Señal a ruido: desmitificando el tubo rectificador

A menudo me preguntan sobre la rectificación de válvulas en los amplificadores de guitarra. Para muchos jugadores, es un tema que podría soportar un escrutinio un poco más profundo desde una perspectiva de ingeniería y diseño. Primero, tenga en cuenta que un tubo rectificador no es un dispositivo amplificador de audio. Si no pasa ninguna señal de audio a través de él, ¿cómo afecta el sonido de un amplificador? Echemos un vistazo.

El preamplificador y las válvulas de potencia de su amplificador requieren un voltaje de CC para funcionar. El transformador de potencia del amplificador convierte el voltaje de la línea de CA entrante a los niveles requeridos. El rectificador de la fuente de alimentación, ya sea de tubo de vacío o de diodo de silicio, convierte el voltaje de CA en CC. Ese voltaje de CC se filtra y luego se envía a las diversas etapas de amplificación para realizar sus tareas específicas.

La fuente de alimentación de trabajo duro debe poder entregar la potencia nominal continua máxima del amplificador durante un período prolongado de tiempo. La mayoría de los amplificadores bien diseñados pueden funcionar de forma continua a plena potencia durante cientos de horas sin generar suficiente calor para lesionar al operador o hacer que un componente falle. Aun así, las cosas se calientan.

Un tubo rectificador en una fuente de alimentación típica con tubo rectificado: R1 y R2 representan la resistencia de cobre interna en el devanado primario del transformador, y R3 y R4 representan lo mismo en el devanado secundario del transformador. RA representa la resistencia interna del tubo entre los ánodos y el cátodo. En una fuente de alimentación rectificada con silicio, RA es mucho menor y, por lo tanto, produce menos pérdida de calor.

Cuando tocas a un volumen bajo, no exiges mucho de la fuente de alimentación de tu amplificador. Sin embargo, en el volumen de conciertos, comienzas a obtener una potencia significativa de él. Cuando hace funcionar la unidad durante varias horas seguidas, el cable de cobre del transformador de potencia se calienta. El alambre de cobre, al ser un conductor imperfecto, presenta resistencia al flujo de corriente, y esta resistencia inherente hace que el alambre se caliente a medida que aumenta la demanda de energía. La resistencia de una determinada longitud de cable es fija, lo que significa que algo tiene que ceder cuando sube la temperatura, y ese algo es el voltaje. A medida que su transformador de potencia se calienta, el voltaje que produce disminuye. En un amplificador típico, esta disminución no es grande, pero es notable.

Cuando introducimos un tubo rectificador en la ecuación, se exagera el efecto de la pérdida de voltaje inducida por el calor. La razón es que el rectificador también tiene cierta resistencia interna que contribuye a una caída total de hasta 50 voltios a plena carga. Eso es mucho. Los diodos de silicio superaron a los rectificadores de tubo de vacío hace mucho tiempo porque eran mucho más baratos y el montaje requería menos mano de obra. Pero había otra razón: son más eficientes debido a la baja resistencia interna. Esa diferencia en la resistencia interna significa que los rectificadores de tubo de vacío y de silicio generalmente no son directamente intercambiables. El uso de un dispositivo de silicona enchufable en lugar de un tubo rectificador puede provocar que aparezca un exceso de CC en los condensadores del filtro.

Un rectificador de válvulas puede hacer el corte cuando el objetivo es producir un amplificador de reproducción vintage correcto. Aunque podemos diseñar una cantidad similar de caída de voltaje en el transformador de potencia, los puristas pueden ver la ausencia de la pieza original como una escapatoria para ahorrar dinero, cuando, de hecho, puede resultar simplemente en un mantenimiento más confiable. diseño libre. Sin embargo, inducir el hundimiento en el diseño del transformador puede hacer que la temperatura en el transformador de potencia aumente más rápidamente con el tiempo, en cuyo caso se puede requerir una pieza más grande, más pesada y más costosa para manejar este inconveniente. En algunos casos, lograr que el diseño de un transformador de potencia cumpla con las limitaciones normativas modernas se puede simplificar mediante el uso de un tubo rectificador para proporcionar un camino más fácil hacia el cumplimiento de la seguridad. A menudo vemos amplificadores reeditados que difieren en rendimiento de los originales simplemente porque tienen que superar obstáculos normativos que no existían en el momento en que se crearon los originales. Un ingeniero habilidoso a menudo puede encontrar soluciones a tales obstáculos, y la aplicación inteligente de la tecnología de transformadores y la rectificación de tubos son herramientas valiosas en el kit.

En mi experiencia, el uso más práctico de un tubo rectificador es en fuentes de alimentación de doble voltaje, donde se requiere un modo de alta y baja potencia. Para el modo de alta potencia, se necesita un transformador de potencia grande y estable para cumplir con los parámetros de rendimiento máximo. ¿La baja? Un transformador de potencia de alta capacidad tiende a producir un rendimiento más rígido cuando no funciona al potencial máximo o cerca de él, como en un modo de baja potencia. Aquí es donde realmente brilla el rectificador de tubo: se puede usar para exagerar la caída de voltaje en una fuente de alimentación que, de lo contrario, mostraría una sensación implacable.

Ya sea que el objetivo del diseño sea estético, práctico o genuinamente novedoso, es bueno tener opciones. Además de la satisfacción de ver más tubos brillantes zumbando en nuestros amplificadores, es bueno saber que los músicos aprecian el esfuerzo adicional que implica crear nuevos diseños alrededor de estas botellas familiares.

[Actualizado 14/10/21]