Circuitos Comentados

Nesta seção falaremos rapidamente de uma pequena seleção de circuitos populares, de modo que o leitor ganhe familiaridade com algumas de suas peculiaridades. Não temos a pretenção de dar tratamento exaustivo aos circuitos discutidos, e tampouco de cobrir uma grande quantidade de amplificadores. Circuitos valvulados clássicos comentados podem ser estudados a fundo em (HOOD. 1997.), (KUEHNEL. 2005.), (O’CONNOR. 2002.), (JONES. 2006.), (WEBER. 1994.), (WEBER. 2009), entre outros.

Bassman 5F6-A de 1958/1959

O leitor deve ter percebido a menção a esse circuito em diversas partes deste texto. Não poderia ser diferente: trata-se do circuito mais copiado para guitarra.

O equalizador do circuito 5F6-A pode ser encontrado em dezenas, senão centenas, de amplificadores de diversas marcas, alguns dos quais são fabricados até a atualidade.

O sistema da válvula inversora de Schmitt também passou a ser usado em todos os amplificadores Fender, Marshall e na maioria das cópias dos mesmos, em sua grande maioria usando componentes de valor idêntico ou muito similar aos daqueles no 5F6-A.

A própria empresa Marshall surge, em 1962, tendo como principal produto uma cópia do circuito Bassman de 1958. O JTM45 nada mais é que um Bassman virado ao contrário.

Fonte

Uma das características mais surpreendentes do Bassman era sua fonte subdimensionada. Um amplificador de 40 a 45 Watts de potência possui apenas 4 capacitores de 20 uF. A título de comparação, o amplificador Tiny Terror da Orange, de 15 Watts, possui um capacitor de 100uF, dois de 47uF e um de 22uF. O primeiro capacitor de filtragem (“reservoir”) do Tiny Terror armazena mais energia que toda a fonte do Bassman 5F6-A.

Preamp

O preamp do Bassman é extremamente simples. Possui apenas 2 estágios de ganho, um estágio sem ganho acoplado em DC, o qual leva ao equalizador de 3 bandas. A saída do equalizador alimenta diretamente o amplificador de potência. Parte do sucesso desse circuito pode ser consignada a essa “simplicidade”: o timbre da guitarra é preservado e o circuito não tarda em enviá-lo o mais rápido possível ao setor de potência, onde duas válvulas 5881/6L6GC ditam o timbre marcante desse amplificador. O 5F6-A não possui distorção de pré-amplificador, o timbre é relativamente limpo quando é usada uma guitarra com captadores single-coil. No entanto, com a saída de maior amplitude de captadores modernos, o Bassman começa a “quebrar” já a partir do volume 3 ou 4.

De fato o Bassman foi desenhado para contrabaixo, porém foi adotado por guitarristas devido a seu timbre espetacular.

Amplificador de Potência

O amplificador de potência do 5F6-A estabeleceu o “padrão Fender” para as seguintes décadas. Desde 1958 até os anos 1970 a Fender não alterou a arquitetura básica do estágio de saída.

O circuito 5F8 do Twin-Amp é basicamente idêntico ao 5F6-A, porém utiliza 4 válvulas 6L6GC, sendo capaz de dissipar 100 Watts RMS. A arquitetura do estágio de saída é praticamente idêntica à do Bassman!

Dois fatores, em especial. chamam a atenção no estágio de potência do 5F6-A:

  1. A inversora de Schmitt que passou a fazer parte de quase todos os amplificadores Fender após a era Tweed.
  2. A saída de 2 OHMs

Para quaisquer fins práticos, um eletricista caseiro consideraria 2 OHMs como sendo um curto-circuito! De fato, a saída do Bassman foi desenhada para realçar os timbres mais graves do contrabaixo. Ao atingir os 45 Watts nominais, o secundário do transformador de saída estará sujeito a 4.75 Amperes de corrente. Para fins de comparação, em 8 OHMs a corrente ficaria limitada a cerca de 2.4 Amperes.

Falantes

Devido à baixa impedância de saída do Bassman, é essencial que a fiação utilizada para conectar o transformador de saída aos alto-falantes seja de boa qualidade, de pelo menos 2.5mm2 de secção quadrada e que as soldas sejam feitas cuidadosamente para evitar elementos resistivos no caminho dos cerca de 4.8 Amperes que por ali transitarão.

