【回路解説】TS-808の回路について

TS-808

以前の製作記事で回路解説しますとか書いていましたが完全に忘れていました。あれ、TS808の回路図って書いたっけ?と見てみたら案の定書いていなかったので書こうと思います。

今回は結構難しいので中級者向けです。

回路図

https://www.electrosmash.com/images/tech/tube-screamer/tube-screamer-block-diagram.png

良さげな回路図があったのでこれにします。

まずJFETバイパススイッチと書いてある部分は今回は省きます。これを個人で作るのはなかなか難易度が高く、あまり現実的ではありません。

この回路図が紹介されているサイトでは3PDTスイッチを使ったトゥルーバイパスだと費用が上がってしまうため電子式スイッチにしていると書いてありますが、全く以て逆です。この回路を実現するには素子の選別が必要ですからね。

ちなみにこれはBOSSにも使われている回路で、ON/OFFの切り替え時に徐々に切り替えることによってエフェクトとバイパス音を緩やかに切り替えるという優れものです。しかも接点が存在しないので音の劣化に対する優秀さはトゥルーバイパスと比べるまでもありません。

という回路なので、実はBOSSってかなり凄いんです。というかエフェクター業界だと世界トップを行くメーカーですからね。

マルチバイブレータの一種なので興味のある方はフリップフロップ回路などと検索してみると良いかもしれません。

入力部

C1はこの回路にどれぐらいの音を通すか決めるコンデンサです。増やすと低域が増えます。0.02μなので比較的小さな値ですね。大抵は0.047μ付近です。

話は逸れますが、実はTS808はもともとアンプだったという話を聞いたような気がします。それを真空管アンプに繋いだらいい音だったとか何とかで、エフェクターにしてみたという…

うろ覚えなので定かではありませんが(;^ω^)

それで、真空管アンプにTS808がなぜ刺さったか。当時の映像を見れば分かりますが、プロギタリスト達は専ら大型スタックアンプで演奏していました。すると大型スタックアンプではキャビネット大型故にモコモコしたローが出すぎてしまうわけです。

そこでTS808はハイとローをごっそりカットしてミッドをブーストするというような回路で、それが刺さった理由です。それを考えると高価な大型スタックアンプを持っている割合が少ないはずのアマチュアにまで広まった理由は些か不可解ですよね。

まあ現代でもよくあることですが、プロが使っているからきっと良い音だろうというのもあると思います。しかしながら、それでもTS808のギターの美味しい帯域であるミッドをブーストする歪みエフェクターは革新的だったのかもしれません。

その類で行くと、やはりケンタウルスもトレブル、ミッドをブーストするエフェクターで根本的なコンセプトはTS808と同じと言えます。正しくニーズを捉えられる技術者こそヒットする商品を作れるという事ですよね。

この辺で切り上げます(;^ω^)

上記を踏まえると、C1はチューブスクリーマーとしてかなり重要な要素なのであまり弄るべきではないと言えます。

もちろん全く別のエフェクターとして仕上げるなら変えてしまうのもありです。現にTS系と謳っておきながらC1の値が結構大きなエフェクターも多いですからね。

Q1はよくあるエミッタフォロワのバッファなので特に解説することは無いですかね。

2ユニット入りのオペアンプを使えば入力と出力のトランジスタを1つのオペアンプにするなんてことも出来ます。

歪み回路

これがオーバードライブの大半を占めるThe TS系の歪み回路ですね。

C4は発振防止用なのでセラミックにしましょう。

D1,D2なんですが、なぜか1N4148や914が使えることになっていますよね。誰が言い始めたのか知りませんが、MA150とは全く別の性能です。

クローン含め殆ど1N4148が使われている印象ですが、TS808に似ている別のエフェクターになってしまいます。クローン品を買ったのに歪みの質がなんか似ていないな、という事ならそれが原因です。素人からクローン品を買うとそういった物を掴まされるのは困ったものですね。

R6は最小ゲインを決める抵抗です。

P1+R6/R4≒117という事でだいたい120倍ぐらいですね。非常にローゲインですが実際にはダイオードでクリッピングされるので出力は小さくなります。ただでさえローゲインなのでクリッピングされた波形は非常にソフトなクリッピングとなるでしょう。

