Amplificadores de válvulas
Todos estamos de acuerdo: No hay nada como un sonido amplificado por válvulas: preamplificadores, etapas de potencia, micrófonos, efectos… Parece mentira que una tecnología obsoleta como esta dé mejores resultados a nivel acústico (ya que en dispositivos procesadores de datos –computadores-, emplear la válvula significa incrementar el espacio y disminuir las prestaciones).
Este mes homenajeamos a la válvula, ese elemento que ha marcado un antes y un después en el mundo de la amplificación de audio, mostrando sus propiedades y su actual situación en el contexto industrial, comercial y musical.
PRELIMINARES: COMPONENTES, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
¿Qué es una válvula y por qué produce un sonido preferible al generado por el transistor? Tal vez no nos lo hayamos planteado, pero el principio electrónico de la válvula es el siguiente: funciona por emisión termoiónica de electrones desde un filamento o cátodo, controlado por una rejilla, recogiéndose posteriormente en una placa. Guiándonos por el criterio general, distinguimos cuatro tipos de válvulas utilizadas comúnmente en audio, diferenciadas por la cantidad de componentes amplificadores internos (sin contar el filamento) que las componen: diodos (dos componentes), triodos (tres componentes), tetrodos (cuatro componentes) y pentodos (compuestas por cinco componentes). Esta característica se visualiza en el primer número del código identificador. El resto visualizan datos vinculados a los componentes y la tensión eléctrica a la que trabajan.
Las características de las válvulas varían ampliamente dependiendo del modelo seleccionado. En general, las válvulas son elementos de amplificación más frágiles que los transistores, funcionan a elevadas temperaturas (razón por la que operan en una cápsula de vidrio vacía, ya que las temperaturas superan los 100º C, llegando incluso a triplicar este valor, según tipo y modelo) y necesitan un periodo (del orden de segundos) de precalentamiento. Las válvulas tienen una ganancia relativamente baja, alta impedancia de entrada y baja capacidad de entrada. Las válvulas se saturan (se produce un clip sonoro) con suavidad y, asimismo, se recuperan de la sobrecarga rápida y suavemente.
Las válvulas son capaces de trabajar a mayores voltajes que cualquier otro dispositivo, pero las válvulas de alta corriente son raras y caras. Esto quiere decir que la mayoría de los amplificadores a válvulas usan un transformador de salida. Aunque no es característica específica de las válvulas, los transformadores de salida añaden distorsión del segundo armónico y presentan una caída gradual en la respuesta a altas frecuencias,
que es difícil de duplicar con circuitos a transistores. Es por este comportamiento no lineal y teóricamente imperfecto de la señal generada por las válvulas, por el que producen un sonido cálido, con color y cuerpo, que no es posible reproducir ni con el mejor circuito de estado sólido.
¿POR QUÉ FALLAN?
Las razones por las que una válvula pierde su funcionalidad son, básicamente, tres: desgaste por un uso más allá de sus limitaciones físicas, cortocircuito, o entrada de aire.
La funda del cátodo está cubierta con una sustancia que provoca la emisión de los electrones. Al activarse, el filamento del cátodo provoca que éste se ponga incandescente, y el calor deteriora con el tiempo la película que forma dicha sustancia. Esto se traduce en la progresiva reducción de electrones emitidos, lo que desemboca en la disfunción total al extinguirse la película.
El caso de los cortocircuitos, suele producirse por sobrecalentamiento, lo que provoca que los filamentos y otros elementos conductores sufran pandeo, se doblen y entren en contacto. Las válvulas de potencia son las más susceptibles de “cortocircuitarse”, con un máximo exponente en las chinas.
Respecto al gas, como se ha apuntado, en la cápsula que engloba la estructura de la válvula se hace el vacío en la fábrica. Si entra aire, al contener oxígeno, probablemente se provoque en ella una reacción de combustión y se caliente en exceso (si no se incendia), al igual que sucedería en una bombilla. Normalmente se debe a un defecto de fabricación en el sellado de la cápsula. Por esto es importante la adquisición de válvulas inspeccionadas.
Como veis, las válvulas son delicadas, por lo que es de suma importancia cuidarlas; ya no sólo por su función, sino por el mantenimiento de la integridad física del amplificador o dispositivo en las que las usáis, ya que están en contacto.
