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バッファーエフェクター「BUFFER!!V2.0」実験ノート〜究極のナチュラルサウンドを求めて、その7

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Toshihiko Arai

はじめに

究極にナチュラルなサウンドのバッファーエフェクターを作りたくて研究に没頭しました。オペアンプを使ったシンプルなボルテージフォロワー回路を元に、はんだにこだわってみたり、抵抗やコンデンサの品質を変えてみたりと、いくつものパターンで聴き比べブラインテストを行いました。

BUFFER V2.0 の概要

こちらはギターやベースで使えるバッファーエフェクターのモジュール基板完成品になります。

https://mercari-shops.com/products/7nG9MjAN8cjdZVTbd7EkGT

▼ キット版も販売中! https://mercari-shops.com/products/rKo8hvdM6UoVUXcN96tuXj

高級カーボン抵抗のアムトランスのAMRG(3/4W)を搭載、ヴィンテージはんだのDUTCH BOY黒缶ではんだ付けしてます。幾度の実験の結果、ここに辿り着きました。また信号の通り道であるカップリングコンデンサには、メタライズドポリプロピレンフィルムや東信オーディオなどの品質の良いものを採用してます。

オペアンプはソケットを使って4558DDを搭載してます。072などデュアルオペアンプとも入れ替え可能ですので、オペアンプによる音質の違いも楽しむことができます。もちろん、4558でも十分にナチュラルサウンドを楽しむことができます。ここら辺は、部品の選定やはんだ選びが非常に功を奏した。

モジュール基板を図のように配線すれば、すぐに音出しが可能です。

また、エフェクターケースとして実用化する場合の配線例もご紹介しておきます。フットスイッチなどを追加して図のように基板モジュールを配線すれば、立派なバッファーべダルとして活躍させることができます。

BUFFER!!V2.0の回路図

デュアルオペアンプを使った、ボルテージフォロワーによるバッファーです。余ったもう1つのアンプで仮想GNDを作って電源周りを安定化させてます。 入力インピーダンスは500kΩで設計してます。入力インピーダンスを1MΩにしたければ、回路図中のR1を取り外すか、R1とR2の値を2MΩへと変更してください。

BUFFER!!V2.0のPCB基板

基板サイズは55.9 x 41.4 mmです。発注して工場でPCB基板を作ってもらいました。銅箔部分は鉛はんだレベラーでコーティングされてます。

実験ノート

ここからは、BUFFER!!V2.0で音質比較実験を行った忘備録になります。1ヶ月以上かけて電子パーツを変えたり、はんだの種類を変えてブラインドテストを何度も行いました。

ArtNo(アートナンバー)について

基板を管理するために、それぞれの基板にアートナンバーを付与してます。たとえば「BF2V0S1」は次の意味となります。

BF 2V0 S1
バッファーエフェクター 基板バージョン 2.0 シリーズNo. 1

BUFFER!! V2.0 シリーズ1 DUTCH BOY ヤニなし x アムトランス AMRG

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 250V ルビコン メタポライズドポリプロピレン MPS
C2 22u 25V 東信工業 音響用アルミニウム電解コンデンサ UTSJシリーズ
C3 2.2u 50V 東信工業 音響用アルミニウム電解コンデンサ UTSJシリーズ
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R2 1M 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R3 100k 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R4 100k 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R5 100k 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/5/24
  • 気温: 21.0℃
  • 湿度: 42%
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S1

ヴィンテージはんだで評判の良いDUTCH BOYと、1つ280円もするアムトランスAMRGの高級抵抗を組み合わせて作成しました。コンデンサなども音響用の品質の高いものを採用しましたが音質はどうでしょうか?

製作してから約一ヶ月ほど、このモジュールを基準として他のものと聞き比べている。使用率が高いゆえにエージング効果もあり音質が良い気がする。 音が太い。見た目が良いのでテンションが上がる。部品の選定にもそれなりの経験と自信がある。少しこもり気味だが、透き通る低域は魅力的。 シリーズ14以降のカップリングレスには勝てないが、部品とはんだの選定はパーフェクトではないだろうか。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ2 HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V ルビコン ポリエステル F2Dシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R2 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R3 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R4 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R5 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/5/25
  • 気温: 22.4℃
  • 湿度: 55%
  • はんだ: HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02
  • ArtNo: BF2V0S2

