Un amplificador de audio de válvula ( Reino Unido ) o un amplificador de audio de tubo de vacío ( EE . UU. ) Es un amplificador de válvula utilizado para refuerzo de sonido , grabación y reproducción de sonido .
Hasta la invención de los dispositivos de estado sólido , como el transistor , toda la amplificación electrónica se producía mediante amplificadores de válvula (tubo) . Si bien los dispositivos de estado sólido prevalecen en la mayoría de los amplificadores de audio en la actualidad, los amplificadores de audio de válvula todavía se utilizan cuando sus características audibles se consideran agradables, por ejemplo, en la interpretación o reproducción de música.
Amplificación de instrumentos y voces
Los amplificadores de válvula para guitarras (y en menor grado para voces y otras aplicaciones) tienen propósitos diferentes a los de los amplificadores de alta fidelidad. El propósito no es necesariamente reproducir el sonido con la mayor precisión posible, sino más bien cumplir con el concepto del músico de lo que debería ser el sonido. Por ejemplo, la distorsión se considera casi universalmente indeseable en los amplificadores de alta fidelidad, pero puede considerarse una característica deseable en el rendimiento.
Los circuitos de señales pequeñas a menudo se diseñan deliberadamente para tener una ganancia muy alta , llevando la señal muy fuera del rango lineal del circuito de válvulas, para generar deliberadamente grandes cantidades de distorsión armónica. Las características de distorsión y sobremarcha de las válvulas son bastante diferentes de las de los transistores (no menos importante la cantidad de margen de voltaje disponible en un circuito típico) y esto da como resultado un sonido distintivo. Los amplificadores para estas aplicaciones de rendimiento suelen conservar circuitos de filtro y tono que han desaparecido en gran medida de los productos de alta fidelidad modernos. Los amplificadores para guitarras en particular también pueden incluir una serie de funciones de "efectos".
Los orígenes de la amplificación de la guitarra eléctrica
La guitarra eléctrica se origina en Rickenbacker en la década de 1930, pero su forma moderna fue popularizada por Fender y Gibson (en particular, Fender Telecaster (1951) y Stratocaster (1954) y Gibson Les Paul (1952) durante la década de 1950. Los primeros amplificadores de guitarra probablemente fueron de audio amplificadores fabricados para otros fines y puestos en servicio, pero la guitarra eléctrica y su amplificación rápidamente desarrollaron una vida propia, respaldada por fabricantes especializados.
Los amplificadores de guitarra a menudo están diseñados para que puedan, cuando el guitarrista lo desee, distorsionar y crear un tono rico en armónicos y matices. Las características del tubo y del circuito influyen directamente en la naturaleza del sonido producido. Incluso la fuente de alimentación puede influir en la forma tonal, con condensadores de fuente de alimentación relativamente pequeños que producen un "hundimiento" característico en los instantes de salida máxima y consumo de energía, y la recuperación posterior, que a menudo se considera musicalmente atractiva. [1] Además, los guitarristas pueden emplear retroalimentación acústica, modificando aún más el sonido resultante (teniendo en cuenta que la señal de retroalimentación tiene un ligero retraso en relación con la señal original).
Los amplificadores de guitarra generalmente están diseñados para soportar muchos abusos tanto eléctrica como físicamente (ya que los guitarristas a menudo viajan a conciertos, etc.) En los sistemas grandes, el amplificador está separado de la (s) caja (s) de los altavoces, pero en los sistemas más pequeños a menudo está integrado, formando un llamado "combo". Dado que el amplificador generalmente se encuentra en la parte superior del combo, los tubos a menudo cuelgan boca abajo frente al cuerpo del gabinete. Pueden sujetarse con clips.
