いやぁ、久しぶりの更新です。
やはり僕はコンスタントにブログを更新するのは向いてません笑
これからはいつ更新する！とか特に決めずに、
ぼちぼち更新していきたいと思います。
すみません。
そういえば、最近ついに成人しまして、
やっとお酒が合法的に飲めるようになったんですが、
自分の持病の薬とアルコールの相性が非常によろしくなくて、
この前、道端で気絶してしまいまして、それからずっと体調悪かったんです。
また、ずっと前から思っていて、放置してしまっていたんですが、
スマホからこのブログ非常に見にくかったですよね？
ちょっと改良してみましたので、また見てみてください。
ここが見にくいとか、科学的根拠が乏しいのに、
断言しているようなことがありましたら、
お気軽にアドバイスの方、直接Twitterにリプください。
よく思い込みおこすので笑
よろしくお願いします。
このブログは皆さまからのフィードバックで
内容の濃いものにもっともっとしていきたいです。
今回で一応、増幅編終了です。
コンデンサによる発振止めと、よく使われるHPFについてです。
下の図は、改造TSの増幅部です。
今回のテーマはこの二つのコンデンサです。
下の方は、ハイパスフィルター。
上の方は、ローパスフィルター(この場合は発振止め)
ハイパスフィルター
まず、ゲインの式覚えていますでしょうか？
『エフェクターの原理 増幅部 ゲインの設定方法 前編』の話が分かっていないとこの先わかりません。
画像ではゲインの式とかいてますが、以下、増幅率の式と同じ意味です
増幅率の式を導き出したときのように、
電流と電圧を考えると、上の図のようになります。
51pFとダイオードはちょっと今無視してください。
もし、220nFのコンデンサがないなら、
増幅率は、普通に
\(\displaystyle \frac{ 10k + GAINポット }{ 1k } + 1\)
となります。
じゃあ、ここでコンデンサが入るとどうなりますか？
周波数100Hzの信号が、入ってきているとしましょう。
コンデンサを抵抗に換算します。
このサイトを使って計算すると
7.234kΩになりました。
ということは、100Hzの信号に対して増幅率の式は
\(\displaystyle \frac{ 10k + GAINポット }{ 1k + 7.234k} + 1 \)
になります。
GAINポットを10kで固定したとすると、
220nFのコンデンサがないときは
\(\displaystyle \frac{ 10k + 10k }{ 1k } + 1 = 21 \)
増幅率21倍ですが、
220nFのコンデンサがあると、
\(\displaystyle \frac{ 10k + 10k }{ 1k + 7.234k} + 1 = 3.42 \)
増幅率3.42倍と大幅に落ちてしまいました。
じゃあ、4kHzならどうでしょうか。
同じようにコンデンサのインピーダンスを計算すると、
180Ωになりました。
またGAINノブを10kで固定すると、
\(\displaystyle \frac{ 10k + 10k }{ 1k +0.18k} + 1 =18 \)
18倍になりました。
18倍とちょっと落ちましたが、どうせダイオードでクリップさせているので、
これぐらいの落ちでは、
そうそう問題にはならないかと思います。
TSは、がっつり低域を増幅しないようにして、
ローカットの特性を作っているのがわかっていただけたと思います。
あの特有な音はここがかなりファクターになっています。
シングルコイルのフロントにTSをトーン上げ目でかけるのがかなり好きです。
そういやちょっと前にこんなの出ましたね。
これ一個持っておきたいですよね。サウンドハウスでチェック。
というのはおいておいて。
じゃあこのハイパスフィルターなんですが、
どうやってカットオフ周波数を計算しましょうか。
カットオフ周波数の言葉の意味は、
『エフェクターの原理 入力回路のハイパスフィルター解説』で解説しています。
このコンデンサの周辺回路下の図のように書き換えてもいいですよね？
そうなんです。
入力部とおなじ、ただのHPFです。
そう、だから、カットオフ周波数も前出てきた式で出てきます。
縦に書いてあるとパッとフィルターだと思いつかないときがあります。
パッと思いついたあなた、僕よりセンスがあります。
このハイパスフィルターがどう増幅率に関係するか...
