UN POQUITO DE DISCUSIÓN...
¿Qué hay de la distorsión? Más potente con transistores, pero con sonido menos redondo y mucho más frío; mucho menos “musical”. Para distorsionar un sonido, el amplificador recorta la señal de entrada. Los amplificadores 100% valvulares se sirven de varias etapas, a fin de incrementar la ganancia hasta tal punto que las válvulas se saturan, produciendo los llamados armónicos impares, que al oído humano resultan mucho más atractivos, en contraposición a los pares, resultantes de distorsionar con transistores y equipos con combinación de ambos elementos, de los cuáles hablaremos a continuación. ¿Y por qué no consigo ese sonido con mi Marshall? Básicamente porque se tratará de un modelo que albergue válvulas, pero con la adición de circuitos a transistores que contribuyen al recorte de la señal de entrada. Por esta razón no son necesarias tantas etapas, y la evolución de este sistema ha dado lugar a la aparición de equipos híbridos (normalmente con previo valvular, especialmente en Marshall).
EFECTOS VALVULARES
A menudo, en un afán por lograr el sonido perfecto, muchos dispositivos moduladores de efectos integran válvulas. Sin ir más lejos, los Multiefectos Vox de la serie Tonelab incorporan una válvula 12AX7.Efectos, como el caso de Vox (una de las marcas pioneras en materia de efectos valvulares), los hay a montones en el mercado, así como el uso de válvulas en efectos integrados (ECC81, en el caso de la reverb integrada en amplificadores Fender).
CONCLUSIÓN
En el ámbito del audio, si somos partidarios del buen sonido, está claro: válvulas. Pero tener muy claro que vamos a mimar bien nuestros equipos, así como el cambio de válvulas (normalmente cada 1.000 horas de empleo, en el caso de la etapa, y 2.000 horas en el del previo; más allá no hay garantía de que el sonido conserve su respuesta tonal, su color y su ganancia), la limpieza y evitación de uso contundente, así como de las válvulas microfónicas, ya que con el uso podría producir acoples. Prueba, y si te convence, ya sabes, ¡valvulízate!
lunes, 21 de julio de 2008
martes, 15 de julio de 2008
Válvulas y Circuitos
Una breve introducción
Las válvulas fueron los dispositivos electrónicos activos por excelencia desde principios de siglo hasta bien entrados los años sesenta. Entonces se vieron desbancadas por los diminutos transistores y diodos de estado sólido, capaces de desempeñar las mismas funciones en espacios mucho más reducidos, con un menor peso y con temperaturas de funcionamiento muy inferiores a las de las válvulas. Parecía ser un gran alivio para los músicos: más potencia y menos peso... guau!!! A principios de los setenta empezaron a salir nuevas empresas que apostaban por la amplificación a transistores y las ya consolidadas ampliaban sus catálogos con este tipo de amplis para no perder ventas ni mercado. Pero el transistor se encontró desde sus inicios con un grave problema: su linealidad y su mejor rendimiento teórico daban como resultado en circuitos de audio sonidos muy fríos y con poco carácter. Esta es la razón básica por la que la válvula se ha mantenido desde entonces en amplificadores para instrumento musical y aplicaciones de audio profesional para estudios de grabación y alta fidelidad. Su comportamiento no lineal y "teóricamente imperfecto" quedan de sobras compensados con resultados de sonido mucho más musicales y atractivos en cuanto a la tonalidad. Un simple circuito con una sola válvula puede dar un gran carácter y color al sonido. Ni siquiera un complejo circuito digital es capaz de emular al 100% el comportamiento de una válvula...
¿Cómo funciona una válvula?
Uno de los requisitos básicos para el funcionamiento de una válvula es la temperatura. Todas ellas necesitan temperaturas superiores a los 100 ºC y algunas de ellas llegan incluso a los 250 y 300 ºC. El componente de la válvula que se encarga de "caldear el ambiente" se llama filamento. Es comparable al filamento incandescente de las bombillas domésticas y es lo que hace que la válvula se ilumine cuando está funcionando. Existen cuatro topologías de válvulas utilizadas comúnmente en audio diferenciadas por el número de componentes internos (sin contar el filamento) que las componen: diodos (dos componentes), triodos, tetrodos y pentodos (compuestas por cinco componentes). El ánodo y el cátodo son los dos componentes base y comunes a todas las topologías comentadas. El cátodo se encuentra justo alrededor del filamento de caldeo y de él se desprenden los electrones que fluyen hacia el ánodo creando una corriente eléctrica. Para que exista este flujo de electrones es necesaria una temperatura mínima de funcionamiento en el cátodo. A temperatura ambiente este fenómeno no se podría dar. Esto significa que si el filamento de una válvula se rompe, no hay calor y por lo tanto la válvula deja de funcionar. Para facilitar todavía más el movimiento de los electrones entre el cátodo y el ánodo, se hace el vacío en el interior de la válvula. Además las tensiones de trabajo son muy elevadas (entre 300 y 600 voltios) para permitir que los electrones desprendidos del cátodo por la temperatura sean fácilmente atraídos por el ánodo. El resto de componentes utilizados en los triodos, tetrodos y pentodos permiten controlar la cantidad de electrones que pasan de cátodo a ánodo introduciendo de esta forma el concepto de la amplificación.
Tolerancias de Fabricación
La estructura base de una válvula es metálica y está ensamblada de forma totalmente mecánica. Esto hace que las tolerancias de fabricación sean realmente grandes y las posibilidades de defectos en válvulas nuevas sean elevadas. Estos defectos de fabricación suelen aparecer en las quince o veinte primeras horas de funcionamiento. Por eso es muy importante elegir válvulas comprobadas por empresas que sólo se dedican a ello como Ruby Tubes. Estas dos compañías americanas compran las válvulas directamente a los fabricantes (hoy en día sólo se fabrican en Chequia, Rusia, Yugoslavia y China) y las someten a exhaustivas comprobaciones individuales, llegando en algunos casos a tener que tirar a la basura hasta un 20 o 30% de las válvulas compradas. Si compráis u os instalan válvulas no comprobadas existe el riesgo de que alguna salte a las pocas horas de funcionamiento y provoque una avería grave en el amplificador. Estados Unidos, Inglaterra y Alemania dejaron de fabricar válvulas a mediados de los ochenta. Evidentemente dejaron el listón muy alto en cuanto a calidad. Hasta hace un par de años los más exigentes iban a la búsqueda y captura de las válvulas que las fábricas de esos países habían dejado en stock. La calidad de fabricación de las empresas del este de Europa y de China especialmente dejaba mucho que desear. Pero afortunadamente, y gracias a la presión de compañías americanas como Ruby Tubes, empresas como Teslovak (Chequia) y Svetlana (Rusia) están fabricando actualmente válvulas con calidades incluso superiores a las originales americanas o inglesas. Las cosas han cambiado y el futuro de la válvula está nuevamente asegurado.
El amplificador por partes
Para entender el funcionamiento del amplificador, vamos a dividirlo en tres grandes bloques: Fuente de Alimentación, Preamplificador y Etapa de Potencia. En el diagrama correspondiente podéis observar cómo la señal del instrumento pasa a través del preamplificador y de la etapa de potencia antes de llegar convenientemente amplificada a la caja de altavoces. La Fuente de Alimentación está fuera del camino directo de la señal de audio pero ya veremos que influye de una forma básica en el timbre final. En el preamplificador se mezclan todos los efectos internos y externos y se ecualiza la señal, mientras que la Etapa de Potencia se encarga de adaptar esta señal procesada a la baja impedancia de los altavoces finales.
La Fuente de Alimentación
La Fuente de Alimentación es la encargada de transformar la tensión de 220V en las diferentes tensiones de trabajo que necesita el amplificador para trabajar correctamente. Existen tres partes diferenciadas dentro de la fuente de alimentación: el transformador de alimentación, el rectificador y los filtros. El transformador de alimentación, como todo transformador, consta de dos secciones: primario y secundario. El primario es la parte que va conectada directamente a 220V. Existen amplificadores que disponen de un selector para poder trabajar a diferentes tensiones de alimentación (125V, 220V, 240V). En este caso se dice que el primario es múltiple. El secundario siempre es múltiple. Dependiendo del amplificador puede tener dos, tres y hasta cuatro devanados. Los dos devanados que nos encontramos en todos los transformadores de alimentación son el de alta tensión (entre 200 y 500V de alterna) y el utilizado para hacer funcionar los filamentos de las válvulas del preamplificador y de potencia (6,3V). Los otros dos suelen ser el utilizado para la tensión del BIAS (ya veremos que es una tensión negativa que nos permite ajustar el punto de trabajo de la etapa de potencia) y el que hace funcionar el filamento de la válvula rectificadora en el caso de que el amplificador utilice una (5V). Otro componente básico de la fuente de alimentación es el rectificador. Se encarga de convertir la alta tensión alterna entregada por el transformador de alimentación en la tensión continua necesaria para que el amplificador trabaje correctamente. Tanto el rectificador como los filtros de alimentación son activos en cuanto a su influencia en el timbre del sonido final. Si el amplificador utiliza como rectificador una válvula (normalmente una GZ34/5AR4, 5U4 o 5Y3), el sonido es comprimido y más redondo (muy atractivo y absolutamente vintage). Si utilizamos diodos de estado sólido, el sonido gana en "punch" (ataque) y potencia de salida, hay más dinámica y más sensibilidad al toque de la cuerda. Esto es así porque el diodo de estado sólido tiene una respuesta mucho más rápida que la válvula rectificadora. Una sencilla modificación en tu amplificador te puede permitir instalar los dos tipos de rectificadores (válvula y estado sólido) y seleccionar uno u otro en función de las necesidades de sonido. La última parte de la fuente son los filtros de alimentación. Cada filtro está compuesto por una resistencia y un condensador, excepto el primero que en la mayoría de amplis consta de una bobina (choque) y un condensador para aumentar el factor de filtraje. Los filtros de alimentación permiten obtener una tensión continua lo más estable posible. En un amplificador existen como mínimo tres o cuatro etapas de filtraje (resistencia-condensador) dependiendo del tipo de circuito utilizado. La respuesta en graves de un amplificador depende muy mucho del valor y del tipo de condensador utilizado en los filtros. Habitualmente se utilizan condensadores electrolíticos porque son más pequeños y baratos, aunque son poco eficientes y pierden capacidad con el tiempo (es muy recomendable cambiar todos los condensadores electrolíticos de un amplificador pasados unos cuantos años de funcionamiento). Unos condensadores de polipropileno o aceite, mucho más eficientes que los electrolíticos, harían que el amplificador ganara en estabilidad, definición, claridad y en frecuencias graves. Con pequeñas modificaciones en esta sección, tu amplificador puede cambiar como de la noche al día.
El Preamplificador
Esta es la sección del amplificador donde se procesa el sonido y se prepara para ser enviado posteriormente a la Etapa de Potencia. La Distorsión, la Ecualización y efectos como la Reverberación, Trémolo, Vibrato o la Compresión se añaden a la señal básica de nuestro instrumento en esta parte del amplificador. Es obvio pues que más de un 50% del carácter del sonido de tu amplificador dependa del diseño del preamplificador. Y dicho esto, vamos a analizar seguidamente cada una de las partes de un previo.
Adaptación de Nivel
La señal entregada por un instrumento eléctrico es muy pequeña. Varía entre los 100 y los 500mV dependiendo básicamente del tipo de pastillas utilizadas. Este nivel de señal está catalogado en audio profesional como de -20dB (dB = decibelio ) ó nivel de instrumento. Estas pequeñas señales de audio son muy sensibles a interferencias de ruidos externos. Por eso es muy importante utilizar cables apantallados cuando trabajamos a estos niveles acústicos. Para mejorar la relación señal/ruido del previo y reducir de esta forma la presencia de ruidos externos no deseados, lo primero que tiene que hacer el preamplificador antes de empezar a procesar propiamente el sonido es subir el nivel de la señal hasta los 0dB ó nivel de línea. La primera válvula utilizada para subir la señal desde los -20dB hasta los 0dB trabaja con una ganancia muy grande y es muy importante que esté en buenas condiciones y que además lleve un tubo metálico a modo de apantallamiento (en los años cincuenta, estas válvulas se pintaban con una pintura metálica negra en lugar de utilizar el tubo metálico). Hay que evitar a toda costa las válvulas microfónicas (a medida que la válvula envejece, la mecánica interna de la válvula va perdiendo robustez y consistencia y puede llegar a producir acoples internos y auto-oscilaciones en forma de pitidos).