C3はR6とフィルター回路を形成しています。fⅽ=1/2π・4.7k・0.047μ=720.484≒720Hzぐらが極ですね。これ以下の周波数は歪みにくくなっています。

トーン回路

なかなか複雑な回路ですよね。少々難解ですがなるべく分かりやすく書いてみようと思います。

まずここで行っている事はミッドブーストです。よくあるパッシブの単純なRCフィルタ回路ではありません。

R7は突入電流の保護と同時にC5とフィルタ回路を形成し、その極は723Hzでこれ以上の周波数は減衰させられオペアンプに送られます。

この回路はご覧の通り負帰還回路で、4558のデータシートから分かる通り6番ピンと5番ピンの電圧の差は7番ピンの信号より100dB低い値です。

つまり5番ピンと6番ピンは同電位と見なせ、ギターの帯域ではP2を左に完全に振り切るとP2は無いものと近似でき、C6とR8のフィルタ回路はオペアンプの5番ピンと繋がっているのと同義と見なせます。

操作感がなんだか合わないなという方はBカーブも使えるのでこちらの方が操作感が合う場合もあります。

出力部

トーン回路から送り出された信号はP3で出力を調節されアウト側のバッファに入ります。

オレンジの枠で囲んであるのは電子式スイッチ回路の一部なので無視してください。

Q3のバッファを通った後、インピーダンスを決めるRCやらカップリングコンデンサを通って出力されます。

余談ですが、C9なんかを見ても電解コンデンサが多めな印象です。単純に高性能化出来るのでトーン回路のタンタルコンデンサだったりもフィルムコンデンサにしてしまってください。

カップリングコンデンサは1μあれば十分です。

古いエフェクターを使いがちの方はC9はタンタルコンデンサにしましょう。

電源部

最後は電源部です。

かなり貧弱な電源回路ですね。他のエフェクターのように電解コンデンサだけでなくフィルタ回路を設けましょう。

もう何度目の解説か分かりませんが、多分同じことしか書かないので飛ばしてください。

R33とR32はお馴染みの分圧回路で、抵抗の中間から9Vの半分である4.5Vを作っています。

4.5Vは信号部にバイアスとしてかけられ、9Vはオペアンプの電源として用いられます。

まとめ

いかがでしたでしょうか。

オーバードライブの大半を占めるTS系の元祖が結構複雑なトーン回路を持っているのは意外だったという方もいらっしゃるかもしれませんね。

それだけ考えられた回路で、さらに多くの方から評価されているのはとても理想的なエフェクターだと思います。

自作が厳しい方はこれお勧めです。自作しても数千円かかるのに6000円でコンパクトでしかも塗装もしてあるとなると買ってしまった方がいいのではないかとすら思います。私も一度借りて弾いたことがありますが、音色は遜色無かったです。

最後まで読んでくださってありがとうございました(^^

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コメント

  1. アバター 神保町太郎 より:

    こんばんは。いつも新約聖書を読むかのように、大切に読ませていただいております。

    ここ最近、電子工学関連の理論書を読んで勉強しまくっており、ある程度この世界の考え方が理解できてきて、記事のほとんど全ての言ってる意味がわかるようになりました。

    理論数学屋さんの私にとって、あらゆる物理学は理解がとても難しいものだったのですが、電気電子はほんと楽しいですね。最高です。

    もう少し勉強を進めていくのに、面白そうなので半導体の物性とかやろうかなと思ったりしています。

    という単なる言いたいこと言うだけのコメントでした。恐縮です。

    • ぷらむ ぷらむ より:

      いつもご覧いただきありがとうございます(^^
      熱心な姿勢とても尊敬いたします。
      新約聖書とはまた恐縮ですが、このブログの知識はぜひ新しい自作の足掛かりか踏み台程度に留めておいてもらえるのが私としては本望です。
      数学が出来るとなると微積は物理の世界で大きな強みですので私の知識や技術など超えられるのも時間の問題かもしれませんね。
      なかなか専門的な分野ではありますがぜひ色んな事にチャレンジしてみてください。

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