Saturar ou não o power, eis a questão!

[bossman]

Pessoal quero deixar claro que o texto não é meu e sim do Carlos Adolphs li isso no fórum lá e achei que fosse importante postar aqui essa verdadeira aula, claro que com sua devida autorização e porque essas informações não merecem ter sequer a chance de serem perdidas.

"Meus amigos, por diversas vezes verifiquei que se fala muito disso aqui no FCC, mas pouco didáticamente, eu diria.Então resolví colocar algumas "cozitas" a respeito.
Vamos pegar algumas válvulas de referência:
Pré:
- 12AX7
- 6CG7
Power
-EL84
-EL34
-6L6GC

A série 12A...7, entre elas a 12AX7, tem como característica de projeto, previsto em manual, o uso máximo de 300V em placa, para que ela se situe no regime de vida média de 10000 hrs.
Nessa condição, por exemplo, com resistor de placa de 100K, resistor de catodo de 820 ohms, resistor de grade de 470K, vai nos dar um ganho de 50 e saída máxima de 46V RMS(sinal com 5% de distorção).Isso quer dizer que qualquer voltagem de sinal(não é a de polarização)acima de 1 volt AC, vai sempre dar uma saída de 46 Vac, pois esse é seu ponto de saturação.Só o que vai aumentar proporcionalmente é a distorção(vai ficar maior que 5%).Guardem isso na memória, mais adiante usaremos isso.Já a 6CG7 por exemplo usada mais em TVs valvulados, proporciona ganho menor, porém com os mesmos 300V em placa, 100K no resistor, e resistor de catodo de 2,7K, dá um ganho de 17, porém o sinal AC RMS de saída chega a 71 Volts.
Bem, se eu quero saturar um power, eu tenho que ultrapassar a voltagem normal de grade(sinal), prevista em manual, para a distorção de 5%, para que a referida saturação aconteça e com voltagens maiores de sinal, essa distorção aumente, já que a válvula saturada vai manter a sua voltagem máxima prevista de saída, mas devido ao excesso de sinal, a distorção aumentará absurdamente, causando o tão desejado efeito.Isso é saturar.É como uma pessoa, quando fica saturada com uma situação, não aumenta de tamanho, nem de força, apenas fica insuportável..._.
Posto isso, vamos ao raciocínio:
Uma EL84, pra dar 17W, precisa de ~18V na grade de entrada, para ficar com 5% de distorção.
Uma EL34, para dar 55 W, precisa de ~27V na grade, para os mesmos 5% de distorção.
Uma 6L6GC, para dar 49W, precisa de ~70V na grade para os mesmos 5%(todos são valores Grid to Grid para push-pull class AB1).
Então com um inversor de fase com válvulas série 12A...7, o máximo que obteremos de voltagem ac de saída será de 46 Vac, que dá pra saturar as EL, mas não a 6L6.
Hahá!!!Acabam de descobrir porque os Marshall saturam mais fácil que os Fender, não é?Porque usam EL34. Os amplis menores, que irão usar EL84 também saturam mais fácilmente.Mas pra saturar as 6L6 vai precisar de um inversor com 6CG7, pois com 12AX7, 12AT7 ou 12AU7, não chegam lá por construção.Daí a natureza sempre clean dos Fender.
Ok, gurizada, agora toca a modificar os projetos, se possível, usando os 300V recomendados para as duplo-triodos, pois nos amplis por aí, que chegam a ter 425V nas placas delas, para poderem chegar perto da excitação máxima das 6L6, elas duram menos que as powers, pois estas estão trabalhando a 70%, enquanto as inversoras estão beirando o máximo, perdendo vida útil.Assim quando vc notam queda de potência nos seus amplis com 6L6, é provável que a inversora esteja fraca e não as powers.Nos amplis tipo Marshall, esse efeito não é tão pronunciado, pois as EL precisam de menos excitação.O melhores métodos de inversora e que conseguem atingir os valores de saturação é o de catodos cruzados ou o catodino( alguns gringos chamam de concertina).
É isso.Um abraço a todos."

[Eduardo]

Oi Pessoal

A análise dele está correta. O único problema é que a distorção de um amplificador push-pull gera onda quadrada. Ele soa como um video-game Atari 2600. Distorção de power push-pull é extremamente desagradável pois só gera harmonicos impares.

A distorção que se observa nos amplificadores de mercado são de pré. A distorção de power com propriedades musicais ocorre em amplificadores single-end, como o IALL 3.5, AX84, 5E3, Baby Wonder, etc.

Nos single-end a distorção é composta principalmente de harmônicos pares, produsindo um tom musicalmente agradável.

O artigo está correto, mas não é bem por aí que a análise deve ser feita. Antes de chegar nos 27V necessários para saturar a EL34, naquela polarização específica, alguma outra 12AX7 do pré já saturou faz tempo. Lembrem que o sinal que sai do captador da guitarra pode chegar a 1,2V num ataque forte. Isso já é suficiente para saturar a válvula de entrada se não for tomada alguma medida saneadora.

Abraços

Eduardo

[Alex Frias]

Certamente há muita confusão nesses aspectos para que se identifique empiricamente os agentes específicos de cada modificação do sinal por cada estágio.

A minha impressão ultimamente, em relaçào à reação das válvulas de saída, tem um pouco a ver com aumento de harmônicos do sinal, mas o mais notável que observei é em relação à envoltória dinâmica do sinal. Seria um tipo de compressão muito particular e mais sutil, que mexe de forma agradável com o ataque do sinal. Quanto aos harmônicos, eles parecem mais "valorizados" do que se estivessem sendo criados harmônicos novos através de distorção. De qualquer forma o efeito é diferente em SE e PP.

