¿Amplificadores a válvulas o a transistores?

Pubicado el : 05/05/2016 16:52:19
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¿Amplificadores a válvulas o a transistores?

Antes de empezar, tenemos que tener en cuenta algunas cosas. Por un lado, el mercado de la amplificación a válvulas, está fuertemente dominado por el mercado de los amplificadores de guitarra que suponen un 80% de la facturación total. Esto implica que  muchas explicaciones vayan ligadas a este tipo de amplificadores. Además, la distorsión es el efecto más usado en la guitarra eléctrica y las diferencias entre válvulas y transistores produciendo este efecto son notorias. Por otro lado, los amplificadores de audio de alta fidelidad o equipamiento de estudio también usan y normalmente en equipos de alta gama, las válvulas. También habrá explicaciones derivadas a estos equipos.

¿Amplificadores a válvulas o a transistores?/valvulas 2 articulos Por otro lado el artículo que sigue tocará temas un poco técnicos, basados en experimentos que hemos hecho en nuestro laboratorio para poder experimentar y medir lo que  nuestros oídos aprecian a la hora de tocar o escuchar distintos amplificadores así como diferentes estudios y artículos escritos por algunas de las más prestigiosas asociaciones de técnicos y ingenieros de audio. De todas formas no os dejéis abrumar y intentar sacar conclusiones ayudados por los datos.

Una de las preguntas que más veces me hacen es sobre si elegir un amplificador a válvulas o a transistores, cuales son las diferencias, saber si merece la pena o no pagar la diferencia por uno a válvulas…

Lo primero que tengo que decir, basando en mi experiencia, es que hay grandes amplificadores a válvulas y a transistores y malos amplificadores tanto a válvulas como transistores. Aunque debemos intentar extrapolar la componente que introduce la calidad de la construcción para ser objetivos a la hora de valorar si es más adecuado una válvula o un transistor, la realidad es la calidad de construcción suele ser un tema vital. La calidad de construcción y la calidad de los componentes usados muchas veces es un handicap e influyen indudablemente en el resultado final.

A la hora de elegir un amplificador podrás encontrar opciones a válvulas, amplificadores a transistores y otros híbridos que mezclan ambos mundos.  Todos los tipos de amplificadores tienen sus ventajas e inconvenientes y elegir el que mejor se adapta a nosotros puede ser una tarea más compleja de lo que parece a primera vista.

Ventajas e inconvenientes de los amplificadores a válvulas y transistores

En la amplificación de guitarra eléctrica la gente habla de los amplificadores a válvulas sistemáticamente como un nivel superior a los amplificadores de transistores (¿habrán probado los míticos Roland Jazz-Chorus?) y aunque no faltan motivos para decir que la amplificación a válvulas es mejor, no todo es tan sencillo. Por un lado los amplificadores a válvulas tienen un sonido más cálido y agradable respecto a los transistores que es lo que les ha dado la fama que tienen, aunque por otro lado, son más pesados, el mantenimiento es más caro (cambio de válvulas), requieren más cuidados…

Por otro lado, el efecto por excelencia usado en la guitarra eléctrica ha sido y es la distorsión. La forma de distorsionar la guitarra en un amplificador a válvulas dista mucho de como lo hace uno a transistores y cierto es que su distorsión se percibe de forma mucho más agradable que la de los amplificadores a transistores, lo que les da una reputación mayor.

Uno de los puntos que suelen achacarse como negativos a los amplificadores a válvulas es el hecho de la versatilidad. Sin embargo es un concepto erróneo en mi opinión ya que hoy en día multitud de marcas hacen amplificadores a válvulas para todo tipo de estilos y con suficiente versatilidad y además, la mayoría de grandes marcas de válvulas desarrollan más productos y más inversión en los amplificadores a válvulas que en los de transistores por tener más mercado.

¿Amplificadores a válvulas o a transistores?/valvulas 2 articulos En el caso de la amplificación de alta fidelidad o equipamiento de estudio las válvulas suelen ser apreciadas por ser equipos más musicales y con menor ruido, aunque en este ultimo aspecto ni siquiera los ingenieros se poner de acuerdo…

La gran pega de los amplificadores a válvulas es su mantenimiento y que requiere tener un poco más de cuidado con los golpes, vibraciones, mover el amplificador en caliente etc,

Para un guitarrista  puede ser que en carretera o durante una gira, los amplificadores a válvulas sean menos adecuados debido a ser a priori más delicados, aunque para la mayoría, es un mal menor, si pueden tocar cada noche con un buen ampli a válvulas. De todas formas, no debemos ser exagerados a la hora de pensar que las válvulas son excesivamente delicadas. Debemos mantener algunos conceptos en la cabeza para cuidar las válvulas y conseguir que nos duren lo máximo posible pero sin obsesionarnos con su delicadeza.