Distorsión
La distorsión se consigue básicamente recortando la señal de entrada. Cuanto más se recorta la señal, es decir, cuanto más se asemeja a una onda cuadrada, más distorsión se percibe. Los buenos amplificadores utilizan sólo válvulas para distorsionar las señal (Mesa-Boogie, Soldano, Dumble). En estos amplificadores la distorsión se consigue utilizando varias etapas de amplificación con grandes ganancias haciendo que las válvulas lleguen a saturar y recorten de esta forma la señal de entrada. Este tipo de distorsión natural genera armónicos impares. Amplificadores como el JCM 900 de Marshall hacen servir componentes de estado sólido (diodos) para forzar el recorte de la señal de entrada. Este tipo de distorsiones forzadas están compuestas por armónicos pares. Está demostrado que físicamente el oído humano acepta como más musicales los armónicos impares. Esta es la razón por la que una distorsión procedente de un circuito 100% válvulas es mucho más musical y atractiva.
Ecualización
En esta parte del preamplificador se define la tonalidad del sonido utilizando filtros pasa-altos. Cada uno de estos filtros está compuesto por un condensador y un potenciómetro de control calculados para trabajar en una banda de frecuencias concreta. Lo normal es que el previo tenga dos o tres controles de este tipo, uno para las bajas frecuencias (graves), otro para las altas (agudos) y a veces un tercero para poder controlar el espectro de frecuencias medias. El potenciómetro variable de cada uno de estos filtros nos permite variar la frecuencia de corte de cada una de las bandas de ecualización. Algunos amplificadores más sofisticados añaden a la ecualización estándar un ecualizador paramétrico que suele tener más de cuatro bandas de ecualización. Los ecualizadores paramétricos utilizan filtros pasa-banda (compuestos por un choque o bobina, un condensador y un potenciómetro de control) mucho más selectivos y precisos que los filtros utilizados en un ecualizador normal.
Efectos
Una vez la señal ha sido distorsionada y ecualizada convenientemente, se le añaden los efectos antes de pasar a la etapa de potencia. En esta parte del amplificador podemos encontrar efectos como una Reverb, un Trémolo y/o un Vibrato. La señal sin efectos (seca) se mezcla con cada uno de los efectos del amplificador mediante un potenciómetro de control que permite aumentar o disminuir la presencia del efecto en la salida. Muchos amplificadores te permiten añadir otros efectos externos a través del lazo de efectos. Aquí puedes conectar tu procesador de efectos y acabar de "vestir" la señal original con flangers, delays, chorus, phasers, ecualizadores... vamos lo que se te ocurra.
Tipos de Válvulas
La válvula más utilizada en la sección del previo es la ECC83 (también conocida como 12AX7 ó 7025 ó 5751). Fender utilizaba la ECC81/12AT7 en el circuito de control de la Reverb y VOX hacía servir la ECC82/12AU7 como oscilador en el circuito del Trémolo/Vibrato. Los tres modelos de válvulas son eléctricamente compatibles pero tienen ganancias diferentes. La ECC83 es la que más ganancia tiene, seguida de la ECC81 y la ECC82. Casi todos los amplis nuevos llevan de serie válvulas chinas en el previo. Son válvulas con mucha ganancia pero con poca calidad de sonido. Una clara mejora sería sustituirlas por válvulas de mejor calidad como la ECC83 fabricada por Teslovak en Chequia y comercializada por Ruby Tubes o buscar válvulas originales americanas de RCA, General Electric o Sylvania también disponibles a través de estos dos marcadores americanos.
La Etapa de Potencia
La primera parte que nos encontramos en una etapa de potencia es la válvula que prepara la señal para entregarla directamente a las válvulas de potencia. A esta válvula se la conoce como driver o desfasadora/inversora. Hay fabricantes como Fender que utilizan la ECC81/12AT7 y otros como Marshall que siempre han utilizado la ECC83/12AX7. Si el amplificador es single-ended, es decir, si sólo utiliza una válvula de potencia (primeros amplis de los años cincuenta como el Fender Champ), la primera válvula de la etapa actúa como driver adaptando la alta impedancia de salida del previo con la baja impedancia de entrada de la válvula de potencia. Lo normal es encontrarnos con más de una válvula en la etapa de potencia y siempre por parejas. Dependiendo del número y del modelo de las válvulas el amplificador tendrá más o menos potencia. En estos casos las válvulas de potencia se conectan en push-pull y la primera válvula de la etapa trabaja como desfasadora. Esta válvula genera dos señales iguales y en contrafase (desfasadas 180º) necesarias para atacar cada una de las dos ramas del push-pull de salida.
Las válvulas fueron los dispositivos electrónicos activos por excelencia desde principios de siglo hasta bien entrados los años sesenta. Entonces se vieron desbancadas por los diminutos transistores y diodos de estado sólido, capaces de desempeñar las mismas funciones en espacios mucho más reducidos, con un menor peso y con temperaturas de funcionamiento muy inferiores a las de las válvulas. Parecía ser un gran alivio para los músicos: más potencia y menos peso... guau!!! A principios de los setenta empezaron a salir nuevas empresas que apostaban por la amplificación a transistores y las ya consolidadas ampliaban sus catálogos con este tipo de amplis para no perder ventas ni mercado. Pero el transistor se encontró desde sus inicios con un grave problema: su linealidad y su mejor rendimiento teórico daban como resultado en circuitos de audio sonidos muy fríos y con poco carácter. Esta es la razón básica por la que la válvula se ha mantenido desde entonces en amplificadores para instrumento musical y aplicaciones de audio profesional para estudios de grabación y alta fidelidad. Su comportamiento no lineal y "teóricamente imperfecto" quedan de sobras compensados con resultados de sonido mucho más musicales y atractivos en cuanto a la tonalidad. Un simple circuito con una sola válvula puede dar un gran carácter y color al sonido. Ni siquiera un complejo circuito digital es capaz de emular al 100% el comportamiento de una válvula...
¿Cómo funciona una válvula?
Uno de los requisitos básicos para el funcionamiento de una válvula es la temperatura. Todas ellas necesitan temperaturas superiores a los 100 ºC y algunas de ellas llegan incluso a los 250 y 300 ºC. El componente de la válvula que se encarga de "caldear el ambiente" se llama filamento. Es comparable al filamento incandescente de las bombillas domésticas y es lo que hace que la válvula se ilumine cuando está funcionando. Existen cuatro topologías de válvulas utilizadas comúnmente en audio diferenciadas por el número de componentes internos (sin contar el filamento) que las componen: diodos (dos componentes), triodos, tetrodos y pentodos (compuestas por cinco componentes). El ánodo y el cátodo son los dos componentes base y comunes a todas las topologías comentadas. El cátodo se encuentra justo alrededor del filamento de caldeo y de él se desprenden los electrones que fluyen hacia el ánodo creando una corriente eléctrica. Para que exista este flujo de electrones es necesaria una temperatura mínima de funcionamiento en el cátodo. A temperatura ambiente este fenómeno no se podría dar. Esto significa que si el filamento de una válvula se rompe, no hay calor y por lo tanto la válvula deja de funcionar. Para facilitar todavía más el movimiento de los electrones entre el cátodo y el ánodo, se hace el vacío en el interior de la válvula. Además las tensiones de trabajo son muy elevadas (entre 300 y 600 voltios) para permitir que los electrones desprendidos del cátodo por la temperatura sean fácilmente atraídos por el ánodo. El resto de componentes utilizados en los triodos, tetrodos y pentodos permiten controlar la cantidad de electrones que pasan de cátodo a ánodo introduciendo de esta forma el concepto de la amplificación.
Tolerancias de Fabricación
La estructura base de una válvula es metálica y está ensamblada de forma totalmente mecánica. Esto hace que las tolerancias de fabricación sean realmente grandes y las posibilidades de defectos en válvulas nuevas sean elevadas. Estos defectos de fabricación suelen aparecer en las quince o veinte primeras horas de funcionamiento. Por eso es muy importante elegir válvulas comprobadas por empresas que sólo se dedican a ello como Ruby Tubes. Estas dos compañías americanas compran las válvulas directamente a los fabricantes (hoy en día sólo se fabrican en Chequia, Rusia, Yugoslavia y China) y las someten a exhaustivas comprobaciones individuales, llegando en algunos casos a tener que tirar a la basura hasta un 20 o 30% de las válvulas compradas. Si compráis u os instalan válvulas no comprobadas existe el riesgo de que alguna salte a las pocas horas de funcionamiento y provoque una avería grave en el amplificador. Estados Unidos, Inglaterra y Alemania dejaron de fabricar válvulas a mediados de los ochenta. Evidentemente dejaron el listón muy alto en cuanto a calidad. Hasta hace un par de años los más exigentes iban a la búsqueda y captura de las válvulas que las fábricas de esos países habían dejado en stock. La calidad de fabricación de las empresas del este de Europa y de China especialmente dejaba mucho que desear. Pero afortunadamente, y gracias a la presión de compañías americanas como Ruby Tubes, empresas como Teslovak (Chequia) y Svetlana (Rusia) están fabricando actualmente válvulas con calidades incluso superiores a las originales americanas o inglesas. Las cosas han cambiado y el futuro de la válvula está nuevamente asegurado.
El amplificador por partes
Para entender el funcionamiento del amplificador, vamos a dividirlo en tres grandes bloques: Fuente de Alimentación, Preamplificador y Etapa de Potencia. En el diagrama correspondiente podéis observar cómo la señal del instrumento pasa a través del preamplificador y de la etapa de potencia antes de llegar convenientemente amplificada a la caja de altavoces. La Fuente de Alimentación está fuera del camino directo de la señal de audio pero ya veremos que influye de una forma básica en el timbre final. En el preamplificador se mezclan todos los efectos internos y externos y se ecualiza la señal, mientras que la Etapa de Potencia se encarga de adaptar esta señal procesada a la baja impedancia de los altavoces finales.
La Fuente de Alimentación
La Fuente de Alimentación es la encargada de transformar la tensión de 220V en las diferentes tensiones de trabajo que necesita el amplificador para trabajar correctamente. Existen tres partes diferenciadas dentro de la fuente de alimentación: el transformador de alimentación, el rectificador y los filtros. El transformador de alimentación, como todo transformador, consta de dos secciones: primario y secundario. El primario es la parte que va conectada directamente a 220V. Existen amplificadores que disponen de un selector para poder trabajar a diferentes tensiones de alimentación (125V, 220V, 240V). En este caso se dice que el primario es múltiple. El secundario siempre es múltiple. Dependiendo del amplificador puede tener dos, tres y hasta cuatro devanados. Los dos devanados que nos encontramos en todos los transformadores de alimentación son el de alta tensión (entre 200 y 500V de alterna) y el utilizado para hacer funcionar los filamentos de las válvulas del preamplificador y de potencia (6,3V). Los otros dos suelen ser el utilizado para la tensión del BIAS (ya veremos que es una tensión negativa que nos permite ajustar el punto de trabajo de la etapa de potencia) y el que hace funcionar el filamento de la válvula rectificadora en el caso de que el amplificador utilice una (5V). Otro componente básico de la fuente de alimentación es el rectificador. Se encarga de convertir la alta tensión alterna entregada por el transformador de alimentación en la tensión continua necesaria para que el amplificador trabaje correctamente. Tanto el rectificador como los filtros de alimentación son activos en cuanto a su influencia en el timbre del sonido final. Si el amplificador utiliza como rectificador una válvula (normalmente una GZ34/5AR4, 5U4 o 5Y3), el sonido es comprimido y más redondo (muy atractivo y absolutamente vintage). Si utilizamos diodos de estado sólido, el sonido gana en "punch" (ataque) y potencia de salida, hay más dinámica y más sensibilidad al toque de la cuerda. Esto es así porque el diodo de estado sólido tiene una respuesta mucho más rápida que la válvula rectificadora. Una sencilla modificación en tu amplificador te puede permitir instalar los dos tipos de rectificadores (válvula y estado sólido) y seleccionar uno u otro en función de las necesidades de sonido. La última parte de la fuente son los filtros de alimentación. Cada filtro está compuesto por una resistencia y un condensador, excepto el primero que en la mayoría de amplis consta de una bobina (choque) y un condensador para aumentar el factor de filtraje. Los filtros de alimentación permiten obtener una tensión continua lo más estable posible. En un amplificador existen como mínimo tres o cuatro etapas de filtraje (resistencia-condensador) dependiendo del tipo de circuito utilizado. La respuesta en graves de un amplificador depende muy mucho del valor y del tipo de condensador utilizado en los filtros. Habitualmente se utilizan condensadores electrolíticos porque son más pequeños y baratos, aunque son poco eficientes y pierden capacidad con el tiempo (es muy recomendable cambiar todos los condensadores electrolíticos de un amplificador pasados unos cuantos años de funcionamiento). Unos condensadores de polipropileno o aceite, mucho más eficientes que los electrolíticos, harían que el amplificador ganara en estabilidad, definición, claridad y en frecuencias graves. Con pequeñas modificaciones en esta sección, tu amplificador puede cambiar como de la noche al día.