As explicações expostas por nosso colega Bossman parecem muito cabíveis e convincentes, mas usando uma analogia (sim, por que não?) com o estudo da psiquê humana, muitas explicações de algumas escolas da psicologia que "parecem" convincentes e aceitas por um grupo de "expertos", pode não corresponder à verdade. Fatos são uma coisa, interpretar os fatos são outra, aspectos complexos da percepção humana...

[Eduardo]

Oi Alex

É por aí mesmo. Está certo, mas não é só isso. A complexidade do circuito não pode ser resumida ao comportamento de um único estágio.

Abraços

Eduardo

[bossman]

Meu nível de teoria de valvulados ainda é baixo pra poder discutir alguma coisa nesse tópico, gostaria muito que o sr. Carlos Adolphs participasse da nossa comunidade aqui mas, se eu me lembro bem já fiz esse convite pra ele e ele não deu as caras até hoje iria dar um debate e tanto sobre esse assunto e sobre outros também! Mas tudo bem vida que segue.

[Alex Frias]

Um experimento interessante seria poder gerar um sinal senoidal das tensões relatadas como suficientes para saturar as válvulas de potência citadas com um circuito sabidamente de amplificação linear, claro que o máximo linear possível numa condição real, não ideal. Imagino que se isso puder ser feito com componentes no estado sólido, menos intervenção do fator "valvulado" estaria interagindo com o estágio de válvulas de potência. Apenas uma idéia...

[Eduardo]

Oi Alex

Não é só isso. Se o inversor for de alta impedância, como normalmente é, tudo funciona como se houvesse uma saturação quando a G1 chega em 0V. Mas se houver um estágio driver, tipo seguidor de catodo, então a G1 pode ser levada para tensão positiva e a amplificação continua! A válvula entra em estágio 2 e passamos a ter um amplificador AB2 ou B2.

A EL34 não é muito amiga de grade positiva, mas a 6L6 foi projetada para isso. Com um inversor de baixa impedância você consegue empurrar a válvula para além da "saturação".

Saturação é um termo que pode ser bem empregado com transistores. Com válvula o conceito não pode ser estendido sem ressalvas.

Este é um tópico legal para o Cogumelo contar sobre sua experiência com um amplificador classe A2!

A curva que se obtêm na saturação do transistor ou da válvula são parecidas, mas os fenômenos físicos são de naturezas diferentes.

Abraços

Eduardo

[Alex Frias]

Interação, esse será sempre o diferencial do fenômeno real total...

[Cogumelo]

To acompanhando aqui Eduardo e pessoal!

Pensei em fazer o seguinte, agora depois de trocar de pré, fazer uma chave pra ligar ele em A1 e em A2 (é possível né Eduardo? Só a titulo de teste.).
Dai faço um vídeo (se conseguir alguma filmagem que preste), se não ao menos uma gravação (isso consigo de um modo mais amador, mas com qualidade mediana).

Acho que daria pra ter uma idéia, o que acham?

Eu achei surpreendente, mais entre eu falar e podermos ver, seria isso mais interessante né?!

Abraços!

[Eduardo]

Oi Cogumelo

Tem e é fácil. Você ligou a grade da 6L6 direto no catodo da 12AU7. É só colocar um resistor de 470k entre o catodo da 12AU7 e a grade da 6L6. Em paralelo com este resistor você coloca um capacitor de 10nF. Aí você coloca uma chave para por o resistor em curto. Com o resistor no circuito a operação será em classe A. Pondo em curto a grade volta a ter um acoplamento de baixa impedância e entra em A2.

Só vai aparecer diferença tocando alto.

Abraços

Eduardo

[Cogumelo]

Legal!

Vou fazer isso sim! Mais antes quero colocar o outro pré nele.

Abraço!

[kem]

Eu tava lendo os manuais, e a 12AX7 permite varias configurações, entre ela uma em 300V, onde ela tem um ganho de 75 e saida maxima de 92 Volts.

[Eduardo]

Oi Kem

300V é a tensão máxima de placa com a válvula quente. Como o resistor de placa produz uma queda de tensão considerável, dá para alimentar a válvula com 500V (que é o limite para a válvula fria), usar um resistor de 1M na placa e tirar um ganho de 95 com amplitude de 120V. Isso tudo sem comprometer a vida útil do componente.

Cogumelo, tenta fazer a alteração antes de por o outro pré, só para ajudar a ilustrar o tópico. Como o tema é power e saturação deste, sem pré fica até mais claro.

Abraços

Eduardo

[Cogumelo]

Tudo bem Eduardo, faço isso sim!

[Diffusion]

Aproveitando o tópico sobre saturar o power para tirar algumas dúvidas.

1º) Em um esquema do tipo Single Ended 20W com a KT88 ou 6550 (ax84 H.O), toda vez que eu conseguir saturar o power eu já vou ter saturado o pré (12ax7)? E neste caso as 2 distorções se misturariam?

2º) Eu conseguiria por exemplo saturar somente o power sem ter saturado o pré antes?

3º) No caso da KT88/6550 ela é mais difícil de se saturar se comparado as EL84/34?

4º) Se eu quisesse ter um som limpo em volume alto, de nada adianta eu ter uma válvula de power que "satura com mais dificuldade" (desculpe não sei se esse é o termo certo de se falar)  porque a do pré já teria saturado antes?

5º) Mais uma, prometo que é só mais essa: Para amplificadores valvulados é impossível de se conseguir uma versatilidade do tipo: Som alto e limpo e quando eu quiser e som baixo e power saturado quando eu quiser?

Obs.: Gostaria de que alguém me ajudasse a esclarecer estas dúvidas porque eu amo som de amplificadores valvulados porém não seria alguma frustração nesse sentido que me fariam desistir dele, são apenas dúvidas mesmo.

Abraço !
Diffusion