English

BBDを使用したアナログコーラスBOSS CE-3 MOD 自作レポート

自作ギターエフェクターの作り方を一覧で紹介 自作エフェクトペダルの一覧ページから、好きな記事を探してみてください。ペダルを使用したオリジナル楽曲もあります。 ■自作ギターエフェクター一覧ページを見る ■DTMホームレコーディング楽曲集

【目次】

●主要部品BBDと回路図
●プリント基板の設計と外注
●部品の入手
●基板の実装

●動作確認と調整
●ケースの加工と組み込み
●サウンドサンプル

●【追加MOD】RATEのLEDインジケータを追加

BBDを使用したフルアナログコーラスを自作することにしました

ギターエフェクターの中では、コーラスは定番です。最近のデジタル化されたコーラスに比較すると、昔からのアナログコーラスは太く、深い音がするため、根強い人気があります。原理として、10msほど遅延させた音のピッチを揺らし、元の音とミックスすることで、12弦ギターのような独特の音を作ルエフェクタです。。

実は、少し前に、30年前に買ったスイッチが壊れてしまったYAMAHAのコーラスCH-01をバラし、新しいケースに入れてTrue-Bypass仕様にして使っていましたが、わずか256段のBBD（MN3009）を使っているせいか、BOSSのコーラスに比較して軽く薄い音がしていました。

そこで、現在でも安価に入手可能なBBDを使用して、BOSSのCE-3のMODを作ってみようと思い立ちました。

主要部品BBDと回路図

BOSS CE-3アナログコーラスのBBDチップ

BOSS CE-3アナログディレイの回路図は、修理のためのサービスマニュアルに掲載されています。ただし、CE-3には松下製の1024段のBBDチップ「MN3207」が使われています。このチップは現在は製造されておらず、探せば入手可能ですが、少しプレミア価格だったり、何かの製品から抜き取った怪しい中古チップだったりします。
この「MN3207」には、Coolaudio社がセカンドソース品「V3207」を作っています。このチップは秋葉原の秋月電子通商で、なんと￥110で買えます。セットで使うクロックジェネレータV3102はたったの￥80です。
そこで、今回のコーラスは、Coolaudio社のセカンドソース品を使って作ることにしました。

ちなみに、1979年発売のBOSSコーラスの名機CE-2には、1つ前の世代のBBD「MN3007」が使われています。このチップはもう入手できません。さらに、2016年に技シリーズで復活したCE-2Wには、今回の自作で使用するチップとと同じCoolaudio社「V3207」が使われているそうです。

BOSS CE-3の回路をモディファイ

回路図は、BOSSのCE-3のサービスマニュアルに載っています。BOSSのエフェクタは、ON/OFFフットスイッチが3Pメカスイッチではなく、FETを使った電子スイッチになっています。私はTrue-Bypass仕様にしたいため、入手した回路図からFETスイッチを全て取り去りました。CE-3はステレオ出力仕様ですが、私は使用しないため、この回路も取り去ることにしました。

■書き起こした回路図（CE3モディファイ、PDF）

プリント基板の設計と外注

オリジナルで2層プリント基板を設計し「Fusion PCB」に製造発注

今回も前回のアナログディレイの自作（DM-3 MOD）と同様に、プリント基板を自分で設計し、$5で10枚制作してくれる中国深センの「FusionPCB」に発注しました。基板設計はすべての工程をフリーウエアの「KiCAD」を使って行いました。
製造料金はなんとたったの$5ですが、DHLによる配送料が$20かかるため、トータルで$25です。それでも十分に安い価格です。

FusionPCBでの基板製造の際には、レジストの色（緑、赤、青、など）を選択できるのですが、この色の選択は納期に影響があるようです。そのときの他の基板の製造状況にもよると思いますが、「緑」が最も一般的な色で案件が多く納期が早いようです。「緑」のときは発注から製造完了までで4営業日でした。今回は「赤」を選びましたが、案の定納期が長くなり、発注から製造完了までで12営業日かかりました。DHLの配送に、5営業日程度かかりますので、気長に待つことになります。

手元に届いた10枚の「赤い」オリジナルプリント基板

KiCADを使った基板の設計

プリント基板は、フリーウエアの「KiCAD」で全て行えます。KiCAD Ver.5.19を使いましたが、標準で用意されている（インストールすると最初から入っている）部品ライブラリだけで作ることが出来ます。２層の両面基板ですので裏表にパターンを引けるため、パターン設計は結構簡単です。GNDを除くラインをすべてパターンで結び、残った部分をすべてベタアース（パターン以外の部分をGNDがで塗りつぶす）にしています。

基板サイズは、組み込みたいケース「HAMMOND 1590N1」に合わせて、60mmの幅で作っています。長さは部品を収まりを見ながら短くし、最終的には80mmになりました。

