2025年8月10日日曜日

真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る③(実装編)

 3部作の最後です。

真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る①(自作タンクの挫折編)
真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る②(タンクの手配、回路検討、球とOpt転がし編)
真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る③(実装編)

①でスプリングリバーブの勉強しつつタンクの自作に失敗し、②で有名メーカーのタンクを手に入れて回路検討からブレッドボードでの検証までを行いました。

最後、③ではHammond 1590Aへの組み込みを行います。

できたものはこちら。


音はXのポストをご参照ください。
pic.twitter.com/xS3DJKwRbS 

■実装

・配置の検討
まず大まかな配置を決めます。


で、各部品を加工しながら位置決めしていきます。

・Optの天地返し
T-600の中身をさかさまにして、実装しやすくします。慣れると5分くらいでサクっとできます。


・穴あけ

・仮組み

・実体配線図の最終化
ここまでくると位置関係も最終化できるので、実体配線図を考えます。あとはそれに従ってひらすら実装あるのみ。

・実装

途中経過。まず真空管ソケット部分の抵抗から。

DCDCコンバータ。


最終形の中身。

■まとめ
結果、手乗り真空管式Spring Reverb Driverとして仕上がりました。


今回、リバーブタンクを一通り使えるようになり、MIX回路やカソードフォロワもいじれるようになったのが大きいです。
この先の取り組みとして、キャビネットを作ってリバーブタンクとドライバー、そしてパワーアンプを一体で扱えるよにしたいですね。
木工が必要になるので、取り組みはだいぶ先になるかと思います。

以上です。

真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る②(タンクの手配、回路検討、球とOpt転がし編)

3部作の中編です。

真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る①(自作タンクの挫折編)
真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る②(タンクの手配、回路検討、球とOpt転がし編)
真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る③(実装編)

①では、リバーブタンクから自作しようとして撃沈するところまでをお伝えしました。
②は、Accutronicsのちゃんとしたタンクを使って、回路図を練って完成させるところまでを記録します。

回路図と実体配線図はこちら。ただし、実体配線図は生煮えで、空中配線だらけで大変なのでオススメしません。回路図はあるお方のご指導もあり、わりといいものに仕上がっていると思います。



音はXのポストをご参照ください。

■Accutornicsリバーブタンクの手配
オークションを探しているとジャンクながら綺麗そうなものを見つけたので試しに落札。
調べてみると、OUT側の緑の配線が外れているだけで、これを直したら呆気なく直りました。
その後、昔100均で買ったステレオ⇔RCAのコードが断線しかかっていたなど別のトラブルはありました。

■回路の前検討
林先生の回路解説、FenderのDelux Reverb等の定番回路、Schematic HeavenにあるDan ElectroやPremierの古典回路を参考に、どんな回路にするか考えます。

・設計ポイント
自分として外せないのか以下のポイント。
  1. なるべくコンパクト、できればHammond 1590Aの手乗りサイズに仕上げる
    1. 球はMT管2球まで
    2. Optは東栄T-600
  2. なるべく流通量の多く新品も手に入る、高価でない球を使う
    1. 12A*7シリーズや6BM8など
色々考えた末に、Dano 9100 Spring Reverbをベースに、Fenderのエッセンスを入れた回路にすることに。
Dano 9100は球の数が少なく、比較的シンプル。Fenderの回路は、球の数が多いものの、林先生をはじめとし、音の良さが証明されている点が心強い。

・参考回路:9100と考察
以下、9100を清書した図。初段は12AX7に書き換えています。
6C4はMT7では定番の電力増幅3極管のようです。μ 17, rp 7.7kと、12AU7の片側みたいな球です。というか、6C4をベースに12AU7が生まれたようですね。
9100を参考にするにあたり注意が必要なのは、回路には書かれていないがリバーブユニットの入力インピーダンスが非常に高そうなところ。
3極管で直接ドライブしているようなので。
また、最終段はタンクの出力をカソードフォロワで出しているが、手持ちのタンクだと十分な電圧になるかも心配。
そして、特にDRYの信号は高抵抗を通ってそのまま外に出ていくので、Zが高すぎないかも心配。
ロー出しハイ受けというようなオーディオ回路の常識が固まる前の、大らかな時代だったのでしょうか?

ここは、手元のタンクがIN 8Ωなので、Optを噛ますことにする。
東栄T-600を動かすためには、よく使っている12AQ5にするか、それともFenderの作例にならって12AT7をパラレルで使うか、出力管としてもよくつかわれる12AU7を使うか、がやりやすそう。
ここは、一度全パターン作って鳴らしてみることに。

初段は、増幅度を稼ぎたいので12AX7にする。定数も、5F1よりも高いゲインになるようにRpを大きめにする予定。

・DRYの高抵抗は?
林先生のサイトでも言及されているが、9100やFender方式だと、DRYは1MΩ以上の高抵抗を直列で通ってMIX回路に行く。
しかも、Reverb信号の正帰還にもなっているので、単純に考えるとお行儀のよくない回路と言える。
Premier M-90なんかは、初段でDRYをカソード側から取り出して、信号が混ざらないようにしている。お行儀がいい。
果たしてどっちがいいんでしょうか?

