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Keeley Compressorに ダイレクト音ブレンド機能を追加MOD

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【関連ページ　インデックス】

●自作済みのKeeley 4 Knob回路をモディファイ
●回路について
●面実装部品を使ったプリント基板を作成
●ケースの加工と配置
●定数の調整と動作チェック
●サウンドサンプル
●ケースに組み込み完成

ダイレクト音をミックスできるコンプを作ってみよう

最近ギタリストのCory Wongが気になっています。独特のカッティングで「リードリスムギター」とも言える演奏をしています。フェンダーからストラトのシグネチャーモデルも発売されたそうです。
彼の切れ味抜群のリズムギターの音は、「Wampler EGO Compressor」で作られており、このコンプレッサーの特徴は、コンプ音にダイレクト音をミックスできるところです。ピッキングのアタック感を損なわずに音圧が上がる独特の出音をしています。

少し前にチップ部品を使用して、ミニサイズのKeeley 4 Knob Compressorを自作しました。この音も気にっているのですが、Keeleyの回路を基に、原音ブレンド機能を追加しようと思い立ちました。

自作済みのKeeley 4 Knob回路をモディファイ

海外の自作マニアの「Keeley 5 Knob」を参考にしました

海外の自作マニアが「Keeley 5 Knob」のコンプレッサを作っており、これがまさしくブレンドの機能が追加されたコンプです。回路図を見るとコンプレッサ動作を行うICに、Keeleyで使う「CA3080」ではなく、ローム製の「BA6110」が使われています。ブログを読むと、このICの方が音が良いそうですが、このICは日本では入手困難であるため、そのまま自作はできないようです。

そこで、「CA3080/LM3080」を使ったKeeley 4 Knob Compressorの回路に、原音のブレンド機能を追加して見ました。さらに、Keeley 4 Knobは100kΩのボリュームポットから直接出力されていますが、出力のインピーダンスを下げるために、ボリュームポットの後にトランジスタバッファをつけるモディファイも行っています。

Keeleyから、新しい「Keeley Compressor Plus」が発売されていますが、これとは異なり、独自にモディファイしたものですのでご注意ください。

コントロールノブ

Keeley 4 Knob Compressorには、VOLUME、CLIP、ATTACK、SUSTAINの４つのノブがあるのですが、海外の自作マニアが作った「Keeley 5 Knob」には、BLENDとTONEが追加されています。

先に作ったKeeley 4 Knobを使って見た所、CLIP（CA3080への入力レベル調整）のノブは、常にMAXで使っており、またATTACKのノブは使える箇所が狭く、私は常に中央付近で使っています。

ミニサイズのケースには、4個までのノブしか付けられないため、今回のブレンド機能付きコンプは、上記のCLIPとATTACKは省き、VOLUME、TONE、SUSTAIN、BLENDの４つのポットをつけることにしました。念のため、CLIPとATTACKは、半固定のトリマーで基板上に実装し、外から精密ドライバで回せるようにしました。

回路について

回路をモディファイし再設計

回路は、自作した際のKeeley 4 Knob Compressorの回路に機能を追加する方法で、新たに設計しました。ブレンド部分は海外の自作マニアが作った「Keeley 5 Knob」を基にし、入手可能なトランジスタに合わせて、定数を調整しています。出力にはNPNトランジスタのエミフォロバッファを追加し、出力インピーダンスを470Ωにしています。これなら、後にどんなエフェクタを繋いでも、音色が変わってしまうことはないと思います。

■書き起こした回路図（上図のPDFファイル）

コンプレッサ部分の回路の自分なりの分析は、「Keeley 4 Knob Comp」の制作記事ページに掲載していますので御覧ください。

面実装部品を使ったプリント基板を作成

プリント基板の設計

今回も、ミニサイズのケースに入れるために、チップ部品を使って面実装プリント基板を制作しました。回路設計はフリーウエアの「KiCAD」を使用し、33mm x 38mmの両面基板を作成しました。製造は中国深センの「FusionPCB」に発注しました。

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）

面実装チップ部品（SMD）の入手方法

KiCADを使って面実装チップ部品を使用したエフェクタを何台も作ってきました。私が通販で購入した部品については、下記のページにまとめています。

■面実装チップ（SMD）電子部品

チップ部品をハンダ付け

面実装部品は本当に小さく、ピンセットを使ったハンダ付け作業になります。もう慣れてしまいましたが、私のように老眼持ちは、かなりしんどいですが、楽しい作業でもあります。細かい部分は、スタンドルーペを使って拡大しながら実装を行いました。

電源部分に使う47μFのコンデンサは電解を使っていますが、それ以外の1μF以下のコンデンサは、全てチップ部品の積層セラミックコンデンサです。コンプレッサの電荷を貯める10μFも電解ですが、チップ部品が欠品していたため、通常のリード部品の足を短く曲げて、面実装のパッドにハンダ付けしています。