低域は迫力ある。少し安っぽい音な気がする。ハイは出ているが、そのハイがなんだか浮いていて、ペラい感じがする。いらない要素な気がする。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ3 HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 250V 東信工業 メタポライズドポリエステル 2EMMSSAC
C2 22u 25V 東信工業 音響用アルミニウム電解コンデンサ UTSJシリーズ
C3 2.2u 50V 東信工業 音響用アルミニウム電解コンデンサ UTSJシリーズ
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R2 1M 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R3 100k 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R4 100k 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R5 100k 3/4W AMRG アムトランス カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/5/30
  • はんだ: HAKKO Sn60/Pb40 FS402-02
  • ArtNo: BF2V0S3

ずっしり重め、シリーズ2のような嫌味なハイはなく。悪くいえばこもりがちなのか?少し硬い印象も。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ4 DUTCH BOY ヤニなし

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V ルビコン ポリエステル F2Dシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R2 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R3 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R4 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R5 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/5/30
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S4

すごい重低音。低域に魅力あり! (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ5 HOZAN H-42-3703 Sn50/Pb50

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V ルビコン ポリエステル F2Dシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R2 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R3 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R4 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R5 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/6/3
  • 気温: 23.8℃
  • 湿度: 62%
  • はんだ: HOZAN Sn50/Pb50 H-42-3703
  • ArtNo: BF2V0S5

低域は出てるはずなんだけど、少し遅れて聞こえる。ハイは丸まってる印象、鈍い音がする。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ6 HOZAN HS-344 Sn/0.3Ag/0.7Cu(鉛フリー)

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V ルビコン ポリエステル F2Dシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R2 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R3 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R4 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R5 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/6/4
  • はんだ: HOZAN HS-344 Sn/0.3Ag/0.7Cu(鉛フリー)
  • ArtNo: BF2V0S6

低域もハイも出てるんだけど、ドンシャリというか、空間にいる響きがある。悪くいえばまとまりが悪い感じ。金属鳴りしてるような、、、 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ7 KESTER 44 Sn60/Pb40

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V ルビコン ポリエステル F2Dシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R2 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R3 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R4 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R5 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/6/5
  • 気温: 25.5℃
  • 湿度: 46%
  • はんだ: KESTER 44 Sn60/Pb40
  • ArtNo: BF2V0S7

ガツンとくる重みがある。まとまりは良い。ただし、低音感が強調されすぎて重さを感じる。速度は速い感じ。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ8 日本スペリア社 SN100C Sn-0.7Cu-0.05Ni-Ge(鉛フリー)

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V エルナー メタライズト NNMシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R2 1M 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R3 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R4 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
R5 100k 1/4W FAITHFUL LINK CFシリーズ カーボン抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入

音量がデカい印象。低域から高域までバランスがとれてる感じ。とにかく元気の良い印象。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ9 日本スペリア社 SN100C x Bispa LGMFSA50

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V エルナー メタライズト NNMシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V TDK セラミック SC45シリーズ
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R2 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R3 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R4 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R5 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入

巷で評判の良い、Bispaの金属皮膜抵抗を使ってバッファーを作ってみました。

音量デカい。シリーズ8と似た印象だが、シリーズ8よりは少しまとまり感がある。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ10 DUTCH BOY x Bispa LGMFSA50

記号 耐圧 備考
C1 0.1u 50V エルナー メタライズト NNMシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V 台湾スーパーテック社 セラミック
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R2 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R3 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R4 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R5 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/6/14
  • 気温: 24.8℃
  • 湿度: 75%
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S10

音量感はあるが、シリーズ9よりは落ち着いている印象。少しギラついた輝きのある高音域ゆえに、抜けの良さを感じる。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ11 DUTCH BOY x Bispa LGMFSA50

記号 耐圧 備考
C1 0.22u 100V 東信工業 ポリプロピレンフィルム UPZシリーズ
C2 47u 35V ニチコンMW
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V 台湾スーパーテック社 セラミック
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R2 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R3 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R4 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R5 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/6/15
  • 気温: 25.4℃
  • 湿度: 79%
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S11

まとまりも良いし、低域の伸びや感じが良い。しっくりくる感じがある。速さはそれほどでもない気がする、でも悪くない。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ12 DUTCH BOY