El Preamplificador
Esta es la sección del amplificador donde se procesa el sonido y se prepara para ser enviado posteriormente a la Etapa de Potencia. La Distorsión, la Ecualización y efectos como la Reverberación, Trémolo, Vibrato o la Compresión se añaden a la señal básica de nuestro instrumento en esta parte del amplificador. Es obvio pues que más de un 50% del carácter del sonido de tu amplificador dependa del diseño del preamplificador. Y dicho esto, vamos a analizar seguidamente cada una de las partes de un previo.
Adaptación de Nivel
La señal entregada por un instrumento eléctrico es muy pequeña. Varía entre los 100 y los 500mV dependiendo básicamente del tipo de pastillas utilizadas. Este nivel de señal está catalogado en audio profesional como de -20dB (dB = decibelio ) ó nivel de instrumento. Estas pequeñas señales de audio son muy sensibles a interferencias de ruidos externos. Por eso es muy importante utilizar cables apantallados cuando trabajamos a estos niveles acústicos. Para mejorar la relación señal/ruido del previo y reducir de esta forma la presencia de ruidos externos no deseados, lo primero que tiene que hacer el preamplificador antes de empezar a procesar propiamente el sonido es subir el nivel de la señal hasta los 0dB ó nivel de línea. La primera válvula utilizada para subir la señal desde los -20dB hasta los 0dB trabaja con una ganancia muy grande y es muy importante que esté en buenas condiciones y que además lleve un tubo metálico a modo de apantallamiento (en los años cincuenta, estas válvulas se pintaban con una pintura metálica negra en lugar de utilizar el tubo metálico). Hay que evitar a toda costa las válvulas microfónicas (a medida que la válvula envejece, la mecánica interna de la válvula va perdiendo robustez y consistencia y puede llegar a producir acoples internos y auto-oscilaciones en forma de pitidos).
Distorsión
La distorsión se consigue básicamente recortando la señal de entrada. Cuanto más se recorta la señal, es decir, cuanto más se asemeja a una onda cuadrada, más distorsión se percibe. Los buenos amplificadores utilizan sólo válvulas para distorsionar las señal (Mesa-Boogie, Soldano, Dumble). En estos amplificadores la distorsión se consigue utilizando varias etapas de amplificación con grandes ganancias haciendo que las válvulas lleguen a saturar y recorten de esta forma la señal de entrada. Este tipo de distorsión natural genera armónicos impares. Amplificadores como el JCM 900 de Marshall hacen servir componentes de estado sólido (diodos) para forzar el recorte de la señal de entrada. Este tipo de distorsiones forzadas están compuestas por armónicos pares. Está demostrado que físicamente el oído humano acepta como más musicales los armónicos impares. Esta es la razón por la que una distorsión procedente de un circuito 100% válvulas es mucho más musical y atractiva.
Ecualización
En esta parte del preamplificador se define la tonalidad del sonido utilizando filtros pasa-altos. Cada uno de estos filtros está compuesto por un condensador y un potenciómetro de control calculados para trabajar en una banda de frecuencias concreta. Lo normal es que el previo tenga dos o tres controles de este tipo, uno para las bajas frecuencias (graves), otro para las altas (agudos) y a veces un tercero para poder controlar el espectro de frecuencias medias. El potenciómetro variable de cada uno de estos filtros nos permite variar la frecuencia de corte de cada una de las bandas de ecualización. Algunos amplificadores más sofisticados añaden a la ecualización estándar un ecualizador paramétrico que suele tener más de cuatro bandas de ecualización. Los ecualizadores paramétricos utilizan filtros pasa-banda (compuestos por un choque o bobina, un condensador y un potenciómetro de control) mucho más selectivos y precisos que los filtros utilizados en un ecualizador normal.
Efectos
Una vez la señal ha sido distorsionada y ecualizada convenientemente, se le añaden los efectos antes de pasar a la etapa de potencia. En esta parte del amplificador podemos encontrar efectos como una Reverb, un Trémolo y/o un Vibrato. La señal sin efectos (seca) se mezcla con cada uno de los efectos del amplificador mediante un potenciómetro de control que permite aumentar o disminuir la presencia del efecto en la salida. Muchos amplificadores te permiten añadir otros efectos externos a través del lazo de efectos. Aquí puedes conectar tu procesador de efectos y acabar de "vestir" la señal original con flangers, delays, chorus, phasers, ecualizadores... vamos lo que se te ocurra.
Tipos de Válvulas
La válvula más utilizada en la sección del previo es la ECC83 (también conocida como 12AX7 ó 7025 ó 5751). Fender utilizaba la ECC81/12AT7 en el circuito de control de la Reverb y VOX hacía servir la ECC82/12AU7 como oscilador en el circuito del Trémolo/Vibrato. Los tres modelos de válvulas son eléctricamente compatibles pero tienen ganancias diferentes. La ECC83 es la que más ganancia tiene, seguida de la ECC81 y la ECC82. Casi todos los amplis nuevos llevan de serie válvulas chinas en el previo. Son válvulas con mucha ganancia pero con poca calidad de sonido. Una clara mejora sería sustituirlas por válvulas de mejor calidad como la ECC83 fabricada por Teslovak en Chequia y comercializada por Ruby Tubes o buscar válvulas originales americanas de RCA, General Electric o Sylvania también disponibles a través de estos dos marcadores americanos.
La Etapa de Potencia
La primera parte que nos encontramos en una etapa de potencia es la válvula que prepara la señal para entregarla directamente a las válvulas de potencia. A esta válvula se la conoce como driver o desfasadora/inversora. Hay fabricantes como Fender que utilizan la ECC81/12AT7 y otros como Marshall que siempre han utilizado la ECC83/12AX7. Si el amplificador es single-ended, es decir, si sólo utiliza una válvula de potencia (primeros amplis de los años cincuenta como el Fender Champ), la primera válvula de la etapa actúa como driver adaptando la alta impedancia de salida del previo con la baja impedancia de entrada de la válvula de potencia. Lo normal es encontrarnos con más de una válvula en la etapa de potencia y siempre por parejas. Dependiendo del número y del modelo de las válvulas el amplificador tendrá más o menos potencia. En estos casos las válvulas de potencia se conectan en push-pull y la primera válvula de la etapa trabaja como desfasadora. Esta válvula genera dos señales iguales y en contrafase (desfasadas 180º) necesarias para atacar cada una de las dos ramas del push-pull de salida.
lunes, 14 de julio de 2008
Válvulas: Funcionamiento
Una breve introducción
Las válvulas fueron los dispositivos electrónicos activos por excelencia desde principios de siglo hasta bien entrados los años sesenta. Entonces se vieron desbancadas por los diminutos transistores y diodos de estado sólido, capaces de desempeñar las mismas funciones en espacios mucho más reducidos, con un menor peso y con temperaturas de funcionamiento muy inferiores a las de las válvulas. Parecía ser un gran alivio para los músicos: más potencia y menos peso... guau!!! A principios de los setenta empezaron a salir nuevas empresas que apostaban por la amplificación a transistores y las ya consolidadas ampliaban sus catálogos con este tipo de amplis para no perder ventas ni mercado. Pero el transistor se encontró desde sus inicios con un grave problema: su linealidad y su mejor rendimiento teórico daban como resultado en circuitos de audio sonidos muy fríos y con poco carácter. Esta es la razón básica por la que la válvula se ha mantenido desde entonces en amplificadores para instrumento musical y aplicaciones de audio profesional para estudios de grabación y alta fidelidad. Su comportamiento no lineal y "teóricamente imperfecto" quedan de sobras compensados con resultados de sonido mucho más musicales y atractivos en cuanto a la tonalidad. Un simple circuito con una sola válvula puede dar un gran carácter y color al sonido. Ni siquiera un complejo circuito digital es capaz de emular al 100% el comportamiento de una válvula... ¿Cómo funciona una válvula? Uno de los requisitos básicos para el funcionamiento de una válvula es la temperatura. Todas ellas necesitan temperaturas superiores a los 100 ºC y algunas de ellas llegan incluso a los 250 y 300 ºC. El componente de la válvula que se encarga de "caldear el ambiente" se llama filamento. Es comparable al filamento incandescente de las bombillas domésticas y es lo que hace que la válvula se ilumine cuando está funcionando. Existen cuatro topologías de válvulas utilizadas comúnmente en audio diferenciadas por el número de componentes internos (sin contar el filamento) que las componen: diodos (dos componentes), triodos, tetrodos y pentodos (compuestas por cinco componentes). El ánodo y el cátodo son los dos componentes base y comunes a todas las topologías comentadas. El cátodo se encuentra justo alrededor del filamento de caldeo y de él se desprenden los electrones que fluyen hacia el ánodo creando una corriente eléctrica. Para que exista este flujo de electrones es necesaria una temperatura mínima de funcionamiento en el cátodo. A temperatura ambiente este fenómeno no se podría dar. Esto significa que si el filamento de una válvula se rompe, no hay calor y por lo tanto la válvula deja de funcionar. Para facilitar todavía más el movimiento de los electrones entre el cátodo y el ánodo, se hace el vacío en el interior de la válvula. Además las tensiones de trabajo son muy elevadas (entre 300 y 600 voltios) para permitir que los electrones desprendidos del cátodo por la temperatura sean fácilmente atraídos por el ánodo. El resto de componentes utilizados en los triodos, tetrodos y pentodos permiten controlar la cantidad de electrones que pasan de cátodo a ánodo introduciendo de esta forma el concepto de la amplificación. Tolerancias de Fabricación La estructura base de una válvula es metálica y está ensamblada de forma totalmente mecánica. Esto hace que las tolerancias de fabricación sean realmente grandes y las posibilidades de defectos en válvulas nuevas sean elevadas. Estos defectos de fabricación suelen aparecer en las quince o veinte primeras horas de funcionamiento. Por eso es muy importante elegir válvulas comprobadas por empresas que sólo se dedican a ello como Ruby Tubes. Estas dos compañías americanas compran las válvulas directamente a los fabricantes (hoy en día sólo se fabrican en Chequia, Rusia, Yugoslavia y China) y las someten a exhaustivas comprobaciones individuales, llegando en algunos casos a tener que tirar a la basura hasta un 20 o 30% de las válvulas compradas. Si compráis u os instalan válvulas no comprobadas existe el riesgo de que alguna salte a las pocas horas de funcionamiento y provoque una avería grave en el amplificador. Estados Unidos, Inglaterra y Alemania dejaron de fabricar válvulas a mediados de los ochenta. Evidentemente dejaron el listón muy alto en cuanto a calidad. Hasta hace un par de años los más exigentes iban a la búsqueda y captura de las válvulas que las fábricas de esos países habían dejado en stock. La calidad de fabricación de las empresas del este de Europa y de China especialmente