¿Qué hace este circuito? Op-amp con transistores en retroalimentación

Soy un estudiante de ingeniería eléctrica y encuentro este circuito en un esquema de amplificador de guitarra, y básicamente, me pregunto qué hace y cómo se resolvería lo que hace. Como qué enfoque adoptas cuando te enfrentas a este tipo de problema.

PD Las fuentes de voltaje para el amplificador operacional son en realidad 16V, no 15V.

En los circuitos de retroalimentación opacos, se trata de la corriente que fluye en la red de retroalimentación, que debe equilibrar la corriente que fluye desde la entrada. Claramente, los transistores tienen la intención de modificar cómo la red de retroalimentación pasa la corriente, por lo que la pregunta es descubrir cómo lo hacen.

La retroalimentación básica es proporcionada por la cadena de resistencias en el medio, que pasan la corriente de acuerdo con la diferencia de voltaje dividida por la resistencia total. Siempre que el voltaje en cualquiera de las resistencias de 22K sea inferior a aproximadamente 0.6V, ninguno de los transistores se encenderá y usted tendrá un amplificador inversor básico con una ganancia de aproximadamente -10.

Sin embargo, si el voltaje de salida excede aproximadamente + 14V (tenga en cuenta que la entrada "-" de la opamp se mantiene en "tierra virtual"), el transistor inferior comenzará a encenderse. Esto pasará corriente extra a través de la red de retroalimentación, reduciendo la ganancia del amplificador en general. En términos de la aplicación, esto proporciona una función de "recorte suave" o "limitante". El otro transistor conduce cuando la salida intenta superar los -14V, haciendo que la operación sea simétrica.

Tenga en cuenta que los diodos son necesarios para evitar que la corriente fluya en la dirección "incorrecta" a través de la resistencia de 22K y la unión BC del transistor correspondiente.

Distorsión de recorte. La cantidad de corriente que pasa por R4 siempre es Vin / R4 (ya que la entrada inversora es tierra virtual), y no entra corriente en los terminales del amplificador operacional. Sin los transistores y diodos, toda la corriente de R4 pasaría por las tres resistencias en la ruta de retroalimentación media. Las rutas del transistor / diodo simplemente roban corriente de esta ruta. En una primera aproximación, esto sería un clip en ambas direcciones en el valor absoluto de Vout mayor que el Vce de los transistores más una caída de diodo. La realidad sería un clip más suave a medida que los transistores alcanzan la saturación.

El circuito limitará la amplitud de salida del amplificador operacional a aproximadamente 20 V pico a pico, creo. Podría ser un poco más alto como lo sugirió uno de los comentaristas anteriores.

No veo que su objetivo principal sea proporcionar una función de distorsión, en lugar de proteger cualquier circuito que se conecte a su salida.