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Three-phase LFO


ミニムーグの秘密


蛇の目基板で組み立てたプロトタイプ
ミニムーグのフィルター音ってすごいなあ。素直に買ってくりゃ良いじゃん。いや、正論。でもね、の部分を楽しんでいるのだから、しょうがない。逆なのだ。狙いの音はミニムーグ。なにができるかわからない自作のたのしみなのだけど、目標としてのミニムーグなのだ。
じゃ、なんでミニムーグってあの音なの?
3VCOだから?当時、特許料でガードされてて他のメーカーが使えなかったのトランジスタラダーフィルターだから?
1年半ほどアナログシンセを手作りして見て、これは、ミクロレベルでの安定性じゃないだろうかと思い始めている。夏と冬とでチューニングが変わってしまう(まあ、エアコンの効いた部内のみでの使用なら関係無いようにもおもうけど)という変動はマクロ的な変動。 もっと短い単位で、ここでは、VCOの出力する波形の1周期の安定性だ。1回前と微妙に波形が違う、周期がほんのちょっと違う。ただ、音として出てきて、計測されちゃうと、その音程、音色は変わらないものなんだけど、1波形レベルでは微妙な揺れがあるんじゃないだろうか。
微妙な不安定性を出すより、比較的安定したものをあたかも不安定かのようにモジュレーションするほうが楽だ。

3相LFO

位相が120度づつずれた出力が3つ同時に出力されるもので、オリジナルはドイツ在住Rene Schmitzさんの設計。これで3つのVCOをモジュレーションすると、最少のVCO数で、分厚い音が出せる。
詳細は原文のとおりだが、ゲートで作ったローパスフィルターを自己発振させてオシレーターにしてて、これに使う抵抗をスイッチドキャパシタで置き換えたもの。このスイッチをドライブするためにVCOがあり、これの周波数を変えてLFOの出力の周波数を変える。さらに、LFOの出力のバッファアンプの3部構成になっている。
オリジナルではドライブ用のVCOにCMOSのロジックIC、4093を使っているがジェネレーターのほうで使う4069のゲートが3つあまるので、これをやはりReneさんの設計による4069VCOのコアを移植してICを一つけちるというか、4069を有効活用する。CMOSロジックICをこのようにアナログ的につかうと本来電気を食わないはずの、CMOSが、A級動作になるので、が大メシ食らいに変身する。4069VCOでもそうだが、実際ためしてみると、ちょっとポカポカ暖かい程度で燃えるほどの熱は出ないようだ。
このまま、ジェネレーターに接続しないでオーディオ出るようにしてR5をトリマーに交換してチューニングすれば、メロディを弾くVCOとしても使える。
このLFOのコアの部分はそのまま組み立てる。ブレッドボードに組み立てたとき、220nを220pと読みまちがえて、発振はするのだけど、LFOとしてつかえる領域まで周波数を下げると発振が止まってしまう。ミスがどこにあるのか分からなくて時間が掛かってしまった。
最近は小さなパーツもあるけど、0.2マイクロとなるとやっぱりデカイ。PCBパターンは大きなコンデンサも使えるように工夫した。
バッファには、国井氏 LFO Delay をベースに、 E^Music DIY ArchiveからダウンロードできるDR110の回路図のQ20,Q21周辺を参考にした簡易VCAをつけた。例によって、 阿部さんのページ 掲示板 メンバーの方に丁寧にご指導いただいた。(毎度、ありがとうございます)

シミュレーターの活用

実際に組み立てて見てから、動作をオシロでなどで、観察、実測するだけでなく、シミュレーターを活用すれば楽ができる。
簡易VCAの組み立てには、回路シミュレーターを活用した。

http://www.microcode.com/downloads/student.htm

ここから、フリーの回路シミュレーターを入手することができる。残念ながらWindows版しかないので僕は、PCエミュレーターを載せたMACで利用している。(最近は、ほかにもWindows用の使いたいソフトが増えたので、安いマシンを入手した)


orignal version
国井氏のトランジスタ1本による簡易VCAをシミュレートした。もともと、ディレイビブラート用に(+/-10Vとかの大きな振幅は期待していない)、できる限り簡易に設計したもので、遅れてビブラートがスタートすれば十分、ワンボックスタイプのシンセのアクセントとして開発したものなのだそうで、リニアリティーは無視されたのだそうだ。
gifフォーマットの回路図はこちら。上記シミュレーターソフトで読み込めるファイルはこちら


double pnp version
こっちが田中氏にご指導いただいて組み立てたNPNトランジスタを2発使った簡易VCA。みそは、トランジスタへの入力を400mV以下に抑えるべくアッテネーターを入れることと、ロスった分をオペアンプで補う点。ひずみも少なくなり、ディレイビブラートとして使うには十分と言える。
gifフォーマットの回路図はこちら。上記シミュレーターソフトで読み込めるファイルはこちら。ソースコードは、ブラウザによっては改行コードがコンバートされるので要注意

どちらも共通でこの信号でモジュレーションが掛かっている


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"Spring Reverb with Retro Tone Control" Copyright 2002, 2003, Motohiko Takeda, Crow Hill Laboratory
Motohiko Takeda Mail:takeda@aleph.co.jp