La mayoría de los amplificadores de guitarra de válvula modernos utilizan un circuito push-pull de clase AB1 con un par de pentodos de potencia o tetrodos de haz, 6L6 o EL34 pero ocasionalmente KT88 , 6550 , o el EL84 de menor potencia en conexión Ultra-Linear . La etapa de salida está precedida por una etapa de amplificación de voltaje (pentodo o triodo gemelo) y un divisor de fase (triodo gemelo). Se utilizan triodos gemelos con dos secciones idénticas en una envolvente, normalmente los tipos novales 12AT7 , 12AU7 o 12AX7 o equivalentes, menos habitualmente el octal 6SN7 .
Amplificadores para reproducción de sonido
Desarrollo temprano
El primer uso masivo de amplificadores de audio de válvulas fue para telefonía. Los amplificadores de válvula fueron fundamentales en el desarrollo de circuitos telefónicos de larga distancia y cables telefónicos submarinos . Las aplicaciones de radio siguieron poco después, donde se usaron válvulas para los circuitos de audio (AF) y radio (RF). (La RF está fuera del alcance de este artículo, consulte amplificador de válvula ).
Entre las primeras aplicaciones de la grabación de sonido y la reproducción electrónica alrededor de la década de 1920 estuvo su uso en muchos cines como equipamiento para exhibir los nuevos ' sonoros '. Los sistemas de sonido de cine de este período fueron suministrados principalmente por "Westrex", relacionada con la compañía Western Electric, un proveedor de telecomunicaciones, que también fueron los fabricantes del tubo 300B DHT que hoy es fundamental para la producción actual de amplificación para audiófilos DH-SET .
Amplificadores durante este período utilizan normalmente D irectly H eated tubos en un Clase A S ingle- E nded T circuito riode. La potencia de salida varió desde unos pocos vatios hasta quizás 20 vatios para un amplificador excepcionalmente potente (los amplificadores semiconductores modernos producen una potencia mucho mayor). Hoy en día, este tipo de circuito conserva un nicho de seguimiento en el extremo de la alta fidelidad para audiófilos, donde a menudo se lo conoce como DH-SET.
Antes de la Segunda Guerra Mundial, casi todos los amplificadores electrónicos eran triodos utilizados sin retroalimentación. La linealidad inherente, aunque imperfecta, de los tubos hace posible obtener un rendimiento de distorsión aceptable sin corrección. La distorsión de amplitud en una etapa de triodo de clase A puede ser pequeña si se tiene cuidado de evitar que la corriente del ánodo sea demasiado pequeña y se asegura que la corriente de la red no fluya en ningún punto. En este caso, la distorsión es en gran medida un segundo armónico relativamente inocuo, con un porcentaje muy proporcional a la amplitud de salida. Agregar una retroalimentación negativa modesta mejora aún más la linealidad. Los pentodos de la misma disipación de potencia son capaces de producir una potencia de salida mayor que los triodos, pero la distorsión es mayor y más objetable.
Décadas de 1940 y 1950
Durante el período de la posguerra, la adopción generalizada de retroalimentación negativa en la topología push-pull produjo una mayor potencia y linealidad, sobre todo después de la publicación en 1947 del amplificador Williamson , que estableció el estándar (y la topología dominante) de lo que iba a seguir.
La adopción generalizada de push pull permitió transformadores más pequeños (y por lo tanto más baratos), [ cita requerida ] combinados con más potencia (típicamente de 10 a 20 vatios) para manejar picos. La alta fidelidad de la industria nació.
Otros desarrollos incluyeron (entre otros):
- la introducción de la serie de amplificadores "Point One" (en 1945) por LEAK en el Reino Unido, que estableció por primera vez un estándar de rendimiento de 0.1% THD
- el Ultra-Linear etapa de salida (un transformador de salida push-pull roscado proporcionar potencia intermedia entre triodos y pentodos, a la distorsión más baja que tampoco) fue originado por Alan Blumlein en 1937 en el Reino Unido, pero popularizó tras la publicación de un artículo de David Hafler y Keroes en los EE. UU. En 1951, y se convirtió en la topología dominante durante la recuperación de productos de consumo de la posguerra.