dejaba mucho que desear. Pero afortunadamente, y gracias a la presión de compañías americanas como Ruby Tubes, empresas como Teslovak (Chequia) y Svetlana (Rusia) están fabricando actualmente válvulas con calidades incluso superiores a las originales americanas o inglesas. Las cosas han cambiado y el futuro de la válvula está nuevamente asegurado. El amplificador por partes Para entender el funcionamiento del amplificador, vamos a dividirlo en tres grandes bloques: Fuente de Alimentación, Preamplificador y Etapa de Potencia. En el diagrama correspondiente podéis observar cómo la señal del instrumento pasa a través del preamplificador y de la etapa de potencia antes de llegar convenientemente amplificada a la caja de altavoces. La Fuente de Alimentación está fuera del camino directo de la señal de audio pero ya veremos que influye de una forma básica en el timbre final. En el preamplificador se mezclan todos los efectos internos y externos y se ecualiza la señal, mientras que la Etapa de Potencia se encarga de adaptar esta señal procesada a la baja impedancia de los altavoces finales. La Fuente de Alimentación La Fuente de Alimentación es la encargada de transformar la tensión de 220V en las diferentes tensiones de trabajo que necesita el amplificador para trabajar correctamente. Existen tres partes diferenciadas dentro de la fuente de alimentación: el transformador de alimentación, el rectificador y los filtros. El transformador de alimentación, como todo transformador, consta de dos secciones: primario y secundario. El primario es la parte que va conectada directamente a 220V. Existen amplificadores que disponen de un selector para poder trabajar a diferentes tensiones de alimentación (125V, 220V, 240V). En este caso se dice que el primario es múltiple. El secundario siempre es múltiple. Dependiendo del amplificador puede tener dos, tres y hasta cuatro devanados. Los dos devanados que nos encontramos en todos los transformadores de alimentación son el de alta tensión (entre 200 y 500V de alterna) y el utilizado para hacer funcionar los filamentos de las válvulas del preamplificador y de potencia (6,3V). Los otros dos suelen ser el utilizado para la tensión del BIAS (ya veremos que es una tensión negativa que nos permite ajustar el punto de trabajo de la etapa de potencia) y el que hace funcionar el filamento de la válvula rectificadora en el caso de que el amplificador utilice una (5V). Otro componente básico de la fuente de alimentación es el rectificador. Se encarga de convertir la alta tensión alterna entregada por el transformador de alimentación en la tensión continua necesaria para que el amplificador trabaje correctamente. Tanto el rectificador como los filtros de alimentación son activos en cuanto a su influencia en el timbre del sonido final. Si el amplificador utiliza como rectificador una válvula (normalmente una GZ34/5AR4, 5U4 o 5Y3), el sonido es comprimido y más redondo (muy atractivo y absolutamente vintage). Si utilizamos diodos de estado sólido, el sonido gana en "punch" (ataque) y potencia de salida, hay más dinámica y más sensibilidad al toque de la cuerda. Esto es así porque el diodo de estado sólido tiene una respuesta mucho más rápida que la válvula rectificadora. Una sencilla modificación en tu amplificador te puede permitir instalar los dos tipos de rectificadores (válvula y estado sólido) y seleccionar uno u otro en función de las necesidades de sonido. La última parte de la fuente son los filtros de alimentación. Cada filtro está compuesto por una resistencia y un condensador, excepto el primero que en la mayoría de amplis consta de una bobina (choque) y un condensador para aumentar el factor de filtraje. Los filtros de alimentación permiten obtener una tensión continua lo más estable posible. En un amplificador existen como mínimo tres o cuatro etapas de filtraje (resistencia-condensador) dependiendo del tipo de circuito utilizado. La respuesta en graves de un amplificador depende muy mucho del valor y del tipo de condensador utilizado en los filtros. Habitualmente se utilizan condensadores electrolíticos porque son más pequeños y baratos, aunque son poco eficientes y pierden capacidad con el tiempo (es muy recomendable cambiar todos los condensadores electrolíticos de un amplificador pasados unos cuantos años de funcionamiento). Unos condensadores de polipropileno o aceite, mucho más eficientes que los electrolíticos, harían que el amplificador ganara en estabilidad, definición, claridad y en frecuencias graves. Con pequeñas modificaciones en esta sección, tu amplificador puede cambiar como de la noche al día. El Preamplificador Esta es la sección del amplificador donde se procesa el sonido y se prepara para ser enviado posteriormente a la Etapa de Potencia. La Distorsión, la Ecualización y efectos como la Reverberación, Trémolo, Vibrato o la Compresión se añaden a la señal básica de nuestro instrumento en esta parte del amplificador. Es obvio pues que más de un 50% del carácter del sonido de tu amplificador dependa del diseño del preamplificador. Y dicho esto, vamos a analizar seguidamente cada una de las partes de un previo. Adaptación de Nivel La señal entregada por un instrumento eléctrico es muy pequeña. Varía entre los 100 y los 500mV dependiendo básicamente del tipo de pastillas utilizadas. Este nivel de señal está catalogado en audio profesional como de -20dB (dB = decibelio ) ó nivel de instrumento. Estas pequeñas señales de audio son muy sensibles a interferencias de ruidos externos. Por eso es muy importante utilizar cables apantallados cuando trabajamos a estos niveles acústicos. Para mejorar la relación señal/ruido del previo y reducir de esta forma la presencia de ruidos externos no deseados, lo primero que tiene que hacer el preamplificador antes de empezar a procesar propiamente el sonido es subir el nivel de la señal hasta los 0dB ó nivel de línea. La primera válvula utilizada para subir la señal desde los -20dB hasta los 0dB trabaja con una ganancia muy grande y es muy importante que esté en buenas condiciones y que además lleve un tubo metálico a modo de apantallamiento (en los años cincuenta, estas válvulas se pintaban con una pintura metálica negra en lugar de utilizar el tubo metálico). Hay que evitar a toda costa las válvulas microfónicas (a medida que la válvula envejece, la mecánica interna de la válvula va perdiendo robustez y consistencia y puede llegar a producir acoples internos y auto-oscilaciones en forma de pitidos). Distorsión La distorsión se consigue básicamente recortando la señal de entrada. Cuanto más se recorta la señal, es decir, cuanto más se asemeja a una onda cuadrada, más distorsión se percibe. Los buenos amplificadores utilizan sólo válvulas para distorsionar las señal (Mesa-Boogie, Soldano, Dumble). En estos amplificadores la distorsión se consigue utilizando varias etapas de amplificación con grandes ganancias haciendo que las válvulas lleguen a saturar y recorten de esta forma la señal de entrada. Este tipo de distorsión natural genera armónicos impares. Amplificadores como el JCM 900 de Marshall hacen servir componentes de estado sólido (diodos) para forzar el recorte de la señal de entrada. Este tipo de distorsiones forzadas están compuestas por armónicos pares. Está demostrado que físicamente el oído humano acepta como más musicales los armónicos impares. Esta es la razón por la que una distorsión procedente de un circuito 100% válvulas es mucho más musical y atractiva. Ecualización En esta parte del preamplificador se define la tonalidad del sonido utilizando filtros pasa-altos. Cada uno de estos filtros está compuesto por un condensador y un potenciómetro de control calculados para trabajar en una banda de frecuencias concreta. Lo normal es que el previo tenga dos o tres controles de este tipo, uno para las bajas frecuencias (graves), otro para las altas (agudos) y a veces un tercero para poder controlar el espectro de frecuencias medias. El potenciómetro variable de cada uno de estos filtros nos permite variar la frecuencia de corte de cada una de las bandas de ecualización. Algunos amplificadores más sofisticados añaden a la ecualización estándar un ecualizador paramétrico que suele tener más de cuatro bandas de ecualización. Los ecualizadores paramétricos utilizan filtros pasa-banda (compuestos por un choque o bobina, un condensador y un potenciómetro de control) mucho más selectivos y precisos que los filtros utilizados en un ecualizador normal. Efectos Una vez la señal ha sido distorsionada y ecualizada convenientemente, se le añaden los efectos antes de pasar a la etapa de potencia. En esta parte del amplificador podemos encontrar efectos como una Reverb, un Trémolo y/o un Vibrato. La señal sin efectos (seca) se mezcla con cada uno de los efectos del amplificador mediante un potenciómetro de control que permite aumentar o disminuir la presencia del efecto en la salida. Muchos amplificadores te permiten añadir otros efectos externos a través del lazo de efectos. Aquí puedes conectar tu procesador de efectos y acabar de "vestir" la señal original con flangers, delays, chorus, phasers, ecualizadores... vamos lo que se te ocurra. Tipos de Válvulas La válvula más utilizada en la sección del previo es la ECC83 (también conocida como 12AX7 ó 7025 ó 5751). Fender utilizaba la ECC81/12AT7 en el circuito de control de la Reverb y VOX hacía servir la ECC82/12AU7 como oscilador en el circuito del Trémolo/Vibrato. Los tres modelos de válvulas son eléctricamente compatibles pero tienen ganancias diferentes. La ECC83 es la que más ganancia tiene, seguida de la ECC81 y la ECC82. Casi todos los amplis nuevos llevan de serie válvulas chinas en el previo. Son válvulas con mucha ganancia pero con poca calidad de sonido. Una clara mejora sería sustituirlas por válvulas de mejor calidad como la ECC83 fabricada por Teslovak en Chequia y comercializada por Ruby Tubes o buscar válvulas originales americanas de RCA, General Electric o Sylvania también disponibles a través de estos dos marcadores americanos. La Etapa de Potencia La primera parte que nos encontramos en una etapa de potencia es la válvula que prepara la señal para entregarla directamente a las válvulas de potencia. A esta válvula se la conoce como driver o desfasadora/inversora. Hay fabricantes como Fender que utilizan la ECC81/12AT7 y otros como Marshall que siempre han utilizado la ECC83/12AX7. Si el amplificador es single-ended, es decir, si sólo utiliza una válvula de potencia (primeros amplis de los años cincuenta como el Fender Champ), la primera válvula de la etapa actúa como driver adaptando la alta impedancia de salida del previo con la baja impedancia de entrada de la válvula de potencia. Lo normal es encontrarnos con más de una válvula en la etapa de potencia y siempre por parejas. Dependiendo del número y del modelo de las válvulas el amplificador tendrá más o menos potencia. En estos casos las válvulas de potencia se conectan en push-pull y la primera válvula de la etapa trabaja como desfasadora. Esta válvula genera dos señales iguales y en contrafase (desfasadas 180º) necesarias para atacar cada una de las dos ramas del push-pull de salida.