LA INDUSTRIA DE LA VÁLVULA
La estructura sobre la que descansan los filamentos y la cápsula de vidrio de una válvula es de metal y está ensamblada de forma totalmente mecánica, lo que provoca que las tolerancias de fabricación sean muy elevadas, y que exista una alta probabilidad de que aparezcan defectos en válvulas nuevas. Tales defectos suelen darse en las quince o veinte primeras horas de funcionamiento. Por esta razón, es muy importante elegir válvulas inspeccionadas por empresas que sólo se dedican a ello, como TAD (EEUU), Sovtek (Rusia) o Ruby Tubes (EEUU). Estas compañías compran las válvulas directamente a los fabricantes (hoy en día sólo se fabrican en la República Checa, Rusia, EEUU, Yugoslavia y China) y las someten a exhaustivos chequeos individuales, llegando en algunos casos a tener que desechar hasta un 31% de las válvulas adquiridas. Si instaláis válvulas no comprobadas existe un importante porcentaje de riesgo de que alguna se “dispare” tras unas horas de comenzar su funcionamiento y, en consecuencia, provoque una grave avería en el amplificador. Tenedlo muy presente, ya que determina la vida de vuestro ampli.
EL ÁMBITO COMERCIAL CONTEMPORÁNEO
Como era de esperar, las válvulas chinas dejan bastante que desear en cuanto a calidad. Parte de las mejores que he probado en amplificadores son las yugoslavas (por ejemplo, Ei) y rusas (Svetlana, Reflector Corp, Ryazan). Gracias a las empresas de inspección de válvulas, y la calidad de muchos fabricantes, podemos encontrar hoy día excelentes válvulas, algunas de las cuáles llegan incluso a superar las de hace veinte años, época en que, prácticamente, todas las fábricas de Europa Occidental cerraron (tales fábricas producían excelentes válvulas, que fueron objeto de codicia por un gran número de músicos, que se lanzaron a agotar las manufacturadas en stock).
A continuación, presentamos una tabla con válvulas de diferentes empresas inspectoras y fabricantes, que son especialmente aconsejables por calidad (todas las válvulas descritas pasan por rigurosa inspección).
Vivimos en un mundo de producción masiva, lo que hace que la mayoría de los fabricantes de amplificadores de válvulas, incluso de renombre (Fender, Marshall, Ibanez…) empleen válvulas chinas en su fabricación, ya que, aunque proporcionan alta ganancia, no pasan inspección y su sonido es pobre. Por ello, se reduce el coste significativamente. Eso sumado a la mano de obra de bajo coste, ya que me consta que los amplificadores construidos en países como EEUU, Inglaterra o Alemania suelen llevar instaladas válvulas de calidad e inspeccionadas (hay que tener en cuenta que, válvulas de mala calidad en un buen amplificador, significa arruinar el buen sonido que puede producir, a lo que se añaden las consecuencias del rápido deterioro, que pueden culminar, como se ha citado anteriormente, en una avería considerable).
Por otra parte, tened presente el concepto que muchos fabricantes tienen de “amplificador 100% valvular”. A lo que suelen tender es a considerar all tube amplifiers aquellos en los que la estructura amplificadora del previo y la etapa estén construidos con válvulas, pero el circuito incorpora también un rectificador de señal y un loop de efectos, que en la mayoría de los casos están construidos a partir de diodos de estado sólido, con lo que volvemos al terreno del transistor (la diferencia entre uno valvular y otro sólido es más que notoria). Dos ejemplos muy extendidos de estos amplificadores son Mesa Boogie y Soldano, en cuya producción no hay una sola estructura de amplificación que no esté construida a partir de válvulas. Todos conocéis sobradamente sus célebres calidades, tan elevadas como sus precios; pues bien, en parte se deben a este motivo (además de estar construidos en EEUU, y con válvulas selectas, por no mencionar que, por encargo -caso de Soldano-, se pueden solicitar amplificadores valvulares customizados).
VÁLVULAS EN PREVIOS
El preamplificador se encarga de incrementar la amplitud de la señal senoidal de la tensión eléctrica que llega desde el instrumento. El modelo más popular de válvula aquí es el 12AX7 (originalmente ECC83), empleado originalmente en Marshall. El 12AX7 es el que más ganancia produce, lo que explica, en gran parte, el sonido de estos amplificadores.