Visto desde un aspecto más técnico las diferencias en montajes de válvulas y transistores no solo están supeditadas al hecho de que el componente central sea de estado solido o sea una válvula de vacio. Los amplificadores tienen topologias bastante diferentes según sean de estado solido o a válvulas y esto hace que el resultado no solo dependa de las válvulas o transistores si no de todo el diseño en conjunto, la tensión de alimentaciónla capacidad de los condensadores de desacoplo entre etapas o el transformador de salida que trabaja como adaptador de impedancias entre la alta impedancia de las válvulas y la baja de los altavoces, así como la realimentación necesaria en ambos tipos de amplificación, hace que las diferencias no sean solo debido a las propias válvulas si no a el conjunto del diseño.

Por ejemplo, en amplificadores a válvulas la mayoría de diseños de etapas de potencia, están polarizadas en clase A o AB mientras que  la mayoría de amplificadores a transistores se polarizan en clase B o incluso clases superiores. Si bien la distorsión de cruce en un equipo clase A o AB es nula o prácticamente nula, en un equipo clase B no es despreciable. Si bien en las características suele ser un efecto prácticamente nulo esto es por que esas características se dan con el amplificador a plena potencia y en ocasiones al bajar la potencia de funcionamiento y trabajar con señales más pequeñas el ratio de señal/distorsión de cruce no es tan pequeña.

Entre algunas de las ventajas y inconvenientes de las válvulas a nivel técnico podemos decir que son altamente lineales en circuitos sin realimentación negativa, son muyindependientes de la temperatura, el rango dinámico es más amplio debido a que se trabaja con altas tensiones, los condensadores de desacoplo se pueden mantener en valores más bajos pero sin embargo, en la balanza se pone el mayor consumo de potencia, el mayor volumen que ocupan, dispositivos más frágiles, las válvulas tienen una vida muchísimo más limitada que los dipsotivos de estado sólido y son amplificadores más costosos.

Los transistores sin embargo permiten equipos más económicos, son componentes con una vida útil media mucho más larga, pueden funcionar con baja tensión por lo que son más seguros, son más eficientes aunque por otro lado presentan una distorsión armónica más destacable que las válvulas, la necesidad de realimentación negativa hace que el recorte al llegar a zona de saturación sea más abrupto y menos musical, son muchos más sensibles a la temperatura y toleran peor las sobrecargas.

¿Amplificadores híbridos?

Los amplificadores híbridos suelen contar con una parte a válvulas y otra a transistores. En el campo de la alta fidelidad o el audio, los diseños suelen intentar aunar lo mejor de ambos mundos o usar la válvula como parte del proceso de modelado de la señal. En ocasiones con más acierto que otras.

En amplificadores de guitarra hay amplificadores como el Spider Valve de Line 6 que cuenta con una etapa de potencia a válvulas y un previo digital con diferentes efectos y simulaciones. Este amplificador en concreto tiene una calidad bastante decente y tiene una combinación de ambos mundos interesante. Otros amplificadores como el mítico Valvestate de Marshall cuenta con una válvula en el previo para modelar la señal y distorsionar, aunque en mi opinión personal esto atiende más a un movimiento de marketing para intentar vender las bondades de las válvulas en amplificadores económicos a transistores. Otros amplificadores como el Tubemeister 18 de Hughes&Kettner cuentan con una parte del previo a transistores y el resto del amplificador a válvulas. Algunos diseños cuentan con más acierto que otros aunque en general los amplificadores híbridos no han contado con demasiados fans entre los guitarristas.

¿Son tan apreciadas las válvulas en el audio?

Algunos reputados ingenieros de audio han observado y así han plasmado en muchos estudios y documentos que el uso de válvulas está justificado sobre todo en casos en los que hay una interface electromecánica o transductor, como altavoces (amplificadores de potencia), cápsulas de micrófonos (preamplificadores de micrófono) o las pastillas de una guitarra (amplificadores de guitarra).

Amplificadores de guitarra

¿Amplificadores a válvulas o a transistores?/valvulas 2 articulos Hablando un poco de la historia del uso de las válvulas en el audio, debemos remontarnos a los años 30 cuando empezaron a amplificarse las primeras guitarras de cuerpo solido. Fue durante los años 50 cuando empezó a a convertirse como imprescindible la guitarra en rock.

Los transistores hasta la década de los 60 no se desarrollaron ampliamente y por lo tanto, todos los primeros amplificadores de guitarra fueron a válvulas marcando esto también el sonido que hoy tenemos tan interiorizado. Después se empezó a experimentar con la distorsión y este se convirtió en un efecto imprescindible para multitud de estilos derivados del Rock.

Uno de los grandes de la amplificación fue Fender, quien ha hecho alguno de los amplificadores más  míticos. El primer amplificador construido en cadena por Fender, fue el Champ. Este equipo diseñado para ser un amplificador económico fue diseñado con una sola válvula 6V6 en potencia y contaba con un pequeñísimo transformador de salida que hacia que el amplificador saturase con muchísima facilidad. Es esto lo que hace que el amplificador suene tan bonito y sea tan apreciado debido a la saturación tan fácil de su etapa de potencia y del transformador de salida que hace que se dispare el segundo armónico. Es este defecto el que ha hecho, que este amplificador sea uno de los más codiciados de la historia.

