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Re^13: ドライブブースターの動作解説
574
: 2021/09/22(Wed) 00:55:31
tots
http://www.matsumin.net/diy/jisaku1/od808/index.html
お返事ありがとうございます。

>  ギターから(つまりピックアップ〜Volコントロールを通過した)の信号を直接繋ぐものについては、受け側の入力インピーダンスは100kΩでも低いくらいなんです。

ギターを受けるには500Kくらいあれば良さそうでしょうか?
パッシブDIで受けたりすることもあるので甘く考えていましたが、偶然いい音に劣化しているだけでしょうか。

>  一方で抵抗というのは(抵抗の種類に関わらず)抵抗値と温度の指数に比例した「熱雑音」というのを吐き出します。

早速検索してみました。1MΩの熱雑音を100倍増幅すると、可聴域20KHz幅として
SQRT(4 * 1.38e-23 * 1M * 20KHz)*100 = 1.8mVで合っているでしょうか・・帯域全体としてもこんなに大きいですか?何か間違っている気が・・1.8mVもあったら全然聞こえそうです。


> ・ハイゲインディストーション
>  非反転だとパッシブフットスイッチの端子間寄生容量で発振するケースがあります。この場合反転出力とすると不思議な事に発振が収まる

自分なりに考えてみました。
端子間寄生容量で正帰還するものがディストーションを含めた回線で1倍以上になると発振するが、反転出力ならほとんどの帯域で正帰還にならないため発振しない?
もしそうならすごく便利ですね。

> 例えばMXRのフランジャーの原音成分は反転出力です。
> 外部ミキサーで原音と1:1でミックスするとディレイ音だけが残ります。

原音と同じレベルとタイミングで反転出力を加算すると+-がゼロになり、ウェット音だけが残る?
でしょうか?
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Re^12: ドライブブースターの動作解説
573
: 2021/09/21(Tue) 11:51:39
すかんだ

> ストンプボックスでは逆相のまま出力しても大した問題ではないのかもしれませんが・・

要素の切り分けとして二点に分けて考えましょう。
@入力インピーダンスについて
 ギターから(つまりピックアップ〜Volコントロールを通過した)の信号を直接繋ぐものについては、受け側の入力インピーダンスは100kΩでも低いくらいなんです。
 一方で抵抗というのは(抵抗の種類に関わらず)抵抗値と温度の指数に比例した「熱雑音」というのを吐き出します。
 そういう理由で1MegΩ以上の抵抗は設計者としてはできる事なら敬遠したい所なんです。

A位相反転について
 コンパクトエフェクターで「出力を非反転にする積極的なメリットがない」というのはそうなんですが
むしろ「反転とするメリットがある」ケースを二点ほど挙げておきましょう。

・ハイゲインディストーション
 非反転だとパッシブフットスイッチの端子間寄生容量で発振するケースがあります。この場合反転出力とすると不思議な事に発振が収まる
・フランジャー
 例えばMXRのフランジャーの原音成分は反転出力です。
 外部ミキサーで原音と1:1でミックスするとディレイ音だけが残ります。
 この理由は非常に面白い話なので皆さん是非一度考えてみて下さい。
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Re^11: ドライブブースターの動作解説
572
: 2021/09/19(Sun) 23:57:04
tots
http://www.matsumin.net/diy/jisaku1/od808/index.html
お返事ありがとうございます。

>ドライブブースターの場合に限って言えば、先述の心配は無用です(ここが重要)

> (出力レールの最大値×分圧比)≧(-入力端子電圧)=(+入力電圧)
> としてやる事が、線形変換を成立させてやる条件です。

イマジナリーショートの意味が若干わかってきました。
オペアンプのVin間に過大入力をせず、帰還ループの中で帰還があまりに小さくなるようなことがなければ安全に線形に増幅できそうということでしょうか。

> 「何故やらないのか」ではなく「実際やられてる手法」なんです。
> 入力バッファ通過後の処理として反転増幅を採用してる作例はエフェクタ業界でもよく見かけます。具体的に言うとBOSSのコンパクトなど。
> 増幅率を大きく取る必要がなく、前段の出力インピーダンスが十分低いケースでは、その認識は直感として正しい。

入力バッファ後であれば見かけるということは、入力バッファ自体を反転増幅にするのはあまり現実的ではないのですね。
入力バッファの後に逆相になる回路がひとつある場合など、入力バッファで反転させておきたいケースもあるかと思いました。
ストンプボックスでは逆相のまま出力しても大した問題ではないのかもしれませんが・・
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Re^6: ドライブブースターの動作解説
571
: 2021/09/19(Sun) 23:40:52
tots
http://www.matsumin.net/diy/jisaku1/od808/index.html
お返事ありがとうございます。

> 一応それでも動くんですが、意図しないオフセット電圧の直流も増幅してしまうので大きな増幅率だと出力に直流が出てきます。
> 必要がない帯域は増幅しない様にするのが基本です。

