アナログ回路 作成時の注意点

質問

ユニバーサル基板を使い、簡単な回路 （ DC9V 楽器用 ） を作成したいのですが
注意点を質問させて頂きます。

大規模な回路は別にして、エッチング基板は効率よく生産性を上げる為だけで
部品どうし、或いは太い線材で配線した方が良いのでしょうか。
ICやトランジスタ、コンデンサー、ダイオードなどの部品を線材を使わず
なるべく直接接続させた方が特性が良い、ノイズにも有利、という記述を
読みました。
ボリューム抵抗や電源コネクターなどはリード線で繋ぎますが配線をクロス
させたり平行に組むとノイズが乗るという話も聞きます。

エッチング基板を自分で作り、アナログ回路を作成されている方がいますが
スペース効率の問題なのかノイズ対策の為なのかが判りません。
全く同じ回路、部品の配置も同じでユニバーサル基板とエッチング基板を
作ったとしたら違いが出るものなのでしょうか？

またDC9VのACアダプターを購入してテスターで測ったところDC13Vもあったのですがこれは普通の事なのでしょうか。

ゲルマニウムトランジスタ、ダイオードを多用するとラジオの電波を受信してしまうのでしょうか？

ノイズ対策用にアルミケースを使用しますが、そのケースにアース （ GND？ ）を配線するとシールド効果が上がるのでしょうか？

わかりずらい文章で申し訳ないのですが、このかけだし初心者男に良きアドバイスをお願いします。

回答No.6

PASOKICHI3 · ベストアンサー

解決したそうで良かったですね。

トランスを使っていたのですね。それなら、ハムの誘導ノイズについての話もできたのですが、回路基板のこと
ばかりになってしまってすみませんでした。
でも、初めの質問時にもう少し制作機器全体の構成や困っている内容（ノイズの種類や状況）を記しておいたら、
あるいはもっと早く適切な助言が得られたのではないかと思います。
今後も、質問の際にはできるだけ多くの情報を書くようにしてくださいね。

これからも色々チェレンジしていってください。経験で得た知識が一番ですから。

お礼

何度もアドバイスありがとうございます。
変な事を書いてすいません。
回路に興味を持った、きっかけを書いたのですが、実際はエレキギター用のエフェクター製作時の疑問
（ ユニバーサル基板なのかエッチング基板か、線材の選定、配線のコツ、ノウハウ ）を質問したのです。
ですから其方のアドバイスは非常に、ためになります。

回答No.5

PASOKICHI3

「訊くは一時の恥」と云います。もちろん、何度も同じ事を訊くのはまずいでしょうが、何でも初めから「本を読め」というのは
私は賛成できませんね。
話が逸れました。

「入力グランドで囲むようにシールドする」というのは、
・入力端は、それ以降のゲインが普通かなり高くなりますので、ちょっとしたノイズ（特にハムノイズ）にも敏感になります。
　ですから、ハムを拾わないようにシールドした方がいいのです。
　この場合、ハムノイズは50Hz、100Hzの電界としてそこら辺にうようよ存在してますから、これができるだけ入力に入らない
　ようにする必要があります。
・この時、グランドは初段のトランジスタ（オペアンプなどでも同じ）の入力グランドでシールドしないといけません。
　つまり、「同電位」にしなければいけません。
　もし、最終段付近のグランドを引っ張ってきてそれでシールドしたりすると、グランド電位が違いますから（そこには、色々な
　大きな電流が流れていて、その周りの電界はとても入力部とはかけ離れた”汚い”ものになっています）、却ってハムを呼び込ん
　だり、発振したりします。
・計画されている回路構成が判りませんが、入力がエミッタ接地のトランジスタだと仮定すると、実際のやり方は以下のようになり
　ます。
　・入力信号は、Tr（トランジスタ）のベースとエミッタ間（普通エミッタ－グランド間に抵抗が入ります。ここではそのグランド
　　を指します）に入ります。
　・そこでまずは入力ジャックを基板に付けたら、Trをその近くに配置します。そしてそのグランドとジャックを錫メッキ線で半田
　　付けしますが、一方入力のホットラインは恐らく間にC,Rなどが経由してTrのベースにやはり錫メッキ線で最短コースを取って
　　半田付けします。
　・さて、ここでこのグランドを強化します。
　　そのホットラインの周りに錫メッキ線を何本か取り囲むように平行して半田付けします。このとき、決してクローズしないよう
　　どこかで切っておくことが大事です。
　　グランド部分は、そうですね大きさが許されれば、5mm幅位は欲しいですね。
　・そしたら、何本かのグランド線の間を半田で埋めます。
　・ホットラインも同様に錫メッキ線を使います。なぜなら、ワイヤだと三次元に広がってハムを拾いやすいですから。
　　そしてC,Rなどもその間に回路図の順序通りに直接付けていきます。「傍には付かないから」とあっちこっちの場所に浮気しては
　　ワイヤでつなげばいいや、というのもってのほかです。
・ざっとこんな具合ですがお解りいただけますか？
　それから、もしお使いの基板が片面基板（穴なし）でしたら、入力部分だけでもブリキ板などを裏から直接貼り付けて、これに
　上記入力グランドをつないで全体をシールドするのが、かなり効果的です。

