Wave Fold Effectを作ってみた。（基礎編2）

アナログスイッチを使わない電圧制御1ステージ波形折回路の設計

今回は思考をThresholdから出るSwitchへのOn/Off信号の利用ではなく、演算で作ります。

まず回答から。 

 

1.最初に波形を1/2にして演算用波形とする。 

2.基波形とThresholdから乖離部分（反転）を抽出。

3.演算用波形に乖離部分を加算。

4.2倍増幅。

 

もしくは演算用波形は等倍で乖離部分を2倍でも同じ結果が得られます。

両方等倍では+－ZeroとなりVoltage-Controlled Clipperとなります。 

 

この回答にたどり着くようにオペアンプを置いていきましょう。

れっつらゴー！

 

まずLFO（Threshold電圧）でFold部分だけ取り出しましょう。

はい、オペアンプの基本回路の一つ。差動増幅回路に通すと増幅せずに0Vがシフトしています。

その部分だけ重要です。+とーに波形を入れるとGNDが移動するのです。

その先のショットキーバリアーダイオードはこの場所ではなくー入力に入れるとFolderの波形として使えます。

 

サンプルはこちら

このサンプルから学べることは多いです。応用次第ではドットタイプのレベルメーターも作れます。 

ではWaveFolderの回路を作ってみましょう。

OP-ampの数は減っていません。

出来上がった回路はこちら

 

完璧ですね。

基礎編１で波形の組立をスイッチで切り替える事は波形の状態をスイッチという時間で区切りましたが基礎編２ではGND位置をLFOでずらして「以上」「以下」の波形を取り出すトリックで出来ています。
つまり「超えた分だけの逆位相信号」を生成しています。

 

更に最適化しましょう。

50％Waveの省略。ここは抵抗のみに出来ます。

理由: Mixer の反転入力は仮想短絡されているため、他のパスからの干渉を受けずに信号をミックスできます。 

ついでに応用編

ではWave Folderの欠点は折り畳むが故に音量が下がる点ですのでこれをちょっと解決してみましょう。
波形が折り返されることで、元々は「高い電圧」として存在していたエネルギーが、より複雑な高調波（倍音）へと変換されます。見た目の振幅（音量感）は、垂直方向の高さではなく、波形の「密度」に移行してしまうのです。Threshold電圧の値によっては0V付近だけFoldされて複雑な倍音は作られても共鳴していない笛のような音になります。

出来上がった回路はこちら

同じ回路に見えるでしょう？ダイオードの向きも同じ？2段？違います！

これは魔法で出来ています。でもわかりやすいはずです。

Buchlaではこの回路はNGですね。「このPoly800が！」と云われそうです。

LFO1.66V制限はFoldが5Vの時1/3で最大限にFoldされるのでこうなっています。

もちろん範囲外でも動きますが鏡像状態になり音色が同じですので一番制御しやすくて良い音色はこの範囲です。

もしLFOが2Vならそれなりに出力も5Vを超えますのでLFOか出力を調整して下さい。

固定のFoldなら1.66Vで何段もFoldすれば良いだけなのですが可変となるとこれは絶大な効果が出るはずです。

トランジスターやダイオードを使えと言いたい技術者の方。すいません。私の回路でも正解です。

さて一番面白い2-StageのLFOですね。それはまた応用編2になると思います。

調べているうちにドイツのHaralds:WerkのMulti Phase Waveform Animatorの回路図が検索に出てきました。
ぉぉこれも正解ですね。
最初に正転・反転(IN1,IN2)作ってFeedback内に片方を入れて電圧も-12V+R(負帰還内では+のVとして出力されます)でBIASかけています。ミキサーも同時に行っている所が素晴らしいですね。
基本は並列で9LFOなので全ての音を超絶アンサンブルしてしまうエフェクターです。

Folder Chorusかぁ・・・

このようにアンサンブルは並列で「ぐおんぐおん」云わせるわけですが、黄金比やカオスでなければ最良は三相コーラス（120度位相LFOが３つ）と言われています。

そして直列は４つで10次と11次の倍音がやっと発生します。

つまりMax Foldの1CV直列３つか４つの後に三相LFO使った並列３つFoldの構成なら超絶リッチなWave Folderが出来上がるはずですね。

特に三相コーラスともなればステレオ出力も可能です。

それは結構な数のOP-AMP使いますがほぼ無調整で出来るので作ってみる価値はあります。

でも直列４つと並列３つと同時に使うとは限りません。直列４つの個性が薄まるからです。

なので別々のモジュールとして構築したほうが良いと思います。

どんとはれ。