JPS63269199A - 効果音発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気ギター等の電気楽器から発生した原音を
増幅し、スピーカー等から出力させるときに、前記原音
の強調すべき周波数帯の音を増幅過程で任意に歪ませる
ことによって聴感的に効果的な音を出力させる半導体素
子使用に依る効果音発生器に関する。

（従来の技術） 従来、電気ギター等の電気式楽器から発生した原音を増
幅する過程で、原音を部分的に強調するため、この強調
部分に相当する周波数帯の波形を適切に歪ませ、スピー
カー等から出力される楽器音を聴感的に良好にさせるた
めに真空管を用いた増幅手段があった。増幅手段に上記
真空管を用いることにより、真空管内のグリッド、フィ
ラメント等に用いられている金属の電線、即ち、真空管
の陰極繊条が電動するような繊細な音を得ることができ
るため、真空管使用の増幅回路は従来の効果音発生器に
広く採用されていた。

しかしながら増幅用真空管は一般に外形寸法が大きく、
かつ寿命が短いため、従来より真空管を使用する替わり
に形の小さな半導体素子を用いることによって真空管使
用の増幅回路と同じような耳ざわりの良い繊細な音を得
ることができるような電子回路が研究されてきた。

例えば第２図に示すように、電気ギター等の振動弦の振
動をピックアップするピックアップコイル１からの信号
を入力し、増幅回路２で５０〜６０ｄＢ増幅したあと、
キャパシタ３と抵抗４の後に接続された２個の逆接続ダ
イオード５．６で増幅信号をクリップさせることによっ
て原音に歪みを与え、さらにクリップされた信号をフィ
ルター７を通すことによって所要周波数成分を出力させ
るようないわゆるディストーションと称される電子回路
１０があった。なお、上記フィルター７から出力された
信号は音声増幅器８で電力増幅されたあとスピーカー９
から楽器増幅音として出力される。

しかしながら上記電子回路１０のようにダイオード５．
６で波形をクリップすることにより原音に歪みを与える
という手段だけでは歪量が不十分であり、そのため、上
記電子回路１０中の前記キャパシタ３、抵抗４の値、及
び増幅器２の特性、フィルター７の特性を変えたり組合
せを変えたりすることによって効果音発生器の特性を前
記真空管使用の増幅回路と同じような特性まで近づける
という試みが行なわれた。

第３図は、真空管使用の増幅回路と同様の周波数特性を
備えた増幅回路から出力される増幅信号の周波数特性図
である。この周波数特性図は、横軸に周波数をとり、縦
軸に増幅回路のゲインをとったもので、任意の周波数０
１において、最大のゲインＧが得られるポイントＰをピ
ークとして低域カットと高域カット特性を有する周波数
特性パターン１１を示したものである。上記周波数特性
パターン１１を半導体素子使用の増幅回路で実現するた
め、第２図に示した電子回路１０の増幅回路２を第４図
のように回路構成することが試みられた。

第４図に示した増幅回路２は外部補正端子付オペアンプ
２１を用い、外部補正端子２２．２３に接続されたキャ
パシタ２４の容量を変えることにより、オペアンプ２１
の出力特性を調整するものである。さらに抵抗２５と抵
抗２６及びキャパシタ２７による負帰還回路を構成し、
負帰還信号をオペアンプ２１の反転入力端子にフィード
バックさせたものである。

上記増幅回路２により前記第３図に示した周波数特性図
の点Ｐを周波数Ｑ１−５００Ｈ２，ゲインＧ−５０ｄＢ
と仮定した場合、キャパシタ２４及び負帰還回路の抵抗
２５とキャパシタ２７の定数を変えることによって、負
帰還量を調節し、抵抗２６を例えば１０００以下の小抵
抗値にした状態で減衰を５０ｄＢに、かつ負帰還回路を
含む増幅回路２の位相を０度に調節できたとすると、増
幅回路２の全体の増幅度は１倍（増幅度０ｄＢ）となり
、入力端ＩＮより見た全体の増幅度は５０ｄＢとなって
、第４図の増幅回路２は、発振の誘発が可能で鋭いピー
クを有する周波数特性をもった信号を出力することがで
きるという推測ができる。

今、点Ｐの位置を上記のように周波数Ｑ１−５ＱＱＨ２
１増幅回路全体のゲインＧ−５０ｄＢになるように調整
するため、キャパシタ２４、抵抗２５、キャパシタ２７
それでれの値を調節し、Ｑｌ−５００１１２において（
ω×抵抗２５の値×キャパシタ２７の値）−５０ｄＢに
なるようにする。ただしω−２πＸ周波数である。また
、目標の５００１１７より高い周波数において裸ゲイン
が減少する様にオペアンプ２１を調節することにより、
また、一方目標の５００１１２より低い周波数では（ω
Ｘ抵抗２５の値×キャパシタ２７の値）のωが小さくな
り、増幅回路２全体の増幅度はωに比例して減少するた
め、目標の５００Ｈ２をゲインのピークとする、第３図
に示すような周波数特性が得られた。