■回路の検証
ここまでを踏まえて、3パターンを考えてみた。
初段とMIXは9100を踏襲し、12AU7を使う回路のみ、3極管が1ユニット余るので②のようにドライブを補強するか、③④にようにカソードフォロワの入れ方を変えて考えてみる。

(回路方式や定数の選定にあたり、Xで関わらせていただいたある方にご指導いただいたお陰で一気に完成度が高まりました。パターン①の修正部分などに名残があります。この場をお借りしてお礼申し上げます。)

パターン①:12AQ5ドライブ

パターン②:12AU7 2ユニットドライブ

パターン③:12AU7ドライブ、DRYをカソードフォロアで分離

パターン④:12AU7ドライブ、最終段をカソードフォロワでZ変換(最終稿)

■ブレッドボードで試験
試験回路を組んで、回路形式をとっかえひっかえして試してみる。

・3極管か5極管か?1ユニットか2ユニットか?
まず①は普通にリバーブとして使える音にはなった。
続いて、本命の②以降を試してみる。
②は、聴覚上①とほぼ変わらない。②がOKだった時点で12AQ5は入手性が悪いので①は取りやめ。
5極管ならではの音になると期待していたが、タンクを鳴らすうえでは差が小さいようだ。

さらに、思い立って12AU7から12AT7にしてみると、こちらのほうが断然ギターっぽい。
12AU7は音がオーディオっぽくなってノれない。

ついで、②のパターンで12AT7の1ユニットを試しに止めてみるが、こちらも問題無し。
林先生のページにもタンクを鳴らすには1W以下で十分とあったし、大げさな電力増幅管はいらないようだ。

・どこにカソードフォロワを使うか?
ここまでの実験から、本命は③か④に絞られた。9100に比べて1ユニットまだ余力があるので、これの使いようで新しい取り組みができる。

ある意味一番面白い③をまず試してみたが、すっきりしすぎていて面白くない。
あの正帰還や、DRYが高抵抗を通る部分に意味があるっぽい。
天才Leo Fenderが作って、長年愛されてきた回路ですから、素人の付け焼刃では太刀打ちできないですね。

最後に、④を試してみる。これがなかなかびっくりの結果でした。
スピーカーを鳴らすのに手乗り5F1を使っていますが、どうやら元の9100の回路のままだとZが高すぎるようで、カソードフォロア無しだと広域がごっそり抜け落ちていました。
最終段のカソードフォロアありだと、広域まですっきり聞こえてモダンな音色になります。
これはなかなか意味ありでした。

■玉転がし
手元にはJJの12AX7、東芝の12AX7, 12AU7、NECの12AT7があります。
5F1も含め、これを適当に組み替えて一番いい組み合わせを探りました。

1番影響が大きいのは、5F1のプリで、ここはJJじゃないとダメでした。
残りはタンクのドライバーに12AT7がよい、というくらい。
次に球を買う機会があれば、JJの12AT7も試してみたいですね。

■トランス(Opt)転がし
手元に、T-600 7kとオリエントコアT-600 7k, 12kがあります。
完成形の④をベースに、Opt自体やタップの組み合わせを変えて聴覚チェックしてみました。
単純に考えると24k:8Ωでオリエントコアを使うのが一番よさそうでしたが、変にすっきりしすぎて面白味がなくなってしまいました。
オリエントコアは、オーディオ用と考えたほうがよさそうです。
結局、14k:8Ω相当として使うよりも7k:8Ωで鳴らすほうがよかったです。
いつも通りの結線に落ちつきました。

ここまで回路も固まったので、あとは最後の実装編です。

真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る①(自作タンクの挫折編)

3部作です。

真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る①(自作タンクの挫折編)
真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る②(タンクの手配、回路検討、球とOpt転がし編)
真空管式Spring Reverb Driverを1590A手乗りサイズで作る③(実装編)


できたものはこちら。

左にあるAccutronicsのリバーブタンクを、12AX7+12AT7のコンビでドライブします。
最終段のカソードフォロワでLow-Zにしているので、後のアンプやエフェクターに悪さをしない作りになっています。

音はXのポストをご参照ください。

■構想

 真空管ギターアンプをいくつか作ってそこそこ満足したので、次のアイデア探していると「スプリングリバーブ」の面白い作例をいくつか発見。

  1. https://www.nicovideo.jp/watch/sm23725231
    1. ニコニコ動画。100均素材でスプリングから自作するというすごい例
  2. https://hayashimasaki.net/seisakuki/reverb.html
    1. 林先生のページ。

