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2004/6/22

LFO #1-Low Frequency Oscilator

LFOとは日本語に直訳すると低周波発振器です。シンセサイザーにおけるLFOの主な役割はビブラート効果やトレモロなどのモジュレーションの元になるＣＶ（波形）やＳ／Ｈやシーケンサーの基準クロックを作り出すモジュールです。そのためモジュレーションソースなどとも呼ばれます。基本的には”ただの発振器”です。だとすれば、ＶＣＯでもいいのでは？といわれると、その通りです。ではＬＦＯとＶＣＯではどこが異なっているのでしょうか？
まず一般的なＬＦＯに最低限求められる事を挙げてみましょう。

数Hz以下の低周波まで発振する。
正弦波（もしくは三角波）の波形出力

といった所でしょうか。ビブラートなどの効果では可聴周波数以下の発振が必要になります。また、波形は滑らかな変化のものが都合がよいため正弦波や三角波がよく使われます。実際は、矩形波や鋸状波なども面白い効果が望めるため装備しているものも多く存在しています。以上を満たせばＶＣＯでも十分ＬＦＯの代わりは勤まります。（実際 Mini moog ではＶＣＯがモジュレーションソースになります）では、なぜＬＦＯが存在するかと言うと、まず考えられるのがコストの問題です。ＬＦＯではＣＶによる制御が絶対に必要とはいえないためＶＣＯの数分の一の部品で作ることができます。また、三角波を装備していないＶＣＯでは三角波変換回路が必要になります。
以上がＬＦＯとＶＣＯの違いですが、実際はＣＶによる周波数変調ができたり、可聴周波数まで発振したり、ＰＷＭなどが可能なものも存在するため”ＶＣＯ”との境界は不明瞭ではあります。

ＬＦＯを作る

実際にＬＦＯを製作してみましょう。
このＬＦＯの方針は

できるだけシンプルな回路にする。
幅広い周波数で発振する。
三角波と方形波を出力する。

です。回路の動作原理はＯＰアンプの教科書によくある”発振器”です。Ｃ１が基準のコンデンサでＩＣ1の出力によりＲ４、Ｒ３を通して充放電されます。ＩＣ２はバッファで、ＩＣ１はヒステリシス付のコンパレータになっていてＣ１の電圧がある点(＋－の電源電圧の半分程度）を超えると出力が反転し充電モードから放電モード（放電モードから充電モード）に移行します。これをひたすら繰り返すという簡単なものです。(この辺りの動作はＶＣＯのページを参照してください）
方形波の出力はコンデンサの充放電用の電圧を引っ張ってきただけなので電源電圧付近まで振れますから適当に分圧などしてレベルは合わせてください。
この回路では数Hzから数KHｚ程度まで発振します。さらに低い周波数にするにはコンデンサの容量を増やしてください。
理想的にはフィルムコンデンサとＦＥＴ入力のＯＰアンプを使用するべきですが、ＬＦＯでは周波数の安定性はそれほど厳密なものではないのでケミコンなどでも問題ないです。

2004/6 補足

当時のページをほぼそのまま変換しただけです。内容は怪しい部分があるかもしれません。
この発振器は原理上きれいな三角波が出ません。ただ、このタイプのLFOを積んでる機種も存在しました。独特のモジュレーション具合になります。
±電源で動かす場合、コンデンサは無極性じゃないと駄目です。もしくは、片足をGNDではなく電源につながないと…

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