Anthracite Calc

2 石の直結帰還型ファズ（Fuzz Face 系、NPN / PNP）の動作点、利得、周波数特性、安定性を SPICE モデルから計算するブラウザ用ツール。Trope のファズペダル Anthracite の定数決定に使用したものを公開用に再構成。

Anthracite	Classic

使い方

導入

GitHub Pages で公開しているため、ブラウザで開けばインストールなしで利用可能。

https://mjm-12.github.io/anthracite-calculator/

オフラインで利用する場合はclone したうえで、

python -m http.server 8765

を実行し、 index.html を開く。bode.html とのやり取りに BroadcastChannel を使うため、file:// では一部が動作しない。

操作

入力は Enter か欄を離れたときに確定し再計算する。抵抗と電流の欄では ↑↓ で E24 系列の隣の値に切り替え可能。

操作（切替）	キー
$I_C \to R$ / $R \to I_C$	Alt+1 / Alt+2
$R_F$ 指定 / $V_{E2}$ 指定	Alt+3
NPN / PNP	Alt+P
Anthracite / Classic	Alt+K
結果を反対のモードへ代入	Ctrl+Enter
dB / 倍率	Alt+G
ボード線図 / 別ウィンドウ	Alt+B / Shift+Alt+B
RV1 掃引（ボード線図内）	Alt+R
ボード線図 / 安定性（ボード線図内）	Alt+T
CSV 書き出し / 読み込み	Ctrl+S / Ctrl+O

結果欄の電流の右上にある ? にカーソルを合わせると、その電流の位置と向きを回路図上に表示する。

機能

• コレクタ電流$I_{C1}, I_{C2}$ と動作点比率 $V_{R2}:V_{CE2}$ から $R_1, R_2, R_3$ の算出。$V_{R2}:V_{CE2}:V_{E2}$ を与えたときは指定値を満たす $R_F$ を算出する
• 抵抗値からコレクタ電流、動作点比率の算出
• 中域利得 $A_v$、信号源抵抗 $R_{in}$ を含む $A_{vs}$、$Z_{in}$ の計算
• 結合容量、接合容量、拡散容量を含む周波数特性の計算（bode）
• 各トランジスタの B–C 間に任意の $R_{BC}$, $C_{BC}$ を実装した際の特性の計算
• 2 種類のトポロジの切り替え
  • Anthracite：$R_3$ と並列に $C_{E2}$ + RV1、$R_{BC}$ / $C_{BC}$ を追加可能
  • Classic：RV1 を $R_3$ として使い、ワイパーから $C_{E2}$ で接地。$R_{2t}$ / $R_{2b}$ の接続点から出力
• NPN / PNP の切り替え。PNP は $V_{CC}$ を負の値で与え、電圧と枝電流は符号付きで表示する。$I_C$, $I_B$, $h_{FE}$ は大きさで表示する
• ギターのピックアップ（Texas Special Neck、57 Classic Neck）を信号源にした周波数特性と安定性の評価（beta）
  • 全ループを含めた発振の判定と、最も減衰の小さい極の $\zeta$
  • $R_F$ ループのループ利得（Tian 法）、位相余裕、利得余裕
• $I_B, V_{CE}, I_C, V_{BE}$ の測定値より SPICE パラメータの推定（Q1/Q2 の fit から fit.html）。PNP にも対応

サンプルのトランジスタモデル 2SC8888-W（NPN）と 2SA9999-W（PNP）は、実在の品番に対応しない仮想モデルである。

モデルと精度

Gummel-Poon の直流モデル（VAF, VAR, IKF, IKR, BR, NR, ISC, NC を含む）で節点方程式を Newton 法で解き、その動作点の偏微分から小信号モデルを構成する。容量は CJE, CJC, TF, TR からバイアス点で求める。

LTspice 24 と比べた差は次のとおり。多くの場合において必要十分な精度を確保している。

項目	差
直流（RB, RE, RC を除いた .model）	ノード電圧 0.004 mV 以内
直流（.model そのまま）	ノード電圧 1.4 mV 以内
中域の $A_v$, $Z_{in}$	0.12 % 以内
周波数特性 10 Hz〜1 MHz（6 回路）	0.006 dB、0.02° 以内
PNP、Classic の直流 / 周波数特性	ノード電圧 30 µV、0.007 dB 以内
発振・減衰の周波数と速さ（過渡解析）	0.03 %、0.3 % 以内

直流の RB, RE, RC と IRB, RBM、温度依存は計算に用いない。結果は TNOM での値で、$V_T = 25.85$ mV は 300 K に相当する。なお、大振幅でファズとして歪ませたときの挙動は扱わない。

ピックアップは DCR、$L_s$、$C_p$、$R_p$ の集中定数で近似した。実機で発振境界を測定していないため、安定性の評価は beta 扱いとする。

ファイル

パス	内容
index.html, js/app.js	計算画面
js/engine.js	直流、交流、周波数特性、安定性の計算（DOM 非依存）
js/fit.js, fit.html, js/fit-app.js	パラメータ推定
bode.html, js/bode-plot.js, js/bode-app.js	ボード線図の別ウィンドウと描画
js/spice-parser.js, js/utils.js	.model の読み取り、工学表記、CSV
schematic*.svg, Python/FuzzFace_bc.py	回路図（Anthracite / Classic、NPN / PNP。Anthracite は $R_{BC}$, $C_{BC}$ の重ね合わせ用を含む）と生成スクリプト
schematic_currents.json	電流の矢印を回路図上に描く座標

ライセンス

Copyright 2026 Hayata Yamamoto (山本回路設計)

GNU General Public License v3.0 or later（GPL-3.0-or-later）で公開する。全文は LICENSE を参照。

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Fuzz Face は Dunlop Manufacturing, Inc. の商標である。本ツールは同社と関係がない。