スムーステーパーポット or ハイパスコンデンサの特性をシミュレーションで勉強してようとしたらハマってしまった


スムーステーパー回路ってなんなの?

前の記事ではギターのボリュームとトーン回路をシミュレートしました

なのでついでにボリュームを絞ってもハイ落ちしないといううスムーステーパー回路もサクッとシミュレートしたくなりました。

スムーステーパーはギターのポットにコンデンサと抵抗を付けるだけです。アマゾンでスムーステーパーで検索するとこんな感じで出てきます。

抵抗10円、コンデンサ20円で買えるのになんでこのお値段~?なんていわないでくださいね(^^
秋葉原への電車賃や通信販売の送料、また油断するとお茶して余計な出費しちゃうこと考えるとまぁ納得?のお値段ですよね。ですよね。

しかし!”スムーステーパー”でググってみると、日本語の記事はたくさんヒットするのですが、”guitar smooth taper”でググっても海外の記事は全然ヒットしないんですよ、、、、もしかしたら日本だけ?(^^

スムーステーパーじゃなくってトレブルブリードだった

で、ハイパス?コンデンサ?テレキャスター?などで調べて行くとこの回路、Seumors Duncan様のが有名のようなので、なんとか辿り着いたのがこちら。

で、トレブルは高音ですが、ブリードって”出血”なんですね、、、つまり高音出血サービス(^^という感じでしょうかねw

で、この記事を読ませて頂くと、1960年代のテレキャスターは1MΩボリュームポットに1000PFのハイパスコンデンサが付けられていたがクセが強かった。
なのでハイパスをマイルドな効きにするために抵抗が追加したのがトーンブリード回路ということですね。

60年代テレキャスターのハイパスコンデンサをシミュレートしてみた

ということで、原点に立ち返る意味も込めてまずは、1960年代のテレキャスターのハイパスコンデンサをシミュテートしてみることにしました。

で、まずは、ハイパスコンデンサを外してシミュレーションした結果がこちら。

前回のトーン回路シミュレーション記事では、ストラトのボリュームポットを250KΩから500KΩにすると、より高域共振がより強くなるのですが、ボリュームを絞ると逆に高域が減衰する結果となりました。

なので案の定というか(^^ 1Mにすると更にその傾向が強く出るようですね。

そして、仕様通り1000pFのハイパスコンデンサを付けた結果がこちら。

もう、ボリュームを絞っても高音域だけ残るという凄いことになってますね(^^
ちなみに、ボリュームをゼロにすると当然音量も0になりますがその途中はトレブルだらけで、、、それにしても凄いw

なので、トーンを50KΩくらいにして(Aカーブなので解らないけどツマミ半分以下)、ボリュームポットを変化されシミュレートしたのがこちら。

トーンノブで高域を絞るとフラットになりました。これはこれで成り立っていたのかもしれませんね。

このように1960年テレはボリュームとトーン両方をコントロールしてトーンカーブを複雑ですが多彩にトーンコントロールできるということが判りました。

おそらくですがTelecasterのボリュームポット?(そもそもツマミ名が書かれていないけど^^)は、ベースを絞る為のものだったようで、これは、1960年代は、ロカビリー、ナッシュビルサウンド、カントリー・ロックの時代と思われますのでとにかくギンギンのサウンドが必要だったからだと思われます。

よって60年代テレキャスターの回路は

  • ボリュームMAXでの周波数共振で高域ギンギンにするため1Mのボリュームポットにしている
  • その代わり1Mのボリュームポットは絞ると高域が減衰するので、それを防ぐ為にハイパスコンデンサを付けた
  • 結果ベースを絞るハイパス回路となり、更にギンギンのトレブリーなサウンドが出てた

で面白いのは、それ以前のスクワイヤやブロードキャスターは、低音のリズムを刻む為のベースサウンドを出せるようにハイカットコンデンサが付けられていたようですが、それと180度方針転換となったとも読み取れます。面白いですね!!

とにかく、スクワイヤ、ブロードキャスタ、テレキャスターは、時代の音楽に応じてコンデンサーで音創りが行われていたギターであるということも言えると思います。

ということで、スムーステーパー回路を確認しようとしたら、なんと60年代のテレキャスターのサウンドを調べていたwwwことになりましたが、気を取り直して、スムーステーパー、、、いやトレブルブリード回路について調べて行きます。(やっとw)

トレブルブリード回路には3つの種類がある

こちらの動画は英語ですが、その3つの回路について説明されています。

  • Sumpleタイプ  ー 60年代Telecasterと同じハイパスコンデンサ
  • Duncanタイプ ー  コンデンサと抵抗を並列接続する
  • Kinmanタイプ ー コンデンサと抵抗を直列接続する