- Los fabricantes llevan equipos de alta fidelidad domésticos de alta calidad a una audiencia cada vez más amplia, lo que finalmente llevó a Dynaco a vender más de 300.000 ST-70, lo que lo convierte en el amplificador de alta fidelidad más popular del mundo de cualquier tipo hasta la fecha.
Tube hi-fi en la década de 1960
La amplificación de válvulas alcanzó su punto máximo como tecnología principal durante las décadas de 1960 y 1970, con dispositivos y circuitos altamente desarrollados. Desde entonces, solo ha habido pequeños refinamientos.
La última generación de válvulas de potencia, tipificada por KT66 , EL34 y KT88 , representa el pináculo de la tecnología y de la calidad de producción. [ citación necesitada ] Los amplificadores de válvula producidos desde entonces usualmente usan uno de estos tubos, que han permanecido en producción continua (aparte del KT66) desde entonces. La potencia de salida era típicamente de 20 vatios, excepcionalmente de 35 W.
Las válvulas de señal pequeñas cambiaron abrumadoramente de los tubos de base octal, en particular el tubo de audio de elección, la familia 6SN7 , a la base noval más pequeña y barata ECC81 , ECC82 , ECC83 (Reino Unido, en los EE. UU. Conocida como 12AX7,12AT7, etc.). El pentodo de potencia EL84 de base noval de menor potencia se usó ampliamente en amplificadores de potencia ultralineales de 10 vatios menos costosos, aún de alta fidelidad.
Los fabricantes de tubos comerciales desarrollaron diseños basados en sus propios productos, sobre todo el circuito Mullard 5-10 . Este diseño y el de Williamson se implementaron e imitaron ampliamente, con o sin acreditar al autor.
Amplificadores de automóvil
Los amplificadores y radios de válvulas se utilizaron en automóviles hasta que fueron desplazados por radios transistorizados . Los transistores tenían la principal ventaja de funcionar con el voltaje proporcionado por la batería de un automóvil. Los primeros radios requerían una unidad de potencia para convertir el voltaje de la batería a un valor lo suficientemente alto para las válvulas. Los radios posteriores utilizaron válvulas especiales que fueron diseñadas para operar directamente con un suministro de 12 voltios. [2] Estas radios posteriores eran diseños híbridos que usaban transistores solo para las etapas de salida de audio porque una válvula de amplificador de potencia de 12 voltios no era práctica. Para esta y otras aplicaciones, los transistores son más pequeños, más baratos, más duraderos, consumen menos energía, funcionan a menor temperatura y no necesitan calentarse.
Algunos entusiastas prefieren los "amplificadores de válvulas", por lo que todavía se fabrican una pequeña cantidad de equipos de sonido para automóviles con válvulas. Los fabricantes incluyen amplificadores Milbert, Blade, Manley y Sear Sound. Algunos son diseños híbridos con transistores y válvulas.
Preamplificadores de válvula
Debido al rendimiento técnico muy pobre de los primeros gramófonos, la falta de ecualizaciones estandarizadas, componentes y accesorios deficientes (incluidos los altavoces), los preamplificadores históricamente contenían circuitos de ecualización y tono y filtro extensos y muy flexibles diseñados para ajustar la respuesta de frecuencia del amplificador y por lo tanto el sonido producido por el sistema.
Los preamplificadores de válvula utilizan triodos o pentodos de bajo ruido ( EF86 ). El zumbido de la red de los filamentos del calentador es un problema potencial en las etapas de la válvula de bajo nivel. Los amplificadores modernos funcionan invariablemente desde la red eléctrica; Como hay poca necesidad de minimizar los costos en los costosos amplificadores de válvula, el suministro del calentador a menudo se rectifica e incluso se regula para reducir el zumbido al mínimo absoluto.
