BBDを使用したアナログコーラスBOSS CE-3 MOD 自作レポート BBDを使用したアナログコーラスBOSS CE-3 MOD 自作レポート

BBDを使用したアナログコーラスBOSS CE-3 MOD 自作レポート

【製作マニュアルを掲載】
本記事のBBDアナログコーラス製作マニュアル(PDF)を掲載しています。
このマニュアルで使用するプリント基板をメルカリで販売しています。( 「SOLD/売り切れ」の場合、メルカリ内を「BBDアナログコーラス」で検索してみてください。繰り返し出品しています。)

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

アナログコーラスCE-2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。

【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


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

アナログディレイMN3005BOSS 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。

CE-3 MOD schematic

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。

Fusion PCBで制作したオリジナルプリント基板
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。

KiCADでエフェクタ基板設計
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

部品の入手

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。秋葉原の秋月電子通商のほうが若干安いのですが、分割購入が面倒なので、今回はいつもお世話になっているGarretAudioさんにしました。

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」が使えるそうです。これは、秋月電子通商で売っています。

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、数十円ですので。

CoolAudio社のV3207、V3120
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。

コーラスBOSS CE-3 MOD 基板実装
基板へ部品を実装完了

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。

コーラスBOSS CE-3 MOD BIAS調整
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。

エフェクタ自作 動作チェック
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。

コーラスBOSS CE-3 MOD 穴あけ工程

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。

コーラスBOSS CE-3 MOD 実装断面図

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。

コーラスBOSS CE-3 MOD ケースへ組み込み
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)

自作コーラスCE-3 MOD ケースへ組み込み
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

3回同じフレーズが流れます。最初がOFF(クリーン)、中間が前回ばらして再生したYAMAHAコーラス、最後が今回のCE-3 MODです。SPEED、DEPTHは適当です。
録音環境:フェンダーストラト → 自作コーラス → ZOOM G3X(フェンダーTwinReverb クリーン) → UR22mkII → DAW(Studio One)

YAMAHAのCH-01に比較すると、ディレイタイムが長い分(おそらく4倍近い)音が太く膨よかに聞こえます。

サンプル:コーラス効果比較サンプル(MP3)

コーラスBOSS CE-3 MOD完成

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BOSS CE-3 MOD エフェクタボードに組み込み

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。)




【関連ページ インデックス】

<フェンダー日本市場向け ストラトキャスター ラインナップ>
ストラトキャスターとはどんなギター? 材質や特徴について
フェンダー Made in Japan 製品ライン
フェンダー ストラトキャスター USA製とJapan製を比較 (English version)
ストラト ピックガードをシールド加工でノイズ対策
<エフェクター自作記事>
ギターエフェクターを自作するには: ツール選びからパーツ購入まで (English version)
オーバードライブの王様 Klon Centaur 自作レポート (English version)
オーバードライブの最高峰 Jan Ray 自作レポート (English version)
現場で使えるトーンペダルこと「BB Preamp」自作レポート (English version)
YAMAHA CH-01コーラス 30年以上前のエフェクタを復活 (English version)
老舗オートワウ 「MXR Envelop Filter」自作レポート (English version)
BBDを使用したアナログディレイBOSS DM-3 MOD 自作レポート (English version)
BBDを使用したアナログコーラスBOSS CE-3 MOD 自作レポート (English version)
CMOSフリップフロップを使ったオクターバーBOSS OC-2 MOD 自作レポート (English version)
Suhr Riot 面実装チップ部品ミニサイズエフェクタ自作レポート (English version)
オリジナル ノイズゲート 面実装チップ部品ミニサイズエフェクタ自作レポート (English version)
EP BOOSTER & MICRO AMP チップ部品ミニサイズエフェクタ自作レポート (English version)
Keeley 4 Knob Comp. チップ部品ミニサイズエフェクタ自作レポート (English version)
MXR Phase 90 チップ部品ミニサイズエフェクタ自作レポート
自作エフェクター オリジナルラベルの作り方
Keeley Compressorに ダイレクト音ブレンド機能を追加MOD (English version)
<アンプシミュレータ/オーディオインタフェース レビュー>
Line 6 PODシリーズ ヘッドホンでも本物の音がするアンプシミュレータ
DTM向けオーディオインターフェース Avid Fast Track MobilePre 購入レビュー
<超小型 ポータブル アンプシミュレータ&マルチエフェクタ>
PANDORA mini KORG 超小型マルチエフェクタ購入、ノイズ対策レビュー