Pré amplificador valvulado tentando sair da mesmice - teoria mínima

   Post 27 - Pré de guitarra valvulado com o reverberador com PT2399

  Antes de imaginar um desenho do circuito será necessário alguma teoria de cálculo (o mínimo possivel por favor).

  Polarizando um triodo

Usando a válvula 12ax7 e seguindo os dados do datasheet da 12ax7

Fator de ganho da 12ax7 = µ = 100

Resistência do anodo (resistência da placa interna) Rp’ = 62500 Ω

  Seguindo a sugestão de polarização do datasheet para que a 12ax7 funcione de forma mais linear segundo a reta de carga de seu gráfico (gráfico que não interessa aqui) e geralmente adotada na maioria dos esquemas.

  Tensão de alimentação em torno de 370V no power obtida na fonte depois dos resistores abaixadores de tensão e capacitores de filtro (foi usado uma fonte de 440V que caiu para 420V com tudo em plena carga). A tensão não precisa ser exatamente esta, pode ser menor ou até um pouco maior.

Rp = 100K o que reduz a tensão na placa para entre 250V a 300V dependendo do valor de Rcat.

Rcat = 1K5 tendo uma corrente Icat = 1,2mA

Tensão de catodo Vcat = 2V (é como se fosse uma tensão negativa de -2V)

  Rcat = Vcat / Icat = 2 / 0,0012 A = 1666 Ω ≈ 1500Ω = 1K5

  Para efeito prático, cálcular corrente e resistor de catodo não interessa muito (não tem utilidade prática), sabe-se que aumentando o valor do resistor Rp (entre 100K a 220K) se reduz a corrente aumentando o ganho do estágio. O ganho é o que interessa no projeto, na prática é melhor alterar o ganho diminuindo ou aumentando o valor de Rcat. Menor valor de Rcat maior o ganho e vice-versa (valores entre 820Ω mínimo a uns 5k6 ou um pouco mais para menor ganho), logicamente a corrente e a tensão sobre o catodo irão variar mas não importa saber o valor.

  Cálculo do ganho do estágio

  Ganho =   _________ µ x Rtot    _______

                  Rp’ + Rtot + [ Rcat x ( µ + 1 )]

Rtot = Rtotal = O valor da resistência paralela entre Rp e Rcarga (Rcarga será o total de resistência que vier depois de C1 morrendo no terra).

 (µ + 1) é o fator de ganho da válvula mais um (100 + 1 = 101), sendo praticamente insignificante se poderá aqui retirar esse +1 fora e simplificar a fórmula pois não é necessário tamanha precisão.

  Supondo que a carga fosse um potenciômetro de volume de 1M com Rcat = 1K5 e Rp = 100K. Assim o ganho em cima de C1 (ou com o potenciômetro no máximo) seria:

  Rtot =   100000 x 1000000 = 90909 = 91000 = 91K

              100000 + 1000000

  ganho =    _______100 x 91000 ______  = 29,98 = 30

                 62500 + 91000 + (1500 x 100)

  Assim pela teoria qualquer valor de uma fonte de sinal (sinal vindo do captador da guitarra) será multiplicado por 30 na saida da placa da válvula.

  Sabe-se que adicionando um capacitor em paralelo com Rcat estabiliza melhor o funcionamento e ao mesmo tempo aumenta mais ainda o ganho (igualzinho na polarização de transistor).

  O capacitor terá também a função de filtro, valores menores que 1uF aumentarão o ganho somente nas frequências mais altas. Há uma fórmula para se calcular o valor do capacitor em função da frequência mínima ( F ) mas não será necessário complicar mais ainda.

  Usando o capacitor apenas no intuito de se aumentar o ganho pode se ter a seguinte referência:

  Ccat = 22uF (com Rcat = 1K5),  F mínimo em torno de 43hz, o ganho que era 30 sobe para umas 50 vezes.

  Ccat = 100uF (com Rcat = 1K5),  F mínimo em torno de 10hz, o ganho chega no máximo a umas 60 vezes (não passa disso).

  Isto tudo se for considerado uma válvula nova e ao medir seus valores num testador de válvula o ponteiro estando na faixa verde do testador atingir 100% o que quase nunca acontece.

