音乐到耳朵：踏板效果设计
文章：标记Stansberry
音乐家赞美用特定类型的组件或具有特定电路设计创建的踏板效应电路，因为它们的声音如何变化。这是一个设计例子。
在市场上有数千个不同的踏板设备和市场的变种。一些最受欢迎的效果包括失真模糊过驱动WAH延迟法兰格促进相位和颤音。还有数百种不同的方法来创建踏板电路。音乐家们经常喜欢用特定类型的组件或特定电路设计产生的踏板效应电路;这是因为声音的细节通常取决于特定的电路设计和所使用的组件类型。
畸变踏板效应电路相对简单地构建。可以使用基本的单晶电阻放大器。然而，与一个放大器的设计不同，其中目标是产生几乎没有失真的输入波形的精确副本，踏板失真电路的设计目标是添加正确的失真量。有几种方法可以做到这一点。最常见的是改变放大器的偏置点。在JFET放大器设计下方，偏置电阻器和源极和漏极电阻器可以改变以引入不同的失真级别。另一种常见方法是过驱动放大器。再一种方式是调制电压供应。
在遵循遵循公共源放大器配置的电路中。它被设计为尽可能少的变形。特别是偏置点和足够低的输入电压电平来避免剪切。选择JFET，因为它的所有离散晶体管器件都模仿了现在古古真空管的操作。
图1：基于LSK489 JFET的公共源漏放大器是失真踏板电路的一个基础。
要使用LTSPICE捕获音频，如图1所示，使用Wave语句作为Spice指令：
.wave“前置放大器_common_source_jfet_lsk489”16 1610 v（out1）
该语句指定音频输出波文件，即音频输出将存储在前置放大器_common_source_jfet_lsk489.wav中。该命令还指定每秒采样率的16位分辨率采样16000采样和要记录的节点（放大器的输出节点）。LTSPICE允许每秒达到40亿个样本的采样率，而不是您需要高质量的音频和视频录制的方式！
使用300 Hertz 0.5VPP输入信号，公共源放大器输出300 Hz信号（4.5 VPP），与输入相阶段为180度（图2）。如果您不希望相移，则必须包含另一个公共源放大器（LSK489包含两个每个包装的JFET），以介绍另一个180度相位移位或使用公共排水管或门配置。
图2：JFET放大器的输出（OUT1）显示出很小的失真。
为了引入一些过驱动失真，输入信号增加到3伏峰到峰。下面给出了所得输出波形。可以看出，它在顶部（2）是不对称的。
图3：将3V峰值输入信号应用于JFET放大器导致显着的输出失真。在这种情况下，输出波形的顶部被剪切，基线电压约为3V。
LTSPICE的快速傅立叶变换（FFT）仿真功能为设计人员提供了一种方法来确定从电路产生的谐波的大小。这允许设计人员了解硬件原型之前生成的声音效果。下面（图4）示出了300 Hz输出波形的快速傅里叶变换。FFT表示第一个谐波约为3 dB。快速傅立叶变换也表示在600Hz和900Hz处产生的谐波很大（在0 dB至7 dB范围内）。还存在互调失真（不是第1次谐波300Hz的倍数的谐波）。但对于大多数部分，它们低于80 dB，并且不听话。低间调失真可以归因于LSK489的非常低的有效输入电容。
当扭曲和非扭曲的波形被收听并比较微软的媒体播放器时，您可以辨别差异。削减减少了低音并增加了音调（归因于第2和第3次谐波的更高水平）。
图4：过驱动JFET放大器会产生与第1次谐波竞争的第二和第三次谐波。