Las válvulas fueron los dispositivos electrónicos activos por excelencia desde principios de siglo hasta bien entrados los años sesenta. Entonces se vieron desbancadas por los diminutos transistores y diodos de estado sólido, capaces de desempeñar las mismas funciones en espacios mucho más reducidos, con un menor peso y con temperaturas de funcionamiento muy inferiores a las de las válvulas. Parecía ser un gran alivio para los músicos: más potencia y menos peso... guau!!! A principios de los setenta empezaron a salir nuevas empresas que apostaban por la amplificación a transistores y las ya consolidadas ampliaban sus catálogos con este tipo de amplis para no perder ventas ni mercado. Pero el transistor se encontró desde sus inicios con un grave problema: su linealidad y su mejor rendimiento teórico daban como resultado en circuitos de audio sonidos muy fríos y con poco carácter. Esta es la razón básica por la que la válvula se ha mantenido desde entonces en amplificadores para instrumento musical y aplicaciones de audio profesional para estudios de grabación y alta fidelidad. Su comportamiento no lineal y "teóricamente imperfecto" quedan de sobras compensados con resultados de sonido mucho más musicales y atractivos en cuanto a la tonalidad. Un simple circuito con una sola válvula puede dar un gran carácter y color al sonido. Ni siquiera un complejo circuito digital es capaz de emular al 100% el comportamiento de una válvula... ¿Cómo funciona una válvula? Uno de los requisitos básicos para el funcionamiento de una válvula es la temperatura. Todas ellas necesitan temperaturas superiores a los 100 ºC y algunas de ellas llegan incluso a los 250 y 300 ºC. El componente de la válvula que se encarga de "caldear el ambiente" se llama filamento. Es comparable al filamento incandescente de las bombillas domésticas y es lo que hace que la válvula se ilumine cuando está funcionando. Existen cuatro topologías de válvulas utilizadas comúnmente en audio diferenciadas por el número de componentes internos (sin contar el filamento) que las componen: diodos (dos componentes), triodos, tetrodos y pentodos (compuestas por cinco componentes). El ánodo y el cátodo son los dos componentes base y comunes a todas las topologías comentadas. El cátodo se encuentra justo alrededor del filamento de caldeo y de él se desprenden los electrones que fluyen hacia el ánodo creando una corriente eléctrica. Para que exista este flujo de electrones es necesaria una temperatura mínima de funcionamiento en el cátodo. A temperatura ambiente este fenómeno no se podría dar. Esto significa que si el filamento de una válvula se rompe, no hay calor y por lo tanto la válvula deja de funcionar. Para facilitar todavía más el movimiento de los electrones entre el cátodo y el ánodo, se hace el vacío en el interior de la válvula. Además las tensiones de trabajo son muy elevadas (entre 300 y 600 voltios) para permitir que los electrones desprendidos del cátodo por la temperatura sean fácilmente atraídos por el ánodo. El resto de componentes utilizados en los triodos, tetrodos y pentodos permiten controlar la cantidad de electrones que pasan de cátodo a ánodo introduciendo de esta forma el concepto de la amplificación. Tolerancias de Fabricación La estructura base de una válvula es metálica y está ensamblada de forma totalmente mecánica. Esto hace que las tolerancias de fabricación sean realmente grandes y las posibilidades de defectos en válvulas nuevas sean elevadas. Estos defectos de fabricación suelen aparecer en las quince o veinte primeras horas de funcionamiento. Por eso es muy importante elegir válvulas comprobadas por empresas que sólo se dedican a ello como Ruby Tubes. Estas dos compañías americanas compran las válvulas directamente a los fabricantes (hoy en día sólo se fabrican en Chequia, Rusia, Yugoslavia y China) y las someten a exhaustivas comprobaciones individuales, llegando en algunos casos a tener que tirar a la basura hasta un 20 o 30% de las válvulas compradas. Si compráis u os instalan válvulas no comprobadas existe el riesgo de que alguna salte a las pocas horas de funcionamiento y provoque una avería grave en el amplificador. Estados Unidos, Inglaterra y Alemania dejaron de fabricar válvulas a mediados de los ochenta. Evidentemente dejaron el listón muy alto en cuanto a calidad. Hasta hace un par de años los más exigentes iban a la búsqueda y captura de las válvulas que las fábricas de esos países habían dejado en stock. La calidad de fabricación de las empresas del este de Europa y de China especialmente dejaba mucho que desear. Pero afortunadamente, y gracias a la presión de compañías americanas como Ruby Tubes, empresas como Teslovak (Chequia) y Svetlana (Rusia) están fabricando actualmente válvulas con calidades incluso superiores a las originales americanas o inglesas. Las cosas han cambiado y el futuro de la válvula está nuevamente asegurado. El amplificador por partes Para entender el funcionamiento del amplificador, vamos a dividirlo en tres grandes bloques: Fuente de Alimentación, Preamplificador y Etapa de Potencia. En el diagrama correspondiente podéis observar cómo la señal del instrumento pasa a través del preamplificador y de la etapa de potencia antes de llegar convenientemente amplificada a la caja de altavoces. La Fuente de Alimentación está fuera del camino directo de la señal de audio pero ya veremos que influye de una forma básica en el timbre final. En el preamplificador se mezclan todos los efectos internos y externos y se ecualiza la señal, mientras que la Etapa de Potencia se encarga de adaptar esta señal procesada a la baja impedancia de los altavoces finales. La Fuente de Alimentación La Fuente de Alimentación es la encargada de transformar la tensión de 220V en las diferentes tensiones de trabajo que necesita el amplificador para trabajar correctamente. Existen tres partes diferenciadas dentro de la fuente de alimentación: el transformador de alimentación, el rectificador y los filtros. El transformador de alimentación, como todo transformador, consta de dos secciones: primario y secundario. El primario es la parte que va conectada directamente a 220V. Existen amplificadores que disponen de un selector para poder trabajar a diferentes tensiones de alimentación (125V, 220V, 240V). En este caso se dice que el primario es múltiple. El secundario siempre es múltiple. Dependiendo del amplificador puede tener dos, tres y hasta cuatro devanados. Los dos devanados que nos encontramos en todos los transformadores de alimentación son el de alta tensión (entre 200 y 500V de alterna) y el utilizado para hacer funcionar los filamentos de las válvulas del preamplificador y de potencia (6,3V). Los otros dos suelen ser el utilizado para la tensión del BIAS (ya veremos que es una tensión negativa que nos permite ajustar el punto de trabajo de la etapa de potencia) y el que hace funcionar el filamento de la válvula rectificadora en el caso de que el amplificador utilice una (5V). Otro componente básico de la fuente de alimentación es el rectificador. Se encarga de convertir la alta tensión alterna entregada por el transformador de alimentación en la tensión continua necesaria para que el amplificador trabaje correctamente. Tanto el rectificador como los filtros de alimentación son activos en cuanto a su influencia en el timbre del sonido final. Si el amplificador utiliza como rectificador una válvula (normalmente una GZ34/5AR4, 5U4 o 5Y3), el sonido es comprimido y más redondo (muy atractivo y absolutamente vintage). Si utilizamos diodos de estado sólido, el sonido gana en "punch" (ataque) y potencia de salida, hay más dinámica y más sensibilidad al toque de la cuerda. Esto es así porque el diodo de estado sólido tiene una respuesta mucho más rápida que la válvula rectificadora. Una sencilla modificación en tu amplificador te puede permitir instalar los dos tipos de rectificadores (válvula y estado sólido) y seleccionar uno u otro en función de las necesidades de sonido. La última parte de la fuente son los filtros de alimentación. Cada filtro está compuesto por una resistencia y un condensador, excepto el primero que en la mayoría de amplis consta de una bobina (choque) y un condensador para aumentar el factor de filtraje. Los filtros de alimentación permiten obtener una tensión continua lo más estable posible. En un amplificador existen como mínimo tres o cuatro etapas de filtraje (resistencia-condensador) dependiendo del tipo de circuito utilizado. La respuesta en graves de un amplificador depende muy mucho del valor y del tipo de condensador utilizado en los filtros. Habitualmente se utilizan condensadores electrolíticos porque son más pequeños y baratos, aunque son poco eficientes y pierden capacidad con el tiempo (es muy recomendable cambiar todos los condensadores electrolíticos de un amplificador pasados unos cuantos años de funcionamiento). Unos condensadores de polipropileno o aceite, mucho más eficientes que los electrolíticos, harían que el amplificador ganara en estabilidad, definición, claridad y en frecuencias graves. Con pequeñas modificaciones en esta sección, tu amplificador puede cambiar como de la noche al día. El Preamplificador Esta es la sección del amplificador donde se procesa el sonido y se prepara para ser enviado posteriormente a la Etapa de Potencia. La Distorsión, la Ecualización y efectos como la Reverberación, Trémolo, Vibrato o la Compresión se añaden a la señal básica de nuestro instrumento en esta parte del amplificador. Es obvio pues que más de un 50% del carácter del sonido de tu amplificador dependa del diseño del preamplificador. Y dicho esto, vamos a analizar seguidamente cada una de las partes de un previo. Adaptación de Nivel La señal entregada por un instrumento eléctrico es muy pequeña. Varía entre los 100 y los 500mV dependiendo básicamente del tipo de pastillas utilizadas. Este nivel de señal está catalogado en audio profesional como de -20dB (dB = decibelio ) ó nivel de instrumento. Estas pequeñas señales de audio son muy sensibles a interferencias de ruidos externos. Por eso es muy importante utilizar cables apantallados cuando trabajamos a estos niveles acústicos. Para mejorar la relación señal/ruido del previo y reducir de esta forma la presencia de ruidos externos no deseados, lo primero que tiene que hacer el preamplificador antes de empezar a procesar propiamente el sonido es subir el nivel de la señal hasta los 0dB ó nivel de línea. La primera válvula utilizada para subir la señal desde los -20dB hasta los 0dB trabaja con una ganancia muy grande y es muy importante que esté en buenas condiciones y que además lleve un tubo metálico a modo de apantallamiento (en los años cincuenta, estas válvulas se pintaban con una pintura metálica negra en lugar de utilizar el tubo metálico). Hay que evitar a toda costa las válvulas microfónicas (a medida que la válvula envejece, la mecánica interna de la válvula va perdiendo robustez y consistencia y puede llegar a producir acoples internos y auto-oscilaciones en forma de pitidos). Distorsión La distorsión se consigue básicamente recortando la señal de entrada. Cuanto más se recorta la señal, es decir, cuanto más se asemeja a una onda cuadrada, más distorsión se percibe. Los buenos amplificadores utilizan sólo válvulas para distorsionar las señal (Mesa-Boogie, Soldano, Dumble). En estos amplificadores la distorsión se consigue utilizando varias etapas de amplificación con grandes ganancias haciendo que las válvulas lleguen a saturar y recorten de esta forma la señal de entrada. Este tipo de distorsión natural genera armónicos impares. Amplificadores como el JCM 900 de Marshall hacen servir componentes de estado sólido (diodos) para forzar el recorte de la señal de entrada. Este tipo de distorsiones forzadas están compuestas por armónicos pares. Está demostrado que físicamente el oído humano acepta como más musicales los armónicos impares. Esta es la razón por la que una distorsión procedente de un circuito 100% válvulas es mucho más musical y atractiva. Ecualización En esta parte del preamplificador se define la tonalidad del sonido utilizando filtros pasa-altos. Cada uno de estos filtros está compuesto por un condensador y un potenciómetro de control calculados para trabajar en una banda de frecuencias concreta. Lo normal es que el previo tenga dos o tres controles de este tipo, uno para las bajas frecuencias (graves), otro para las altas (agudos) y a veces un tercero para poder controlar el espectro de frecuencias medias. El potenciómetro variable de cada uno de estos filtros nos permite variar la frecuencia de corte de cada una de las bandas de ecualización. Algunos amplificadores más sofisticados añaden a la ecualización estándar un ecualizador paramétrico que suele tener más de cuatro bandas de ecualización. Los ecualizadores paramétricos utilizan filtros pasa-banda (compuestos por un choque o bobina, un condensador y un potenciómetro de control) mucho más selectivos y precisos que los filtros utilizados en un ecualizador normal. Efectos Una vez la señal ha sido distorsionada y ecualizada convenientemente, se le añaden los efectos antes de pasar a la etapa de potencia. En esta parte del amplificador podemos encontrar efectos como una Reverb, un Trémolo y/o un Vibrato. La señal sin efectos (seca) se mezcla con cada uno de los efectos del amplificador mediante un potenciómetro de control que permite aumentar o disminuir la presencia del efecto en la salida. Muchos amplificadores te permiten añadir otros efectos externos a través del lazo de efectos. Aquí puedes conectar tu procesador de efectos y acabar de "vestir" la señal original con flangers, delays, chorus, phasers, ecualizadores... vamos lo que se te ocurra. Tipos de Válvulas La válvula más utilizada en la sección del previo es la ECC83 (también conocida como 12AX7 ó 7025 ó 5751). Fender utilizaba la ECC81/12AT7 en el circuito de control de la Reverb y VOX hacía servir la ECC82/12AU7 como oscilador en el circuito del Trémolo/Vibrato. Los tres modelos de válvulas son eléctricamente compatibles pero tienen ganancias diferentes. La ECC83 es la que más ganancia tiene, seguida de la ECC81 y la ECC82. Casi todos los amplis nuevos llevan de serie válvulas chinas en el previo. Son válvulas con mucha ganancia pero con poca calidad de sonido. Una clara mejora sería sustituirlas por válvulas de mejor calidad como la ECC83 fabricada por Teslovak en Chequia y comercializada por Ruby Tubes o buscar válvulas originales americanas de RCA, General Electric o Sylvania también disponibles a través de estos dos marcadores americanos. La Etapa de Potencia La primera parte que nos encontramos en una etapa de potencia es la válvula que prepara la señal para entregarla directamente a las válvulas de potencia. A esta válvula se la conoce como driver o desfasadora/inversora. Hay fabricantes como Fender que utilizan la ECC81/12AT7 y otros como Marshall que siempre han utilizado la ECC83/12AX7. Si el amplificador es single-ended, es decir, si sólo utiliza una válvula de potencia (primeros amplis de los años cincuenta como el Fender Champ), la primera válvula de la etapa actúa como driver adaptando la alta impedancia de salida del previo con la baja impedancia de entrada de la válvula de potencia. Lo normal es encontrarnos con más de una válvula en la etapa de potencia y siempre por parejas. Dependiendo del número y del modelo de las válvulas el amplificador tendrá más o menos potencia. En estos casos las válvulas de potencia se conectan en push-pull y la primera válvula de la etapa trabaja como desfasadora. Esta válvula genera dos señales iguales y en contrafase (desfasadas 180º) necesarias para atacar cada una de las dos ramas del push-pull de salida.
viernes, 11 de julio de 2008
Valvulas y Transistores - Descripción
Que es mejor un ampli a valvulas o a transistores...
