La historia de las válvulas de potencia y cómo funcionan.

Válvulas de potencia: ¿qué hacen? ¿Y cómo afectan tu tono? Todo está explicado aquí...

Las válvulas de preamplificador suelen ser triodos, utilizándose ocasionalmente pentodos y no apareciendo tetrodos en absoluto. Por el contrario, los triodos de potencia rara vez se utilizan como válvulas de potencia, pero los tetrodos y pentodos son comunes.

Dicho esto, los triodos de potencia tienen seguidores en los círculos de alta fidelidad, donde sus características de audio supuestamente superiores tienen prioridad sobre el simple volumen.

Los triodos han existido desde 1906 y los tetrodos se remontan al trabajo de Walter Schottky sobre tubos de doble red en 1919.

Los primeros tetrodos se idearon para superar la respuesta de alta frecuencia de los triodos, pero solo tuvieron un éxito parcial, por razones que discutiremos más adelante. Mientras tanto, en Holanda la tecnología de tubos estaba a punto de dar un gran paso adelante.

Bernard DH Tellegen y Gilles Holst inventaron la válvula de pentodo en 1926, mientras trabajaban para el Laboratorio de Física Philips en Eindhoven. Mullard era una subsidiaria de Phillips y el nombre más tarde se convertiría en sinónimo de las mejores válvulas de potencia pentodo.

Los pentodos de potencia y de preamplificador funcionan exactamente de la misma manera, como describimos en nuestra guía de válvulas de preamplificador. Con una rejilla supresora cargada negativamente añadida para reflejar la emisión secundaria de electrones causada por la rejilla de la pantalla, los pentodos pueden producir una amplificación mucho mayor que las válvulas de potencia de triodo y tetrodo.

Los EL34 se han asociado estrechamente con el tono del rock "británico", donde sus potentes características de rango medio y ruptura se convierten en una ventaja.

El ejemplo más famoso es probablemente el EL34, que se ha utilizado en varios amplificadores Marshall, Orange, Vox, Selmer y Hiwatt. Estas válvulas se han asociado estrechamente con el tono del rock "británico", donde sus poderosas características de rango medio y ruptura se convierten en una ventaja.

El EL84 de menor potencia es un pentodo más pequeño que inusualmente se inserta en el tipo de mini zócalo de nueve pines que generalmente se usa para válvulas de preamplificador. Los EL84 alimentaron los Vox AC4, 10, 15 y 30, así como los modelos Marshall de 18 y 20 vatios, además de varios amplificadores WEM de menor potencia. También aparecieron en los amplificadores Gibson con la designación estadounidense 6BQ5.

Como describimos la última vez, la rejilla de pantalla del tetrodo hace que los electrones golpeen el ánodo con tanta fuerza que se emiten más electrones desde el ánodo. Este efecto de emisión secundaria ocurre dentro de un rango de voltaje de ánodo específico y causa una mayor distorsión y una menor amplificación. Cuando la respuesta de la corriente del ánodo al voltaje del ánodo del tubo se traza en un gráfico, la caída o "torcedura" de la corriente se puede ver claramente en la curva.

Los tubos Pentodo ofrecían una alternativa viable, pero como Phillips Corporation poseía la patente, otros fabricantes tendrían que pagar regalías. En cambio, los ingenieros electrónicos rediseñaron el tetrodo utilizando rejillas de control y pantalla cuidadosamente alineadas hechas de bobinas de alambre para proporcionar a los electrones un camino sin obstáculos desde el cátodo al ánodo.

También emplearon placas limitadoras de haz cargadas negativamente para dirigir los electrones hacia el ánodo. Esto enfoca los electrones para que converjan entre la rejilla de la pantalla y el ánodo antes de continuar hacia el ánodo.

Esta área de convergencia forma una rejilla supresora "virtual" para derribar cualquier emisión secundaria al ánodo y eliminar el "pliegue" que caracteriza a los tubos tetrodos.

Las válvulas de potencia de tetrodo utilizadas en los amplificadores de guitarra se conocen más exactamente como "tetrodos de haz", "tetrodos sin torsión" o "válvulas de potencia de haz". En comparación con los pentodos que funcionan con el mismo voltaje de ánodo, la corriente de la rejilla de la pantalla permanece muy baja, por lo que casi no hay pérdida de señal, y la potencia de salida puede ser hasta un 20 por ciento mayor con una distorsión del tercer armónico más baja.

