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初心者からはじめる「エフェクター自作 講座」〜 回路図記号と回路図のルール 〜

初心者からはじめる「エフェクター自作 講座」〜 回路図記号と回路図のルール 〜

エフェクターを自作してみたいけど何から始めればいいんだろう?道具やパーツは何が必要?費用は一体どれくらいかかるんだろう…。

そこで!これからエフェクター作りに挑戦してみたい初心者の皆さまにむけて自作エフェクター入門講座を開講いたします。

講師は”痛エフェクター”のパイオニア的ブランド「Sound Project “SIVA”」を主宰するビルダー小澤博氏。エフェクター作りの基本や基礎知識が学べるのはもちろん、実際に小澤氏が使用しているおすすめの工具やパーツもご紹介していただきます!趣味としてはもちろん、もっとスキルアップしたい方、さらには将来自分のエフェクターブランドを立ち上げてみたい本格派の方も必見のコンテンツです。


小澤博氏プロフィール
小澤博氏プロフィール
”痛エフェクター”のパイオニア的ブランド「Sound Project “SIVA”」を主宰するエフェクタービルダー。完全オリジナルのイラストを纏ったケースはもちろん、優れた機能とハイクオリティサウンドで世界中のアーティストから注目を集めている。最近ではエフェクターのみならずアンプキャビネットの開発を行うなど活躍の幅を広げている。
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こちらでは、エフェクターの自作をこれから始めてみたいという初心者向けの内容から初めて、オリジナルのエフェクターを作るところまでを連続講座としてご紹介してまいります。

 
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※メニュー項目は予定となります。再編する場合がございますのでご了承ください。
回路図記号と回路図のルール

エフェクターは電子回路でできています。回路とは、電気の流れる筋道です。それを図として表したものが回路図です。

ここでは、エフェクター作りを回路の側面から学んでいきたいと思います。

回路、回路図というととても難しいもののように思えますがエフェクター作りで必要な知識は実はそれほど多くありません。もちろん掘り下げていけばとても奥深いものですが、いきなり全てを理解しなくてはいけないわけではありません。

一歩ずつ少しずつ回路のことを覚えていけば、必ずエフェクター作りに役立つようになります。

まず回路についての1回目の記事は『回路図の読み方』を説明したいと思います。

あくまで回路図の『読み方』です。今回でそれぞれの回路の機能まで覚える必要はありません。どの回路図記号が何を表しているか、どこどこがつながっているか。そのようなところが回路図から読めるようになることが目的です。

TSOverdrive回路図

今回の記事は、この回路図を使ってお話を進めていきたいと思います。

この回路は、みなさんもよくご存知のTSと呼ばれているオーバードライブエフェクターの回路です。この回路には、エフェクター作りでよく使われる回路図記号のほとんど入っています。この回路図が読めるようになれば、他の多くのエフェクターの回路図も読めるようになるでしょう。

今回の記事は大きく二つの構成に分けて進めます。

  1. 回路図記号について
  2. 回路図に書かれている一つづの回路図記号が何をあらわしているかを解説します。

  3. 回路図の読み方
  4. 回路図には読み方のルールがいくつかあります。それらを解説しながら、回路図全体を見ていきます。

1:回路図記号

抵抗器などそれぞれのエフェクターで使う電子部品には回路図で示す記号が決まっています。これを回路図記号と言います。

以前は日本で書かれたエフェクターの回路図は旧JIS基準のもので書かれたものが多かったのですが、最近は国際標準規格で書かれたものも増えました。

それぞれの回路図記号に対応する抵抗器やコンデンサなどの部品の詳しい説明は『初心者からはじめる「エフェクター自作 講座」~ 部品編 ~』にありますので、合わせてご覧ください。

エフェクターの回路図でよく使われている回路図記号は、以下の14種類の回路図記号です。

抵抗器
POT(可変抵抗器)
コンデンサ(有極性、無極性)
ダイオード(LEDなど含む)
トランジスタ(バイポーラトランジスタとFET)
オペアンプ

 
ステレオジャック
モノラルジャック
DCジャック
電池
スイッチ

 
V+
Bias
GND

種類が多いように思いますか?

これを色分けしたグループ別で見ていくと、実は覚えることはそう多くありません。エフェクターの中心となる基板上には、緑と黄色のマーカーをつけて書いたグループの回路図記号だけでできているものも少なくありません。たった9種類だけです。

もっと少ない種類で書かれているエフェクターの回路もたくさんあります。そう思うと、覚えることはそう多くないというのがお分かり頂けるでしょう。

では、グループごとに見ていきたいと思います。それぞれの回路図記号と対応する部品についての詳しい説明は、『初心者からはじめる「エフェクター自作 講座」~ 部品編 ~』をご覧ください。

1-1:基板上によくある部品を表した回路図記号

緑のマーカーをつけたこのグループは、実体としての部品があり概ね基板上に乗っている部品を表した回路図記号です。

回路図記号-01

抵抗器

よく見るのはギザギザの線で書かれたものですが、コレは旧JIS規格での書かれ方です。最近では国際標準となる長方形で書かれた回路図も多くなってきました。

海外の方が書いた回路図では長方形のものを使ったものを多く見ます。国内で書かれた回路図も最近では長方形の記号を使ったものが増えてきました。この自作エフェクー講座へで、国際標準の長方形で書くやり方を採用しています。

