回路図を読んでみる(FuzzFace)
from 回路図を読んでみることにした
回路図を読んでみる(FuzzFace)
https://gyazo.com/f14e59fb745a0878b602bcd57019d595
INとOUTでグランドに落ちてるのはわかるけど、他は何なんだ?Q1とか。
まずInとOutがグランドに落ちるのは基準電位を揃えてるだけ。
Q1に微弱な信号がベース(真ん中の足)へ入ると。
コレクタには電源から9Vの電流がやってくるらしい。マイナスなのに?
Fuzzに使われてるのはPNP型と呼ばれるトランジスタらしい。
エミッタ(プラス)からコレクタ(マイナス)へ向かって流れる、という性質がある。
え、じゃあグランドを経由してプラスの電流がQ1エミッタに入ってくるってこと?
そうらしい。こういうのを「ポジティブ・グラウンド回路」というらしい。
グランドにはギターもつながってると思うのだが、なんでそれが混ざらないんだ?
Q1手前の2.2ufのコンデンサがダムとして直流電流は貯蔵する。ギターの信号は交流なので通る。
こういう回路図を読むときってギターの信号のパスを見るべきなんだろうか?それとも電流のパスを見るべきなんだろうか?ギター(AC)が回路(DC)のなかをうろちょろしてる、みたいな感じで見るのが正解か?
ギター信号のつもりで読み直す。
まずS1がOFFならOUTに行くだけ。
ONだと2.2ufをスルーして100kとQ1ベースに分岐。
抵抗がないQ1にドカドカ入っていくと。
Q1ルート
でQ1内部ではエミッタからグランド経由から9Vの電流が供給されてて、0Vから-9Vの間を揺れると。ここで入力がデカいと電圧が0Vの天井に張り付いてクリッピングする。なぜ手前で増幅されていないのに?という感じはするが、多分後ろの33kの抵抗が壁になってるのかな?
470*はなんだ?
*は好きに変えてね、って意味らしい。
で、こいつの役割は電源からのノイズをフィルターするのと、Q1やQ2で作った信号がそのままマイナス極へ逆流しないようにする関所の役割を果たしているっぽい。
ん?でも33kからの信号は速攻でマイナスに行っちゃわない?
違うわ。33kの抵抗があるから信号は抵抗の少ないQ2に向かうのか。
で、このこれと合流して33kとQ2ベースへと向かう
100kルート
Q2のエミッタへ
こちらはQ1と違って逃げ道がないので、Q1でクリッピングした信号がそのままQ2ベースに入って増幅されて、8.2Kの抵抗で信号が潰されて、0.1uf+500k(ボリュームポット)の道へ向かう。
このとき470の方へ向かわないのはなぜ?500kの方がきついから470へ逃げちゃわないのか?
→それでいいらしい。電流はマイナス極へ逃がす。そして、電圧の揺れ=波形がボリュームポットに伝われば十分。
これがよくわからないと言えばわからない。
ボリュームポットがグランドに落ちてるけど、ここに電流が入らないのはなんでだ?グランドにプラスの電流が流れてるんじゃなかったっけ?
あ、グランドからの直流電流は0.1ufのコンデンサでブロックされてるのか。
1K抵抗へ
なぜか20ufのコンデンサがループしている。これはなんだ?