La lista de tetrodos de haz utilizados en amplificadores de guitarra es extensa. La mayoría estará familiarizada con los 6V6, 6L6, 5881 y 6550 utilizados en innumerables amplificadores fabricados en EE. UU., así como con amplificadores británicos destinados al mercado estadounidense.

Marconi-Osram también diseñó y fabricó tetrodos de haz en Europa, y los ejemplos clásicos incluyen el KT66 utilizado en los primeros Marshalls y el KT88 visto en amplificadores Marshall, Hiwatt y Ampeg de alta potencia.

A estas alturas, probablemente puedas adivinar qué significa 'KT' ('tetrodo sin torsión', para cualquiera que se lo haya perdido). Los GEC KT66 y KT88 originales ahora son raros y increíblemente caros, en gran parte porque los entusiastas de la alta fidelidad están incluso más locos que los guitarristas cuando se trata de válvulas antiguas. Las cosas han ido de la misma manera con los tetrodos de haz clásicos estadounidenses, pero en ambos casos hay disponibles opciones viables de producción moderna.

Usar solo un tubo de potencia en un amplificador se conoce como operación de "un solo extremo" y ejemplos de amplificadores de un solo extremo incluyen el Fender Champ (como se muestra en la foto de al lado), el Vibro Champ y el tweed Princeton, el Vox AC4 y el Carr Mercury.

En funcionamiento de un solo extremo, el tubo de potencia amplifica las fases positiva y negativa de la forma de onda de audio. Aunque es poco común, algunos diseños de amplificadores cuentan con dos válvulas de potencia que funcionan en modo paralelo de un solo extremo para generar más potencia. Pero donde la potencia es la prioridad, el funcionamiento push-pull es el estándar de la industria.

En el modo push-pull, un tubo amplifica el lado positivo de la forma de onda y el otro tubo amplifica el negativo. Esto significa que las válvulas de potencia pueden "descansar" cuando no están enviando señal, y este reparto de la carga de trabajo permite que los amplificadores push-pull generen potencia de manera más eficiente y con menos distorsión armónica.

Dependiendo de los requisitos de potencia, los amplificadores push-pull pueden utilizar pares, cuartetos, sextetos o incluso octetos de válvulas de potencia. La única estipulación para el 'push-pull paralelo' es que opere el mismo número de tubos en cada lado de la señal de audio.

Los amplificadores de guitarra suelen denominarse Clase A y AB, pero, contrariamente a lo que parece, la Clase A no es necesariamente superior a la Clase AB. Cuando los tubos de potencia 'descansan' durante partes del ciclo de audio, eso es Clase AB. En la Clase A, los tubos de potencia nunca se apagan y todos funcionan continuamente.

El funcionamiento Clase AB es más eficiente y hace que los amplificadores sean más ruidosos y contundentes. Todos los amplificadores de un solo extremo funcionan en Clase A porque no hay un segundo tubo de alimentación para compartir el trabajo. Los amplificadores push-pull también pueden funcionar en Clase A, siendo el Fender Tweed Deluxe un ejemplo clásico.

Estos amplificadores de Clase A generan más calor y están asociados con una sobremarcha más suave y una complejidad armónica. Pero no siempre es una cuestión sencilla de 'A versus AB' porque los diseñadores de amplificadores pueden ajustar el voltaje de suministro y la polarización para colocar un amplificador en cualquier lugar del espectro de A a AB.

Comprender los conceptos básicos de la polarización debería dejar claro por qué cambiar las válvulas de alimentación no es como cambiar las bombillas y por qué no se pueden simplemente reemplazar los 6V6 por 6L6 si se desea más potencia, o viceversa. La configuración de polarización equivale a las revoluciones en ralentí de un automóvil. En otras palabras, el nivel al que el tubo o el motor gira cuando está en reposo.

En el caso de las válvulas, la polarización significa configurar la corriente inactiva que fluye a través del tubo cuando no hay señal de audio presente. La inmensa mayoría de los amplificadores de válvulas tienen válvulas de potencia que funcionan en modo de polarización fija o polarización catódica, así que examinemos cómo funciona cada método y analicemos las características sonoras resultantes.

Los amplificadores de mayor potencia tienden a tener una disposición de polarización fija, que generalmente se asocia con graves más ajustados, espacio libre limpio, más pegada y menos compresión. Lo encontrará en la mayoría de los amplificadores Fender, Hiwatt y Marshall de más de 20 vatios y prácticamente en cualquier amplificador de alta ganancia.