  Existem explicações bem mais teóricas de funcionamento e polarização pela internet afora, alguns fazem uma confusão para explicar e usam uma quantidade de letras e símbolos que ao inves de se entender se fica é mais confuso ainda. Eu não tenho muita paciência para muita teoria mais não, tento ser simples e direto só no que é necessário.

Pré amplificador valvulado tentando sair da mesmice - introdução

Post 26 - Pré de guitarra valvulado com o reverberador com PT2399

  Para exemplificar como seria a utilização do reverberdador com PT2399 num pré valvulado vou descrever um pré que desenhei recentemente para um amplificador valvulado que construi e com alguns recursos a mais.

  Considerações iniciais

  Apesar de já ter consertado, desmontado e montado muitos amplificadores valvulados nos anos 70 (quase todos da Giannini) parei por muitos anos de mexer com válvula. Naquele tempo não se tinha a gama de informações e conhecimento que sem tem hoje. Sou melhor com transistores e existem pessoas muito mais dedicadas e fanáticas por valvulas do que eu, mas meu conhecimento e as fontes de informação que se tem hoje são suficientes para que eu desenhe o meu próprio baseado em esquemas já existente pois logicamente é impossivel reinventar a roda.

  O que é tomar um choque de 440V?

  Não é nada agradavel, uma encostada de uma fração de segundo na ponta de um dedo, calçado com sola de borracha e com a outra mão livre sem encostar em nada, se sente uma fisgada que sobe até no ouvido. Se a outra mão estiver encostada em algum lugar dependendo do material que a mão estiver pode ocorrer um desmaio ou mesmo a morte.

  Só me lembro de uma vez, por isso prefiro trabalhar com solid states onde posso usar as duas mãos ao mesmo tempo e testar com tudo ligado.

 

  Então por que válvulas?

  Não resta dúvida, todo guitarrista sabe disso, por melhor que seja um amplificador solid states um valvulado soa muito mais bonito para as guitarras. O pré SS descrito anteriormente dá um belo som mas qualquer valvulado não sendo muito meia boca soará melhor.

  Onde está a diferença?

  São muitas mas não interessa aqui a velha discussão válvula x transistor, interessa é a prática da coisa no entanto para citar apenas uma e que considero a mais notavel é a maior compressão do sinal num circuito todo valvulado. Sobre o ponto de vista prático eu acho muito mais facil lidar com transistores e integrados do que válvulas (contrariando a maioria). Os cálculos são mais chatos (é só comparar um cálculo de ganho de amplificador operacional com o de um triodo por exemplo) e ainda tem os trafos pra calcular.

  O que não está nos livros e a escola não ensina?

  Quando se tem um integrado operacional duplo (LM4558, TL072 etc) eles estão independentes dentro do mesmo chip e os sinais não se misturam (já houve caso de misturar), quando se tem uma válvula duplo triodo (12ax7, 12at7, etc,) um triodo vaza no outro.

  Logicamente tendo uma nuvem de eletrons indo do catodo para a placa, porque a nuvem de um catodo não poderia ir para a placa do triodo ao lado? O quanto vaza depende da válvula, do ganho de amplificação, etc. E quanto isso atrapalha? Por exemplo se colocar um filtro mid scoop e ele poderá não funcionar perfeito pois parte do sinal que não passa pelo filtro vai estar vazando no segundo triodo se o desenho do circuito tiver sido feito no mesmo duplo triodo.

  A mesma coisa um reverberador que poderá estar com o volume no mínimo mas vazando reverber no segundo triodo.

  Outra dificuldade é o fato da valvula amplificar demais, se for preciso desenhar um buffer ativo fica praticamente impossivel além de ser um esperdício usar um estágio caro que é um triodo pra fazer um buffer. A menos que se misture transistor no meio das válvulas (como alguns valvulados ditos puro valvulados), tem-se então que se contentar com buffer passivos com resistores o que não é tão eficiente.

  O pré amplificador a seguir terá transistores mas não como buffers nem amplificadores com o sinal passando por eles. Estarão lá para outras finalidades de efeitos que terá o pré além do reverberdador, que irão sendo explicados nos próximos posts.