バッファーエフェクター「BUFFER!!V2.0」実験ノート〜究極のナチュラルサウンドを求めて、その7

究極にナチュラルなサウンドのバッファーエフェクターを作りたくて研究に没頭しました。オペアンプを使ったシンプルなボルテージフォロワー回路を元に、はんだにこだわってみたり、抵抗やコンデンサの品質を変えてみたりと、いくつものパターンで聴き比べブラインテストを行いました。

BUFFER V2.0 の概要

こちらはギターやベースで使えるバッファーエフェクターのモジュール基板完成品になります。

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高級カーボン抵抗のアムトランスのAMRG（3/4W）を搭載、ヴィンテージはんだのDUTCH BOY黒缶ではんだ付けしてます。幾度の実験の結果、ここに辿り着きました。また信号の通り道であるカップリングコンデンサには、メタライズドポリプロピレンフィルムや東信オーディオなどの品質の良いものを採用してます。

オペアンプはソケットを使って4558DDを搭載してます。072などデュアルオペアンプとも入れ替え可能ですので、オペアンプによる音質の違いも楽しむことができます。もちろん、4558でも十分にナチュラルサウンドを楽しむことができます。ここら辺は、部品の選定やはんだ選びが非常に功を奏した。

モジュール基板を図のように配線すれば、すぐに音出しが可能です。

また、エフェクターケースとして実用化する場合の配線例もご紹介しておきます。フットスイッチなどを追加して図のように基板モジュールを配線すれば、立派なバッファーべダルとして活躍させることができます。

BUFFER!!V2.0の回路図

デュアルオペアンプを使った、ボルテージフォロワーによるバッファーです。余ったもう1つのアンプで仮想GNDを作って電源周りを安定化させてます。 入力インピーダンスは500kΩで設計してます。入力インピーダンスを1MΩにしたければ、回路図中のR1を取り外すか、R1とR2の値を2MΩへと変更してください。

BUFFER!!V2.0のPCB基板

基板サイズは55.9 x 41.4 mmです。発注して工場でPCB基板を作ってもらいました。銅箔部分は鉛はんだレベラーでコーティングされてます。

実験ノート

ここからは、BUFFER!!V2.0で音質比較実験を行った忘備録になります。1ヶ月以上かけて電子パーツを変えたり、はんだの種類を変えてブラインドテストを何度も行いました。

ArtNo（アートナンバー）について

基板を管理するために、それぞれの基板にアートナンバーを付与してます。たとえば「BF2V0S1」は次の意味となります。

BUFFER!! V2.0 シリーズ1 DUTCH BOY ヤニなし x アムトランス AMRG

• 製作日時: 2023/5/24
• 気温: 21.0℃
• 湿度: 42%
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S1

ヴィンテージはんだで評判の良いDUTCH BOYと、1つ280円もするアムトランスAMRGの高級抵抗を組み合わせて作成しました。コンデンサなども音響用の品質の高いものを採用しましたが音質はどうでしょうか？

BUFFER!! V2.0 シリーズ2 HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02

• 製作日時: 2023/5/25
• 気温: 22.4℃
• 湿度: 55%
• はんだ: HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02
• ArtNo: BF2V0S2

白光 巻はんだ 精密プリント基板用 150g

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BUFFER!! V2.0 シリーズ3 HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02

• 製作日時: 2023/5/30
• はんだ: HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02
• ArtNo: BF2V0S3

白光 巻はんだ 精密プリント基板用 150g

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BUFFER!! V2.0 シリーズ4 DUTCH BOY ヤニなし

• 製作日時: 2023/5/30
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S4

BUFFER!! V2.0 シリーズ5 HOZAN H-42-3703 Sn50/Pb50

• 製作日時: 2023/6/3
• 気温: 23.8℃
• 湿度: 62%
• はんだ: HOZAN Sn50/Pb50 H-42-3703
• ArtNo: BF2V0S5

ハンダ スズ50/鉛50 φ1.0mm 重量200g 33ｍ ホーザン

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BUFFER!! V2.0 シリーズ6 HOZAN HS-344 Sn/0.3Ag/0.7Cu（鉛フリー）

• 製作日時: 2023/6/4
• はんだ: HOZAN HS-344 Sn/0.3Ag/0.7Cu（鉛フリー）
• ArtNo: BF2V0S6

鉛フリーハンダ Sn/0.3Ag/0.7Cu 重量100g ホーザン

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BUFFER!! V2.0 シリーズ7 KESTER 44 Sn60/Pb40

• 製作日時: 2023/6/5
• 気温: 25.5℃
• 湿度: 46%
• はんだ: KESTER 44 Sn60/Pb40
• ArtNo: BF2V0S7