ぼちぼち勉強し、電気信号→物理的な振動に変えてスプリングを揺らし、その後さらにスプリングの振動を電気信号に戻すというのがわかった。
また、スプリングが入ったユニットのことを「リバーブタンク」と呼ぶこともわかった。
原理から勉強したいので、まずリバーブタンクから自作することにした。

■リバーブタンクの自作(挫折)

まずスプリングを自作した。適した材料がわからないので、とりあえずステンレス線を巻いてみる。
なんか反発が弱いので、バーナーで炙って焼き入れしてみる。


毛虫みたいです。

386アンプで鳴らしてみると、一応スプリング越しの音は出ている。

ただし、この後リバーブの音と原音(DRY)を混ぜようとすると全くうまくいかない。
諦めて、オークションでちゃんとしたリバーブタンクを買ってそちらで勉強することに方針切り替え。

後ほど本物のタンクを買ってから試した結果ですが、ばねの張りが弱すぎるのと、スピーカーの特性からごく低域しか伝播していないことが問題でした。
もし再トライするなら、しっかり張りのある強いばねをつかって、固定方法も変える必要がありそうです。

以降、②に続きます。(リンク)







2025年7月9日水曜日

ウィーンブリッジ発振回路の実験

■ウィーンブリッジ発振回路

1.6MHzの正弦波を簡単な部品で作りたい。

OpAmpを使う方式として、ウィーンブリッジというものがあるらしい。

https://cc.cqpub.co.jp/system/contents/1552/


意味合いとしては、G=3の非反転増幅回路にバンドパスフィルタをつけたもの、と言えるらしい。

このバンドパスフィルタは、R1=R2, C1=C2のとき、f=1/(2πR1C1)となる。

逆算すると、1kΩと100pの組み合わせにすればよい。


単電源での実装はこちらがわかりやすい。

https://araisun.com/wien-bridge-oscillator.html


上記を参考に、回路をシンプル化しつつ、OpAmpの余った分をバッファアンプとした。


こちらを、実際に回路を組んで試してみる。

■結果
TL072Pで回路を作り、R1C1をいくつか変えてテストしてみる。
結果は以下の通り。

🆗51kΩ+104,G=3 31Hz 🆗1kΩ+104,G=3 1.59kHz

🆖51kΩ+102,G=3 理論値31.2kHz 🆖1kΩ+102,G=3 理論値1.6MHz 🆖1kΩ+102,G=6 理論値1.6MHz

102を使うと、うまく動作しなくなる。
OpAmpの速度もゲインも足りないっぽい。

そもそもうちにあるOpAmpは以下のみ。
  1. 4558DD
  2. TL072P
  3. TA75558P
  4. LF353N
  5. JRC2737D
  6. MCP6022
1-5はすべてGB籍が3-4MHzしかないので、1.6MHzには使えないよう。
また、MCP6022はGB籍が10MHzだが、これでもまだ不十分で、しかもCMOSなので耐圧が5.5Vまでしかない。

試しに、電圧をLiPo 4Vに落として試してみる。
🆗1MΩ+102,G=3 1.45kHz
🆗51kΩ+102,G=3 27.9kHz
❓1kΩ+102,G=6 0.6MHz

結果、手持ちの組み合わせでは実験からも高周波数では使えないと分かった。

OpAmpは高周波には向かないということがよくわかった。
トランジスタ単体なら2SC1815でもft=100MHzと十分なので、今度はコルピッツ発振器などをためしてみたいと思う。


以下、https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.htmlのコード。

$ 1 0.000005 0.41233529972698213 50 5 43 5e-11
r -96 272 -96 224 0 10000
c 224 224 160 224 4 0.000001 -10 -10 0
a 80 224 160 224 8 15 -15 1000000 0 0 100000
a 224 208 304 208 8 15 -15 1000000 0 0 100000
r -96 192 -96 144 0 10000
w -96 192 -96 208 0
w -96 208 0 208 0
w -96 208 -96 224 0
w 224 192 224 144 0
w 224 144 304 144 0
w 304 144 304 208 0
w 304 208 336 208 0
r 80 208 32 208 0 10000
g -96 272 -96 288 0 0
R -96 144 -96 112 0 0 40 9 0 0 0.5
r 128 144 80 144 0 22000
w 80 208 80 144 0
w 128 144 160 144 0
w 160 144 160 224 0
r 160 272 160 224 0 1000
c 144 304 112 304 4 1e-10 -10 -10 0
c 0 288 0 240 4 1e-10 -10 -10 0
w 160 272 160 304 0
w 160 304 144 304 0
w 112 304 80 304 0
w 80 304 80 240 0
w 80 304 0 304 0
r -48 288 -48 240 0 1000
w 0 288 0 304 0
w 0 304 -48 304 0
w -48 304 -48 288 0
w -48 240 0 240 0
w 0 240 0 208 0
w 0 208 32 208 0
O 336 208 368 208 0 0
o 34 1 0 4098 20 0.1 0 1
38 1 F1 0 0.000001 0.000101 -1 Capacitance
38 0 F1 0 1 101 -1 Resistance