HPに描かれている電源ラインのCRフィルタですが、前回私が云ったパスコンというのはこれと同じ意味で、敢えて言うならC2に相当
します。
C1は通常ACアダプタ内に入っていますから、どうしてもラインハムが気になるなら、R1、C2を付けるのも効果的でしょう。
但し、R1ｘC2の数値（「時定数」といいます）をあまり大きくすると、電源ONの立ち上がりが気になるほど遅くなったり、場合に
よっては立ち上がり時に「ボコッ」というようなノイズが発生するすかもしれません。
例にあった、100Ωと1000μだと（KΩｘμFで単位はmSec）、0.1x1000で100mS（0.1秒）になりますがまあこのあたりが限度かなと
思います。ケースバイケースですから色々やってみるといいでしょう。
また、このときのRは大きな値にすると電圧降下で回路に加わる電圧が低くなるので注意しましょう。
ワッテージはHPでは1/2Wとありましたが、回路電流によって違いますから、できれば全て作った後で回路電流をテスターなどで測定
して計算しておくと安心です。計算は、電流測定値がI、抵抗値がRなら、P=IxRxR（単位はアンペア、オーム）で単位はワット（w）
になります。この時、使用抵抗はこの値より40%位大きな値をカバーする定格のものを使用してください。
抵抗の定格は、通常、1/4W、1/2W、１W、2W、となっています。

お礼

アドバイスありがとうございます。
私はサンプラーという音楽機材を使用していますが、ノイズに悩まされていました。
アメリカ製だから仕方が無いと諦めていましたが、余りにもジージーうるさいので分解してみました。トランスがらのノイズ （ 誘導ハム？ ） なのかと思い
トランスの取り付け角度を変えると、あっけなくノイズが無くなってしまいました。電子回路に興味を持ったのはそれからです。
話がそれましたが、私のような右も左も判らないような初心者に判りやすく、何故この回路にするのか等、また、質問のHP回路の解説、フォローもしていただき
ありがとうございます。
実際に回路を組み経験して精進していきたいと思います。

回答No.4

tnt

はじめにエッチング基板ですが、ユニバーサル基板と比べてのメリットは
１）再現性が良くなる－－－誰が作っても同じ配線になるため
２）ミスが減る－－－－－配線ミスが激減します
３）信頼性が増す－－－－ユニバーサル基板の銅箔ははがれやすい
というところでしょう。

ここで再現性が良くなるというのが重要な点で
ノイズに対する性能もある程度再現されます。

逆にデメリットは
１）ある程度以上の小型化が困難
２）配線が長くなってしまう事がある
３）基板上配線はシールドされない
というところでしょう。

もっとも、チップ部品と両面基板を使うとものすごく小さくなって
ノイズの影響も少ない回路ができあがります。

さて、作られるのは何でしょう？
ＬＭ-386を使ったアンプとか、遅延素子を使ったエコーマシンでしょうか？
こういったものであればどちらで作っても大差は出ないと思います。

配線についても同様で、確かにノイズが移る事はありますが、
実際は他の要因が多いので、そこまで気にしなくて大丈夫です。
それと、クロスするよりも並行した時の方がノイズ的には不利です。

それよりも、入力部のノイズ保護が大事ですね。
シールド線を使って、入力と入力のアースの両方を
きちんと基板のアースポイントまで配線してください。
また、雑誌発表の回路の多くはノイズ対策部品が抜けています。
普通のオーディオ回路であれば、
入力に並列に１００pFを入れて下さい.