（発明が解決しようとする同題点） しかしながら、上記従来の第３図に示したような周波数
特性を有する増幅回路を内蔵した効果音発生器を用いて
楽器を演奏した場合、演奏者にとって素直すぎる、いわ
ゆる何か個性のない音として感じられるという問題があ
った。

そこで本発明では前記第３図に示したような周波数特性
に基づき、楽器演奏者が満足できるような個性のある音
を出力させるための周波数特性をもった新しい電子回路
を用いた効果音発生器を提供することを解決すべき技術
的課題とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、電気式楽器から発
生した原音をピックアップして同原音を増幅したあと、
前記原音のニュアンスを残しながら同原音の強調すべき
周波数帯の波形を適切に歪ませることによって同原音を
聴感性の良い個性のある音を発生させるための効果音発
生器を、前記原音をピックアップするピックアップ手段
のインダクタンス回路と直列に蓄電器を接続した直列共
振回路と、この直列共振回路から出力された信号をｊＩ
幅する半導体素子で形成された増幅回路と、この増幅回
路から出力された増幅信号を入力して所要の帯域の周波
数成分を出力させるフィルター回路と、このフィルター
回路から出力された所定周波数帯域の信号の１部を前記
直列共振回路に正帰還させるための正帰還回路とのそれ
ぞれを備えた構成にすることである。

（作　用） 上記構成の効果音発生器に依れば、電気式楽器から発生
した原音がピックアップ手段によりピックアップされる
と、ピックアップ手段のインダクタンス回路に原音の大
きさに対応した電圧が誘起され、このインダクタンス回
路及び同インダクタンス回路と直列に接続された蓄電器
とから成る直列共振回路により特定周波数の直列共振が
起される。直列共振回路より出力された共振信号は半導
体素子で形成された増幅回路で増幅され、フィルター回
路に入力され、同フィルター回路から所定帯域の周波数
をもった信号が出力される。フィルター回路から出力さ
れた所定帯域の周波数成分を含んだ信号は外部のアンプ
等に出力されるとともに、その１部を正帰還回路を介し
て前記直列共振１路に帰還させることにより発振を起し
、原音を変調することにより原音の強調すべき周波数帯
の波形を歪ませ、個性のある音質特性に変換させる作用
をする。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を第１図に従って説明する。

第１図に示した効果音発生器の電子回路３０は、前記第
２図に示した電子回路１０を採用するとともに、例えば
電気ギターの弦の振動を拾うピックアップコイル１に直
列にキャパシタ３４を接続し、ピックアップコイル１の
インダクタンス３２と内部抵抗３３とともに直列共振回
路を形成し、同直列共振回路と前記電子回路１０の入力
側１０１Ｎを接続する。一方、電子回路１０の出力側１
００ＵＴは図示していない外部のアンプと接続される一
方、キャパシタ３５を介して電子回路１０の入り側１０
１Ｎと接続されている。なお、電子回路１０は第２因と
同一のため、電子回路１０のそれぞれの構成素子の番号
は第２図に示した番号と同一番号を用いている。

上記効果音発生器の電子回路３０において、電気ギター
の弦の振動を拾ったピックアップコイル１とキャパシタ
３４とで形、成された直列共振回路の全体のインピーダ
ンス２は次の式で示される。

ま ただし、Ｒはピックアップコイル１の抵抗３３の抵抗値
、ｊは虚数単位、ωは角周波数、しはピックアップコイ
ル１のインダクタンス値、Ｃ１はキャパシタ３４の容量
である。

従って、上記直列回路を流れる電流Ｉは次式でただしＥ
は正弦波の電源電圧である。

今、上記直列共振回路が共振している場合、流れるＩは
式（２）よりＩ−Ｅ／Ｒとなる。従ってピックアップコ
イル１のインダクタンス３２による電圧降下■［はＶＬ
−ＩＸωＬ−ＥωＬ／Ｒとなる。

上記式ＶＬ−ＥωＬ／Ｒを変形すれば ＶＬ　／Ｅ−ωＬ／Ｒ（３） となり、前記ｔ’ｍｍ′Ｆｉ圧Ｅとインダクタンス３２
による電圧降下の比はωＬ／Ｒで示される。従って上記
電圧降下■［は上記抵抗３３もしくはインダクタンス３
２のみの回路のωＬ倍になる。キャパシタ３４の電圧降
下ＶＣ１は、直列共振回路が共振状態にあるとき、上記
Ｖ［に等しく、前記式（３）にω−１／寸了１冒、Ｌ−
１／ω２Ｃ１を代入するとＶｃ１／Ｅ−１／ＲωＣ１が
成立する。従って、キャパシタ３４には前記電圧降下Ｖ
Ｌに等しく、位相が逆相になった電圧対応の電流が流れ
ることになる。

