Las válvulas de vacío 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 ampli 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 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
ampli 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 la 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 calculado 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
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.
Sonido Americano
Durante los años sesenta los fabricantes de amplis se
limitaban a utilizar las válvulas que se encontraban con más facilidad en el
país de origen. La 6V6, la 6L6 y la 6550 son válvulas que originalmente se
fabricaban en Estados Unidos y son las que utilizaban fabricantes como Fender
en la época. Este tipo de válvulas, especialmente la 6L6, tienen un sonido caracterizado
por agudos claros y cristalinos y unos bajos potentes y definidos. Un sonido
muy abierto y con mucha dinámica. En definitiva, lo que hoy en día se conoce
como sonido americano.
La 6V6 es una válvula que puede entregar unos 10/15W,
frente a los 25/30W de la 6L6 y los 40/45W de la 6550. Por lo tanto un
amplificador con dos 6L6 tendrá unos 50W de potencia mientras que uno con
cuatro 6550 podrá proporcionar más de 150W.
Sonido Británico
El Transformador de
Salida
El transformador de salida es una de las piezas claves
dentro de cualquier amplificador a válvulas. De su calidad y forma de
construcción depende en gran medida el sonido final del amplificador. Su misión
es la de adaptar la elevada impedancia de las válvulas de potencia (entre 3.000
y 5.000 ohmios) con la baja impedancia de un altavoz (entre 4 y 16 ohmios).
Siempre que compréis un amplificador a válvulas de segunda mano, lo primero que
tenéis que mirar es si el transformador de salida es el original. Si no lo es,
el amplificador puede haber perdido su sonido original.
Ajuste del BIAS
Amplificadores como el VOX AC30 no tienen ajuste de BIAS
porque trabajan en clase A. En este tipo de amplificadores es el propio
circuito el que autopolariza a las válvulas de potencia y el cambio de válvulas
es sencillo y no necesita de ningún tipo ajuste. Los amplificadores que
trabajan en clase AB (la gran mayoría) necesitan una tensión negativa auxiliar
para polarizar las válvulas de potencia. Esta tensión negativa es variable y se
tiene que ajustar siempre que cambiemos las válvulas de potencia. Para ello
existe un potenciómetro de ajuste en el interior del amplificador. Hay otros
amplificadores como los Mesa-Boogie que no disponen de potenciómetro de ajuste
y es necesario modificar el valor de alguna resistencia interna para ajustar el
BIAS.
YoryoBass
Fuente: GuitarraTotal