ここで、コンデンサのインピーダンスと1kの抵抗をまとめて1本の抵抗と考えるより、
コンデンサのインピーダンスと抵抗でVinが分圧されていて、
1kの抵抗には分圧された電圧がかかり、電流が流れ、
その電流によって、
この回路の増幅率が決まると考えるとわかりやすいと思います。
増幅率は元々、電流によって決まるような形になってますよね。
1kの抵抗に流れる電流はコンデンサに流れる電流と同じですし、
帰還抵抗に流れる電流とも同じです。
何が言いたいかというと、周波数特性だけを考えるとき、
コンデンサと1kの抵抗で分圧されたときの
1kの抵抗の両端電圧をVinとみなしていいというわけです。
そして、そのVinは、こんな感じのグラフの周波数特性をもっています。
この電圧が、1kの抵抗にかかるわけです。
ここで、オームの法則です。
1kの抵抗に流れる電流Iは、
\(\displaystyle \frac{ Vin }{ 1k } = I\)
ほんでこのIが、帰還抵抗(10kとGAINポット)に流れてるわけですね。
\(Vout = (10k + GAINポット) \times I\)
I代入して
\(Vout = (10k + GAINポット) \times \displaystyle \frac{ Vin }{ 1k }\)
\(\displaystyle \frac{ 10k + GAINポット }{ 1k }\)は、定数ですんで、Aとでもおきます。
まあ当たり前なことを書いてるんですが、Vin x Aですね。
ということは,
定数Aをかけてるだけなので
Voutの周波数特性は上のVinの周波数特性グラフが縦に伸びるだけで、
グラフの形はかわりませんね。
とりあえずオペアンプの周波数特性とかは無視してください。
なんか長々説明してなんかいまいちしっくりした説明ができた気がしないんですが、
とりあえず、
普通にコンデンサを挟まずに増幅する回路の後に、
HPFを通したのと結論的には一緒なので、
普通のHPFと思って大丈夫だということです。
ちなみにここにコンデンサを挟む場合は、
コンデンサの先は、バイアスでもGNDでもどちらでもかまいません。
コンデンサ挟んで、ちょっと得した感じですね。
なぜかというと、
これも入力部みたく、カップリングコンデンサやと思ったらいいんです。
信号の中心がGNDにシフトするだけです。
コンデンサの先がGNDにつながってるなら、
コンデンサの極性をちゃんと考えましょう。
もちろんオペアンプ側が、＋。
GND側が-です。
また、コンデンサは直流を通さないので、
ここにコンデンサが入ることで、直流ゲインは１になります。
ローパスフィルター(この場合は発振止め)
このコンデンサ、なんで入っているかといいますと、
高域でのゲインを落として狭帯域化するためです。
コンデンサをまた抵抗に置き換えて考えましょう。
画像のとおり、高域でのゲインが下がります。
このようにして、高域でのゲインを落とすと、
すなわち狭帯域化すると、発振がおさまります。
発振というのはピーッってなるやつですね。
なぜこれで、発振が止まるのかはちょっとややこしいのと
僕より、マルツの説明がちゃんとしているのでそちらに任せます。
すみません。
位相補償で調べると色々出てきます。
まだ僕もこの辺の理屈を完璧に理解できてません...
ただ、とりあえず、ここには100pF入れておけば基本的に大丈夫ですので、
自分はいつも手に入りやすい100pFをいれてます。
回路図に50pFとか書いてあっても100pFにしてます笑。
MODの世界ではここにシルバーマイカを使うのが流行っていますね。
セラミックコンデンサは、温度とかかける電圧とかで容量が変化したりするので、
音の安定性を究極に求めるなら、シルバーマイカとかが良いんだと思いますが、
個人的にはここはフィルムコンデンサがいいです。
音は正直、種類ではそんなに変わらないと思います。
まとめ
というような感じで見てきましたが、
これで増幅部はだいたい網羅しました。
増幅部は今回で終了したいと思います。
ほんまはトランジスタでの増幅とかもやりたいですが、
それはいずれということで。
次回はトーン回路いきますね。
これが結構ややこしいんですよね。
僕もいろいろ忘れてるので、思い出しながらやりたいと思います。
ぼちぼち更新しますのでよろしくお願いします。
最近ピックアップのマグネットの磁束密度を測ってみたいなーと思ってます。
測ってどうするのかと聞かれると回答に困りますが、
ただ興味があるのでやってみたいんですが、
これを測るためのテスラメーター（ガウスメーター）が高いので自作するつもりです。
いつになるかわかりませんが、そちらの方も楽しみにしていただければ幸いです。
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