ドドド素人のためのオリジナルエフェクター制作(3) 音を大きくしてみる

いよいよ本題!オペアンプを使って音を大きくしてみます。

オペアンプ入門

opamp

非反転増幅回路という回路で、三角のやつがオペアンプです。
入力が 1+(R2/R1) 倍されます。
しばしば、R2のところを可変抵抗にして増幅度を調整できるようにしたりしますね。

まてよ R1=1Ω、R2=100000000Ω にしたらすごい電圧になる…!?
これは…エネルギー問題は解決や…! 錬金術や…!

と一瞬思いますが、実際は限界があり、100億万兆倍にはできません 🙂

凄くシンプルな回路図ですぐできそう!という気になりますが、これは理論上の回路図で、実際は…

オペアンプ実践

opa_end

ウッ… 簡単にするため部品も絞ってはいますが途端に難しくなった…

…が、一つ一つ見ていけば、それほどでもありません。

9V箱電池を使って、オペアンプはド素人本でも使ってる有名なNJM4558を動かしました。
今回は実験目的なので、こんなですが、本来はノイズ対策をして、コンデンサの値もちゃんと考えたほうが良いと思います。

僕の理解が間違っている可能性も大いにあり、鵜呑みにしてはいけない情報ですが、一つづつ見ていきます。
(ツッコミ歓迎です 🙂 )

オペアンプのピン番号

この形のオペアンプはオペアンプが2つ入っている物が多いです。
丸い凹みがあるので、そこから反時計回りに1〜8です。
4, 8が共通の電源で、123, 567が入出力です。
今回は1つしか使わないので、567は使いません。

pin_no

opa_pin_no

オペアンプに電圧を掛ける

opa_9V
オペアンプは電圧をかけないと動きません。9V箱電池をつなぎます。

バイアス電圧を得る

opa_bias

NJM4558のデータシートを見ると、動作電源電圧に ±4V〜 が必要とあります。
今回はプラスの電圧しかかけていないため、マイナスの電圧を増幅できません。
そこでギターの信号に+4.5Vを足すことで、プラスの電圧にし、オペアンプで扱えるようにします。
これをバイアス電圧と呼ぶようです。

入力インピーダンス

opa_bias2
ここはちょっと難しいので、おまじないということで。
ギターは500kΩ程度の抵抗値を持っており、それより大きくする必要があります。
500kオームより大きな1MΩという大きめの抵抗を使っています。

ギターの音を追う

opa_input

ギターの音を追いかけてみます。
inputの前に何が繋がれているかわからないので、余計なノイズを流さないために、コンデンサを通して交流のみ通すようにしています。

増幅

opa_gain

100kは可変抵抗にすると増幅の幅を調整できます。
100kにした場合は、 1+(100/10) = 11倍 に増幅されます!
オペアンプの中身がどうなっているかわからないので、C2のコンデンサでノイズを捨てています。

バイアス電圧を捨てる

opa_out

今回はバイアス電圧をかけて、ギターの信号に4.5Vを足しました。それを出力するのは良くないので、ここで直流4.5Vは通さないようにしておきます。

完成

opamp

あんまり綺麗ではありませんが、こんなふうになりました。

  • 左側がバイアス電圧を作ってるところ。
  • 可変抵抗は半固定可変抵抗を使うとブレッドボードに挿せるのでオススメです(接触悪いけど…)。

前半は音を大きくした時で、後半が大きくしなかったです。
ちょっとノイズがのっていますが、音が大きくなりました!
難しいけど、これができるとディストーションの完成のゴールは近い!

参考

guitarderさんの記事がとても参考になりました。この記事よりわかりやすいかも… 🙁
トップページから他の回路図も見られて面白い。

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