Yo lo prefiero a valvulas, aunque puede ser que no quieras complicarte la vida y
te decidas por un ampli a transistores con la ultima tecnologia de modulacion.
Te explicamos por que....
VALVULAS: (Tubos, Tubos de Vacio, Triodo, Pentodo, etc)
Las valvulas funcionan por emision termoionica de electrones
desde un filamento o catodo, controlado por una rejilla
y recogiendose en una placa. Algunas valvulas tiene mas de
una rejilla, Algunas tienen dos elementos amplificadores
separados en una envoltura de vidrio. Estas dobles valvulas
suelen funcionar peor.
Las caracteristicas de las valvulas varian ampliamente dependiendo
del modelo seleccionado. En general, las valvulas son mayores,
mas fragiles, bonitas, funcionan calientes, y necesitan varios
segundos antes de funcionar. Las valvulas tienen una ganancia
relativamente baja, alta impedancia de entrada, baja capacidad
de entrada, y la capacidad de aguantar abusos momentaneos.
Las valvulas se saturan (clip) suavemente y se recuperan
de la sobracarga rapida y suavemente.
Los circuitos que no usan valvulas se llaman a transistores
(o de estado solido), porque no usan dispositivos que contienen
gas (o liquido).
Las caracteristicas de las valvulas tienden a cambiar con el uso
(edad). Son mas susceptibles a las vibraciones (llamadas
"microfonicas") que los dispositivos de transistores. Las
valvulas incluso sufren de ruido cuando se usan con filamentos
en corriente alterna.
Las valvulas son capaces de trabajar a mayores voltajes que
cualquier otro dispositivo, pero las valvulas de alta corriente
son raras y caras. Esto quiere decir que la mayoria de los
amplificadores a valvulas usan un transformador de salida. A
pesar de no ser caracteristica especifica de las valvulas, los
transformadores de salida añaden distorsion del segundo armonico
y presentan una caida gradual en la respuesta a altas frecuencias
que es dificil de duplicar con circuitos a transistores.
TRANSISTORES: (BJT, Bipolares, PNP, NPN, Darlington, etc)
Los transistores operan con portadores minoritarios inyectados
desde el emisor a la base que hace que fluyan a traves de la
base hacia el colector, controlando la corriente de la base.
Los transistores estan disponibles como dispositivos PNP y NPN,
permitiendo que uno tire de la señal de salida. Los transistores
estan tambien disponibles en pares emparejados y empaquetados,
pares seguidores de emisor, arrays de transistores multiples
e incluso en complejos "circuitos integrados", donde estan
combinados con resistencias y condensadores para conseguir
funciones de circuitos complejos.
Como las valvulas, hay muchas clases de BTJs disponibles.
Algunos tienen una alta ganancia de corriente, mientras que
otros tienen menor ganancia. Algunos son rapidos, y otros lentos.
Algunos manejan altas corrientes mientras que otros tienen
capacidades de entrada bajas. Algunos tienen menos ruido
que otros. En general, los transistores son estables, duran casi
indefinidamente, tienen alta ganacia, requieren alguna corriente
de entrada, tienen baja resistencia de entrada, tienen
capacidad de mayores entradas, saturan rapidamente, y son
lentos de recuperarse de la sobrecarga (saturacion). Los
transistores tienen un amplio margen antes de la saturacion.
Los transistores estan sujetos a un modo de fallo llamado
segunda avalancha, que sucede cuando el dispositivo esta
trabajando a alto voltaje y alta corriente. La segunda
avalancha puede evitarse con un diseño prudente, lo
cual le dio a los primeros amplificadores de transistores
una mala reputacion de fiabilidad. Los transistores son tambien
susceptibles de descontrolarse con la temperatura cuando se
usan incorrectamente. Sin embargo, los diseños prudentes
evitan el segunda avalancha y el embalamiento termico.
MOSFET: (VMOS, TMOS, DMOS, NMOS, PMOS, IGFET, etc)
Los transistores de efecto de campo semiconductor metal-oxido usan
una puerta aislada para modular el flujo de la corriente portadora
principal de la fuente al drenaje con el campo electrico creado
por la puerta. Como los bipolares, los MOSFETs estan disponibles
en P y N. Tambien como los transistores, los MOSFEt estan disponibles
en pares y circuitos integrados. Los MOSFET emparejados no se
acoplan tan bien como los pares de transistores bipolares, pero
se emparejan mejor que las valvulas.
Los MOSFETs estan tambien disponibles en muchos tipos. Sin
embargo, todos tienen baja corriente de entrada y bastante baja
capacidad de entrada. Los MOSFET tienen menor ganancia, se saturan
moderadamente y se recuperan rapidamente de la saturacion. A
pesar de que los MOSFETs de potencia no tienen puerta en DC,
la capacidad de entrada finita quiere decir que los MOSFET de
potencia tienen una puerta finita de corriente AC. Los MOSFET
son estables y robustos. No son susceptibles de embalamiento termico
ni segunda avalancha. Sin embargo, los MOSFETs no pueden
soportar abusos tan bien como las valvulas.
JFET:
Transistores de efecto de union de campo operan exactamente
igual que los MOSFET, pero no tienen una puerta aislada.
Los JFETs comparten la mayoria de las caracteristicas de los
MOSFETs, incluyendo parejas disponibles, tipos P y N, y
circuitos integrados.
Los JFETs no estan disponibles normalmente como dispositivos
de potencia. Ellos hacen excelentes preamplificadores de bajo
ruido. La union de la puerta da a los JFETs mayor capacidad de
entrada que los MOSFETs e incluso les previene de ser usados
en modo de acumulacion o enriquecimiento. Los JFETs unicamente
se usan como circuitos de deplexion o empobrecimiento.
Los JFETs estan disponibles tambien como parejas
y se emparejan casi tan bien como los transistores bipolares.
IGBT: (o IGT)
Transistores bipolares de puerta aislada son una combinacion de un
MOSFET y un transistor bipolar. La parte MOSFET del dispositivo
sirve como dispositivo de entrada y el bipolar como la salida.
Los IGBTs estan solo disponibles hoy como dispositivos tipo N, pero
los dispositivos P son posibles en teoria. Los IGBTs son mas lentos
que otros dispositivos pero ofrecen un bajo costo, la alta capacidad
de corriente de los transistores bipolares con la baja corriente
de entrada y la baja capacidad de entrada de los MOSFETs.
Sufren de saturacion tanto o mas que los
transistores bipolares, e incluso sufren de segunda avalancha
Raramente se usan en audio High-end, pero a veces se usan para
amplificadores de extremadamente alta potencia.
Ahora la pregunta real: Puedes pensar que si estos diversos
dispositivos son tan diferentes entre ellos, alguno sera el
mejor. En la practica, cada uno tiene sus puntos fuertes
y debiles. Incluso porque cada tipo de dispositivo esta
disponible en tantas formas diferentes, la mayoria de los
tipos puede usarse en la mayoria de los sitios con exito.
Las valvulas son prohibitivamente caras para amplificadores
de muy alta potencia. La mayoria de los amplificadores a
valvulas dan menos de 50 watts por canal.
Los JFETs son a veces un dispositivo ideal de entrada porque
tienen bajo ruido, baja capacidad de entrada y buen acoplamiento.
Sin embargo, los transitores bipolares tiene incluso mejor
emparejamiento y mayor ganancia, asi que para fuentes de baja
impedancia, los dispositivos bipolares son incluso mejores.
Aun las valvulas y los MOSFETs tienen incluso menor capacidad
de entrada, lo mismo para muy alta resistencia de salida, podrian
ser mejores.
Los transistores bipolares tiene la mas baja resistencia de
salida, asi pues son buenos dispositivos de salida. Sin embargo,
la segunda avalancha y una alevada carga almacenada pesa en su contra
cuando se les compara con los MOSFET. Un buen diseño BJT necesita
tener en ceunta las debilidades de los BJTs mientras que un
buen diseño MOSFET necesita controlar las desventajas de
los MOSFETs
Los transistores de salida bipolares requieren proteccion
de segunda avalancha y embalamiento termico y esta proteccion
requiere circuiteria adicional y esfuerzo de diseño. En
algunos amplificadores, la calidad de sonido se daña con
la proteccion.
Como ya se dijo, hay mas diferencias entre diseños individuales,
sean valvulas y transistores, que hay entre diseños generales
entre valvulas y transistores. Puedes hacer un buen amplificador
de ambos, y puedes hacer un amplificador cutre tambien.
A pesar de que los transistores y valvulas se saturan diferente,
la saturacion sera rara o inexistente en un buen amplificador,
asi que esta diferencia no debe tenerse en cuenta.
Alguna gente dice que las valvulas requieren una
realimentacion menor o nula mientras que los transistores
requieren bastante realimentacion. En la practica, todos
los amplificadores requieren alguna realimentacion, sea
total, local, o unicamente "degeneracion". La realimentacion
es esencial en los amplificadores porque hace al amplificador
estable con las variaciones de temperatura y fabricable a
pesar de las variaciones de los componentes.
La realimentacion tiene una mala reputacion debido a que
un sistema de realimentacion mal diseñado puede pasarse
o oscilar dramaticamente. Algunos diseños viejos usaban
excesiva realimentacion para compensar las no linealidades
de circuitos cutres. Los amplificadores con realimentaciones
bien diseñadas son estables y tienen un muy pequeño sobreimpulso.
Cuando salieron los primeros amplificadores de transistores,
eran peores que los mejores amplificadores de valvulas de aquellos
dias. Los diseñadores cometieron muchos errores con las nuevas
tecnologias conforme aprendian. Hoy en dia, los diseñadores son
mucho mas expertos y sofisticados que en aquellos dias de 1960.
Debido a las bajas capacidades internas, los amplificadores
a valvulas tienen unas caracteristicas de entrada muy lineales.
Esto hace a los amplificadores a valvulas faciles de alimentar
y tolerantes a fuentes de altas impedancias de salida, tales
como otros circuitos a valvulas y controles de volumen de
alta-impedancia. Los amplificadores de transistores podrian tener
un alto acoplamiento entre la entrada y la salida y podrian tener
una impedancia de entrada menor. Sin embargo, algunas tecnicas
de circuitos reducen estos efectos. Incluso, algunos amplificadores
de transistores evitan totalmente estos problemas usando buenos
JFET como circuitos de entrada.
Hay muchas exageraciones, errores asi como muchas leyendas
sobre el tema. En efecto, un buen diseñador FET puede hacer un
buen amplificador FET. Un buen diseñador de valvulas puede
hacer un buen amplificador a valvulas, y un buen diseñador de
transistores puede hacer un amplificador a transistores muy
bueno. Muchos diseñadores mezclan componentes para usarlos
en aquello en que son mejores.
Al igual que con todas las disciplinas de ingenieria, los
buenos diseños de amplificadores requieren un amplio conocimiento
de las caracteristicas de los componentes, los fallos de
diseño de amplificadores, las caracteristicas de la fuente
de señal, las caracteristicas de las cargas, y las caracteristicas
de la señal misma.
Otro tema aparte es que carecemos de un buen conjunto de medidas
para calificar la calidad de un amplificador. La respuesta
en frecuencia, distorsion y relacion señal-ruido dan claves,
pero por ellas mismas son insuficientes para calificar el
sonido.
Mucha gente jura que las valvulas suenan mas "a valvulas" y los
transistores suenan mas "a transistores". Alguna gente añade un
circuito a valvulas a sus circuitos de transistores para darles
algo de sonido a "valvulas"
Alguna gente dice que han medido y distingen diferencias
entre las caracteristicas de distorsion de los amplificadores
de valvulas y los de transistores. Esto podria ser causado
por el transformador de salida, la funcion de transferencia
de las valvulas, o la eleccion de la topologia del amplificador.