C2が一個で何役も働いているのがわかりました。最初はローカット役にしか見えていませんでした。

本日、回路図を幾つか見ていて気になったもののひとつとして
http://www.matsumin.net/diy/jisaku1/od808/index.html
他サイト(maxon他社製品)のことで恐縮ですが、こちらの回路図では、入力バッファのボルテージフォロアでVin-をBIASに落としているようです。これが必要なこともあるのでしょうか? なくても問題ないのであれば、BIASが揺れるだけのようにも思いました。
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Re^10: ドライブブースターの動作解説
570
: 2021/09/16(Thu) 23:36:58
すかんだ

最後に

>・・では、反転増幅回路でも入力側の抵抗値を大きくとれば(1MΩなど)、入力インピーダンスは充分稼げるように思ってしまうのですが、それをやらないのはなぜでしょうか???

入力バッファ通過後の処理として反転増幅を採用してる作例はエフェクタ業界でもよく見かけます。具体的に言うとBOSSのコンパクトなど。
増幅率を大きく取る必要がなく、前段の出力インピーダンスが十分低いケースでは、その認識は直感として正しい。
「何故やらないのか」ではなく「実際やられてる手法」なんです。
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Re^9: ドライブブースターの動作解説
569
: 2021/09/16(Thu) 23:28:39
すかんだ

と、一応は技術的な説明はした上で

ドライブブースターの場合に限って言えば、先述の心配は無用です(ここが重要)
(出力電圧)±(帰還ループのダイオードのVf)が(+入力電圧)を超えた瞬間に十分大きな電流が帰還ループの接地抵抗に流れてイマジナリショートが成立する。
つまり安定動作するという事です。

ただ、この時の正味の入力インピーダンスを可聴周波数を超えるような広帯域に渡って正確に評価するのは案外難しい問題ではあります。
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Re^8: ドライブブースターの動作解説
568
: 2021/09/16(Thu) 23:16:59
すかんだ

以上を踏まえた上で(前置きが長くなってしまいましたが)

ループ回路(出力端子から-入力の間の回路)の分圧比を計算して
(出力レールの最大値×分圧比)≧(-入力端子電圧)=(+入力電圧)
としてやる事が、線形変換を成立させてやる条件です。
「出力レールの最大値」が有限なので「歪む」わけですね。
これを非線形変換と呼びます。
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Re^7: ドライブブースターの動作解説
567
: 2021/09/16(Thu) 23:07:49
すかんだ

ぴースケさんがある程度答えて下さってる部分もありますが若干補足を。

オペアンプの帰還回路は、飽くまでも実電流としては出力端子から出てるという認識は保っておいた方が良いのです。
それが先述のような「イマジナリショートが成立しないケース」が出てきた時の解析の手助けとなってくれるでしょう。

一方で、線形変換が成立する範囲での簡易的な解析での考え方として
市販の入門書や、ネット上の入門者向けサイトには以下のような条件が書かれている事と思われます。

「理想オペアンプ」に於いては
・裸利得(オープンループゲイン)は∞である
・+-両方の入力端子に電流は流れ込まない
・+入力端子と-入力端子は等電位である(これがイマジナリショート)
・出力電圧は∞(オペアンプの電源電圧が∞という事)
・スルーレートも∞(これは今はちょっと理解できないタームかもしれませんが一応)

記述漏れが無さそうな、そしてドライブブースターで起こり得る蓋然性の高い現象の順に列挙しました。
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Re^6: ドライブブースターの動作解説
566
: 2021/09/16(Thu) 13:25:18
tots

> それだと100倍増幅なら帰還抵抗が100MΩとなってしまって、まともに動作しないです。オペアンプには、入力の漏れ電流があるからです。
> あと、電流が少ない回路は外乱ノイズに弱いです。

ありがとうございます。確かに100MΩはまずそうですね・・。
それでは2倍増幅程度ではいかがでしょうか? 入力側の抵抗が500KΩ、帰還が1MΩ等です。なぜこのような質問をさせていただいているかと言いますと、単に位相反転したい場合や、低倍率で使いたい場合など、反転増幅回路を使いたいこともあるのではないかという疑問が浮かんだためです。

それともギターから受ける場合は、いったん非反転増幅でインピーダンスを下げてから反転増幅するような二段構えが現実的なのでしょうか?
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Re^5: ドライブブースターの動作解説
565
: 2021/09/16(Thu) 08:22:59
ぴースケ

イマジナリショートって、入力端子+、ーの電圧は一緒になるけど、電流は流れないと言うことなので、短絡(ショート)って言葉が誤解しやすいと思います。

>・・では、反転増幅回路でも入力側の抵抗値を大きくとれば(1MΩなど)、入力インピーダンスは充分稼げるように思ってしまうのですが、それをやらないのはなぜでしょうか???
それだと100倍増幅なら帰還抵抗が100MΩとなってしまって、まともに動作しないです。オペアンプには、入力の漏れ電流があるからです。
あと、電流が少ない回路は外乱ノイズに弱いです。
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