。
二重積分ループ（状態変数フィルタ）を使うと LPF, BPF, HPF の３種類の
フィルタが一度に作成できるという特徴を活かしているのですが、
ストンプボックスとして使うには機能が多い気もします。

"ロッキン F&S" と同様に 006P 電池を２個使う点も気になります。
おそらく歪みを抑えてヘッドルームを確保したいための ±9V 電源なのでしょうが
現在エフェクタによく使われるダイキャストケース、ハモンドの 1590B や
タカチの TD6-11-3 などのケースに収納することはほぼ不可能。
（ロッキンf のエフェクタに多いこの問題はいずれ解決策を提示します。）

それらの問題点を解決してコンパクトなケースにまとめたのが
今回の「057 パラメトリック・イコライザー II」。
コントロールは GAIN, BAND WIDTH (Q), FREQUENCY の３つ。
電源は 006P １個のみ。この当時は AC アダプタが一般的でないため
DC ジャックがついていないのですが、付け足すのは容易ですね。


ロッキン f  1981年2月号




ミュージック・マシン自作シリーズ第57弾。





復刻した回路図はこちら。(202209010 修正)





回路図 PDF

回路は "016 パラメトリック・イコライザー"を簡略化したものに
なっています。
使用する OP アンプは TL072 と TL074。
100kB の二連VR は本来は100kC の二連が望ましいのでしょうが、
入手できたらラッキーと考えたほうがよいでしょう。
製作記事中では上記回路図中の C5 と C6 にスチロール(polystyrene)
コンデンサ 誤差 ±5% を指定しています。おそらく誤差を小さくして
C5 と C6 のばらつきを抑えるための指定だと思います。
スチロールコンデンサは製造終了のため入手が難しい... と思ったら
秋月でまだ取り扱っていました。

昨日、本日とパラメトリック・イコライザーを２件紹介しました。
誤解のないように。昨日の "016 パラメトリック・イコライザー" が
良くないと言うわけではありません。ストンプボックスの形でなく、
ラックマウントのエフェクタとして、または録音用のプリアンプとして
使うにはよい構成ではないかと思います。

これら ２種類のパラメトリック・イコライザーは今回は回路図だけの
投稿にとどめますが、後日これらを並行して試作に進んでいこうかと
思っております。

ロッキン f 1977年12月号に掲載された「パラメトリック・イコライザー」を
復刻します。

パラメトリック・イコライザーは狙った周波数帯を強調したり減衰させたり
することができ、ギターの音作りに有効な装置です。
特に中音域を強調することによりアンサンブルに適した音を作ることができます。

ただパラメトリック・イコライザーは自作が難しい。何が難しいかというと
特殊なポットが２種類ほど必要で、これがほぼ入手不可能ということ。
これまでパラメトリック・イコライザーを搭載したアンプ(OZ-660, F50-112,
F100-112) 、簡略化した回路を搭載したエフェクター(Metal Monster MM-X)
を解析しています。OZ-660 と F50, F100 で共通なのが、Cカーブの二連ボリューム
とセンタータップ付きのボリューム。おそらく特注品。部品屋の店頭に
並んでいるものではありません。
Metal Monster の回路はなんとか自作できそうですが、Q を変更できません。
そのためか、パラメトリック・イコライザーの自作例というのは
あまり見かけることがありません。

ところがこれらのアンプやエフェクターが発売される以前に、ロッキン f では
製作記事が掲載されていました。

ロッキンf 1977年12月号


ミュージック・マシン自作シリーズ第16弾




この製作記事の回路では特に入手が難しい部品はありません。
初段の OP アンプに LM301A が指定されていますが、uA741 で代用可能と
記載されています。ローノイズの OP アンプを使うのがベターなので
TL071 で代用するか、 TL072 で片方の OP アンプのみ使用するか、
というところでしょう。後者では基板パターンを変更しなければなりませんが。

復刻した回路図はこちら




回路図 PDF

(20220920  R19 追加：ロッキンf 1978年1月号 pp. 184 の訂正記事により修正）


基本的な回路は「ロッキン VCF」でも使われていた「二重積分ループ」
（状態変数型フィルタ）によるフィルタ回路の応用です。
動作原理は

富澤瑞夫, Rock音！アナログ系ギター・エフェクタ製作集, CQ出版, 2020, pp. 133-149.
(ISBN978-4-7898-5030-8)

が詳しいです。

今回は回路図の掲載のみです。プリント基板の作成や試作は後日行う
予定です。