Los amplificadores de valvulas raramente tienen respuesta en
frecuencia tan plana como los mas planos amplificadores de
transistores, debido al transformador de salida. Sin embargo,
la respuesta en frecuencia de buenos amplificadores a valvulas
es extremadamente buena.
Yo lo prefiero a valvulas, aunque puede ser que no quieras complicarte la vida y
te decidas por un ampli a transistores con la ultima tecnologia de modulacion.
Te explicamos por que....
VALVULAS: (Tubos, Tubos de Vacio, Triodo, Pentodo, etc)
Las valvulas funcionan por emision termoionica de electrones
desde un filamento o catodo, controlado por una rejilla
y recogiendose en una placa. Algunas valvulas tiene mas de
una rejilla, Algunas tienen dos elementos amplificadores
separados en una envoltura de vidrio. Estas dobles valvulas
suelen funcionar peor.
Las caracteristicas de las valvulas varian ampliamente dependiendo
del modelo seleccionado. En general, las valvulas son mayores,
mas fragiles, bonitas, funcionan calientes, y necesitan varios
segundos antes de funcionar. Las valvulas tienen una ganancia
relativamente baja, alta impedancia de entrada, baja capacidad
de entrada, y la capacidad de aguantar abusos momentaneos.
Las valvulas se saturan (clip) suavemente y se recuperan
de la sobracarga rapida y suavemente.
Los circuitos que no usan valvulas se llaman a transistores
(o de estado solido), porque no usan dispositivos que contienen
gas (o liquido).
Las caracteristicas de las valvulas tienden a cambiar con el uso
(edad). Son mas susceptibles a las vibraciones (llamadas
"microfonicas") que los dispositivos de transistores. Las
valvulas incluso sufren de ruido cuando se usan con filamentos
en corriente alterna.
Las valvulas son capaces de trabajar a mayores voltajes que
cualquier otro dispositivo, pero las valvulas de alta corriente
son raras y caras. Esto quiere decir que la mayoria de los
amplificadores a valvulas usan un transformador de salida. A
pesar de no ser caracteristica especifica de las valvulas, los
transformadores de salida añaden distorsion del segundo armonico
y presentan una caida gradual en la respuesta a altas frecuencias
que es dificil de duplicar con circuitos a transistores.
TRANSISTORES: (BJT, Bipolares, PNP, NPN, Darlington, etc)
Los transistores operan con portadores minoritarios inyectados
desde el emisor a la base que hace que fluyan a traves de la
base hacia el colector, controlando la corriente de la base.
Los transistores estan disponibles como dispositivos PNP y NPN,
permitiendo que uno tire de la señal de salida. Los transistores
estan tambien disponibles en pares emparejados y empaquetados,
pares seguidores de emisor, arrays de transistores multiples
e incluso en complejos "circuitos integrados", donde estan
combinados con resistencias y condensadores para conseguir
funciones de circuitos complejos.
Como las valvulas, hay muchas clases de BTJs disponibles.
Algunos tienen una alta ganancia de corriente, mientras que
otros tienen menor ganancia. Algunos son rapidos, y otros lentos.
Algunos manejan altas corrientes mientras que otros tienen
capacidades de entrada bajas. Algunos tienen menos ruido
que otros. En general, los transistores son estables, duran casi
indefinidamente, tienen alta ganacia, requieren alguna corriente
de entrada, tienen baja resistencia de entrada, tienen
capacidad de mayores entradas, saturan rapidamente, y son
lentos de recuperarse de la sobrecarga (saturacion). Los
transistores tienen un amplio margen antes de la saturacion.
Los transistores estan sujetos a un modo de fallo llamado
segunda avalancha, que sucede cuando el dispositivo esta
trabajando a alto voltaje y alta corriente. La segunda
avalancha puede evitarse con un diseño prudente, lo
cual le dio a los primeros amplificadores de transistores
una mala reputacion de fiabilidad. Los transistores son tambien
susceptibles de descontrolarse con la temperatura cuando se
usan incorrectamente. Sin embargo, los diseños prudentes
evitan el segunda avalancha y el embalamiento termico.
MOSFET: (VMOS, TMOS, DMOS, NMOS, PMOS, IGFET, etc)
Los transistores de efecto de campo semiconductor metal-oxido usan
una puerta aislada para modular el flujo de la corriente portadora
principal de la fuente al drenaje con el campo electrico creado
por la puerta. Como los bipolares, los MOSFETs estan disponibles
en P y N. Tambien como los transistores, los MOSFEt estan disponibles
en pares y circuitos integrados. Los MOSFET emparejados no se
acoplan tan bien como los pares de transistores bipolares, pero
se emparejan mejor que las valvulas.
Los MOSFETs estan tambien disponibles en muchos tipos. Sin
embargo, todos tienen baja corriente de entrada y bastante baja
capacidad de entrada. Los MOSFET tienen menor ganancia, se saturan
moderadamente y se recuperan rapidamente de la saturacion. A
pesar de que los MOSFETs de potencia no tienen puerta en DC,
la capacidad de entrada finita quiere decir que los MOSFET de
potencia tienen una puerta finita de corriente AC. Los MOSFET
son estables y robustos. No son susceptibles de embalamiento termico
ni segunda avalancha. Sin embargo, los MOSFETs no pueden
soportar abusos tan bien como las valvulas.
JFET:
Transistores de efecto de union de campo operan exactamente
igual que los MOSFET, pero no tienen una puerta aislada.
Los JFETs comparten la mayoria de las caracteristicas de los
MOSFETs, incluyendo parejas disponibles, tipos P y N, y
circuitos integrados.
Los JFETs no estan disponibles normalmente como dispositivos
de potencia. Ellos hacen excelentes preamplificadores de bajo
ruido. La union de la puerta da a los JFETs mayor capacidad de
entrada que los MOSFETs e incluso les previene de ser usados
en modo de acumulacion o enriquecimiento. Los JFETs unicamente
se usan como circuitos de deplexion o empobrecimiento.
Los JFETs estan disponibles tambien como parejas
y se emparejan casi tan bien como los transistores bipolares.
IGBT: (o IGT)
Transistores bipolares de puerta aislada son una combinacion de un
MOSFET y un transistor bipolar. La parte MOSFET del dispositivo
sirve como dispositivo de entrada y el bipolar como la salida.
Los IGBTs estan solo disponibles hoy como dispositivos tipo N, pero
los dispositivos P son posibles en teoria. Los IGBTs son mas lentos
que otros dispositivos pero ofrecen un bajo costo, la alta capacidad
de corriente de los transistores bipolares con la baja corriente
de entrada y la baja capacidad de entrada de los MOSFETs.
Sufren de saturacion tanto o mas que los
transistores bipolares, e incluso sufren de segunda avalancha
Raramente se usan en audio High-end, pero a veces se usan para
amplificadores de extremadamente alta potencia.
Ahora la pregunta real: Puedes pensar que si estos diversos
dispositivos son tan diferentes entre ellos, alguno sera el
mejor. En la practica, cada uno tiene sus puntos fuertes
y debiles. Incluso porque cada tipo de dispositivo esta
disponible en tantas formas diferentes, la mayoria de los
tipos puede usarse en la mayoria de los sitios con exito.
Las valvulas son prohibitivamente caras para amplificadores
de muy alta potencia. La mayoria de los amplificadores a
valvulas dan menos de 50 watts por canal.
Los JFETs son a veces un dispositivo ideal de entrada porque
tienen bajo ruido, baja capacidad de entrada y buen acoplamiento.
Sin embargo, los transitores bipolares tiene incluso mejor
emparejamiento y mayor ganancia, asi que para fuentes de baja
impedancia, los dispositivos bipolares son incluso mejores.
Aun las valvulas y los MOSFETs tienen incluso menor capacidad
de entrada, lo mismo para muy alta resistencia de salida, podrian
ser mejores.
Los transistores bipolares tiene la mas baja resistencia de
salida, asi pues son buenos dispositivos de salida. Sin embargo,
la segunda avalancha y una alevada carga almacenada pesa en su contra
cuando se les compara con los MOSFET. Un buen diseño BJT necesita
tener en ceunta las debilidades de los BJTs mientras que un
buen diseño MOSFET necesita controlar las desventajas de
los MOSFETs
Los transistores de salida bipolares requieren proteccion
de segunda avalancha y embalamiento termico y esta proteccion
requiere circuiteria adicional y esfuerzo de diseño. En
algunos amplificadores, la calidad de sonido se daña con
la proteccion.
Como ya se dijo, hay mas diferencias entre diseños individuales,
sean valvulas y transistores, que hay entre diseños generales
entre valvulas y transistores. Puedes hacer un buen amplificador
de ambos, y puedes hacer un amplificador cutre tambien.
A pesar de que los transistores y valvulas se saturan diferente,
la saturacion sera rara o inexistente en un buen amplificador,
asi que esta diferencia no debe tenerse en cuenta.
Alguna gente dice que las valvulas requieren una
realimentacion menor o nula mientras que los transistores
requieren bastante realimentacion. En la practica, todos
los amplificadores requieren alguna realimentacion, sea
total, local, o unicamente "degeneracion". La realimentacion
es esencial en los amplificadores porque hace al amplificador
estable con las variaciones de temperatura y fabricable a
pesar de las variaciones de los componentes.
La realimentacion tiene una mala reputacion debido a que
un sistema de realimentacion mal diseñado puede pasarse
o oscilar dramaticamente. Algunos diseños viejos usaban
excesiva realimentacion para compensar las no linealidades
de circuitos cutres. Los amplificadores con realimentaciones
bien diseñadas son estables y tienen un muy pequeño sobreimpulso.
Cuando salieron los primeros amplificadores de transistores,
eran peores que los mejores amplificadores de valvulas de aquellos
dias. Los diseñadores cometieron muchos errores con las nuevas
tecnologias conforme aprendian. Hoy en dia, los diseñadores son
mucho mas expertos y sofisticados que en aquellos dias de 1960.
Debido a las bajas capacidades internas, los amplificadores
a valvulas tienen unas caracteristicas de entrada muy lineales.
Esto hace a los amplificadores a valvulas faciles de alimentar
y tolerantes a fuentes de altas impedancias de salida, tales
como otros circuitos a valvulas y controles de volumen de
alta-impedancia. Los amplificadores de transistores podrian tener
un alto acoplamiento entre la entrada y la salida y podrian tener
una impedancia de entrada menor. Sin embargo, algunas tecnicas
de circuitos reducen estos efectos. Incluso, algunos amplificadores
de transistores evitan totalmente estos problemas usando buenos
JFET como circuitos de entrada.
Hay muchas exageraciones, errores asi como muchas leyendas
sobre el tema. En efecto, un buen diseñador FET puede hacer un
buen amplificador FET. Un buen diseñador de valvulas puede
hacer un buen amplificador a valvulas, y un buen diseñador de
transistores puede hacer un amplificador a transistores muy
bueno. Muchos diseñadores mezclan componentes para usarlos
en aquello en que son mejores.
Al igual que con todas las disciplinas de ingenieria, los
buenos diseños de amplificadores requieren un amplio conocimiento
de las caracteristicas de los componentes, los fallos de
diseño de amplificadores, las caracteristicas de la fuente
de señal, las caracteristicas de las cargas, y las caracteristicas
de la señal misma.
Otro tema aparte es que carecemos de un buen conjunto de medidas
para calificar la calidad de un amplificador. La respuesta
en frecuencia, distorsion y relacion señal-ruido dan claves,
pero por ellas mismas son insuficientes para calificar el
sonido.
Mucha gente jura que las valvulas suenan mas "a valvulas" y los
transistores suenan mas "a transistores". Alguna gente añade un
circuito a valvulas a sus circuitos de transistores para darles
algo de sonido a "valvulas"
Alguna gente dice que han medido y distingen diferencias
entre las caracteristicas de distorsion de los amplificadores
de valvulas y los de transistores. Esto podria ser causado
por el transformador de salida, la funcion de transferencia
de las valvulas, o la eleccion de la topologia del amplificador.
Los amplificadores de valvulas raramente tienen respuesta en
frecuencia tan plana como los mas planos amplificadores de
transistores, debido al transformador de salida. Sin embargo,
la respuesta en frecuencia de buenos amplificadores a valvulas
es extremadamente buena.