POT(可変抵抗器)

抵抗器に矢印を組み合わせた形で書かれます。

周りにある1から3の数字は、何番端子につなぐかを表しています。この数字が省略されていることも多くあります。その場合は矢印につながる端子は2番端子、上が3番、下が1番、というのが一般的です。2番端子以外は逆になる場合もあります。

コンデンサ(有極性、無極性)

コンデンサの構造をそのまま模式的にしたように、二本の線が対になった形で書かれます。
電解コンデンサやタンタルコンデンサのように極性のあるものは、右側の記号を使い極性を明示しています。

ダイオード(LEDなど含む)

三角と直線を使って書きます。LEDには発光を表す矢印があります。三角形の先に直角に直線がある方がカソードになります。

他にもショットキーダイオードやツェナーダイオードを特に指定する場合は違う記号を使いますが、似た形の記号ですのでダイオードということは理解しやすくなっています。

トランジスタ(バイポーラトランジスタとFET)

いくつか種類のあるトランジスタ類も三つの端子を表す記号として似たように書かれます。それぞれの端子を表す文字は省略されることが多くあります。その場合は図の矢印の向きでそれぞれの端子を判断しましょう。端子の配列は共通となっていませんので、使う前にメーカーの発行するデータシートを見て確認しましょう。

オペアンプ

三角形とそれぞれの端子につながる線で書かれます。それぞれ+入力端子、-入力端子、三角形の先端が出力端子です。電源端子を表す三角形の途中から上下に伸びた+と-の端子が書かれたものもありますが、省略された左の図で書かれることがほとんどです。

エフェクターでよく使うオペアンプはデュアルと言われる、この回路記号で書かれたものが二つ入った、端子が8個あるものがよく使われます。

1-2:よく筐体に取り付けられている部品の回路図記号

青のマーカーをつけられたこのグループは、実体としての部品があり筐体に取り付けて実際に操作することが多い部品です。回路図を書く人によっては省略されるものもあります。

回路図記号-02

ステレオジャック
モノラルジャック

主にギター側の入力にステレオジャック、アンプ側の出力にモノラルジャックがよく使われます。Tip、Ring、Sleevの表記が省略されることがよくあります。回路図記号を使わずに単純に『In』と『Out』とだけ書かれることもあります。

DCジャック
電池

電池を使わない場合、DCジャックは上側の記号が使われることがよくあります。外側の丸がアウター端子、内側の丸がセンター端子です。一般的にエフェクターではセンター端子がマイナスになります。
DCジャックの代わりに電池(電源)記号だけ書かれることもよくあります。電池記号すら使わず、後述します『DC』や『VCC』とだけ書かれることもあります。

スイッチ

上側が常にどちらかの端子が常にOnになるように切り替わるスイッチを表しています。エフェクターのバイパスを切り替える3PDTスイッチはコレが三つ同時に動くものです。詳しく書くならこのバイパス回路もスイッチ記号を使って書かなくてはいけないのですが、バイパスのための3PDTスイッチは込み入って回路図全体が読みづらくなるので省略されることが常です。

下側の記号は、操作するたびにOnとOffが切り替わるスイッチを表しています。

1-3:特定の役割を与えられている回路図記号

最後の黄色のマーカーをつけたグループは、実体としての部品はありません。どこにつながっているかによってそれぞれ役割を与えられている、配線です。

回路図記号-03

V+

電源を表しており、いろいろな書かれ方をします。『VCC』『+9V』『DC』どの表記もエフェクターの回路図ではほぼ同じものを指している思っていただいて大丈夫です。上記にありましたDCジャックや電池の代わりに書かれることもあります。

Bias

エフェクターは大体+9Vの電源で動くことがデファクトスタンダードです。多くのオペアンプを動かす時には本来マイナス側の電源が必要になりますが、それをプラス電圧の+9Vだけで動かす時に0Vと+9Vの中間の+4.5Vの電源が必要になります。これを『Bias(バイアス)』と言います。『VCM』『+4.5V』『4.5V』『b』などと色々な書かれ方をしますが、どれも同じBiasを指しています。

なぜBiasが必要なのかは、今後のオペアンプの動作を解説する記事で詳しく説明します。ここでは、そういうものがあるという程度に覚えておいていただければ大丈夫です。

非常に多くのエフェクターでオペアンプが使われているので、このBiasはほとんどのエフェクターの回路図で出てきます。意図的に中間の電圧からズレた電圧を指定することが稀にあります。

GND

コレもいくつか記号がありますが、どれもGNDを表します。普通に作るエフェクターでは一種類の記号だけでいいのですが、デジタルICを動かすデジタル回路とアナログ回路が混在するエフェクターの場合などに、GNDを分けたいことがあります。そのような時にGND記号を使い分けることがあります。