ポット、LEDは基板直付け

ポットは基板実装用の小型のポットを使っています。ピンの向きが合わないため、万能基板とL字型ピンヘッダで改造し、基板に取り付くようにしています。改造方法は、「Keeley 4 Knob自作」のページにを参照ください。ポットと基板の間の配線がないため、スッキリとした構造にできます。LEDも基板直付けにして、頭をケースに開けた3mmの穴から出すようにしています。その他のジャックやスイッチは、従来どおり手配線です。

ケースの加工と配置

穴あけ加工

今回は、ポットとLEDを基板直付けにしていますので、ケースの穴位置は、ミリ精度で開ける必要があります。前回の「Keeley 4 Knob」の穴位置と同じにしています。KiCadを使って、基板上の各部品の相対位置を作図し、これをケースに展開しました。

ケース内の配置イメージ

ケース内の部品や基板の配置イメージはを下に示します。基板の長さは38mmですが、これがギリギリのサイズです。フットスイッチ、IN/OUTのフォーンジャック（Switchcraft製のボックスタイプ）を並べると、キチキチの配置になっています。

定数の調整と動作チェック

追加したトランジスタアンプのゲインとバイアス決め

「Keeley 4 Knob」に対して、今回の回路は、2箇所にトランジスタを使った位相反転アンプが追加されています。参考にした「Keeley 5 Knob」の回路ではゲインが11dB（3.7倍）に設定されていますが、ダイレクト音がクリップしやすいため、ゲインを落として約7.7dB（2.4倍）に設定しました。

単一電源で動いているため、ベースへ入力するバイアス電圧を適切に決め、入力レベルを上げたときに出力の波形の上下が均一にクリップするようにする必要があります。上下クリップが始まる電圧をオシロで見た所、約1.0V(min)〜約6.9V(max)がトランジスタ出力（コレクタ）のレンジのようです。

Q8のベース入力バイアス電圧は、R38の定数で調節できます。「Keeley 5 Knob」の回路では、56kΩが使われていますが、オシロで見た所、この定数ではバイアスが低く、反転アンプのため出力が上がり、出力波形の上が先にクリップしてしまいました。そこで、R38を100kΩに変えた所、出力がレンジ一杯にちょうど収まるようになったため、R38（Q8のバイアス）とR29（Q6のバイアス）をこの値に変更しました。これで歪に強い回路になったと思います。

位相については、ダイレクト音はQ8で位相が反転します。LM3080の出力のコンプ音は、このICの中で位相が反転します。この反転した信号同士は、BLENDのポット（RV3）でミックスされ、その出力が後のQ6で反転するため、最終出力は入力と同位相に戻ります。最後のQ7はエミッターフォロワーのバッファですので、位相は変わりません。

出音の特性

BLENDをコンプ音側一杯に回すと、「Keeley 4 Knob」と同じ音になり、BLENDをダイレクト音側一杯に回すと、コンプのかからない音になります。

コンプ音のみでは、サスティンは伸びますが、ピッキングのアタックが潰れて平坦に聞こえてしまいますが、BLENDを中央あたりに回してダイレクト音をミックスすると、ピッキングのアタックを残したまま、サスティンが伸びる音が作れます。印象としては、ピッキングのニュアンスはそのままで、全体の音圧が上がり、音が元気になる感じです。

このモディファイにはTONEノブがあります。「Keeley 5 Knob」の回路にあったものをそのまま使っています。ノブの位置で低域のレベルが上下するような変化をしますが、このTONEの音の変わり方は独特（悪く言うと不自然）で、直感的な音色の変わり方にはなりません。ポットのどこかの位置を探すと、「Keeley 4 Knob」と同じ音にできますので、私はそのままの回路にしています。

サウンドサンプル

クリーントーンでコードを弾いたときのサンプルです。DAWで薄いリバーブがかかっています。
特にコードメロディーでは、中央のコンプのみの音は、弾き初めのコンプ感が強いですが、ダイレクト音をブレンドすると、弾き初めのコンプ感がなくなり、サスティンが伸びることで音圧が上がります。

録音環境は：

ダイレクトのみ　→　コンプのみ　→　ダイレクト/コンプ 1:1ブレンド

ダイレクトのみ　→　コンプのみ　→　ダイレクト/コンプ 1:1ブレンド

ケースに組み込み完成

「BLEND COMP」と命名

今回はブルー塗装のケースを使用しました。市販製品っぽく仕上げたかったため、ケースの上面にデザインしたステッカーシールを貼りました。パワポで作ったデザイン画をインクジェットプリンタで、ステッカー用の用紙に印刷し、カッターで切り抜きました。ポットなどの穴は、ステッカーシールを貼ってから、穴に合わせてカッターで切り抜いています。

PHASERを作った時と同じ迷彩柄のモチーフにしてデザインし、「BLEND COMP」と命名しました。BLENDノブを強調するために、このノブのみ色を変えています。

自作したBLEND COMPを組み込んでアップデートした最新のエフェクターボードはこちら。

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