ということですね。
DuncanタイプもKinmanタイプも、コンデンサだけではクセがありすぎるハイパス回路をよりマイルドにして使い易くする目的のようです。

シンプルタイプのトレブルブリード回路(つまりハイパス回路)をシミュレーションしてみた

まずは、コンデンサはどのような役割なのかを確認してみました。250pFでこんな感じ。

次はコンデンサを500pFにしてみると、ボリュームを絞った時の共振周波数が少し下がり、より絞った時のハイパスコンデンサによる共振が強くなっています。

更に、コンデンサを1000pFすると同様の傾向になります。

次はハイパスコンデンサを2500pFに

共振がミドル側に移動しより強くなっています。

60’テレは1Mポットでしたのでこれが更に高域に偏って強くなっていましたが、この回路では250KΩポットなので、より大人しいハイパス回路になっていますね。

ボリュームポットの値ってギターの音色にかなり作用することが判ると思います。

ダンカンタイプのトレブルブリード回路をシミュレーションする前に

ダンカンタイプはシンプルタイプのトレブルブリード回路(ハイパス回路)と並行に抵抗を接続します。

で、まずは抵抗の役割はどうなのかを確認する為に、コンデンサを外して抵抗だけにしてみました。

100KΩと250KΩの結果をサイドバイサイドで並べてみたのがこちら。

このように、抵抗値が小さい方がボリュームが効かなくなるということですね。(その代わり0では音は消失しますが)

ただ、通常のボリュームポットはAカーブですので、最初にものすごく抵抗値が減ります。つまり抵抗を並行に接続するとAカーブをマイルドにするという感じで、抵抗値を小さくすると更にマイルドになる感じだと思います。

ダンカンタイプのトレブルブリード回路(日本ではスムーステーパー?)をシミュレーションしてみた

上の動画に出て来る値でDuncanタイプの回路を作ってみました。

加えてGeek IN BOXさんのコラム記事を参考にさせていだき、ダンカンタイプの各社スムーステーパーのコンデンサ&抵抗値をお借りしております。

結果はこんな感じです。

トレブルブリード回路によって、ボリュームを全開にした時の共振状態のままボリュームが下げることができるのが判りました。
ただ、個人的にはバイパスコンデンサ回路が無い方がボリュームで多彩な表現が出来ると思いますので、これが良いのか判りません(^^

次はStewMacで販売されているトレブルブリードのようですが、上のDuncanタイプよりコンデンサが小さくなっているようす。

やはりピークが少し高域によっていますが、Duncanよりこちらの方がよりナチュラルかもしれませんね。

次はFenderのトーンブリード回路です。

この定数は、コンデンサの容量がより小さくなり、抵抗値は200kΩと大きくなっています。

ここで先にやった抵抗だけのシミュレーションが役に立ちます。
抵抗値が大きい方がよりボリュームが効くようになるので結果、低音の音量がよりカットされていますね。
(一番下のブルーの曲線が左に接しているdb値がより小さいことで判ると思います)

次はヒューマンギアのトーンブリード回路ですが、コンデンサ値も抵抗値もDucan回路大きくなっています。

よって、絞った時のピークはよりミドル寄りになり、抵抗値も大きいことからその下の低域がより削られていますね。

これらのことからダンカンタイプのトレブルブリーダー/スムーステーパー回路は

  • ボリュームを絞った時に残るハイ成分は、コンデンサによって決まりシンプルタイプと同じ周波数となる。
  • 並行に接続された抵抗の値を下げるとマイルドな効きになる(その代わりちょっとボリュームのレスポンスが悪くなる)

なので皆様が自作される時は、まずハイパスコンデンサの値を決めて、抵抗値(実際は100KΩ~250KΩ)を決められると良いと思います。

キンマンタイプのトレブルブリード回路をシミュレーションしてみた

電気オタクのKinmanのこちらのページで解説されています。上の動画もソレです。

ハイパスコンデンサと抵抗て直列接続された、Kinmanタイプのトレブルブリーダー回路です。

シミュレーション結果はこんな感じ。

ダンカンタイプは高域にピークが残り、低域はフラットにカット(というか普通のボリューム)されていましたが、キンマンタイプは高域のピークが無くなり結果ローカットになるようですね。

おもしろいですね。

ハイパス/スムーステーパー/トレブルブリード回路まとめ

今回は、ボリュームを絞ってもハイ落ちを防ぐという、スムーステーパー回路を簡単にシミュレーションして見るつもりが、60年代Telecasterに行き着き、そのハイパスの複雑な動きを確認、そして、スムーステーパーというのは日本だけ(かもしれない)で海外ではトレブルブリード回路、しかもトレブルブリード回路は更に2種類あるということが判り、全部やってハマってしまいましたw

ということで一応まとめると、、、

  • ボリュームにバイパスコンデンサを付けるハイパスはクセが強いので使い方を注意
  • ダンカンタイプはマイルドでより実用的だけど抵抗値を下げるとボリュームのレスポンスが悪くなる
  • キンマンタイプはハイパスでは無くローカット的な動きになる

いかがでしょうか? たかがハイパス回路、されどハイパス回路は深いですね!(^^

すぐに終わらせるつもりがすっかりドツボにハマってしまいました(^^

p.s. 結局スムーステーパーって、、、

もう蛇足で更に長くなって申しわけないのですが、スムーステーパーってもしかしたら、ダンカンつながりでコレの名前を勘違いされちゃったのかも、、、、

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