O Bassman utiliza 4 falantes de 10” de 8 OHMs de marca Jensen. Atualmente os Jensen que podem ser encontrados no mercado são fabricados na Itália, porém aqueles originalmente usados pela Fender eram produzidos nos Estados Unidos.

Falantes Jensen vintage construídos na América são itens de coleção e de alto preço no mercado atual, quando disponíveis.

Os 4 falantes de 10” movem cerca de 314 polegadas quadradas de frente de ar, enquanto que 2 falantes de 12” possuem 226 polegadas quadradas de área: uma diferença de cerca de 40% superior ao usarmos 4×10”. Esta grande frente de ar movida pelo Bassman faz parte da receita de seu timbre especial.

Para uma análise detalhada desse lendário circuito, o autor recomenda a leitura de (KUEHNEL. 2005.).

Orange Tiny Terror

O Tiny Terror (“TT”) é um amplificador de pequeno porte, fabricado pela Orange na Inglaterra, China e na Coréia do Sul.

Ficha Rápida:

Válvulas:

2 x 12AX7

2 x EL84

Potência: 15 e 7 Watts (Possui Chave Seletora)

Classe de operação anunciada pela Orange: Classe A

Alguns lotes do TT foram produzidos na Inglaterra, tendo a empresa terceirizado sua produção posteriormente.

Chave Seletora de Potência

A chave seletora funciona de forma peculiar: alterando a tensão HT de alimentação de todo o circuito.

Na posição de baixa potência (7 Watts), a tensão de placa nas EL84 é de cerca de 250 V DC. Na posição de alta potência (15 Watts), a tensão de placa nas EL84 é de cerca de 320 V DC.

Note que a tensão de alta potência não é o dobro da tensão de baixa potência, porém a potência do amplificador salta de 7 para 15 Watts com tal acréscimo. Isso ocorre porque a potência é proporcional ao quadrado da tensão. Nesse caso, são alterados, simultâneamente, o ponto de funcionamento das válvulas de saída e aquelas do pré-amplificador, que passam a fornecer um sinal de maior amplitude com a tensão maior ao mesmo tempo que as EL84 aumentam a potência dissipada. Esta amplificação em série torna possível aumentar em cerca de 33% a voltagem, porém a potência têm aumento maior. Devido à relação quadrática entre tensão e potência, teríamos cerca de 76% de aumento ( (1,33 * 1,33) – 1) * 100 devido ao aumento de tensão, e ganho adicional devido aos estágios em série(ganho em cascata).

Ao permitir a alternância de voltagem de todo o circuito a Orange criou um amplificador extremamente versátil, que permite variar o timbre, potência e resposta de todo o circuito com apenas uma chave. A tensão menor no pré-amplificador torna o timbre menos agudo, menos definido e reduz seu volume. A tensão maior causa realce dos agudos, mais claridade e resposta diferente ao ataque das notas.

Bias de Catodo

A tensão de bias das válvulas EL84 é obtida através de um resistor de 120 OHMs ligado à intersecção do catodo das mesmas – o chamado ‘bias de catodo’ ou ‘self-bias’. (Nessa configuração, as válvulas se auto-regulam.) Quando há maior corrente, a queda de tensão nesse resistor é maior, o oposto ocorre com menos corrente.

Assim, ao alterarmos a tensão de alimentação, não há a necessidade de reajustar o bias, é um processo automático.

Modificações Comuns

Mod do Resistor de Catodo

O Tiny Terror vem, de fábrica, regulado para funcionar bastante ‘quente’. Uma opção para quem desejar aumentar a vida útil das válvulas EL84 é aumentar o valor do resistor de catodo das válvulas de saída.

O valor original de 120 OHMs pode ser substituído por 180 OHMs ou até 220 OHMs, de acordo com a preferência do músico. Esta modificação reduz o ganho das válvulas de potência e aumenta o headroom do amplificador, abrindo mão de alguma quantidade de potência e de distorção obtida.

Mod de Tensão Constante para o Pré-amplificador

Ao virar a chave de potência, o Tiny Terror altera a tensão de todo o circuito, não só do estágio de potência. Assim, as válvulas de pré-amplificação também sofrem grande queda de tensão de alimentação na posição de 7 Watts, tornando o timbre mais grave e com perda de brilho.