2025年7月8日火曜日

PETのフタで世界最小のFuzz Faceを作る

(たぶん)世界最小のエフェクター、ボトルキャップFuzz Faceを作りました。

ペットボトルのキャップに、INとOUTの3.5mmジャックとDCコネクタ、VolとFuzzのノブ、電子回路のすべてが詰まっています。
プリント基板や部品実装サービスは一切使わずに、ユニバーサル基板で手作りしています。

必要な部品はすべて秋月電子で手に入ります。

■構想段階
Xを見ていたらガチャガチャの景品サイズのエフェクターなるものを見つけました。
Otodelさんのは実際に動くものです。

こういうものを見ると俄然燃えてきます。
これまでエフェクターについては6.3mmジャックと電池内蔵を前提に考えてきましたが、ミニジャック3.5mmを使えるなら話は別です。
まだまだ小さく攻める余地はあるはず。
とにかく小さい回路を手で作るのが好きなんです。

ライバルとレギュレーションを揃える意味で、3.5mmジャックは使うものの、電源端子は2.1mmを搭載することに。
ただ、単純に小さいだけじゃ面白くないですし、プリント基板を使った既製品と競ってもいい結果にならないと思います。

他の回路開発も進めながら何となく考えていると、Fuzz Faceの丸とペットボトルのフタが頭の中で重なって、「Bottle Cap Fuzz Face」というキャッチーなネタが降ってきました。
語感もいいし、皆さんがイメージしやすいサイズでインパクトもありそうなのでこれでいくことに。

■実装検討
ポッドは半固定抵抗を活用。
ジャックはマル信無線のスルーホール実装のを使うとコンパクトに済むし、ちょうどボトルキャップの直径と同じくらいでいい感じ。
DCも、上下のクリアランスを使えばうまく入る。
スイッチは、オルタネートで秋月で簡単に手に入るのはDPDTまでだったので、トゥルーバイパスは諦めて、OFFでもIN側がぶら下がるつくりで妥協する。
このデバイスに音質を求める人はいないし、LEDを光らせるほうがよほど大事だからです。

実際にケース加工して押し込んでみる。左側はより目になって失敗したもの。
2つ目のキャップは大成功。

Hammond 1850Bと比べると小ささが際立つ。

配線前の姿。頑張ればゲルマトランジスタでも使えそうな余裕がある。

■実体配線図と基板作成
検討した実体配線図と、必要な部品を集める。
いい容量のTaコンデンサが手に入ったので、一部は積層セラミックコンデンサではなくTaにした。

コツとして、最初にチップ部品を木工用ボンドで仮止めする。
ボンドは、紙に多めに出して、リード線の切れ端ですくって使うのがおすすめ。
右下のほうの白い四角はLEDです。モードによって色が変わったら面白いかな、と。

あとは、配線引っ張ったりはんだ付けするのみ。

配線完了し試奏するも、バイパスなら音が出るのに、エフェクトONだと無音です。
配線を総チェックするも、すべてOK。
次に、コンデンサと抵抗の容量をすべて測っていく。
すると、2段目のトランジスタのコレクタに繋がっている7.5kΩ(原典は8.2kΩ)が数MΩになっている。
抵抗を焼き壊したっぽいので、置き換えないといけない。
しかしながら、ここで抵抗を無理に張り替えようとすると基板の蛇の目が取れたり、他のパーツが焼けたりとうまくいかない可能性が高い。
ここは、実利を取ることにして、元の抵抗のうえにもっと小さい1608の抵抗7.5kΩを載せてしまうことにした。
以下の画像が、子亀が乗った後の図。

結果、トラブル解消しうまく音が出るようになりました。
世界最小のFuzz Face、たぶんDC2.1mmジャックが差せる中では世界最小級のエフェクターの完成です。

実際の動作はXで見てみてください。
https://x.com/i/status/1942246276466442554

以上。

2025年6月19日木曜日

ひよこのページさんのミニブースターを真面目に実体配線にする

ひょんなことから、久々にひよこのページさんのミニブースターについて実体配線することになった。

せっかく真剣に取り組んだので、ブログに画像をまとめます。

■2SK30A、通常の24mmボリューム


■2SK303、通常の24mmボリューム

■2SK30A、ラグ板

■2SK303、ラグ板

■2SK30A、通常の24mmボリュームの省スペース実装
 ※2025/06/19匿名様に実体配線図のミスをご指摘いただき、差し替えいたしました。