Me han gustado especialmente las Sovtek (fabricadas por New Sensor, Rusia), las Ruby Tubes (fabricadas por Teslovak, República Checa), las General Electric y Sylvania (estas dos últimas, de producción original), que se llevarían el galardón por mi parte. Tantos las frecuencias altas, como las bajas y medias están muy bien definidas, lo cual es importante en el previo.
Como hemos dicho, la mayoría de las válvulas empleadas por los fabricantes de amplificadores de audio son chinas, por lo que convendría sustituirlas.
VÁLVULAS EN ETAPAS DE POTENCIA
Como se ha indicado anteriormente, la ganancia generada por las válvulas es relativamente baja. Por esto la construcción de amplificadores de alta potencia requiere de muchos recursos, y por tanto, ello desemboca en un precio de venta muy elevado; en función, además, de la naturaleza de otros componentes del amplificador (rectificador, transformador…).
Lo primero que nos encontramos en una etapa de potencia es la válvula que pone a punto la señal procedente del previo, para entregarla acto seguido a las válvulas de potencia. Esta válvula se conoce como desfasadora o driver. Fabricantes como Fender (el modelo de válvula 6L6, muy popular, fue empleado originalmente en esta empresa), utilizan la ECC81/12AT7 y otros, como Marshall que ha utilizado la ECC83/12AX7, la misma que hemos comentado anteriormente.
Si el amplificador sólo utiliza una válvula de potencia (raro hoy día), la primera válvula de la etapa actúa como desfasadora, adaptando la elevada impedancia de salida del preamplificador con la baja impedancia de entrada de la válvula de potencia.
No obstante, lo más común y normal es hallar más de una válvula en la etapa, y siempre dos o múltiplos de dos (esto es ventajoso de cara a grabar, ya que, de este modo, se pueden inhibir, mediante un interruptor, la mitad de las válvulas de potencia, lo que permite la reducción de la potencia sin perder ganancia, algo necesario en el estudio). Según el código numérico y el modelo de las válvulas, el amplificador tendrá mayor o menor potencia. En tales casos, las válvulas de potencia se conectan con un interruptor push-pull y la primera válvula de la etapa se comporta como driver-desfasadora. Esta válvula genera dos señales iguales y opuestas en fase (180º), que son necesarias para alcanzar cada uno de los dos conductores del interruptor.
VÁLVULAS EN RECTIFICADORES
Aquí podemos considerar una serie de ventajas e inconvenientes. Mientras que el empleo de una válvula para construir un rectificador afecta al timbre producido por el ampli, en cuanto a que el sonido tiene más cuerpo y es más comprimido; los rectificadores construidos a partir de diodos de estado sólido proporcionan una respuesta de señal con más potencia y mucho más rápida, pero pierde en el timbre. Podéis comprobarlo: si empleamos un amplificador de guitarra con rectificador valvular, sentimos la necesidad de atacar más las cuerdas, ya que su respuesta se desarrolla más lentamente que en un amplificador a transistores (de aquí ha derivado la idea de Mesa Boogie en construir su Dual Rectifier y su Triple Rectifier).
TRANSFORMADOR EN AMPLIFICADORES VALVULARES
El transformador de salida es una parte fundamental y determinante que alberga cualquier amplificador a válvulas. De su calidad y proceso de construcción depende, en gran medida, el sonido final del amplificador. Su cometido es adaptar la gran impedancia de las válvulas de la etapa de potencia (oscila entre tres y cinco kiloohmios) a la baja impedancia de un altavoz (oscila entre los cuatro y los 16 ohmios).
Si vais a emplear un amplificador que no os pertenece, o compráis uno de segunda mano, tened en cuenta que su transformador podría no ser el original, lo que provocaría que el sonido producido tampoco fuera el original del amplificador. Muy importante es, entonces, que comprobéis que el transformador es el original adjunto al amplificador (de no serlo, consultad las especificaciones del aparato, a fin de adquirir uno acorde con tales características).
UN POQUITO DE CAÑA
¿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 (ver banco de pruebas ISP de Mayo del 2004) 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 sois partidarios del buen sonido, está claro: válvulas. Pero tened muy claro que vais a mimar bien vuestros 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.
Jorge Asensio Rodés
http://www.ispmusica.com/