記号 耐圧 備考
C1 0.22u 100V 東信工業 ポリプロピレンフィルム UPZシリーズ
C2 22u 35V パナソニック 22uF/35V 導電性高分子アルミ固体電解コンデンサー OS-CON
C3 1u 50V 積層セラミック
C4 0.1u 50V 台湾スーパーテック社 セラミック
C5 100u 50V ニチコンFG
R1 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R2 1M 0.6W Bispa LGMFSA50-105C 音響用金属皮膜抵抗
R3 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R4 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R5 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入

出力段のカップリングコンデンサにESRの低い導電性高分子アルミ固体電解コンデンサーを使ってみました。

  • 製作日時: 2023/6/15
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S12

シリーズ11の特徴に比べると、空間的に広がった感じがする。聴きやすいが、心にガツンとこない。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ13 DUTCH BOY カップリングレス

V2.0の基板を少し加工して、入力段と出力段のコンデンサを省きカップリングレスへ改造しました。

9V電池の中点をGNDに落として、-4.5V〜+4.5の両電源を作ってます。そのため、9V電池のマイナスはGNDとショートさせてはなりません。外部電源を使う場合は、マイナスとGNDがショートされている場合がありますので注意が必要です。 エフェクタ製作で良くあるステレオジャックを使ったスイッチは実現できないので、別途に電源をスイッチを設ける必要があります。

単一電源で仮想的なGNDを作ることをバーチャルグラウンド(仮想GND)と呼ぶそうです。英語ですが、こちらの記事が非常に参考になりました。 https://tangentsoft.com/elec/vgrounds.html

(オーディオマニアの世界の「仮想アース」とは、まったくの別物です。)

以前は秋月電子通商さんにも、 TLE2426のレールスプリッター と呼ばれる仮想GNDを簡単に作れる素子が販売されていましたが現在は入手困難になってしまいました。

上の記事ではヘッドホンアンプなどの高い負荷を想定したバーチャルグラウンドの回路例です。この記事で紹介するバッファー回路の出力負荷は、2kΩ以上を想定してますからそこまで大袈裟なバーチャルグラウンドでなくても良い気がします。ベースギターの信号が1Vppとしても、負荷2kΩならば0.5mAほどの瞬間的な電流に対応できれば良さそうです。

  • 製作日時: 2023/6/16
  • 気温: 24.4℃
  • 湿度: 50%
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S13

シリーズ12から比べ、雑味がとれた感じ。まとまりは良い。特徴がなくなったという感じもする。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ14 DUTCH BOY カップリングレス

カップリングレスがなかなか良かったので、シリーズ13の抵抗をBispaからアムトランスへ変更してみました。

  • 製作日時: 2023/6/16
  • 気温: 24.4℃
  • 湿度: 50%
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S14

ほとんどシリーズ13と同じ印象ではあるが、何かが違う。奥の方で鳴っているというか、空間的な要素がある。 (2023年6月16日 ベース演奏にて評価 24.4℃ / 50%)

BUFFER!! V2.0 シリーズ15 DUTCH BOY カップリングレス

カップリングレスの回路をさらに詰めるため、電源周りをアップグレードしました。 ここまで製作してきてふと気づきます。基板の入出力端子などを金メッキされたOFC無酸素銅か、錫のメッキ線かで高音域の響きにかなり影響ありそうだと気づきました。アムトランスのカーボン抵抗を使う時はリード線が金メッキOFC線なので、その端材をターミナルとして使ってるんですよね。アムトランスを使う時に響きが良いのはここら辺の理由もあるのかなとちょっと思いました。

記号 耐圧 備考
C1 2.2u 50V 東信工業 音響用アルミニウム電解コンデンサ UTSJシリーズ
C2 0.1u 50V 台湾スーパーテック社 セラミック
C3 470u 50V 東信工業 音響用アルミニウム電解コンデンサ UTSJシリーズ
R1 510k 0.6W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R2 100k 0.6W AMRG アムトランス カーボン抵抗
R3 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
R4 100k 0.6W Bispa LGMFSA50-104C 音響用金属皮膜抵抗
U1 JRC4558DD ±4~±18V 秋月電子通商で購入
  • 製作日時: 2023/6/17
  • 気温: 27.0℃
  • 湿度: 59%
  • はんだ: DUTCH BOY ヤニなし
  • ArtNo: BF2V0S15

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