今回は、SX-150 方式のリニア VCO での直線性補正について考えます。 基本は、通常のリセット方式で使われる「Franco の補償」を流用したものです。 まず、周波数が低い領域では、通常のリセット方式と同様の誤差の誤差量となることを、式の上で示します。 前述の誤差を表す式から、 と置いて、両方式での誤差部分を表す因子を抜き出すと、 通常のリセット方式 SX-150 方式 となります。 通常のリセット方式での式を でのテイラー展開による、べき級数で表すと、 の範囲で とな…

…14577 での測定値を例に取ります。 青い線で示したのが前回の計算式による結果で、コンパレータのディレイの効果は入っていません。 電流の大きい領域では良く合っていますが、中程度の電流の領域では、あまり合っていません。 このグラフでは、リセット電流は 1.3 mA に相当する値の設定ですが、実際の回路でのリセット電流は、コンパレータの から計算すると約 1.4 mA で、微妙に合っていない感じです。 次回は、SX-150 のリニア VCO の誤差の補正回路について検討します。

…に述べてあります。 SX-150 の方式では、リワインド式と同様に、一定電流を積分コンデンサに注入してリセットしているのですが、リワインド式とは違って、高域で誤差が生じます。 結論として、その量は、一般的なリセット方式での誤差より大きくなります。 まず、ここで使う記号を次のように定義します。 アンチログ回路の出力電流 = リニア VCO 部の入力電流 リセット期間に積分器に注入する電流 リセット期間の幅 リニア VCO 入力電流 だけを積分している期間の幅 リセット時間 であ…

…す。 オリジナルの SX-150 の VCO 回路の Vcc (+5 V) GND 積分器のマイナス入力 (IC2 の 2 番ピン) 積分器出力 (IC2 の 1 番ピン) ゲート信号 (Q1 のコレクタ) に接続するだけで、オリジナルの回路自体に手を加えることなしに、回路動作が置き換わるようにしてあります。 オリジナル回路のコンパレータのスレシホールド電圧、つまり、のこぎり波上端の電圧が約 3.5 V であるのに対し、この回路では約 3 V に選んであるので、もとの回路のコ…

SX-150 のリニア VCO 部分の回路図を下に示します。 OP アンプによる積分器と、OP アンプによるヒステリシス・コンパレータを組み合わせた、リセット型 VCO に分類されるタイプです。 しかし、リセットは、よくある FET やバイポーラ・トランジスタでコンデンサを「ショート」させて放電するタイプではなく、リワインド型のように入力電流とは逆方向の定電流を流して放電させるタイプです。 コンパレータのヒステリシスは、出力から正帰還を掛けることにより実現しており、そのスレシ…

私は SX-150 を持っていないので、実験用に SX-150 の VCO まわりの回路を基板に組みました。 実験が目的であり、音を聞いたり、演奏したりすることを意図していないので、EG や VCF は実装していません。 これを PX-150 (パクリ・エックスの意) と名付けました。 PX-150 基板の写真を下に示します。 基板の空きスペースには、測定用の回路や、 MIDI-CV コンバータなどを実装する予定でいます。 中央に３個並んでいるのは、OP アンプ２個が 8 ピ…

OP アンプ出力から抵抗を介して共通エミッタをドライブする形式のアンチログ回路では、Vbe に比べて OP アンプ出力を「大振幅」で動作させることにより、前に述べたような機能を持たせています。 正負両電源方式では、±10 V 電源の場合でも OP アンプ出力としては 8 V 程度の振幅を活用できます。 この回路形式を、そのまま 5 V 単一電源方式で実現すると、トータルの電源電圧が 1/4 〜 1/6 になるのに対応し、取りうる振幅が小さくなってしまいます。

Minimoog 前期型のアンチログ回路を下に示します。 前回示した一般的な回路では、抵抗を介して OP アンプ出力から共通エミッタ電流 (テイル電流) を供給していたのに対し、この回路では、トランジスタを使ってテイル電流の値をコントロールしています。

「エミッタ電流のセンス」の例として、Minimoog 前期型のアンチログ回路を取り上げます。 この回路は一般的な、エミッタを結合したペア・トランジスタによるアンチログ回路です。 この回路形式は、単電源動作でも十分実現できることを示します。 その前に、アンチログ回路の代表的な例として、Doepfer A-110 VCO の回路を下に示します。

これまでは、ベース電流補償のような回路的な要因による誤差を扱ってきましたが、ここでは、トランジスタ自体の持つ誤差の補償を考えてみたいと思います。 理想的な ΔVbe - Ic 特性を阻害する要因のひとつとして、「エミッタ直列抵抗」としてシミュレーションではモデル化されるものがあります。

これまでベース電流補償回路について述べてきましたが、そもそもベース電流が流れなければ、補償する必要はありません。 Q2 のベースをドライブする Q902 を NPN トランジスタではなく、Nチャネル MOSFET にすればゲート電流は流れません。 ただし、Q901 の の上に NMOS のスレシホールド電圧分が加わることになるので、抵抗で電流を設定する方式では性能が出ず、定電流方式にする必要があります。 Q902 を NMOS に変更し、ついでに PNP カレントミラーも P…

