走进科学之了解大佬不为人知的一面：Linux祖师爷Linus Torvalds做的一个电子设计吉他效果器

eric2013

https://github.com/torvalds/GuitarPedal

走进科学之了解大佬不为人知的一面

最后大佬说：若你具备专业知识，查看原理图后认为“Linus 明显力不从心，这很愚蠢”（无论元件选择或整体电路），请务必告知。尤其无需顾虑指出我不称职或做傻事——我深知自己能力不足，渴望听到批评

大佬用词太严谨，太谦虚了

背景
这是一个个人兴趣项目，经历了多个阶段，但共同点在于：除了“Linus 想学习电子学随机知识”这个极其小众的领域外，它完全没有任何意义。

请记住：对其他人来说，这些内容几乎毫无价值。不要期待能获得什么卓越实用的吉他效果器体验。

我称之为“成年人的乐高”爱好，因为这一切始于我想拓展传统圣诞活动（即接收并搭建实体乐高套装——这是我从小到大的习惯）时尝试的新事物。

2024 年圣诞节，我得到了一把新焊枪，并随机开始制作吉他效果器套件。随后一两个月里，我至少组装了两打套件，最后只能到处找人送——因为我自己根本用不上。

注：在我组装的所有套件中，最享受的是 Aion FX 的产品。如果你想要传统模拟吉他效果器套件，我强烈推荐它们。文档、客服、元件和外壳都是一流水准。详见 "Aion FX"。

在组装大量传统模拟效果器套件后，我决定真正理解它们的原理，因为我对模拟电路几乎一无所知。虽然我一生中接触过少量电子学，但几乎都与计算机相关——不是数字逻辑就是电源设计。

同时，我想尝试一种不同的焊接体验，减少对通孔元件引脚的剪切。其实我喜欢焊接 SMT 元件，但效果器套件通常不涉及这方面。

几年前我曾用 KiCad 做过少量 PCB 设计，于是决定开始深入学习模拟电路。后来这个项目便逐渐发展起来。

电气设计
这是我的吉他效果器设计之旅的“第四代”，由于学习目标已进化，因此新建了代码库。

最初关注模拟电路（和电源轨：这一直是重点）的过程中，我意识到自己真正想做的是混合信号设计：理解电路原理是一回事，完全复刻 70 年代模拟设计（当你不关心音质时）则是另一回事。

在模拟信号方面，我从运放起步，但为了理解原理转而采用“仅分立元件”模式，本项目延续了这一趋势（当然数字部分除外）。

注：我所谓的“分立元件”包含优化封装件（如双二极管或匹配晶体管），但不含运放等复杂电路（或 555 定时器、D 触发器等经典逻辑 IC）。

由于我通常不聆听最终效果，而是用信号发生器和示波器观察，因此逐渐对电源噪声深恶痛绝。

因缺乏经验，我的许多电路噪声显著，将电源噪声耦合到了信号链中——即使在听感上不明显，示波器上也清晰可见。就连运放设计（其本身具有高 PSRR 不会引入电源噪声）中，我的偏置电路也常存在问题，导致运放同时处理信号和通过直流偏置引入的电源噪声。

每次尝试双电源轨（使信号保持接地参考）时，开关噪声总是明显，且额外复杂度令人烦恼——尤其许多效果器并不真正需要双电源轨。

滤波显然有帮助，但冗长解释只为说明为何我最终推崇“接地偏置”JFET 模型（尤其共漏极跟随器）处理信号输入。单 JFET（如 MMBF5103）可行，但目前我最爱的是双 JFET LS844——用第二个匹配 JFET 作电流沉。它基本具有无限输入阻抗（可直流耦合，但我仍采用电容耦合与接地电阻），并在单电源 9V 轨中间提供良好输出信号。详见 LS844 应用笔记。

为何特别提及？主因这完美体现我设计的疯狂：LS844 作电压跟随器时有明显直流偏移，且这个双 JFET SOT-23-6 元件比简单运放更贵、更难找。

对比：Mouser 上 LM358 单价约 $0.07（百片起）。虽非顶级运放且需 5V 稳压器，但加倍预算可选 TL082/TL072，或选更便宜的 BJT 输入型。而 LS844？库存稀少，十片起单价 $2.50——我却用它 questionable 地替代廉价运放的一个输入。

换言之：寻求合理设计请另觅他处，这里没有。

但它确实有效。信号路径测试笔记见此。

物理设计
最初我选择 1590A 外壳（最小常规吉他效果器尺寸），因它小巧可爱。物理布局限制本身有趣，且使用 SMT 元件和简单电路时，电路规模从未构成问题。

但随着我放弃折腾 60-70 年代幼稚模拟音频效果，1590A 外壳愈发令人痛苦。将 Electrosmith Daisy Seed 塞进去虽可能（需舍弃标准脚踏开关且限两个电位器），我也确实做过，但已受限于此。

是否使用预建 Daisy Seed？或许——或许不。本代码库包含“自研 MCU 和 CODEC”的初步探索，因这也是有趣的学习过程。而之所以开始，部分是为了更好适配 1590A。

但服药后理智回归，我终于放弃了 1590A。它可爱，机械挑战也有趣，但已从“有趣”变为“过度限制”。

现在改用更合理的外壳：1590B。这简化了许多，最终结果也更 sane。

元件
我使用过 JLCPCB、PCBWAY 和 OSH Park 制作 PCB，效果都不错——选择你最熟悉的即可。个人体验中 JLCPCB 交货最快，但可能因地区而异。

过去我也用过 PCB 组装服务，PCBWAY 表现良好。本项目因手工焊接是体验的一部分，至今仅使用裸板。

虽考虑过未来数字部分采用组装服务（应对更精密元件），但目前尚未走到那步。

连接器和电位器通常来自 Tayda Electronics，常用 SMD 元件则来自套件或 Mouser。

Tayda 典型部件：

单声道音频插孔 A-6976

2.1mm DC 电源插孔 A-4118

10k 线性 9mm 电位器 A-1847

DPDT 紧凑脚踏开关 A-1884

直角 IDC 排座 A-2943

随机 SMD 电容电阻可购套件。个人强烈推荐 Amazon 上的 Guanruixin 套件：含 0805 和 1206 尺寸的电容电阻套件，包装和标签极佳，适合爱好者整理。仅储存盒就值回票价：

Guanruixin 0805 电容套件

Guanruixin 0805 电阻套件

其他尺寸依需选择

还有其他套件，但拥有紧凑盒子分装不同值元件很便利。像我这样常用电阻值耗尽时，我会从 Mouser 购买剪带装填充特定格子。

这引向 Mouser、DigiKey 等平台：不仅补充常用件，也采购特殊元件（如 LS844）及非标准 SMD 元件。

我的 SMD 元件选择相当随机，许多受封装而非技术优势影响。偏好如 SOT-23-6 双晶体管封装，MOSFET 选择首要考虑封装和足够高的 VGSS。

换言之：我不声称自己的元件选择合理。它们对我有效——常因“原元件太难焊而替换为可用型号”。

注：若你具备专业知识，查看原理图后认为“Linus 明显力不从心，这很愚蠢”（无论元件选择或整体电路），请务必告知。尤其无需顾虑指出我不称职或做傻事——我深知自己能力不足，渴望听到批评。最佳教学时刻常发生在我不理解某事时有人指点 XYZ。

我将保留 1590A 项目中的“Tremolo 兼作节拍器”问题链接，因那是用户 @gralco 礼貌指出我做傻事的典型案例——推动我用 KiCad 仿真完全改变了游戏规则。所以无需犹豫告诉我电路很糟——这 literally 是我做这件事的原因！