1K抵抗はFUZZつまみらしい。
ツマミを回すと抵抗がゼロになる=グランドに直結する→Q2から交流信号が20ufのコンデンサを通ってグランドに逃げる。信号がグランドに逃げれば逃げるほど、Q2の増幅率が上がり、結果として音が歪む
よくわからないな。
トランジスタはそもそもベースとエミッタの電位差で動いている。
だからベース電圧があがった(=ギターの信号が入ってきた)ときに、エミッタ側も同じように動いてしまうのでは差が広がらず増幅されない。
なのでグランドに直結する道を作って0vのフロアを作る。こうすると電位差が生まれやすくなり増幅率が上がり歪む。
ここがファズが原始的と言われる所以なんやろうな。
AIに清書してもらう(ついでに間違いもただしてもらった)
0. 全体の基本方針(読むときの脳内フィルター)
基本の視点: 「直流(DC:回路の動く土台)」の舞台の上を、「交流(AC:ギター信号の波)」がうろちょろしている、と分けて捉える。
ポジティブ・グランド回路: 電池のプラス(+)がグランド(0Vの基準線)に直結されている。電流はプラスである「グランド」から湧き出し、トランジスタを通り、マイナス(-9V)側へ向かって下から上へ昇っていく。
1. 入力・バイパス・直流の遮断
S1(フットスイッチ)がOFFのとき:
ギターの生音は中央の回路を一切通らず、下の線を真っ直ぐ抜けてOUTへ行く(音質劣化を防ぐトゥルーバイパス)。
S1がONのとき:
信号は 2.2uFのコンデンサ をスルーして内部へ進む。
2.2uFの役割は直流をせき止めるダム。グランドに満ちている電池のプラス電気がギター側に逆流するのを防ぎ、ギターの信号(交流)だけを通す。
コンデンサを抜けた瞬間、道は「Q1のベース」と「100kΩの抵抗」へ分岐する。
2. 前段(Q1ステージ):強烈な歪みのための「助走」
低インピーダンスの入り口:
Q1のベース(真ん中の足)には物理的な抵抗パーツは無いが、決して「抵抗ゼロ」ではない。Q1内部の抵抗と裏口(100kΩ)からのループのせいで、回路全体としての入力インピーダンス(電気の入りにくさ)は非常に低い。この低さがギターのピックアップ(コイル)と直接相互作用し、あの独特な野太いトーンの土台を作る。
Q1ルート(本線):
Q1は歪みを作る場所ではなく「クリーンなプリアンプ」。微弱なギター信号がQ1に入ると、グランドから供給された電流が信号の形に合わせて増幅される。
その先にある 33kΩの抵抗(壁) が電気を通せんぼし、電流の強弱が大きな電圧の揺れに変換される。
ここでは波形はまだ潰れず、次のQ2を思いっきり殴るための「巨大な助走(大きな波)」が作られる。
3. 後段(Q2ステージ):メインのクリッピングとFUZZコントロール
8.2kΩの抵抗とQ2による「激突」:
Q1で巨大化(助走)した信号が、抵抗の少ない右側の Q2のベース へ雪崩れ込む。ここがバキバキな歪みを生み出す主犯。Q1から来た巨大な信号をさらに限界突破で大増幅しようとするため、波形が0V(天井)と-9V(床)の壁に激突し、真四角(矩形波)になるまで完全に潰しきられる。
1kΩの抵抗 + 20uFのコンデンサ(FUZZツマミ):
トランジスタは「ベースとエミッタの電位差」で動くため、電流増大に伴って足元(エミッタ)の電圧がフワフワ浮くと、自動ブレーキ(負帰還)が働いて音が綺麗に保たれてしまう。
ツマミを回して抵抗をゼロ(グランド直結)に近づけると、交流(音)にとっての超特急の近道である 20uFのコンデンサ が開通。
邪魔な電気がすべてグランドにゴミ箱廃棄され、Q2の足元が「0Vの鉄の床」にガチガチに固定される。これによりブレーキが完全解除され、増幅率が狂ったように跳ね上がり、音がバキバキに歪む。
4. 裏口ルート(フィードバック):魔法のクリーンアップ
100kΩの抵抗:
Q2のエミッタ(足元)から、最初のQ1のベース(入り口)へと繋がっている専用バイパス線。
