ノイズジェネレータ NOS02の試作

作った結果があまり良くないので今回は製作ではなく、試作としています。

以前、キックマシンKIK01を製作したときにノイズジェネレータNOS01を製作し利用しています。普通のシンセでもノイズ音源は必要なので、Eurorack仕様で試作しました。

回路図

「A」の部分がノイズを生成するコアの部分です。2SC1815のような足の並びがECBのものとBC547のようなCBEのものが試せるようにトランジスタのパターンを2種用意しています。

コア部は出力電圧が低いので後段のOPアンプで増幅します。コア部で発生するノイズはホワイトノイズなので、J2以降のフィルタを通してピンクノイズやブルーノイズを生成します。厳密なピンクノイズやブルーノイズは減衰が-3dB/Octですが、一次RCフィルタの減衰は-6dB/Octの傾きを持っており、RCフィルタで-3dB/Octの傾きを実現するのはなかなか難しい話です。

ピンクノイズ用のフィルタはAnalog 2.0を参考にしました。ブラウニアンは1次LPF、ブルー1は1次HPF、ブルー2はさらに1次HPFを重ねています。

ホワイトノイズ発生コア部

コア部のみ実装して出力を観測しました。

J2(コア部の出力)の波形

J2の出力が±5Vpp程度になるようにRV1を調節しています。

J2のスペクトラム

OPアンプで100倍以上増幅しているためハイ落ちしています。また100Hz付近のピークは商用電源由来のハムノイズだと思います。

J2 FFT

横軸をリニアにして低域を見ると60Hz、120Hz、180MHzにピークがあります。しかも結構でかい。

U2の3Pin

ノイズを生成するトランジスタの素の出力です。測定値を見ると30mVpp程度です。

U2の1Pin

1段目のアンプの出力です。0.7Vpp程度になっています。

フィルター部

Brownian: 1次LPF

Pink: 1次LPFにゼロを追加

White: コア部の出力

Blue1: 1次HPF

Blue2: 2次HPF

として、ノイズの帯域を制限します。Analog Discovery 2のNetwork機能を使って周波数特性を測定しました。

Blownian

Pink

Blue1

Blue2

結合

J2をショートしコア部の出力をフィルターに通した波形を観測しました。

Blownian

Pink

BrownianとPinkにははっきりとハムノイズの波形が視認できます。

White

Blue1

Blue2

試聴

ERK01に組み込んで音出ししてみました。

特にPinkやBrownianで「ブーン」とハムノイズが乗っているのが聴き取れます。また、単体で鳴らしてもVCOの音が混入するようです。電源からの混入でしょうか。1000倍以上増幅しているので仕方がないのかも知れません。

またフィルターの色ごとの音量(エネルギー)がバラバラで同じ程度になるように調整する必要があります。今回は増幅率を決める抵抗をピンソケットを介して実装しているので結果をもとに変更するつもりです。

ベースコレクタ逆電圧の回路がちょっとおかしい可能性があります。Spiceでシミュレートできないので実験するしかないのですが。VCOとMIXすればほとんど気にならないのでひとまずこのまま活用します。

ホワイトノイズの生成は、ツェナーダイオードを使った方法(これもPN接合の降伏時に発生するノイズ)やロジックICを使った方法もあるので、いずれ試してみたいと思います。