基板の設計は、それなりの経験が必要（私は、25年ほど前に電機メーカーに務めていた）なのですが、CADや基板の設計方法に関する書籍が多数ありますので、挑戦してみても良いかもしれません。

基板設計フリーソフト「KiCAD」　ー　回路図作画機能、基板設計機能、3D表示まであります

KiCad基板設計データ

「KiCad (Windows 64-bit) Version: (6.0.4), release build」を使用して作成したKiCADデータです。回路図と基板デザインデータ、自分で追加した部品データが入っています。このデータの利用規約については、添付の「readme.pdf」を御覧ください。

■KiCad基板設計データ（zip）

部品の入手/代替部品

今回の部品は全てGarretAudioさんで調達しました。CoodaudioのBBDチップセット「V3207、V3102」も扱っています。(V3207は2023/05現在欠品みたいです。見つからない場合は、少し高いですが、MN3207も使えます。)

小信号用のトランジスタについては、オリジナルのCE-3は2SC945、2SC732が使われています。2SC732の方は入手困難だったため、代替品の「2SC1815」を使うことにしました。

またFETには「2SK30A-Y」が使われています。これも製造されておらず入手困難ですが、GarretAudioさんに在庫がありましたので、購入しました。もしも入手できない場合は、イサハヤ電子が作っている「2SK2880」が音質がよく、代替えで使えるそうです。これは、秋月電子通商で売っています。

LFOには、TL022CPという古いオペアンプが使われています。このICは廃版にしているメーカーが多く、入手困難です。入手しやすいTL072で代替可能です。

その他は普通の電子部品です。抵抗はカーボン1/4W 5%、コンデンサはボックス型かセラミックの安価なもの、電解コンデンサも最も安いもので問題ありません。ノイズ対策のバイパスコンデンサとして、積層セラミックコンデンサ（0.1uFくらい）を数本買っておくと良いかもしれません。私は、パターンには入れず、基板の裏からICの電源-GND間に直付けしています。ノイズ低減効果はほとんど気休め程度ですが、部品代は数十円ですので、気になる方は試してみてください。

Coolaudio社のセカンドソース品IC

基板の実装

設計発注したプリント基板に、秋月さんとGarrettoAudioさんで買った部品を乗せてゆきました。自作マニアの私としては、部品のハンダ付けはこの上なく楽しい作業です。この楽しい作業も2時間ほどで完了しました。

基板へ部品を実装完了

間違ってハンダ付けした部品を外すには・・

両面スルーホールの基板は、ハンダが穴を通じて両面に流れるため、一度取り付けた部品を外すのが一苦労です。無理に外そうとすると、パターンを剥がしてしまうこともあります。

そこで活躍するのが、ヒーター付きの加熱式ハンダ吸取機です。ハンダコテとハンダ吸取機を合体させたものです。電動ポンプ式もあるのですが、高価なため、5000円以下で変えるスッポン式のヒーター付きハンダ吸取機をおすすめします。これがないと、両面スルーホール基板の部品を外すのは難しいと思います。gootの「TP-30」がおすすめです。

動作確認と調整

モディファイした調整箇所

今回の自作には、オリジナルのCE-3にはない調整ポット（半固定）を追加しています。入力オペアンプのゲインと、出力オペアンプのゲイン調整です。入力ゲインは、BBDへの入力レベルを決める目的で追加しました。SNに有利なレベルでBBDをドライブするのが良いと思ったからです。
出力ゲインは、True-BypassのスイッチをOn/Offした際の聴感上のレベル差をなくすことが目的です。YAMAHAのコーラスをバラしTrue-Bypass化したときは、エフェクトONのときの音量が若干小さく聞こえていたため、この対策として追加しています。

その他に、BBD周辺回路のバイアス電圧を調整するポットがあります。これは、BBDの歪の調整です。この調整には正弦波発生機とオシロスコープが必要です。入力ジャックから200Hzの正弦波を入力し、Q8の1番ピン（エミッタ）をモニターします。入力レベルを少しずつ上げて、正弦波の上下のどちらかがクリップするところでBIASの半固定を回し、正弦波の歪が最も小さくなる所（きれいな正弦波の形になるところ）に調整します。

信号発生器は持っていないため、私は国産フリーソフトの「WaveGene」を使い信号を発生させ、宅録に使っているオーディオ・インタフェース「UR22mkII」から出た信号を、このコーラスへの入力に使いました。モニターには、最近Amazonで￥4700で買った小型デジタルオシロを使っています。

200Hzを入力し歪を最小にするBIASの調整中

難なく一発で音が出ました。入力と出力のゲインは、組み上げた後で、使いながら決めることにします。

ケースに組み込む前に、机上で動作をチェック中

ケースの加工と組み込み

ケースの加工

今回のアナログコーラスは、HAMONND社のケース「1590N1」を真っ白に焼付け塗装したケースに収めました。ジュースじゃないですが、「ホワイトコーラス」にします。

