
【 負帰還(ネガティブフィードバック):その2 】
みなさん、こんにちは!
蒸し暑いですね・・・。
さてさて、前回に引き続きまたまた負帰還(ネガティブフィードバック)のお話です。
負帰還と言いましても実はいろんな形式があるんです。
基本的に、出力信号を入力に戻して、そこで元々の入力信号からその戻した信号をさっ引くんですが、
この戻し方、さっ引き方にいろんな形式があるんですよ。
以下にそれを説明しましょう。
まずは出力の電圧を電圧として戻す方法、電圧電圧帰還(直列並列帰還)、そして出力電圧を電流として戻す
電圧電流帰還(並列並列帰還)、出力電流を電圧として戻す電流電圧帰還(直列直列帰還)、出力電流を電流として戻す電流電流帰還(並列直列帰還)、以上の形式があるんです。
それぞれ電気的特性に違いが出て来るのですが、前回お話しした、ほとんどのオーバードライブに使われているオペアンプを使った回路は電圧電圧帰還になります。
ここで図を見てください。
表があると思いますが,この電圧電圧帰還、入力のインピーダンスが高くなって、出力のインピーダンスが
低くなるんです。
どういうことかといいますと、使うギターがどんなギターでもその影響がなくなり、使うアンプがどんな
アンプでもその影響がなくなるという理想型に近づくんですよね。
どんなイクイップメントを使っても、ちゃんとペダルの音が出るという・・・。
そしてもう一つ、同じく図の左下を見てください。
これ、あのファズフェイスの簡易回路です。
この回路も帰還アンプになってますね。
2段目(右側)のトランジスタから抵抗を介して1段目(左側)のトランジスタの入力に信号が戻されてます。
これは出力電流を、これまた電流として入力に戻す電流電流帰還というヤツなんですよ。
この電流電流帰還ですが,同じく表をみて頂くと,入力インピーダンス、出力インピーダンスとも高く
なるんです・・・。
??!
なんで?!
これじゃあ使うギターにめっちゃ影響を受けやすくなって、使うアンプにも影響を受けやすくなってしまうではないか!!
なんでこんな形式の回路を使ってるの??
はい、分りません。
なんでこんな回路使ってるんでしょ?!!
しかしこれがファズとしては良いのかも知れませんね。
なんだか暴れまくり、みたいな感じになりそうですので!
今回はちょっと短めですが、こんなところでー。
次回,乞うご期待!
オーバードライブのギター信号の成り立ち
【 オーバードライブのギター信号波形の成り立ち: フーリエ変換 】
みなさん、こんにちは!
さて、今回はオーバードライブが掛かったギター信号の波形の成り立ちについてお話ししようと思います。
クリーンなギターの信号をアンプやオーバードライブで歪ませた信号は一体どうなってるのか?!
ここで絵を見てください。
ギターの生の音を理想的なSin波(Cos波)と仮定しますと、絵の一番上に描いてあるような滑らかで歪みの
全くない波形になります(アンプ、オーバードライブと描かれたハコの左側にある緑色の波形)。
その理想的なギター信号をアンプやオーバードライブに通して歪ませた波形を、同じくハコの右側にある
四角の(赤い)波形だとします。
この四角の波形を矩形波(くけいは)と言います。
ほんとのギター信号はもっと複雑怪奇な波形ですが,ここでは上記のようにシンプリファイして考えることに
しますね。
波形が歪むことであのディストーションサウンドになるということは皆さん良くご存知だと思います。
そして、波形が歪むのは、オーバードライブのように過大に増幅された信号が電源電圧(9Vなど)で頭打ちに
なったり、ディストーションのようにダイオードで波形をクリップ(スライス)することで実現されることも
ご存知だと思います。
ではこの歪んだ矩形波はどういうふうに成り立っているのか?!
ここで絵の左下を見てください。
ピンクで描かれた歪みのないクリーンなギター信号(基本波)がありますが、この基本波にその3倍の周波数
の”三次高調波”というのを足してみましょう。
すると、一番左下の赤い波形のようになります。
ちょっと歪んだ矩形波っぽくなりますよね??
ではさらに、基本波の5倍の周波数も足してみましょう。
それを表したのが右下の絵です。
だいぶ矩形波になって来ましたよね??!
さらに7次、9次の高調波を足して行けば完璧な矩形波になります!
このように、一見、理想的なギター信号であるSin波(基本波)とは似ても似つかないディストーションの
矩形波は、何を隠そう、クリーンなギター信号の周波数違いの波形を重ね合わせて実現されてるんです!!
面白いでしょ??
この矩形波は上記のように基本波の3次、5次、7次・・・と奇数倍の周波数の波の重ね合わせで出来ていて,
逆に2次、4次、6次・・・と偶数倍の波形の重ね合わせは三角波になるんです。
これを数式で表したのが絵の左側中段に書いてある”フーリエ級数”という式なんですね。
何やらめまいがしそうな式ですが、a0という直流成分はさておき、Σ(シグマ:足し合わせます、という記号)
のカッコの中は理想的な波であるSin波とCos波(の足し算)になってますよね?
そして、そのSin波、Cos波の前に付いている係数:bn,anというのは足し合わせる波の大きさ(と、それらの
配分)を決めているんです。
このフーリエ級数は、周期的な波形であればなんでも基本波の足し合わせで実現出来る!と言ってるんですね。
そして、さらに周期的でない単発的な波形でも絵の右側中段に書いてありますフーリエ変換という式を使えば
実現可能なんですよ。
右側中段のピンクの枠で囲った式を見てください。
その中のF(x)というのがフーリエ級数にある各波形の大きさを表す係数an,bnとその分布(どの波の成分を
どれだけ足すか)を一言で表している式で、同じく右側中段の緑色の枠で囲った式(フーリエ変換)なんです。
そして、exp(ikx)というのがSin波とCos波(の足し算)を一言で表したオイラーの式というヤツなんです。
それらの掛け算になっているこの式は結局左側中段のフーリエ級数の式と意味合い的には同じ事を言ってる
だけなんですよね。
このように、オーバードライブ、ディストーションの歪んだサウンドである矩形波は、分解すればクリーンな
波形の足し合わせで出来ているということなんです。
面白いですね!
では今日はこんなところで〜。