Amps Guitarra - Válvulas vs Transistores
Amplificadores: válvulas vs transistores
Quizá en los tiempos que corren, con el nivel técnico que se ha alcanzado, el eterno debate entre amplificadores valvulares y transistorizados es, si cabe, más complejo, a modo de anécdota, quién nos iba a decir que "Cowboys From Hell" está grabado con un Randall RH200 de 500 dólares...
Quizá en los tiempos que corren, con el nivel técnico que se ha alcanzado, el eterno debate entre amplificadores valvulares y transistorizados es, si cabe, más complejo, a modo de anécdota, quién nos iba a decir que "Cowboys From Hell" está grabado con un Randall RH200 de 500 dólares...
Lo cierto es que los amplificadores a válvulas han imperado en el mundo de la música desde el principio de los tiempos, pero desde la aparición de los amplificadores a transistor hace más de 30 años se ha debatido hasta la saciedad sobre este tema, en este artículo intentamos esclarecer las diferencias entre ambos, de modo que cada uno pueda elegir el que mejor se adapte a sus gustos/necesidades.
- Amplificadores a válvulas:
Lás válvulas por su construcción brindan un sonido mucho más cálido al sonido que los transistores, éstas para operar adecuadamente necesitan estar sometidas a temperaturas mayores de 100ºC, lo que supone un acondicionamiento más complejo, más espacio y más peso que el transistor, además necesitan mantenimiento, ya que tienen una vida limitada.
Sin duda podemos identificar sonidos clásicos del blues, rock, funky con amplificadores como Fender “Twin Reverb&Hot Rod”, “Vox AC30”…sonidos más Heavy con los archiconocidos Marshall “JCM800/900” y Mesa Boggie “Single/Dual/Triple Rectifier” y para estilos extremos los Peavey “5150/6505/XXX”, Krank, Crate, Framus “Cobra/Dragon”, Engle…
- Amplificadores Híbridos:
Éstos combinan válvulas en su previo y transistor en la etapa de potencia, aquí tenemos pues, lo mejor de ambas posibilidades, tienen un precio intermedio y están diseñados para estilos desde el Heavey Metal hacia delante, modelos como el Marshall “ModeFour” y los nuevos G3 de Randall que llevan instalada la válvula en la etapa, no en el previo.
- Amplificadores a transistores:
Aquí tenemos los más baratos del género, el transistor permite un sonido teóricamente perfecto y lineal, al contrario que las válvulas que su sonido depende de la temperatura, del lugar, de la humedad…
Quizá este matiz de “perfección” es lo que le da ese carácter de “frialdad” en su sonido.
Los últimos modelos han roto con el tópico que se les ha echado siempre en cara, que no rinden igual a volúmenes bajos y altos.
Modelos como el Fender “MetalHead” saturan tanto la señal del previo que consigue mantener la saturación a casi todos los niveles de volúmen.
Otros modelos ya clásicos como el Randall “RH100/RH200” , el “Warhead” y los Line6 "Flextone/Spider/Vetta".
En resumidas cuentas, el transistor se adapta mejor a capitales ajustados, proporciona amplificadores más potentes pero con menos carácter.
Las válvulas en cambio tienen más personalidad y los modelos más potentes saturan la señal al nivel de los transistores, en cambio son susceptiblemente más caros y la calidad de su sonido es variable, por último los Híbridos mezclan lo mejor de ambos, pero bajo mi punto de vista, todavía no se ha investigado suficiente.
La decisión obviamente está en vuestras manos.
viernes, 27 de junio de 2008
Grabación de guitarras
Adjunto un video a modo de tutorial de "como grabar guitarras eléctricas".
Eso sí, está en inglés, dado que es de la gente de Presonus. Si no entienden, al menos
es agradable de ver los microfoneos e instrumentos.
Eso sí, está en inglés, dado que es de la gente de Presonus. Si no entienden, al menos
es agradable de ver los microfoneos e instrumentos.
viernes, 20 de junio de 2008
Sonido Valvular
Sonido Vintage ¿Por qué Valvulares?
Válvulas que suenan Vintage
Amplificadores a válvulas
Las Válvulas Termoiónicas
Cómo funciona una válvula
El funcionamiento de una válvula se basa en la emisión de electrones desde un electrodo hacia otro debido al calentamiento de uno de estos, llamado cátodo que se encuentra calentado por el filamento que es comparable al filamento incandescente de las lamparitas y es lo que hace que la válvula se ilumine cuando está funcionando.
Esta emisión electrónica es atraída por otro electrodo llamado placa o ánodo, que se encuentra conectado con su fuente de alimentación de alto voltaje (150 hasta 800 Volt o mas) y regulada por una reja llamada grilla que se encuentra entre cátodo y ánodo y se encarga de regular o controlar el flujo de electrones. (Ojo, los voltajes de un amplificador valvular son elevados y pueden matar . . !, es recomendable no meter la mano dentro de sus circuitos si no se es un técnico capacitado.)
Distorsión
Sonido Americano Vs. Sonido Británico
Entre tantas nuevas tecnologías, circuitos integrados, digitalizador de sonidos y simulador de efectos, se perdió la esencia del sonido original de una guitarra o un bajo tal como fueron en sus comienzos. Estos son en esencia como fueron concebidos en sus comienzos, asi como el violin es de madera o el bombo pampeano tiene parche de cuero, el amolificador de guitarra fue y es valvular y no hay razon para que deje de serlo.
Un amplificador a transistores es liviano y económico. Una pedalera con simuladores, resulta muy linda. Pero nada, nada suena como un amplificador a válvulas.
Un amplificador a transistores es liviano y económico. Una pedalera con simuladores, resulta muy linda. Pero nada, nada suena como un amplificador a válvulas.
Válvulas que suenan Vintage
Amplificadores a válvulas
Los grandes músicos de todos los géneros roqueros y pop y fabricantes de equipos coinciden: los amplificadores a válvulas definieron el sonido británico en los años sesenta. Fabricantes como Marshall, Orange, VOX, Selmer, Hiwatt formaron parte activa del desarrollo de la guitarra eléctrica como instrumento musical básicamente y la historia del rock moderno. Una guitarra o bajo eléctrico no son un instrumento en si mismo, dependen en gran medida de su amplificador, no suena igual la mejor guitarra conectada a uno u otro tipo de amplificador y no es por una cuestión de calidad sino de diseño de su circuito electrónico, su parlante, su bafle, etc.
Otros fabricantes ingleses fueron Laney, Pro Amplifiers, Trace Elliot y Session. En síntesis, todos conocen el sonido cálido, super cristalino, realmente ¨personal¨ de un amplificador a válvulas.
Otros fabricantes ingleses fueron Laney, Pro Amplifiers, Trace Elliot y Session. En síntesis, todos conocen el sonido cálido, super cristalino, realmente ¨personal¨ de un amplificador a válvulas.
Las Válvulas Termoiónicas
Las válvulas fueron los únicos dispositivos electrónicos activos desde principios de siglo, justamente la era Electrónica comenzó al inventarse la válvula electrónica y se utilizó masivamente en audio, radio, televisión, radar, etc., y hasta en las primeras computadoras analógicas, hasta los años sesenta. Entonces se fueron reemplazando por los pequeños transistores y diodos de estado sólido, primero de germanio y luego de silicio, capaces de desempeñar las mismas funciones en espacios mucho más reducidos, con menor peso, menor temperatura y consumo muy inferiores a las de las válvulas.
Parecía ser una gran ventaja para los músicos: más potencia a menos peso. A principios de los setenta empezaron a salir nuevos modelos de amplificadores utilizando transistores. Pero el transistor con su mayor linealidad y su mejor rendimiento teórico daban como resultado en circuitos de audio sonidos de gran fidelidad, sin distorsión ó con muy poca, y estos sonidos resultaban muy fríos y con poco carácter, lo que es un grave problema para instrumentos musicales.
Esta es la razón básica por la que la válvula se ha mantenido desde entonces en amplificadores para instrumentos musicales; Su comportamiento no lineal y facilidad para saturar y generar armónicas dando así resultados sonoros mucho más musicales y atractivos en cuanto a su tonalidad. Un simple circuito con una sola válvula puede dar un gran carácter y vigor al sonido. Un complejo circuito digital es incapaz de emular el sonido de una válvula, pero no es el hecho de usar válvulas simplemente la razón de este característico sonido, lo importante es el diseño de los circuitos electrónicos especialmente calculados para hacer trabajar las válvulas en las condiciones ideales para arrancarles esos sonidos espectaculares. El diseño de un amplificador valvular para guitarra es diferente al de uno para bajos, y a su vez distintos a un amplificador de alta fidelidad para audio.
Parecía ser una gran ventaja para los músicos: más potencia a menos peso. A principios de los setenta empezaron a salir nuevos modelos de amplificadores utilizando transistores. Pero el transistor con su mayor linealidad y su mejor rendimiento teórico daban como resultado en circuitos de audio sonidos de gran fidelidad, sin distorsión ó con muy poca, y estos sonidos resultaban muy fríos y con poco carácter, lo que es un grave problema para instrumentos musicales.
Esta es la razón básica por la que la válvula se ha mantenido desde entonces en amplificadores para instrumentos musicales; Su comportamiento no lineal y facilidad para saturar y generar armónicas dando así resultados sonoros mucho más musicales y atractivos en cuanto a su tonalidad. Un simple circuito con una sola válvula puede dar un gran carácter y vigor al sonido. Un complejo circuito digital es incapaz de emular el sonido de una válvula, pero no es el hecho de usar válvulas simplemente la razón de este característico sonido, lo importante es el diseño de los circuitos electrónicos especialmente calculados para hacer trabajar las válvulas en las condiciones ideales para arrancarles esos sonidos espectaculares. El diseño de un amplificador valvular para guitarra es diferente al de uno para bajos, y a su vez distintos a un amplificador de alta fidelidad para audio.
Cómo funciona una válvula
El funcionamiento de una válvula se basa en la emisión de electrones desde un electrodo hacia otro debido al calentamiento de uno de estos, llamado cátodo que se encuentra calentado por el filamento que es comparable al filamento incandescente de las lamparitas y es lo que hace que la válvula se ilumine cuando está funcionando.
Esta emisión electrónica es atraída por otro electrodo llamado placa o ánodo, que se encuentra conectado con su fuente de alimentación de alto voltaje (150 hasta 800 Volt o mas) y regulada por una reja llamada grilla que se encuentra entre cátodo y ánodo y se encarga de regular o controlar el flujo de electrones. (Ojo, los voltajes de un amplificador valvular son elevados y pueden matar . . !, es recomendable no meter la mano dentro de sus circuitos si no se es un técnico capacitado.)
Distorsión
La distorsión se consigue principalmente recortando la señal de entrada. Cuanto más se recorta la señal, es decir, cuanto más se asemeja a una onda cuadrada, más distorsión se produce.
Los buenos amplificadores utilizan sólo válvulas para distorsionar las señal. En estos amplificadores la distorsión se consigue utilizando varias etapas de amplificación con altas ganancias haciendo que las válvulas lleguen a saturar y recorten de esta forma la señal de entrada. Este tipo de distorsión genera armónicos impares.
La utilización de cajas de efecto o distorsión es otra historia y pueden complementarse con los amplificadores valvulares, pero sin abusar.
Los buenos amplificadores utilizan sólo válvulas para distorsionar las señal. En estos amplificadores la distorsión se consigue utilizando varias etapas de amplificación con altas ganancias haciendo que las válvulas lleguen a saturar y recorten de esta forma la señal de entrada. Este tipo de distorsión genera armónicos impares.
La utilización de cajas de efecto o distorsión es otra historia y pueden complementarse con los amplificadores valvulares, pero sin abusar.
Sonido Americano Vs. Sonido Británico
La diferencia entre estos dos estilos sonoros que marcaron la época de oro del rock, especialmente el sonido británico se debía a la utilización de diferente tipos de válvulas por parte de los fabricantes según los que se consiguieran en origen ya que las válvulas de origen ingles y las norteamericanas eran ¨iguales pero diferentes¨ y esta ¨diferencia¨ afectaba grandemente al carácter del sonido, además de las diferencias de criterio en el diseño de los circuitos.
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