Un amplificador de audio de válvulas ( Reino Unido ) o amplificador de audio de tubo de vacío ( EE.UU. ) es un amplificador de válvulas que se utiliza para el refuerzo de sonido , la grabación y la reproducción de sonido .
Hasta la invención de los dispositivos de estado sólido , como el transistor , toda la amplificación electrónica se producía mediante amplificadores de válvulas . Si bien los dispositivos de estado sólido prevalecen en la mayoría de los amplificadores de audio actuales, los amplificadores de audio de válvulas aún se utilizan cuando sus características audibles se consideran agradables, por ejemplo, en la interpretación o reproducción de música.
Los amplificadores de válvulas 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 cómo 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 suelen estar diseñados deliberadamente para tener una ganancia muy alta , lo que hace que la señal salga mucho más allá del rango lineal del circuito de válvulas, para generar deliberadamente grandes cantidades de distorsión armónica. Las características de distorsión y saturación de las válvulas son bastante diferentes a las de los transistores (y no menos importante la cantidad de margen de tensión disponible en un circuito típico) y esto da como resultado un sonido distintivo. Los amplificadores para tales aplicaciones de alto rendimiento suelen conservar circuitos de tono y filtro 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".
La guitarra eléctrica tiene su origen en Rickenbacker en la década de 1930, pero su forma moderna fue popularizada por Fender y Gibson (en particular, la Fender Telecaster (1951) y Stratocaster (1954) y la Gibson Les Paul (1952) durante la década de 1950. Los primeros amplificadores de guitarra probablemente fueron amplificadores de audio fabricados para otros fines y puestos en servicio, pero la guitarra eléctrica y su amplificación rápidamente desarrollaron vida propia, respaldadas por fabricantes especializados.
Los amplificadores de guitarra suelen estar diseñados para que, cuando el guitarrista lo desee, puedan distorsionar y crear un sonido rico en armónicos y sobretonos. Las características de la válvula y del circuito influyen directamente en la naturaleza del sonido producido. Incluso la fuente de alimentación puede influir en la forma tonal, ya que los condensadores de la fuente de alimentación de tamaño relativamente pequeño producen una "caída" característica 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 (observando que la señal de retroalimentación tiene un ligero desfase temporal en relación con la señal original).
Los amplificadores de guitarra suelen estar diseñados para soportar un gran abuso, tanto eléctrico como físico (ya que los guitarristas suelen viajar para actuar, etc.). En los sistemas grandes, el amplificador está separado de la(s) caja(s) de altavoces, pero en los sistemas más pequeños suele estar integrado, formando lo que se denomina un "combo". Dado que el amplificador suele estar en la parte superior del combo, las válvulas suelen colgar boca abajo mirando hacia el cuerpo de la caja. Pueden estar sujetas con clips.
La mayoría de los amplificadores de guitarra a válvulas 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 doble) y un divisor de fase (triodo doble). Se utilizan triodos gemelos con dos secciones idénticas en una envolvente, generalmente los tipos noval 12AT7 , 12AU7 o 12AX7 o equivalentes, con menos frecuencia el octal 6SN7 .
El primer uso masivo de los amplificadores de audio a válvulas fue para telefonía. Los amplificadores a válvulas fueron fundamentales en el desarrollo de circuitos telefónicos de larga distancia y cables telefónicos submarinos . Poco después, se aplicaron a la radio, donde las válvulas se utilizaron tanto para circuitos de audio (AF) como de radio (RF). (RF está fuera del alcance de este artículo, consulte amplificador a válvulas ).
Entre las primeras aplicaciones de la grabación de sonido y la reproducción electrónica de sonido en torno a la década de 1920 se encontraba su uso en muchos cines equipados para la exhibición de las nuevas películas sonoras . Los sistemas de sonido de cine de este período eran suministrados predominantemente por "Westrex", relacionada con la empresa Western Electric, un proveedor de telecomunicaciones, que también fue el fabricante del tubo 300B DHT que hoy es fundamental para la producción actual de amplificación audiófila DH-SET .
Los amplificadores de esta época solían utilizar tubos calentados directamente en un circuito de triodo de un solo extremo de clase A. La potencia de salida oscilaba entre unos pocos vatios y quizás 20 vatios para un amplificador excepcionalmente potente (los amplificadores de semiconductores modernos producen una potencia mucho mayor). Hoy en día, este tipo de circuito conserva un nicho de mercado en el extremo más extremo del mundo 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 que se utilizaban sin retroalimentación. La linealidad inherente, aunque imperfecta, de los tubos permite 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 se vuelva demasiado pequeña y se garantiza que la corriente de la rejilla no fluya en ningún punto. En este caso, la distorsión es en gran medida un segundo armónico relativamente inobjetable, con un porcentaje estrechamente 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 una mayor potencia de salida que los triodos, pero la distorsión es mayor y más objetable.