これまでの回路では、抵抗 R902 によって約 1 μA の参照電流を直接設定していました。 しかし、この方法ではアンチログ入力電圧によって電流の設定値が減少してしまう欠点があります。 単なる抵抗の代わりに定電流源を使用すれば、この問題は解決します。 ここでは、カレントミラーによる定電流源を使用し、カレントミラーの入力側にベース電流補償を施すことにします。 回路図を下に示します。

まず、「OP-07」方式の変形を下に示します。 これは、電流のコピーと 倍する順番を入れ替えたものです。

前回述べたように、ベース電流補償はリセット型 VCO の高域補償に振り替えて行うことができます。 これから述べるアンチログ回路内部でのベース電流補償は、温度特性が良好な方式では追加のトランジスタを２個以上必要とするので、実用的な価値は低いかも知れませんが、もっぱら、回路的な興味で取り上げます。 まず、Q902 のベース電流 に対する関係のおさらいです。

この回路は「ベース電流補償型カレントミラー回路」を基本とするものなので、Q2 のベース電流は Q902 のエミッタから供給されますが、Q902 自体のベース電流は R902 を通じて流れ、その分、Q901 のコレクタ電流が減ってしましいます。 この Q902 のベース電流を補償する回路について考えます。 具体的な回路については次回以降に触れることにして、この記事では、ベース電流による誤差の出方がリセット型 VCO の誤差の出方と同等であることを示し、リニア VCO 部での、い…

…では明らかに が減少しており、これは Q902 のベース電流の影響だと思われます。 つまり、10 オクターブの動作範囲を望むなら、アンチログ部でのベース電流補正か、あるいはリニア VCO 部での補正が必要になります。 これで、この回路の特性が大体分かったので、今後は測定回路を基板に組んで温度特性の測定や、トランジスタアレイを使った回路の測定、ベース電流補償回路の測定を進めるのと同時に、SX-150 相当の回路の製作も進めて、SX-150 改造方法の検討をしたいと思っています。

…か持っていないので、SX-150 用回路では 5 kΩ になっている R901 を、この回路では 1 kΩ の TEMPCO に変え、それに合わせて R5 の値も 75 kΩ から 15 kΩ に変更しています。 トランジスタの は Y ランクのものを使っています。 リードが 2.54 mm ピッチにフォーミングされてテーピングされた 2SC1815-Y の、隣り合った 2 個を Q901 と Q2 として、無選別で使っています。 テスタで測った は約 160 と約 180 …

ベース結合アンチログ回路の特性の測定結果から CV 電圧と Q2 のコレクタ電流 (の対数) との間の回帰直線を求めました。 このうち、 の小さい部分は測定誤差が大きく、また、 の大きい部分は Q902 のベース電流による誤差が大きいと考えられるので、電流の最小値から 3 個と、最大値から 5 個の測定値は回帰直線の計算から省きました。 結果のグラフを下に示します。

これまで「SX-150 用の温度補償回路」と呼んできましたが、もっとシンプルに「ベース結合アンチログ回路」と呼ぶことにします。 やっと、ベース結合アンチログ回路の特性を測定しました。 今日の記事では結果のグラフを示すだけとし、詳しい解析は次回以降の記事にまわします。 まず、測定は下のような回路で行いました。 この回路の説明も次回以降の記事で行います。 測定結果は下のグラフのようになりました。 横軸が CV 電圧 (OP アンプの出力、1 番ピン) で、縦軸が対数目盛りで表示し…

回路をブレッドボードに組んで、動作を確認してみました。 ただし、手持ちの TEMPCO (温度補償抵抗) は 1 kΩ のものしかないので、R901、R5 はそれぞれ 1 kΩ、15 kΩ に変更してあります。 詳しく測定はしなかったので、精度の面については分かりませんが、回路としての動作は、ほぼ期待通りでした。 Q901 と Q2 は特に熱結合はせず、独立させておいたので、Q2 を指でつまんで暖めると Q2 の は増加し、Q901 を指でつまんで暖めると Q2 の は減少す…

…。 公開されている SX-150 の (定数入り) 回路図では、NPN トランジスタは 2SC1815 を使っているように記されていますが、実際の回路ではチップトランジスタが使われており、型番は不明です。 そんなわけで、深い考えもなく、トランジスタのモデルは LTSpice に付属の 2N2222 を使用しています。 下の図がシミュレーションに使用した回路図です。 簡単のため、CV / 変調入力 の抵抗ミキサ部分は複数入力を「ミックス」せず、CV 入力を TEMPCO で分圧…

…録アナログシンセ 「SX-150」VCO 部の温度補償回路を考えてみました。 とは言っても、私は SX-150 は持っていないので、LTSpice でのシミュレーションと、 SX-150 類似の回路を組んでの実験をしてみようと思っています。 まずは、回路の説明とシミュレーションです。 下の図が温度補償回路です。 この回路では、アンチログ回路の温度補償に必要な２種の補償を次のような方法で実現しています。 ベース電流補償型カレントミラーによる逆方向飽和電流 () の温度依存性除去…