トランスを使ったリングモジュレータ【モジュラーエフェクタ制作】

トランスを使ったリングモジュレータ【モジュラーエフェクタ制作】
トランスを使ったリングモジュレータ【モジュラーエフェクタ制作】

今回は、サンスイのトランスST-71を使って、リングモジュレータエフェクタを作ってみた。ST-71は、600Ω:600Ωでインピーダンス変換は行わないが、2次側にセンタータップが付いているのでリングモジュレータに使える。リングモジュレータの資料を漁っていたところ、海外サイトの回路図に600Ω:600Ωのトランスが使われていたことから、このST-71を選ぶことにした。ST-71は、回路の絶縁や、アンバランスをバランスへ変換させるために使われるようだ。

SANSUI ドライバートランス ST-71
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Ring Modulator Schematic
Ring Modulator Schematic

今回自作したリングモジュレータの回路図がこちら。4つのダイオードがリング状になっていることからリングモジュレータと呼ばれるのだろう。

AM変調
AM変調

そもそもリングモジュレータは、AM変調そのもの。信号と信号の掛け算である。

CarriorにLFOなどの超低周波信号を入力すればトレモロ効果が得られ、数百〜数キロヘルツの信号を入力すればいわゆるリングモジュレータエフェクタの特徴的な金属音になる。AM変調の詳しいことは、こちらの記事に書いたのでよかったら参考に。

実は先ほどの回路、D1とD2のダイオード2つだけでも立派にリングモジュレータの効果は得られる。Carriorの信号がプラスの時、D1とD2がオンになりINからの信号が出力される。また、Carriorの信号はセンタータップで打ち消されて出力には乗らない仕組み。

実際には、Carriorの信号が少し乗ってしまう。トランスのセンタータップの精度だったり、ダイオードのVfのバラつきだったり色々な理由がありそう。

Carriorの信号を打ち消すために、Carriorの信号の一部を反転させて出力とミックスさせている回路図を見かけたことがある。Null回路と書いてあった。もし、Carrior信号を完全に打ち消したいなら、やってみる価値はあるだろう。

リングモジュレータのダイオードを入れ替えて実験
リングモジュレータのダイオードを入れ替えて実験

さて、ダイオードはシリコンダイオードの1N4148を使ったが、ゲルマニウムダイオードやショットキーバリアダイオードでも動作する。順方向電圧Vfが違うためか、変調のかかり具合が変わってくる。ダイオードを入れ替えて音を比較したところ、シリコンダイオードが一番しっくりきたのでそれにした。

このリングモジュレータは、ご覧の通りトランス・ダイオード・可変抵抗のみで作られているため電源の必要がない。つまり「パッシブリングモジュレータ」である。

ただし、実際にはCarriro用の発振器が必要だったり、ギターなどのハイインピーダンス楽器を直接入力することはできないから、プリアンプやバッファ回路が必要である。それでも、本体のリングモジュレータが無電源で動くのは嬉しいものだ。

さて、一般的なオペアンプ出力だと、600Ωの入力インピーダンスは高負荷だから可変抵抗でアッテネータを設けた。アッテネータの役割は、入力のインピーダンス変換によるオペアンプの保護と音質・音量を調節することである。特に、Carrior側のアッテネータは必須だった。最低4.7kΩ以上ないと、Carriorへ入力したLFOの発振が止まってしまったのだ。

エフェクター製作にオススメの書籍

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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