Audio profesional

En el audio profesional, uno de los campos donde más se usan las válvulas son en los micrófonos de condensador. Los motivos por los que se usan las válvulas en estos dispositivos son varios y la mayoría tiene que ver con la ya comentada distorsión armónica, sin embargo otra característica muy importante es que tienen una impedancia de entrada muy alta y hace que el transductor de tipo condensador que genera la señal no se sobrecargue y permita tener una mayor sensibilidad. Además el funcionamiento con alta tensión lo hace muy interesante ya que le dota de un gran rango dinámico muy útil para captar con fidelidad las grandes diferencias de volumen que pueden producir los cantantes.

¿Amplificadores a válvulas o a transistores?/valvulas 2 articulos Otro de los componentes en los que más fama tienen las válvulas en los estudios de grabación son los compresores. Estos equipos a válvulas contaban con ratios de compresión muy pequeños en comparación con los de estado sólido pero sin embargo son muy apreciados por ser musicales y dar una sensación de amplitud al sonido. Uno de los más apreciados compresores el LA2A está diseñado con válvulas pero cuenta además con un dispositivo óptico basado en un elemento generador de luz y una resistencia sensible a la luz que desde luego generan una distorsión armónica apreciable.

En otros muchos dispositivos como preamplificadores, mezcladores o ecualizadores se pueden ver equipos a válvulas con frecuencia y todos suelen ser apreciados por su “calidez” respecto a los dispositivos de estado sólido.

Alta fidelidad

En la alta fidelidad es uno de los puntos más controvertidos. Las personas aficionados a estos equipos prestan atención a los pequeños detalles y se preocupan de matices que muchas veces en otros equipos o para oídos menos entrenados pasan desapercibidos. Sin duda son apreciados los amplificadores a válvulas entre los amantes de la alta fidelidad aunque los equipos de estado solido han sido los más usados. Los equipos a válvulas han sido casi una anécdota apreciada por personas que buscaban equipamientos vintage, aunque desde hace unos cuantos años han cobrado mucha notoriedad y los grandes amplificadores son equipos a válvulas.

¿No hay amplificadores a transistores buenos?

Por supuesto que si. Hay amplificadores a transistores realmente buenos. En la amplificación de alta fidelidad o audio para estudios no dejamos de ver grandes equipos basados en estado sólido que cuentan con una gran reputación y cuyo sonido es reconocido como excelente.

En la amplificación de guitarra los míticos Roland Jazz Chorus son amplificadores con una crítica inmejorable y además muchísimos guitarristas los adoran por tener tonos limpios realmente bonitos. Otros amplificadores como el Crate GT212 o el Peavey Bandit tuvieron mucha fama por conseguir tonos y distorsiones realmente logradas, ser equipos compactos, con poco peso y con una tonalidad buena. Krank también hizo amplificadores a transistores de muchísima ganancia que guitarristas como Dimebag Darrell apreciaban.

Los casos de amplificadores a transistores que suenan bien son numerosos, algunos amplificadores de hecho se han usado en algunos de los discos más míticos de la música moderna aunque si bien es cierto, casi todos los guitarristas profesionales prefieren la tonalidad de los amplificadores a válvulas y son excepción los guitarristas profesionales que por norma general usan amplificadores a transistores.

¿Cual es el motivo por el que suenan mejor los amplificadores a válvulas?

Distorsión armónica

Aquí tomaremos datos y conclusiones de algunos prestigiosos artículos (AES y  IEEE) y y algunas comprobaciones y ensayos que hemos hecho en nuestro laboratorio. Casi todos los artículos pasan por analizar el dominio de la frecuencia y hacer análisis de unos de los componentes más importantes de un amplificador, la distorsión armónica.

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Eso implica que introducimos una señal en un amplificador y vemos cual es su salida, si su salida fuese exactamente igual no tendría distorsión armónica. Si por el contrario la salida no es igual a la entrada (debido a que los amplificadores no son ideales ni trabajan de forma exactamente lineal) tendremos una señal distinta, que podremos transformarla al dominio de la frecuencia mediante una formula matemática (transformada de fourier) y ver por lo tanto, que armónicos de la frecuencia original amplifica.

La distorsión armónica es un parámetro técnico utilizado para definir la señal que sale de un sistema respecto a su entrada. La distorsión armónica se produce cuando la señal de salida de un sistema no equivale a la señal que entró en él. Esta falta de linealidad afecta a la forma de la onda, porque el equipo ha introducido armónicos que no estaban en la señal de entrada. En todo sistema de audio siempre se produce una pequeña distorsión de la señal, dado que todos los equipos introducen alguna no linealidad.

Fuente original: http://www.jonikazategi.com/amplificadores-a-valvulas-o-a-transistores/

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