Kester 44 1m ケスター44 楽器配線用ハンダ

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BUFFER!! V2.0 シリーズ8 日本スペリア社 SN100C Sn-0.7Cu-0.05Ni-Ge（鉛フリー）

• 製作日時: 2023/6/12
• 気温: 24℃
• 湿度: 78%
• はんだ: 日本スペリア社 SN100C Sn-0.7Cu-0.05Ni-Ge（鉛フリー）
• ArtNo: BF2V0S8

鉛フリーはんだ SN100C フラックス入り φ0.8mm 100g

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BUFFER!! V2.0 シリーズ9 日本スペリア社 SN100C x Bispa LGMFSA50

• 製作日時: 2023/6/13
• 気温: 25℃
• 湿度: 78%
• はんだ: 日本スペリア社 SN100C Sn-0.7Cu-0.05Ni-Ge（鉛フリー）
• ArtNo: BF2V0S9

巷で評判の良い、Bispaの金属皮膜抵抗を使ってバッファーを作ってみました。

BUFFER!! V2.0 シリーズ10 DUTCH BOY x Bispa LGMFSA50

• 製作日時: 2023/6/14
• 気温: 24.8℃
• 湿度: 75%
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S10

BUFFER!! V2.0 シリーズ11 DUTCH BOY x Bispa LGMFSA50

• 製作日時: 2023/6/15
• 気温: 25.4℃
• 湿度: 79%
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S11

BUFFER!! V2.0 シリーズ12 DUTCH BOY

出力段のカップリングコンデンサにESRの低い導電性高分子アルミ固体電解コンデンサーを使ってみました。

色々な種類の22uFコンデンサの性能測定〜電解コンデンサ中心

2023-06-17

• 製作日時: 2023/6/15
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S12

BUFFER!! V2.0 シリーズ13 DUTCH BOY カップリングレス

V2.0の基板を少し加工して、入力段と出力段のコンデンサを省きカップリングレスへ改造しました。

9V電池の中点をGNDに落として、-4.5V〜+4.5の両電源を作ってます。そのため、9V電池のマイナスはGNDとショートさせてはなりません。外部電源を使う場合は、マイナスとGNDがショートされている場合がありますので注意が必要です。　エフェクタ製作で良くあるステレオジャックを使ったスイッチは実現できないので、別途に電源をスイッチを設ける必要があります。

単一電源で仮想的なGNDを作ることをバーチャルグラウンド（仮想GND）と呼ぶそうです。英語ですが、こちらの記事が非常に参考になりました。 Virtual Ground Circuits

（オーディオマニアの世界の「仮想アース」とは、まったくの別物です。）

以前は秋月電子通商さんにも、 TLE2426のレールスプリッター と呼ばれる仮想GNDを簡単に作れる素子が販売されていましたが現在は入手困難になってしまいました。

上の記事ではヘッドホンアンプなどの高い負荷を想定したバーチャルグラウンドの回路例です。この記事で紹介するバッファー回路の出力負荷は、2kΩ以上を想定してますからそこまで大袈裟なバーチャルグラウンドでなくても良い気がします。ベースギターの信号が1Vppとしても、負荷2kΩならば0.5mAほどの瞬間的な電流に対応できれば良さそうです。

• 製作日時: 2023/6/16
• 気温: 24.4℃
• 湿度: 50%
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S13

BUFFER!! V2.0 シリーズ14 DUTCH BOY カップリングレス

カップリングレスがなかなか良かったので、シリーズ13の抵抗をBispaからアムトランスへ変更してみました。

• 製作日時: 2023/6/16
• 気温: 24.4℃
• 湿度: 50%
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S14

BUFFER!! V2.0 シリーズ15 DUTCH BOY カップリングレス

カップリングレスの回路をさらに詰めるため、電源周りをアップグレードしました。 ここまで製作してきてふと気づきます。基板の入出力端子などを金メッキされたOFC無酸素銅か、錫のメッキ線かで高音域の響きにかなり影響ありそうだと気づきました。アムトランスのカーボン抵抗を使う時はリード線が金メッキOFC線なので、その端材をターミナルとして使ってるんですよね。アムトランスを使う時に響きが良いのはここら辺の理由もあるのかなとちょっと思いました。

• 製作日時: 2023/6/17
• 気温: 27.0℃
• 湿度: 59%
• はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
• ArtNo: BF2V0S15

この後、仮想GNDの研究をするよりも電池を2つ使ったほうがシンプルで結果が良さそうだと思いました。そこで、基板をバージョンアップさせてV3.2を製作しました。V2.0のさらに上をいく、究極にナチュラルサウンドのバッファーができてしまいました。

バッファーエフェクター 両電源、カップリングコンデンサレス【BUFFER!! V3.2】〜究極のナチュラルサウンドを求めて、その8

2023-07-08

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