また、電源系にも気を使って下さい。
ＡＣアダプタの出力はそのままだとリップルの塊ですから
安定化していると思いますが、
ここのアースと回路のアースはいっしょにしてはダメで
分離して、電源出力部の１点でのみ接続します。

他の配線も、対となるもの同士をよくよじって配線してください。
これは結構効きます。

最後にケースですが、これは必ず回路アースと接続して下さい。
こうするとケースと回路が同電位となり、安定します。

また、入力部をアースで囲むのは「ガード」と呼ばれる手法です。
こうすることで、基板上の他の配線から入力部への漏洩電流を
防ぐのですが、
ハイインピーダンスのセンサー入力のような物でなければ
ガードまでは必要無いと思います。
このガード、アースではなくバッファ出力に接続したり、
まあ、いろいろとアナログ的なノウハウのある手法なのですが
インピーダンスがＫΩの世界であれば気にしなくて大丈夫でしょう。

お礼

御返答ありがとうございます。
製作するものは、エレキギター用のエフェクターです。 （ ファズ、オーバードライブ、フェ－ザー、コンプレッサーなど
出来るならばゲルマニウムトランジスタを使ったもの ）
20年程前にエフェクターキットを組んだのですが、エッチング基板の部品取り付け穴がガバガバでした。
そこに無理矢理、部品をハンダ付けしましがノイズがひどく使い物になりませんでした。
高周波を扱う無線機に比べれば簡単だそうですが、私のような経験の浅い者が自分の思いどうりの物を作れるか心配でした。
手探り状態での作業では完成させられないと思い、この質問をしたのですが
いろいろな事を教えて頂いてありがとうございます。

回答No.3

PASOKICHI3

言い忘れました！
ユニバーサル基板でワイヤで配線する場合でも、グランドと電源プラスのラインは面積を大きくしましょう。
もっこり配線でなく、例えば錫メッキ線などを何本か平行に這わせて、半田で埋めるなどというやり方をよくします。

補足でした。

回答No.2

PASOKICHI3

まず、基板はプリント配線基板（エッチング基板）の方が特にノイズの点でいいですね。
ノイズを考えるとき、とりわけ「ハム」というAC100Vの家庭用電源の影響が最も大きくなるでしょう。関東なら50Hz、またはその倍の100Hzの「ブーン」という音が入ることです。
これを防ぐために、回路の入力周りは極力面積を小さく、周りを入力グランドで囲むという方法がよく使われますが、これはプリント板でないと、却って大変です。
プリント基板を使わないのなら、こういう点から、太いワイヤを使って「もっこり」した配線にすると色々問題が出るので、細い線でスッキリ配線しましょう。
１トランジスタ回路とか簡単な回路は別にして、同じグレードものを作るならユニバーサル基板だとかなり大変でしょうね。アナログの場合、制約が多いですから。

配線の要領、注意点は以下のようなことが挙げられます。
１）入力は短く、面積を小さく。更にできれば入力グランドで囲むようにシールドすることを心がける。
２）入力と出力は近づけない。配線を交差させるなどもってのほか。ゲインが高いと発振してしまいます。
　　各段の入出力だけでなく、特に注意したいのは最前段入力と最終段出力の結合が起きないよう配置や配線に十分注意する。
３）ケースグランドへの2点アースはしない。2点アースとは2カ所で接地（接続）するということで、これをやるとループができてしまう為、ハムノイズを発生したり、AMラジオ
　　などの妨害を受けたりします。
４）グランドやプラス電源ラインなどの配線が「ループ」にならないようにする。３）と同じことですが。
５）電源ラインはプラスもマイナス（グランド）も交流的には同じグランドであると認識しましょう。
　　たとえば、前段のプラス電源と同じポイントから後段のプラス電源を取って、グランドはそれぞれ別のポイントにつなぐというようなことはしてはいけません。
　　プラスとマイナスはいつも一緒です。
６）配線は入力から出力へ流れるように行う（配置する）。特に電源ラインは往々にしてめちゃくちゃになるので十分注意しましょう。
　　電源電流は電源を出てプラスラインを通り、トランジスタなどの回路を経てグランドライン（マイナス）に流れ、また電源に戻ります。この流れを意識して各段の流れが前後
　　したりしないように考えることが重要です。
７）ＶＲなど外のパーツにつなぐ場合は、必ずシールドワイヤを使用しましょう。
　　このとき、シールド線は、ＶＲにつなぐ信号ラインの部分に相当するグランドに１点で接続します。ＶＲ側は浮かしておきます。もし、ＶＲ側のシールドをＶＲを取り付けた
　　ケースにもつないでしますと、グランドがループになりハムなどの不具合の原因になります。
８）電源のプラスマイナスの間には、適宜「パスコン」を入れておいた方がいいでしょう。
　　デジタル回路や高周波アナログ回路ではまた別の要素もありますが、低周波アナログ回路の場合は1μF～47μF位の電解コンデンサを接続します。くれぐれも、同じポイント
　　のプラスラインとマイナスラインですよ。決して前段と後段のプラス、マイナスのポイントが違わないようにしましょう。
　　但し、これは電源ラインのインピーダンス（内部抵抗みたいなもの）を下げて発振などしないように安定化するる為ですが、これによって交流的なループができて却ってハム
　　が出たりすることもあります。この場合は外して構いません。電源ラインが長くなければ、通常は電源の大元、電源入力コネクタ端子近くに付ければ十分でしょう。

