第1回:音が歪むとはどういうことか(理論編)

電子工作

連載:歪み実験室 ― アナログ回路で真空管サウンドの正体に迫る


はじめに

アンプのボリュームをぐっと上げたとき、あの「ジャリッ」とした音が出ますよね。

歪んだギターの音です。

エフェクターを使えばもっと手軽に、もっと極端に、あの音を作ることができます。でも「なんで歪むの?」って聞かれると、意外と答えられない人も多いんじゃないでしょうか。

この連載では、歪みの原理をゼロから理解しながら、自分の手でアナログ回路を作っていきます。最終的にはSRV、クラプトン、ペイジが出していたような「真空管アンプをフルドライブさせた音」に、アナログ回路だけで迫っていくのが目標です。

第1回は難しい話は抜きにして、「音が歪む」という現象を視覚的に理解するところから始めましょう。


そもそも音って何?

音は空気の振動です。ギターの弦が揺れると、その振動が空気を伝わって耳に届きます。

これをピックアップが電気信号に変換したものが「音の波形」です。きれいな音(クリーントーン)は、下の図のようになだらかな山と谷を繰り返す波になっています。

横軸が時間、縦軸が電圧(信号の強さ)です。この波が規則正しく繰り返されることで、音として認識されます。

ポイント クリーントーンの波形 = なめらかな正弦波


歪みの正体は「波形のカット」

歪みとは、この波形の山と谷が「ある限界を超えたところで切り取られる」現象です。

アンプに大きすぎる信号が入ったとき、回路が処理できる限界を超えて、波形の頂点が潰れます。これをクリッピングと呼びます。

クリッピングには大きく2種類あります。

ハードクリッピング

波形の頂点がバッサリと平らに切り取られます。切り口が鋭くなるほど、鋭くエッジの立った攻撃的な歪みになります。BOSSのDS-1やRAT系のディストーションに多い音です。

ソフトクリッピング

波形の頂点がなだらかに丸められます。切り口がなめらかなほど、温かみのある粘り気のある歪みになります。Tube Screamer系のオーバードライブに多い音で、真空管アンプの歪みにも近い特性です。

この2種類の違いが、この連載を通じてずっと重要なテーマになってきます。


なぜカットされると音が変わるのか

少し踏み込んで考えてみましょう。

クリーントーンはなめらかな正弦波でできています。これは「基音」と呼ばれる、その音の基本となる周波数だけで構成されている状態です。

ところが波形がカットされると、その「歪んだ形」を再現するために、基音以外の周波数成分が生まれます。これを倍音と呼びます。

倍音が増えることで、音に「厚み」「太さ」「存在感」が生まれます。これが「歪むと音が太く聞こえる」理由です。

ポイント 歪み = 倍音が増える = 音が太く、存在感が出る

この倍音の話は次回(第2回)でもっと詳しく掘り下げます。真空管アンプが独特の温かさを持つ理由も、ここに秘密があります。


ハードとソフト、耳でどう違う?

文章で説明するより、実際に聴いてみるのが一番早いです。

手元にエフェクターがある方は試してみてください。

ハードクリッピングに近い音を出すには ディストーション系ペダルのGainをMAXにして、ピッキングを強く弾いてみます。鋭くザクザクした音になるはずです。

ソフトクリッピングに近い音を出すには オーバードライブ系ペダルのDriveを中程度にして、弾き方の強弱をつけてみます。強く弾くと歪み、弱く弾くとクリーンに近くなる。この「弾き方への反応」がソフトクリッピングの特徴です。

エフェクターがなくても、アンプのボリュームを少しずつ上げていくと、最初はクリーン、だんだんソフトクリッピング的な音になっていくのが確認できます。


まとめ

今回のポイントを整理します。

  • 歪みの正体 = クリッピング(波形の頂点がカットされる現象)
  • ハードクリッピング = 頂点がバッサリ切れる → 鋭く攻撃的な歪み
  • ソフトクリッピング = 頂点がなだらかに丸まる → 温かく粘り気のある歪み
  • 歪むと倍音が増える → 音が太く、存在感が出る

この4つが、この連載のすべての基礎になります。


次回予告

「歪むと音が太くなる」にはもっと深い理由があります。次回は倍音の話をします。

真空管アンプが独特の温かさを持つ理由、そしてなぜソフトクリッピングが真空管っぽく聞こえるのか。その答えが第2回で見えてきます。


この連載について

  • 対象読者:ギタリストで、回路や電子工作に興味がある方。難しい数学は使いません
  • 必要なもの:最初はブレッドボードと数百円の部品だけでOKです
  • 連載の最終目標:アナログ回路だけで、真空管アンプフルドライブサウンドに迫ること


Tech Art Workshop|歪み実験室 第1回

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