上記のようにキャパシタ３４を追加接続することにより
共振回路を持たせないピックアップコイル１のインダク
タンス３２自体の発生する出力電圧よりも高い電圧が直
列共振回路のインダクタンス３２とキャパシタ３４に誘
起されるため、第１図に示す増幅回路２の入力側１０１
Ｎに、キャパシタ３４を追加接続しないときよりも高い
電圧が印加される。今、前記直列共振回路の共振周波数
を例えば第３図に示した点Ｐの５００１１２より高く選
んでおくことにより、増幅回路２は点Ｐを頂点とする高
域カット特性を補正するので、第３図の高域カット特性
よりも高域が増強され第５図の様な周波数パターン４１
になる。

今、電気ギターの弦の振動が発生するとピックアップコ
イル１の磁芯の磁束密度μｅが変化し、その結果、ピッ
クアップコイル１のインピーダンスωＬが変化する。一
方、前記キ１Ｐバシタ３５によりフィルター７からの出
力信号の１部が前記直列共振回路に正帰還されるため、
音楽的に超高域において発振が起きる。この発振周波数
を０２とすると、上記インピーダンスωしの変化に伴い
、発振周波数０２は次の式に基づいた変化を示す。

ΔＱ２−１／２π（乙淫マ房　　（４）ただしΔωＬは
インピーダンスの変化分、Ｃ２はキャパシタ３５の値を
示す。式（４）における発振周波数０２の変化分ΔＱ２
はキャパシタ３５を介して元の信号音に追加され、変調
される。この変調効果は電気ギター等の演奏者にとって
極めて大きなものである。一般に電気ギターのピックア
ップコイル１のインダクタンスは２００■■（ミリヘン
リー）〜１）１　　（ヘンリー）であり、前記のような
直列共振回路を形成する場合のギャバシタ３４の容ｆｆ
１ｃ１は、共振周波数を２　ＫＨ２〜８にＨ２の範囲に
設定した場合、信号ケーブルの浮遊容量を考慮してＣＩ
　＝　０．０２２μＦ以下となる。

以上のような直列共振回路、増幅回路及び正帰還回路を
備えた効果音発生器の電子回路３０における直列共振作
用、増幅作用、及び正帰還作用による原音変調効果によ
り、音楽演奏に必要な音の力強さ、８部綱な音のニュア
ンス、音の粒子のそろい、和音演奏時の１弦づつの分離
の良さ、濁りのない音など、音量、音質のバランスがと
れた個性のある音響を実現するものである。そして上記
のような個性のある音響の周波数特性パターンとしての
一例を、前記第３図に示した周波数特性パターン１１と
の比較が可能なように第５図に示す。

第５図に示した個性のある音響の周波数特性パターン４
１は前記キャパシタ３４をピックアップコイル１に直列
に接続した場合の電子回路１０の出力信号の周波数特性
を示したものである。この周波数特性パターン４１のビ
ークＰ１はキャパシタ３４の容量、即ち共振周波数によ
って変化する。

尚、上記電子回路３０を適用できる効果音発生器として
、ディストーションタイプを初め、例えばオーバードラ
イブタイプ、メタルタイプ、グラフツクイコライザータ
イプ、コーラス及びフランシャータイプ、フエーザタイ
プ、プレイ及びリバーブタイプ、コンプレッサ及びサス
ティーンタイプ、オクタ−バータイプ、オートワウ及び
オートミュータイブ、ノイズゲートタイプ、ビブラート
及びトレモロタイプ、パラメトリックイコライザタイプ
、パワーブースタータイプ等があげられる。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、電気式楽器から発生した
原音をピックアップするピックアップ手段のインダクタ
ンス回路と直列に蓄電器を接続して直列共振回路を形成
し、強調すべき音の周波数を共振周波数として共振させ
た信号を増幅し、さらに増幅信号を前記直列共振回路に
正帰還させるため、前記原音のニュアンスを残しながら
、原音の強調すべき音を任意に設定することができ、音
楽演奏者にとって満足のできる個性のある音を出力させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の電子回路図、第２図は従
来の効果音発生器の電子回路図、第３図は従来の効果音
発生器の周波数特性図、第４図は第２図に示した従来の
効果音発生器の部分電子回路図、第５図は本発明の一実
施例の電子回路による周波数特性図である。 １・・・ピックアップコイル ２・・・増幅回路 ７・・・フィルター ３０・・・効果音発生器の電子回路 ３２・・・インダクタンス回路 ３３・・・内部抵抗 ３４・・・キャパシタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気式楽器から発生した原音をピックアップして同原音
   を増幅する過程で、前記原音のニュアンスを残しながら
   同原音の強調すべき周波数帯の波形を適切に歪ませるこ
   とによつて同原音を聴感性の良い個性のある音質特性に
   変換させるための効果音発生器であって、前記原音をピ
   ックアップするピックアップ手段のインダクタンス回路
   と直列に蓄電器を接続した直列共振回路と、この直列共
   振回路から出力された信号を増幅する半導体素子で形成
   された増幅回路と、この増幅回路から出力された増幅信
   号を入力して所要の帯域の周波数成分を出力させるフィ
   ルター回路と、このフィルター回路から出力された所定
   周波数帯域の信号の１部を前記直列共振回路に正帰還さ
   せるための正帰還回路とのそれぞれを備えたことを特徴
   とする効果音発生器。