エフェクター「オーバードライブ」の可視化。3回目‗cuLo
今週のお題「好きなアイス」抹茶。cuLoです。
子供のころ抹茶を食べてそのほろ苦くあまり甘くないさっぱりした感じを気に入って抹茶ばっかし食べてた時期があります。つまり子供も頃からおっさんみたいな味覚だったわけです。（ツマミとかも好きでした。）
オーバードライブの可視化見て頂けましたでしょうか？
見てない人はぜひ再生しながらブログ読んでくださいね。
動画の目的はエレキギターの電気信号ってどんな感じか、昔cuLoが気になって調べた時に動態展示が無かったので、cuLo以外に気になる人がいたら一つの解決になるのではないかと思いアップしてみました。その「波形の形」は結構面白い形をしていますので電気の事を知らなくてもなかなか楽しめるのではないかと思います。でも腕に期待してはいけない。
これって、他のエフェクターにも言える事ですが波形が変われば音も変わるので色んなエフェクターの波形としてシリーズ化するのもいいかなと考えてます。まあ不定期連載シリーズです。気が向いたらアップするような感じで。
・「オーバードライブの波形の可視化」解説
１、サイン波入力。
そもそもサイン波ってなんじゃいとなりそうですが。
サイン波。正弦波 - Wikipedia
ざっくり言うと「倍音成分を含まない単一の周波数で構成された振幅」といった感じです。ただ実際の波形では少し倍音を含んでいるんですが、オーディオ機器に関してはこの倍音は「邪魔な物」でしかないので機器側での倍音は極力出ないように設計されています。ギターアンプも最初はこの思想で設計されていたのが、様々な経緯があって現在の倍音ありきの設計となっています。ギター自体の弦の振動はサイン波ですが、実際多くの倍音成分を含んでいますが、その倍音の出力電力は非常に弱く例えば2倍波の成分は源振の1/100～1/1000程度しかなかったりします。
すごく小さいですが人間の耳は小さい音程よく聞こえる特性がありますので雰囲気で感じ取れるんですね。人間すごい。
２、オーバードライブ時の波形
440Hz/250mVp-pの入力に対して約1600倍の増幅を掛けています。計算上今回のアンプ部はリニアに増幅できれば402Vp-p（=250mV×24×67）の電圧増幅を行える計算になります。が、残念ながら（？）電源電圧9Vの制限から上は9V、下は0Vが限界となり※402Vp-pもの増幅をこなすことが出来ません。そうすると上に飛び出た部分は電源９VとGND付近で（正しくはオペアンプの最大出力電圧と最小出力電圧）頭打ちとなり画像のような波形となります。ちなみに402Vp-pを8Ωのスピーカーに電流増幅してから突っ込むと(スピーカーが耐えられるとして)約10100Wの計算となります。
※本回路は９V片電源動作しています。所謂エフェクターと同様の動作です。出力段にカップリングコンデンサでAC成分のみ取り出しているので波形は0Vを中心に±4.5Vの動作をしていますが最後にボリュームをつけて波形そのままの形を小さくして出力しています。
多分こんな感じ。
３．実際のギターの波形
実際のギターの波形は源振+２倍波+３倍波・・・ｎ倍波となりますのでFFT波形の方が如実に多くの周波数を含んでいる状態がよくわかると思います。ほとんど矩形波のようになった波形でも実際は多数のサイン波で構成されたｎ倍波の合成結果であり、聞けばやっぱしエレキギターです。計算でもそのようになる事が解っていますが、ちょっと不思議。
というわけでオーバードライブの可視化をお送りしました電気的な説明は後回しにして、資格と聴覚をメインに誰でも楽しめるように考えてみましたが、いかがだったでしょうか？。今後もオリジナル回路弾いてはエフェクターの制作もしていきたいと考えていますのでお楽しみに！
あぁ、そろそろHTMLも覚えなきゃ・・・
では、またお逢いしましょう！