ケースの穴あけは、ハンドドリルを使って行いました。いつものように位置決めをした後で、1.5mmドリル→3mmドリル→6mmドリルの様に穴を広げて行き、その後はテーパーリーマーを使って、各部品の穴経まで広げます。

基板が大きいため、フォーンジャックやフットスイッチが基板と干渉しないように、また、電池のスペースを確保できる様に考えました。ケース「1590N1」でギリギリにできています。この下のスペースに、フォーンジャック、DCジャックが収まるようにします。フォーンジャックは、サイズの小さいSwitchcraftのボックス型（#112BX）でなければ入りません。下図をイメージして穴位置を決めました。

LEDは、3mmの穴を開け、内側から押し込んで瞬間接着剤で固めています。LEDホルダは、如何にも自作感が出てダサいので使っていません。もしも、同じ様に作ってみようという方は、下断面図を参考にどうぞ。

ケースへの組み込み

基板は、出来上がりの見栄えにこだわり、部品を外向きに収めました。そのため、フォーンジャックなどの部品ろ基板ハンダ面の干渉を避けるために、ケースの内側側面に厚さ2mm、高さ20mmの厚紙スペーサー（高級和菓子の箱を再利用）を両面テープで貼り、基板を支えています。

ケースの内側に基板のスペーサーを貼り、20mmの高さを確保
（基板の後ろに付いている部品は、ノイズ対策のパスコンです）

美しく仕上がったホワイトコーラス内部

サウンドサンプル

2回同じフレーズが流れます。最初がOFF(クリーン)、後が今回のコーラスです。SPEED 11時、DEPTHは4時です。
録音環境：フェンダーストラト(MID Pickup) → 自作KeeleyComp　→ 本自作コーラス → 自作キャビネットシミュレータ→ UR22mkII → DAW(Studio One)

これから自作して見ようという方向けに、自作のためのツール選びのページを作りました。参考にしていただければ、幸いです。　:-)

コーラス自作直後のペダルボード

上の写真からアップデートした最新のエフェクターボードはこちら。

【追加MOD】RATE(コーラス周期)のLEDインジケータを追加

コーラス周期を示すLEDインジケータを追加してみました。コーラスは、LFOで発生させた三角波でBBDに送るクロックの周期を変化させることでピッチを周期的に変化させ、２重に聞こえる効果を作っています。そこで、その周期をLEDで点滅させてみました。

方法は至極簡単で、LFOの回路のマルチバイブレータで発生させた矩形波をそのままLEDをの点滅に使うだけです。オペアンプ（TL022）の初段出力（１番ピン）から矩形波が出ますので、これをトランジスタで受けて、LEDを駆動しました。LEDの点滅クロックのエッジがノイズにならないように、CR（R2とC1）で時定数を付けて、フワッと点くようにしています。

回路図は下のとおりです。 回路図全体は、こちらを参照してください。

万能基板で作成し、グリーンのLEDも万能基板にのせて、ケースの穴にLEDの頭を差し込んで固定しています。万能基板の裏は、他のパーツと接触しない様に、紙テープ（青の花柄）を貼っています。

下のようなイメージで点滅し、周期がよく分かるようになりました。

（イメージとして作成したGIFアニメーションです。実際の動画ではありません。）

「Primal Chorus」と命名しオリジナルラベルを作成

上の状態でしばらく使っていましたが、ステッカー用紙にインクジェットプリンタで印刷したオリジナルラベルを貼ってみました。
　■自作エフェクター オリジナルラベルの作り方

 

【Googleキーワード検索】

当サイト内のGoogleキーワード検索ができます。素早く記事を見つけられます。

＜自作を始める＞ 自作情報サイト プリント基板 万能基板 ストリップボード KiCad 面実装 ＜エフェクタージャンル＞ オーバードライブ ディストーション オートワウ アナログディレイ アナログコーラス アナログオクターバー コンプレッサー フェイザー ノイズリダクション ノイズゲート キャビネットシミュレータ ＜自作部品＞ パーツの購入 スルーホール THD 面実装 SMD チップ部品 ケース ＜エフェクタボード＞ エフェクターボード ソルダーレスケーブル

＜デバイス名称＞ オペアンプ BBD VCA トランスコンダクタンスアンプ Coolaudio ゲルマニウムダイオード 2SK30A(FET) V3205(BBD) V3207(BBD) V2164(VCA) V3102(Clock Driver) V571（Compander） ＜自作ツール＞ ハンダコテ コテ台 ワイヤーストリッパ テスター 電動ドリル テーパーリーマー ソケットレンチ 配線用ワイヤー デジタルオシロスコープ ＜Tips＞ ホームレコーディング スイッチャー エフェクターラベル フェンダーストラト ピックガード ステージピアノ モニターヘッドホン DAW Studio One

Language

メニュー

DIY 購入レポート