Durante el período de posguerra, la adopción generalizada de la retroalimentación negativa en la topología push-pull produjo mayor potencia y linealidad, especialmente después de la publicación en 1947 del amplificador Williamson , que estableció el estándar (y la topología dominante) para lo que vendría después.
La adopción generalizada del sistema push-pull permitió utilizar transformadores más pequeños (y por lo tanto más económicos), [ cita requerida ] combinados con más potencia (normalmente de 10 a 20 vatios) para manejar los picos. Así nació la industria de la alta fidelidad .
Otros desarrollos incluyeron (entre otros):
La amplificación valvular alcanzó su máximo auge como tecnología dominante durante los años 60 y 70, cuando los dispositivos y circuitos estaban muy desarrollados. Desde entonces, solo se han producido mejoras menores.
La última generación de válvulas de potencia, representada por KT66 , EL34 y KT88 , representa la cumbre de la tecnología y de la calidad de producción. [ cita requerida ] Los amplificadores de válvulas producidos desde entonces suelen utilizar una de estas válvulas, que se han mantenido en producción continua (aparte de KT66) desde entonces. La potencia de salida era típicamente de 20 vatios, excepcionalmente de 35 W.
Las válvulas de señal pequeña cambiaron abrumadoramente de las válvulas de base octal, en particular la válvula de audio preferida, la familia 6SN7 , a las válvulas de base noval más pequeñas y económicas ECC81 , ECC82 , ECC83 (en el Reino Unido, conocidas en los EE. UU. 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 válvulas comerciales desarrollaron diseños basados en sus propios productos, en particular el circuito Mullard 5-10 . Este diseño y el de Williamson se implementaron e imitaron ampliamente, con o sin reconocimiento del creador.
Las radios y amplificadores de válvulas se utilizaron en automóviles hasta que fueron reemplazados por radios transistorizadas . Los transistores tenían la gran ventaja de funcionar con el voltaje proporcionado por una batería de automóvil. Las primeras radios requerían una unidad de potencia para convertir el voltaje de la batería a un valor lo suficientemente alto para las válvulas. Las radios posteriores utilizaron válvulas especiales que fueron diseñadas para operar directamente con una fuente de alimentación de 12 voltios. [2] Estas últimas radios eran diseños híbridos que utilizaban transistores solo para las etapas de salida de audio porque una válvula amplificadora 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 unos pocos equipos estéreo de válvulas para automóviles. Entre los fabricantes se incluyen Milbert Amplifiers, Blade, Manley y Sear Sound. Algunos son diseños híbridos con transistores y válvulas.
Debido al pobre rendimiento técnico de los primeros gramófonos, la falta de ecualizaciones estandarizadas y los componentes y accesorios deficientes (incluidos los altavoces), los preamplificadores contenían históricamente circuitos de ecualización y de tono y filtro extensos y muy flexibles diseñados para ajustar la respuesta de frecuencia del amplificador y, por tanto, el sonido producido por el sistema.
Los preamplificadores de válvulas utilizan triodos o pentodos de bajo ruido ( EF86 ). El zumbido de la red eléctrica de los filamentos del calentador es un problema potencial en etapas de válvulas de bajo nivel. Los amplificadores modernos invariablemente funcionan con la red eléctrica; como no es necesario minimizar los costos en amplificadores de válvulas costosos, la alimentación del calentador a menudo se rectifica e incluso se regula para reducir el zumbido al mínimo absoluto.
Un preamplificador de válvulas representativo de la década de 1950 es la serie de preamplificadores "varislope" de Leak, que incluía un filtro de ruido conmutable, un filtro de rayado conmutable con pendientes y frecuencia de esquina seleccionables, controles de tono de agudos y graves continuamente variables y una selección de 4 ecualizaciones de gramófono diferentes (RIAA, orto, RCA, 78).
Los amplificadores de este período y anteriores suelen tener un sonido distintivo que hoy en día todavía se conoce como "sonido de válvula" y "cálido". Este tono no se debe estrictamente al uso de válvulas en lugar de transistores; es simplemente un sonido que originalmente se asociaba con amplificadores construidos con válvulas simplemente porque eso era lo que estaba disponible en ese momento. Los orígenes de ese sonido en particular se deben en parte a:
Factores relevantes para equipos de válvulas que no están diseñados según estándares de alta fidelidad:
Además de una gama de amplificadores de válvulas de consumo, se fabricaron algunos amplificadores que aún hoy gozan de gran prestigio. Entre los más conocidos se encuentran:
Se han utilizado varios circuitos básicos en diseños y en diversos enfoques de construcción.