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.