O Tiny Terror pode ser modificado para fornecer tensão constante para as válvulas de pré-amplificação, sempre a maior tensão, ou sempre a menor tensão. Pode, também, ser acrescentada uma segunda chave que permita ao músico escolher entre as duas tensões no pré-amplificador e a outra, de fábrica, para o amplificador de potência.

Vale ressaltar que, com esta modificação, a alteração de potência não será distinta daquela original, de 7 para 15 Watts, pois haverá diferença da amplitude do sinal de saída do pré-amplificador caso sua tensão seja mantida alta.

Espaço Limitado para Mods

Vale ressaltar que o espaço limitado no interior do chassi do Tiny Terror torna qualquer modificação mais elaborada praticamente impossível.

Potenciômetros Duplos

O circuito do Tiny Terror utiliza potenciômetros duplos tanto para o controle de ganho, quanto para o volume master. Essa característica dá ao circuito um funcionamento bastante distinto daquele que utiliza pots simples.

Pot Duplo para o Ganho: O controle de ganho do Tiny Terror permite o ajuste simultâneo do sinal antes, e depois, do segundo triodo da primeira válvula.

Essa configuração permite ao músico controlar exponencialmente o ganho, ao invés de apenas multiplicá-lo, conforme ocorre nas configurações tradicionais. Isso ocorre porque é alterado o nível de sinal inserido em dois estágios em série. O estágio seguinte é a inversora, que torna esta configuração ainda mais complexa visto que o sinal é, ali, amplificado por dois triodos simultâneamente, porém em fase oposta. Portanto, apenas um controle de volume atua em três triodos, sendo dois estágios de ganho em série trabalhando em paralelo, porém em fase oposta.

Exemplo prático: o potenciômetro logarítmico apresenta, na metade de sua escala, mais ou menos 10% da resistência total do fim da escala. Ao girar ao máximo o controle de ganho em um amplificador tradicional, o músico está normalmente multiplicando por 10 a voltagem do sinal de saída do estágio subsequente. No Tiny Terror, esta voltagem é multiplicada por 100 (na prática ocorre clipagem e o nível de sinal é limitado ao ganho dos dois estágios em série, não necessariamente permitindo ganho de 40 dB, ou 100 vezes).

Pot Duplo para o Volume Master

O controle de volume master atua simultâneamente nas duas saídas da válvula inversora. Assim, o volume master do Tiny Terror controla totalmente o sinal de entrada das duas válvulas EL84 no estágio de potência.

Esta arquitetura de master volume possui a vantagem de silenciar completamente o amplificador quando colocado no mínimo, visto que a entrada das válvulas de saída é diretamente controlada.

Havendo um controle master após a inversora, o ganho consequente da válvula também é utilizado como fonte de distorção, cujo volume pode ser controlado pelo master.

O Tiny Terror possui ainda uma versão limitada e ‘Fora de Série’ denominada ‘Hard Wired’. Diferente dos modelos fabricados em série por processo automatizado, esta versão possui montagem ponto a ponto, soldagem em pontes de terminais e componentes de excelente qualidade.

A versão Hard Wired é mais fácil de se modificar, porém recomenda-se observar a qualidade das peças a serem inseridas ou substituídas para não reduzir a qualidade do projeto original.

Peavey Valveking

“Valveking” é uma série de amplificadores valvulados fabricados pela Peavey.

A linha ValveKing conta atualmente com três modelos de amplificadores: 112, 212 e o cabeçote ValveKing 100

O material de divulgação do amplificador anuncia dois controles “especiais”: Controle Resonance e Controle Texture.

Controles de Timbre no Estágio de Potência

Na linha de feedback negativo são instalados dois controles complementares: um deles atenua as frequências mais altas, ressaltando os graves, (controle ressonance) e outro atenua as frequências mais baixas, acentuando os agudos, (controle presence). O leitor deve ter notado que o controle atua nos graves para alterar os agudos, e nos agudos para alterar os graves. Isso se deve ao fato dos controles de timbre no estágio de potência funcionarem por meio do feedback negativo. Quando aumentamos o feedback negativo de frequências graves, acentuamos os agudos, e vice versa.

Desta forma, controlando a resposta em frequência do feedback negativo do amplificador, é possível controlar o timbre do mesmo usando o estágio de potência e não o pré-amplificador, fato que configura uma característica interessante desse circuito.