2:回路図の基本的な読み方

回路図に書かれた記号がわかったところで、回路図全体を見ていきたいと思います。
回路図にはいくつかの書かれ方のルールがあります。それはそのまま、読み方のルールでもあります。それほど複雑なルールはありませんので、すぐに覚えることができると思います。ここでは、回路の部分ごとに何の働きをしているなどの細かい説明はしません。あくまで回路図を読むためのルールの説明ですので、回路の説明ではありません。
ここでも最初に紹介しました下記のTSオーバードライブの回路図を見ながら進めます。

TSOverdrive回路図

2-1:信号の流れ

電源となる+9Vでも、ギターの音を通す音声信号も、基本的には左から右へ進むように書かれています。

回路図の読み方-01

縦に書かれている線などもありますが、大きく見れば信号は左から右へ流れていると思っていただいて大丈夫です。

2-2:同じ記号で書かれたものは繋がっている

回路図を見てみると、同じ記号で書かれた箇所がたくさんあります。同じ記号で書かれた箇所は、全て繋がっています。今回の例であげているTSOverdrive回路図では『GND』『DC』『Bias』と書かれた箇所がいくつかあります。それらは全て実際の配線では同じ記号同士が繋がるようにします。

回路図の読み方-02

図中の同じ色の四角で囲ったもの同士は、全てつながるように配線します。全てを繋ぐように線を引いて回路図を書くと、図が見づらくなってしまうのでこのような書き方をします。

大きな規模の回路図を書く場合は、回路図が複数枚に別れたり、機能別ブロックごとに分けて書く場合があります。回路が複雑になればなるほど、実際に線を引くとゴチャゴチャと線が入り組んでしまい混乱しやすいので、そのような時はこの書き方が役に立ちます。

2-3:繋がっていれば順番は関係ない

回路図で書かれている各部品の接続順は回路図通りでなくても大丈夫です。
下記に示します回路図は今まであげてきたTSOverdrive回路図.pdfと同じ機能の回路図を、書かれている順番を変えて書いたものです。

回路図の読み方-03

赤で囲った部分が書き換えられていますが、機能としては変わりません。回路図はあくまで電気的なつながりを示しているだけで、接続する順番を示したものではありません。どの順番で繋がっているかは問題ではありません。何と何が繋がっているかが重要です。

実際の基板レイアウトなどにおいてはどの部品を近くにおいた方が良いとか距離を離した方が良いなどのノウハウはありますが、基本的には繋がっていればどのような順番だろうがどのような並び方だろうが、OKです。どう繋がるかよりも何と繋がるかが重要です。

2-4:繋がる線とまたぐ線

回路図ではできるだけ電気的なつながりを示す線が交差しないように書かれますが、時としてどうしても線が交差するように書かれることがあります。

回路図の読み方-04

線が交わるとそこは接続され、橋でまたぐように書かれているところは接続されない書き方(パターンA)と、接続を表すところには丸印をつけて、接続されないところには何も書かない書き方(パターンB)と、二つのパターンがあります。

交差する線の書き方は同じ回路図内では一つのルールで書かれます。このルールが回路図内で混在すると、線のつながりを確認するのに混乱が生じてしまいます。今回例であげているTSオーバードライブの回路図では、パターンBのルールに乗っ取って書かれています。

回路図を読むに当たり、以上の四つのルールを覚えておきましょう。

まとめ

それぞれの回路図記号が何の部品を表しているかがわかり、基本的な回路図のルールがわかると、何も知らないで見るよりも回路図が意外にシンプルなものに見えてくると思います。

左にInputジャックがあるからギターここに刺さるのかな。
 
抵抗器やコンデンサ、トランジスタにオペアンプなどの部品を通って、左から右のほうに向かって信号(音)が流れるのか。
 
色々な処理をされて、一番右にあるOutputジャックから信号が出るということは、ここからアンプに繋がるんだろうな。
 
上にあるDCジャックのあたりは電池の回路図記号もあるので、多分この辺は何か電源関係のことをしているのかもしれない。
 
左右にスイッチが二つあって、色々と書かれているところをバイパスするように繋がる線もあるから、これはエフェクターのOn/Offのスイッチかもしれない。

今回の回路図の説明をご理解いただければ、これくらい大まかには回路図が読めるようになります。アナログ回路で構成されたエフェクターの回路は、電気回路としてはとてもシンプルなものです。ここまで回路図が読めれば、かなりの数の回路図が読めるようになります。

回路図記号は一度の全部を暗記する必要はありません。忘れたらこの記事でまた調べてたらいいのです。回路図のルールも四つしかありませんし難しい公式があるわけでもないので、一度覚えてしまえばまず忘れることはないでしょう。

回路図はそれほど難しいものではありませんが、エフェクターの本質を示す大切なものです。少しずつ読み方などを覚えていけば、必ずエフェクター作りの大きな力となります。

ご注意
本講座をもとにエフェクターを製作される際は、安全に留意のうえ個人責任で行ってください。作り方や道具の取り扱いを誤ると怪我や火災など大きな事故につながる可能性もあります。万一損害や不利益が発生した場合でも、当サイトおよび執筆者は一切の責任を負う事はできませんので、あらかじめご了承お願いいたします。
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