我遇到了一个名为“Tube Sound Overdrive”的吉他踏板电路。示意图如下所示。它看起来像一个典型的具有可调偏置 (RV1) 的共射极晶体管电路，除了有两个晶体管，NPN 和 PNP 并联，通常只有一个。
我尝试移除一个或其他晶体管以获得更“教科书”的共发射极电路。它仍然可以删除一个，但声音确实会发生变化，所以有两个而不是一个肯定会有所作为。我只是不确定是什么。
关于为什么在这种安排中有两个晶体管以及对信号有什么影响的任何智慧之言？
为什么 NPN 和 PNP 在这个失真踏板电路中并联？
电器工程
晶体管
npn
即插即用
失真
吉他踏板
2022-01-23 13:01:00
3个回答
因为两个晶体管一直都被偏置到它们的线性区域，所以这个电路不是一个“硬”限幅器，例如两个反向并联二极管、一个进入饱和或截止状态的晶体管、一个过驱动的运算放大器等。这个电路有一个更软的剪辑动作，更像是压缩而不是剪辑。这大大减少了生成波形中的奇次谐波，使其具有更“管”的声音。由此得名。
出于好奇，我使用 LTspice XVII 模拟了这个电路。对偏置电压（我选择 4.5 V，电位器的一半）和 1 kHz 的 100 mV 输入信号使用一些估计值，我看到以下（蓝色）输出：
- 绿色：VSIG；100 mV，1 kHz 正弦波。
- 蓝色：VOUT；输出波形。
原理图是您的副本，带有适当的恩智浦晶体管模型。零件参考代号已更改。
我发现有趣的是，该设计没有削波（如平顶），但确实在基波中引入了一些更高频率的分量——这可能不适用于所有偏置/输入电压和频率。
使用 LTspice 中的 FFT 函数，可以清楚地看到谐波 -注意- 由于某种原因，输入和输出颜色会切换（在 FFT 中，绿色是输出，蓝色是输入）。
- 蓝色：VSIG；100 mV，1 kHz 正弦波。
- 绿色：VOUT；输出波形。（时域波形的反转）
您可以在此处找到 LTspice 文件：tube_sound_overdrive.asc（使用下载，并另存为 .asc 文件）。这将允许您玩弄模拟。
编辑：将 C3 的仿真结果、原理图和 ASC 文件固定为 4.7n（原为 4.7u）。
EDIT2：基于更多的思考稍微改变了分析，包括输入和输出波形的 FFT，显示电路之前（蓝色）和之后（绿色）的频谱内容。
假设来自仪器的正弦波......
- NPN晶体管允许电流在符号波上半部分的峰值附近流动（峰值拉高NPN基极以减慢电流流过它。PNP将关闭）
- 当信号接近波形的最小值时，PNP 晶体管允许“更多”电流流动。
- 有一个“低电流”区域，当信号不接近峰值时，“小”电流流过任一晶体管。
事实上，电流脉冲通过每个波形的峰值和谷值会为每个波形产生两个负尖峰 - 本质上是一个倍频器。对于每个完整波长，波形看起来像两个冰柱。