Pero el "sesgo fijo" es ligeramente engañoso porque el punto en el que se fija puede variar. Un diodo de 'media onda' rectifica un voltaje negativo del transformador de potencia, que se conecta a las rejillas de control del tubo de alimentación mediante resistencias de polarización y de rejilla.

El voltaje de polarización negativa se puede ajustar cambiando los valores de la resistencia o usando un potenciómetro. En una nota relacionada, el trémolo de polarización en realidad funciona modulando el voltaje de polarización, lo que hace que la salida del tubo fluctúe.

Se necesitan algunos conocimientos técnicos para polarizar un conjunto de válvulas de potencia, y eso está más allá del alcance de este artículo. Sin embargo, se debe comprobar la polarización y, si es necesario, restablecerla al cambiar los tubos porque todos varían hasta cierto punto.

La configuración de polarización afectará el tono y la vida útil de las válvulas, y cada válvula tendrá un rango de polarización recomendado para cualquier voltaje de placa determinado. Colocar un tubo en el extremo más caliente de ese espectro genera más potencia y potencialmente distorsión. Esto tensiona el ánodo/placa y necesitarás cambiar los tubos con más regularidad, suponiendo que no se enrojezcan y exploten.

Los tubos en frío suenan más limpios y deberían durar más, pero es posible que el tono le resulte algo estéril y aburrido. En términos generales, la mayoría de los técnicos establecerán el voltaje de polarización fijo para generar aproximadamente el 70 por ciento de la potencia máxima de un tubo.

Siempre hay un punto óptimo, por lo que sacar conclusiones sobre las características tonales de varias válvulas de potencia que funcionan en modo de polarización fija es falso a menos que la polarización se verifique y ajuste para cada conjunto.

La polarización del cátodo es más simple y hasta cierto punto autoajustable. En lugar de conectarse directamente a tierra, como es el caso con la polarización fija, el cátodo se conecta a tierra mediante una resistencia de polarización con un condensador generalmente conectado en paralelo.

Los pares de tubos suelen compartir los mismos componentes de polarización catódica, pero también pueden polarizarse individualmente. Las características sonoras de polarización catódica pueden incluir compresión táctil adicional, sobremarcha suave, rango medio armónicamente rico y ruptura temprana.

En el modo de polarización catódica, los tubos pueden funcionar a cerca del 100 por ciento de su potencial de potencia.

Siempre que la resistencia del cátodo y el condensador tengan buenas pruebas, un nuevo conjunto de válvulas de potencia equivalentes puede reemplazar a las antiguas sin necesidad de realizar una verificación de polarización. Dicho esto, comprobar el sesgo nunca es una mala idea dado el coste de los tubos hoy en día.

En el modo de polarización catódica, los tubos pueden funcionar a cerca del 100 por ciento de su potencial de potencia. Ejemplos típicos de amplificadores polarizados por cátodo incluyen todos los modelos tweed Fender Deluxe, el Vox AC10, AC15 y AC30 y el Marshall 18 Watt. Los ejemplos modernos de inspiración vintage incluyen J10 y J20 de Lazy J, y varias ofertas de empresas como Carr, Matchless y Swart.

Los interruptores de alimentación son cada vez más frecuentes en los amplificadores y los pentodos se pueden reconfigurar para que funcionen como triodos para lograr el modo de bajo consumo. En otras palabras, sacar del circuito la pantalla del pentodo y las rejillas supresoras deja sólo el cátodo, el ánodo y la rejilla de control como componentes activos.

Este método de reducción de potencia puede ser preferible a la atenuación interna o externa y, relativamente hablando, tiene poco efecto sobre el tono de un amplificador.

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Huw comenzó en estudios de grabación, trabajando como ingeniero de sonido y productor para David Bowie, Primal Scream, Ian Dury, Fad Gadget, My Bloody Valentine, Cardinal Black y muchos otros. Su libro, Recording Guitar & Bass, se publicó en 2002 y pronto siguió una carrera independiente en el periodismo. Ha escrito reseñas, entrevistas, talleres y artículos técnicos para Guitarist, Guitar Magazine, Guitar Player, Acoustic Magazine, Guitar Buyer y Music Tech. También ha contribuido a varios libros, incluido The Tube Amp Book de Aspen Pittman. Huw construye y mantiene guitarras y amplificadores para clientes y se especializa en restauración antigua. Proporciona servicios de consultoría para fabricantes de equipos y, en ocasiones, se le puede atraer de nuevo al estudio.

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