Un preamplificador de válvula representativo de la década de 1950 es la serie de preamplificadores Leak 'varislope', que incluía un filtro de ruido conmutable, un filtro de scratch conmutable con pendientes y frecuencia de esquina seleccionables, controles de tono de graves y agudos continuamente variables y una selección de 4 ecualizaciones de gramófono diferentes. (RIAA, orto, RCA, 78).
Sonido de válvula
Los amplificadores de y antes de este período a menudo tienen un sonido distintivo que hoy en día todavía se conoce ampliamente como "sonido de válvula" y "cálido". Este tono no es causado estrictamente por el uso de válvulas en lugar de transistores; es simplemente un sonido que se asoció originalmente con amplificadores construidos con válvulas simplemente porque eso es lo que estaba disponible en ese momento. Los orígenes de ese sonido en particular se deben en parte a:
- los diseños de circuitos típicos de la época (clase A o AB1), combinados con
- circuitos simples con relativamente poca retroalimentación, que producen principalmente una distorsión armónica baja (la retroalimentación que se podía aplicar estaba limitada por el cambio de fase en el transformador de salida);
- Etapas de salida de bajo factor de amortiguación (High Z out);
- el uso de cantidades muy grandes de retroalimentación en circuitos semiconductores sin transformador de señal, lo que conduce a una distorsión que es pequeña pero tiene una proporción mucho mayor de armónicos altos que en los circuitos de válvulas.
Factores relevantes para equipos de válvulas no diseñados para estándares de alta fidelidad:
- Los amplificadores de guitarra dedicados tenían una respuesta de frecuencia y una distorsión adecuadas para su propósito,
- Fuentes de alimentación subdimensionadas y no reguladas en amplificadores donde la potencia consumida varió significativamente con la salida de potencia instantánea (clase A no afectada, clases AB1, AB2, B, cada vez más),
- Transformadores de salida de mala calidad en equipos económicos.
Diseños históricos notables
Además de una gama de amplificadores de válvula básicos, se fabricaron algunos amplificadores que todavía son muy apreciados en la actualidad. Entre los más conocidos se encuentran:
- FUGA TL / 12
- Amplificador Williamson
- Mullard 5-10
- Quad II
- Dynaco Mark III y Stereo 70
- McIntosh MC275
- Marantz 8B y 9
Información técnica del amplificador de audio de válvula
Se han utilizado varios circuitos básicos en diseños y en varios enfoques de construcción.
Ver también
- Amplificador
- Amplificador de audio
- Sonido de válvula
- Amplificador de válvula
Referencias
- ^ [1]
- ^ Mullard ECH83, EBF83 son sólo dos de esos ejemplos.
- Amplificadores de válvula, Morgan Jones, tercera edición 2003 ISBN 0-7506-5694-8 - sobre el diseño y la construcción de amplificadores de audio de válvula
- Amplificadores de válvulas, Allegro Verlag, Viena. ISBN 3-901462-00-7 - Contiene una breve introducción, el resto del libro son muchas fotografías de algunos amplificadores de válvulas.
- Glass Audio. Una revista de larga duración dedicada a la construcción de amplificadores de válvulas, publicada por Audio Amateur (TAA) Corp
- Manual de diseñadores de Radiotron , edición clásica, F Langford-Smith et al. Publicado por primera vez en 1934, revisado hasta 1967 ISBN 0 7506 3635 1 - Compendio de artículos de interés histórico para las personas en este campo
- http://www.stereophile.com/reference/70/ - discusión sobre las limitaciones de NFB en los sistemas de audiófilos
- [2] - Documento teórico sobre diseños OTL.
enlaces externos
- Schematic Heaven : archivo de esquemas gratuito de amplificadores de guitarra antiguos y esquemas de efectos.
- El circuito de audio : una lista casi completa de fabricantes, kits de bricolaje, materiales y piezas y secciones de "cómo funcionan" en los amplificadores de válvulas.
- Martin Colloms (3 de enero de 1998). "¿Un futuro sin retroalimentación? (Una discusión detallada de las limitaciones de NFB como panacea)" . stereophile.com .