Q2側で大暴れした音の一部が裏口から逆流し、入り口でギター本来の信号と激しくせめぎ合う(ネガティブ・フィードバック)。
これにより、Fuzz Face特有の「ギターのボリュームを絞ると急に鈴鳴りのクリーンに戻る」という、手元への魔法のような追従性が生まれる。
ここガン無視してたkbyshwtn.icon
5. 出力(VOLUMEステージ):ロー出し・ハイ受けと最終音量
470*Ωの抵抗:
ノイズフィルターではなく、「音量の取り出し口(分圧)」を決める要のパーツ。Q2のコレクタ側にある8.2kΩとセットになって最終的なアウトプット音量を決める。ここを大きな値に変更すると、外に出ていく音量が爆発的に上がる。
0.1uFのコンデンサ:
出口の最強の盾。Q2側の直流も、グランド側のプラス電流もここで完全に遮断する。そのため、その先にあるボリュームポットに直流電流が入って暴走することはない。
500kΩの可変抵抗(VOLUMEツマミ):
0.1uFをすり抜けてきた「純粋な音の波形(交流)」だけを受け止める。
信号の「電流(量)」のほとんどは上(電源側)に逃げていくが、VOLUMEツマミ(500kΩ)やその先のアンプ(1MΩ)という圧倒的に巨大な壁で突っ張ることで、Q2で作った「電圧の揺れ(形)」を1ミリも小さく萎ませることなくアンプへ引き渡す(ロー出し・ハイ受け)。
ツマミの矢印を一番下に下げると、出力が完全にグランド(0Vの基準)と重なるため、無音になる。
AIからのアドバイス
1. 8.2kΩをトリマー(可変抵抗)に置き換えてみる
Q2のコレクタに繋がっている8.2kΩの抵抗は、Q2の「動作点(バイアス)」を決める超重要パーツです。特にゲルマニウム・トランジスタを使う場合、温度によってこのバイアスが驚くほどフラフラと変動します。
ここを10k〜20kΩ程度の半固定抵抗(トリマー)に置き換えて、Q2のコレクタ電圧が「-4.5V(電源9Vのちょうど半分)」あたりになるよう調整するのがFuzz Faceモディファイの王道です。あえてバイアスを崩して、ブツブツと途切れるゲートファズを作るのも一興です。
2. トランジスタの「hFE(増幅率)」の組み合わせを攻める
Fuzz Faceは2つのトランジスタのコンビネーションで命が決まります。一般的には「前段(Q1)のhFEは低め(70〜80程度)、後段(Q2)は高め(110〜130程度)」にするのが黄金比とされています。
これを逆にしてみたり、あるいはシリコン・トランジスタ(BC108など)を使ってhFEを300以上に跳ね上げたら、あの「手元での鈴鳴りクリーン」がどう変化するか(あるいは消え去るか)を実験してみると、フィードバック・ループの有り難みが体感として理解できます。
3. 他の「歪みの哲学」と比較してみる
Fuzz Faceの歪みは「限界まで増幅して、電源電圧の壁に強引にぶつける」という、極めて原始的かつダイナミックな方法(トランジスタ・クリッピング)でした。
もし次に回路図を読むなら、以下のような「全く異なる歪みの哲学」を持つクラシック回路を並べてみると、エフェクターの歴史が一本の線で繋がります。
Big Muff: 4つのトランジスタを贅沢に使い、回路の途中に「ダイオード」を挟んで強制的に波形を上下から削り取る(ダイオード・クリッピング)。
Tube Screamer: オペアンプ(IC)の増幅回路の「裏口(帰還ループ)」にダイオードを仕込み、マイルドに波形を潰す。
勉強アドバイス
1. 「ブロック構造」で俯瞰する(ディテールは後回し)
オーディオ機器や音響機材の回路は、どんなに複雑に見えても基本は「いくつかの箱(ブロック)」の連結です。全体の回路図を開いたら、まずは個々の抵抗を見るのではなく、大きく以下のようにエリア分けをします。
電源部: トランスやダイオード、レギュレータが集まっている場所。
入力部: ジャック、バッファ、インピーダンス変換。
増幅部・心臓部: トランジスタやオペアンプ(IC)の周り。