Controle Resonance

Todos os gabinetes acústicos possuem uma determinada frequência de ressonância. Nessa frequência o falante e o gabinete interagem de forma que a amplitude do sinal é elevada de forma considerável. Da mesma maneira, a reprodução acústica na frequência ressonante é bastante acentuada, sendo claramente perceptível ao ouvido humano.

O controle de ressonance foi batizado justamente por atuar nas baixas frequências, supostamente alterando o ponto de ressonância do circuito elétrico do amplificador em conjunto com a caixa acústica.

Controle Texture

A linha ValveKing conta com um controle de bias na parte traseira do amp, o qual a Peavey denominou controle “Texture”. O controle dá ao músico a possibilidade de elevar a corrente quiescente das válvulas 6L6, levando-as à operação Classe A. Ao reduzir a a corrente quiescente o amplificador retorna para funcionamento em Classe AB.

Esse controle é ajustado de modo que não seja possível extrapolar a corrente quiescente do amplificador, permitindo ao músico apenas alterar uma certa porcentagem da tensão de bias de modo que o amplificador alterne entre Classe AB e Classe A de forma segura.

Marshall JCM900 SL-X

O início dos anos 1990 foi marcado pelo surgimento do movimento “rock de Seattle”.

Parte das bandas de maior sucesso naquele período buscavam um retorno ao rock clássico, com menos efeitos especiais, menos “glam”, para usar um termo da época. Os músicos deixavam de vestir-se em couro, com cabelos trabalhados e maquiagenes espalhafatosas, e passavam a se vestir de forma simples, como um “cidadão comum”. As famosas “geladeiras” de efeitos deram lugar a configurações mais simples: guitarra Stratocaster ligada diretamente a um Fender Tweed, ou guitarras Les Paul ligadas diretamente em Vox AC-30 ou Marshall da era Plexi.

Bandas que tiveram grande influência do movimento Punk Rock de décadas passadas, que também combinavam rock pesado com “quebradeiras” de instrumentos e shows com amontoados de pessoas que dançavam no que mais aparentava ser uma enorme briga de gangues deram origem ao movimento “grunge rock”. Bandas como Nirvana, Alice in Chains e L7 foram expoentes daquele estilo musical.

O amplificador Marshall JCM900 SL-X foi a tentativa da Marshall de produzir a distorção buscada pelo movimento Grunge em um cabeçote tradicional, seguindo o padrão estético da empresa e a tendência de empilhar dúzias de amplificadores para dar origem às famosas “paredes” de amplificadores Marshall.

O JCM900 é o cabeçote valvulado de mais alto ganho e distorção que a Marshall produziu até então. Dois controles de volume permitem que o músico altere entre 2 volumes master usando um pedal. O amplificador possui apenas um canal e dois controles de volume master.

A válvula V1 possui calefação retificada, visando reduzir o nível de ruído devido ao alto ganho. As válvulas EL34 funcionam sob 500 VDC de tensão de placa, e um robusto transformador de saída transporta 100 Watts RMS para as saídas de 4 ou 16 OHMs.

Uma chave alterna entre configuração de “triodo” ou pentodo para as válvulas EL34. No painel traseiro lê-se “High/Low”, aludindo ao fato de que a ligação em modo triodo reduz a potência total do estágio de saída, no entanto, a variação no volume sonoro do amplificador é pequena ao ligar-se o modo triodo. Ocorre, porém, redução no headroom do estágio de saída, e há maior quantidade de distorção no modo triodo.

A série JCM900 passou a ser construída com certas economias financeiras que não eram típicas dos JCM800 da década anterior. Os potenciômetros originais dos JCM900 são de baixa qualidade e apresentam defeitos com pouco tempo de uso. A ponte de diodos da retificação da calefação da válvula 1 é subdimensionada e trabalha em alta temperatura, o que também ocasiona sua falha precoce. O resistor R30, rebaixador de HT para a válvula inversora trabalha superaquecido e costuma apresentar solda fria.

No entanto, a Marshall não economizou na qualidade do transformador. Chassi em chapa de aço 16 AWG bicromatizada, transformadores superdimensionados e de qualidade inquestionável, gabinete reforçado conforme a tradição Marshall fazem desse amplificador um verdadeiro tanque de guerra.

Há poucos amplificadores valvulados para guitarra, se é que há algum, com maior volume sonoro superior ao de um JCM900 SL-X.