ベースで使えるローパスフィルタ回路【エフェクタ製作#5】

この記事では、オペアンプを使ったアクティブローパスフィルタの回路を紹介する。電源のいらないパッシブローパスフィルタは、どうしてもインピーダンスが高くなってしまい計算通りにフィルタがかからないことがある。しかしアクティブ回路なら安心だ。オペアンプを使うことで入力インピーダンスを十分に高くでき、出力インピーダンスを十分に下げられる。

Active HPF and LPF Modular Effector
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今回は、ベースのエフェクタとして使えるように定数を設定した。必要であればギター用に改造することも難しくないはず。記事の内容をぜひ参考にしてみてほしい。

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ローパスフィルタとは

ローパスフィルタとは
ローパスフィルタとは

ローパスフィルタは簡単に言うと、高音をカットして低音だけ通すフィルターである。図のように、-3dB音量が下がる点fc[Hz]をカットオフ周波数と呼ぶ。

カットオフ周波数以降からだんだん音量が下がっていくのではなく、カットオフ周波数手前でも少し音量が下がっていることに注意。

ローパスフィルタはエフェクター意外にもさまざまな用途で使われているので覚えておいて損はない。ローパスフィルタを、思いっきりベースにかけるとモコモコして心地よい効果が得られる。ウッドベースやアコースティックベースの温もりのある音にも近いかもしれない。

ローパスフィルタ回路図

Active Low-pass Filter Schematic
Active Low-pass Filter Schematic

こちらがローパスフィルタの回路図。

前段のオペアンプはバッファ回路となっており、ギターやベースを入力できるようにインピーダンス変換の役割をさせている。また、単一電源で動作させるため10kΩを2つ使ってバイアス電圧を作った。

後段のオペアンプがメインのローパスフィルタ回路である。この回路は2次のローパスフィルターとなっており、-12dB/octで高音が減衰していく。コンデンサの0.047μと0.022μがペアになっていて、二倍の関係になるように調節する。2つの容量の中間値をとって、次の公式よりカットオフ周波数を計算する。

$$ fc = \frac{1}{2πCR} $$

つまり、0.047μと0.022μの中間値の0.035μFがCとなる。また可変抵抗を2連の50kΩに設定したので、Rを50kΩとして計算すると、最大カットオフ周波数はfc=91Hzとなった。

ローパスフィルタモジュール
ローパスフィルタモジュール

ベースのG線の解放の音が約98Hzとなるので、なかなか強烈なローパスフィルタとなる。そもそも今回ローパスフィルターを使いたかった理由は、ベース音にそのままファズをかけると、ベースに豊富な倍音同士がぶつかってしまいキレイに歪まなかったりする。なので、このローパスフィルターを通して倍音成分を落としてから歪ませてみたい。

なお、高域はカットされるのでオペアンプには4558で十分だろう。

4558 デュアルオペアンプ
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ハイパスフィルタ版も作ってみたので、良かったら参考に。

Active HPF and LPF Modular Effector
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その後、このハイパスフィルタとローパスフィルタをまとめてモジュラーエフェクタにした。モジュラーエフェクタの詳しい内容はこちらの記事へ。

エフェクター製作にオススメの書籍

エフェクターの電子工作でオススメな書籍を紹介します。どちらの書籍も大塚明先生が書いたもので大変良書だと思います。残念ながら現在廃盤になってしまい品切れまたは高価格になっている可能性が高いですが、もし安く手に入るようなら買っておいて損はないです!

  • 専門的知識がない方でも、文章が読みやすくおもしろい
  • エレキギターとエフェクターの歴史に詳しくなれる
  • 疑問だった電子部品の役割がわかってスッキリする
サウンド・クリエーターのためのエフェクタ製作講座
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こちらは別の方が書いた本ですが、写真や図が多く初心者の方でも安心して自作エフェクターが作れる内容となってます。実際に製作する時の、ちょっとした工夫もたくさん詰まっているので大変参考になりました。

ド素人のためのオリジナル・エフェクター製作【増補改訂版】 (シンコー・ミュージックMOOK)
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真空管ギターアンプの工作・原理・設計
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エフェクター製作にオススメな商品

エフェクター製作にオススメな商品をご紹介します。

まずはハンダゴテ。電子部品のハンダ付けは20Wくらいのものがやりやすいです。ワット数が高すぎると熱くなりすぎて電子部品を壊してしまう恐れがあるからです。ただし、フォーン端子などの金属にハンダする場合は30W以上ないとなかなか温まりませんので注意が必要です。▼こちらのハンダゴテは温度調節できるようになってますので、どちらの場合でも対応できそうですね。

Quimat はんだごてセット 精密 デジタル温度調節(90-480℃単位1℃)LED表示 スイッチ付 60W100V 電子工作DIY
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▼自作エフェクタには定番のアルミダイキャストのケースです。加工しやすく頑丈で安心です。色々なサイズが選べます。

エフェクターケース HAMMOND (ハモンド) 1590A タイプ エフェクター自作用 アルミケース 筐体 エンクロージャー 1個 90Ax1
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▼穴の数が決まっていれば、すでに穴あけされているものもオススメです。素人ではなかなか上手にできない塗装もされていて、完成した時の見栄えが良いです。カラーバリエーションも豊富にそろってます。

Bサイズ 3ノブ穴あけ加工済み 焼付塗装ケース各種
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▼ジャック端子はある程度しっかりしたものを買いましょう。安ものはすぐヘタります。

【Switchcraft】スイッチクラフト純正品 モノラルフォンジャック ギター/エフェクター用定番品
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▼フットスイッチは一番負荷がかかる部品です。少し高いですが、長く使いたいならしっかりしと頑丈なものを選びましょう。

CLIFF 3PDTフットスイッチ FC71077タイプ 3回路2接点9ピン 1個売り エフェクターパーツ VGS-FSW9BLx1p ブルー
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▼私は秋葉原のトモカ電気かオヤイデ電気でケーブルを買うことが多いですが、CANAREのケーブルを一番オススメします。耐久性も良く長持ちしますし値段的にもリーズナブルです。

CANARE シールドケーブル PROFESSIONAL CABLE
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