ACアダプタの出力電圧について
「DC9VのACアダプタ」というのは、規定の定格負荷電流を流した時の出力端子電圧を表します。ですから、何もつながない「無負荷」状態では出力端電圧は高くなります。
普通のACアダプタは、いわゆる安定化していませんので常に一定の電圧が出るということにはなりません。負荷電流を流せば流すだけ電圧は落ちていきます。
つまり、電源の内部抵抗が結構あるのです（「電源インピーダンス」が高い。よって、パスコンは入れた方がよい）。
普通のトランジスタ回路なら電源電圧が少しくらい変わっても動作には支障は出ませんが、各部品の最大定格電圧には注意が必要です。今の場合、電解コンデンサなら16V耐圧で
問題ないでしょう。

ゲルマニュームトランジスタやダイオードを使ったからと言って、ラジオを受信するというようなことはありません。全く無関係です。

ラジオが入るということは検波されていることですから、どこか非直線な部分があるとか発振気味であるとかすると入り易くなります。アンプ部分がサチッているとかがあると
入る可能性が高くなります。

アルミケースの使用は結構ですが、グランドは一箇所でつなぎましょう　<上記２）参照>。
どのポイントのグランドがいいかはケースバイケースですので試行錯誤で決めます、通常は入力グランドか電源または最終出力段グランドにつなぎます。

以上、ですが判りにくかったでしょうか。また、何かありましたら補足質問してみてください。

補足

アドバイスありがとうございます。
昔のオーディオ雑誌の記事に 「 判らないからって何でもかんでも質問するな、それくらい自分で調べて考えろ 」 という連載記事を読んでいたものですから
あまりクドクド質問するのは気が引けるのですが、少し質問させて下さい。
入力グランドで囲むようにシールドするという概念が判りません。
あと　http://fuzzhouse.tripod.co.jp/t_line.htm　の内容を実行しようと
思っているのですが、これもやった方が良いでしょうか。
宜しくお願いします。

回答No.1

noname#21649

>かけだし初心者男
ということで．ほとんど製造技術を持たない方の場合を想定します。

＞違いが出るものなのでしょうか？
ある程度．基板を作っている方でないと．この違いが出せません。オシロを手元に持ちどうとくせいが測定（どこが悪いか見当がつく）できる程度以上の技術を持っている方に限ると言う意味です。

＞DC9VのACアダプターを購入してテスターで測ったところDC13Vもあったのですが
リップル除去回路（平滑回路）の中に．テスター程度の電流が少ない場合に．出力電圧が上昇する回路を使っている場合があります。

＞ゲルマニウムトランジスタ、ダイオードを多用すると
今．ゲルＤ．ゲルトラなんてほとんど販売されていません。現物を見たことがない型もいらっしゃいます。ゲルトラの使用は考えないでしょう。

＞ラジオの電波を受信してしまう
回路次第です。（簡単な回路としか記載なく．どのような帯域を持っていめのかなどの情報がない為）

＞ド効果が上がるのでしょうか？
シールト回路次第です。なお．シールト回路は．ばんだづけ等の実装技術がものゆう世界です。実装技術があれば．シールト効果は改善します。

多分．ご指摘のような問題を解決するだけの技術を持っていないと思われますので．特に気にせずに．組み立ててみてください。いろいろ試してみると．雰囲気がつかめてくるでしょう。

なお．私は真空管世代です。

お礼

御返答ありがとうございます。
回路図を眺めているだけでなく実際に組み立ててみればノウハウは後から付いてくるものだとは思いますが
初心者の事ですので何をするか判らない （ せっかく購入した部品を吹き飛ばしたり ） ので悩んでいました。
回答を読んで納得しました。