トーン・コントロール部: ポットやコンデンサがハシゴ状に並んでいる場所。
出力部: 最終増幅、ミュート回路、出力ジャック。
全体を「機能ごとの島」として捉えられるようになると、回路図の中で迷子にならなくなります。
2. 「音の通り道(AC)」だけを一本の線でブチ抜く
修理の基本は「シグナル・トレーシング(音がどこで途切れているか)」です。
回路図を見るときは、インプット・ジャックからアウトプット・ジャックまで、コンデンサをすり抜け、オペアンプを通り抜けていく「メインのハイウェイ」だけを脳内でハイライト(あるいは実際に色ペンでトレース)してください。周りにぶら下がっている抵抗やグランドへ落ちる枝葉は、一旦「背景」としてボカして見ます。
3. 「DC(電圧)のチェックポイント」として読む
機材が「全く動かない」「音が異常に小さい」というトラブルの8割は電源・バイパス系の異常です。
回路図を読む段階で、「オペアンプのこのピンには+$9\text{V}$(または+$15\text{V}$)が来ているはず」「トランジスタのエミッタには何Vあるべきか」という電圧の関所をあらかじめマークします。回路図を「テスターを当てるべき場所のリスト」として読むわけです。
これメッチャ重要そうkbyshwtn.icon
4. 記号を「物理的な弱点」に脳内変換する
修理屋の目で回路図を見るとき、パーツの記号は単なる機能ではなく「消耗品」に見えてきます。
可変抵抗(ポット)やスイッチ: 物理的に動く=真っ先にガリや接触不良を疑う。
電解コンデンサ(極性のあるコンデンサ): 経年劣化する=液漏れや容量抜け、ショートを疑う。
オペアンプ・トランジスタ: 熱や過電圧に弱い=ここを境に信号が死んでいないかチェック。
回路図の記号を「壊れやすい順」のフィルターを通して見ることで、実機を開けたときに「まずどこからテスターを当てるべきか」のあたりが圧倒的に速くつけられるようになります。
これをみてくださいKai.icon
https://youtu.be/xuzT7CSYtyI?si=xSLM8WeZli3k5J6V
さんきゅーべりーまっちkbyshwtn.icon
あれ、上の回路図ってNPNシリコンバージョンなのか?
https://gyazo.com/bebbcb71c1b41fbc9cfc88cf7b618dcd
いや、矢印の向き的にPNPか。ていうか電源の向きが逆さになるだけで回路図はほとんど変わらないのか。
交流と直流の概念があんま良くわかってない証左や。
「100kの抵抗は無視しましょう。しかし100kの抵抗は存在します」→泣いちゃう。
ここで100k抵抗をガン無視していたことに気づくkbyshwtn.icon
なんでここがネガティブフィードバックになるんだ?トランジスタの特性の問題?
なんにせよここでインピーダンスとの相互作用が生じるらしい。
そんでPNP型のゲルマニウムトランジスタはベースとエミッターとの間で300mVの電圧降下が生じてかつ漏れやすいとのこと。シリコンは650mVでかっちり。
ここの違いの重要性はいまいちわからない。
この辺はまだ俺には早い笑
Current Mode Feedback
Shunt Series Feedback
Common Collector
Emitter Degeneration
聴き流してたけど重要そうだからあとでしらべておく
次はToneBenderの回路と見比べてみるか。
https://gyazo.com/d86137d12b8e42144c2c4306cdb5e2ff
手前の0.01uFのコンデンサでインピーダンスを変えて高域フィルタリングをしてるらしい。
ここはいまいち原理がわからないので深ぼる。
マエストロはフィードバック回路がない。
https://gyazo.com/593686b2f981c741fe03dcda26bca61e
バイアスをいじる方式っぽい
ビッグマフはブルースブレイカーからの影響。
オペアンプのフィードバック回路。