Como Interpretar Datasheets

Todos os dados relevantes ao funcionamento das válvulas encontram-se detalhados em “datasheets”, ou planilhas de dados técnicos.

Diversas características técnicas das válvulas interferem diretamente em sua aplicação nos amplificadores valvulados. Conforme notamos no decorrer desse texto, os critérios aplicados na amplificação para guitarra são distintos daqueles usados para amplificação de alta fidelidade. Por isso, muitas vezes as sugestões de aplicação das válvulas encontradas nas datasheets podem não propiciar bons resultados para guitarra.

Pinagem

O primeiro dado a ser observado é a pinagem da válvula. A configuração dos pinos determina como esta será ligada ao resto do circuito. Devemos observar aqui a possibilidade de existir uma conexão na parte superior da válvula, normalmente denominada “top cap” ou “end cap”, que é um terminal localizado fora da base (na lateral ou parte superior do envólucro). Os pinos são ilustrados conforme os veríamos observando a válvula em sua parte inferior. Porém a ordem dos pinos é espelhada ao observarmos os mesmos em um diagrama de placa de circuito impresso e ao examinarmos o soquete de válvula pela parte superior. Este detalhe é fonte de dúvidas por técnicos novatos, e pode acarretar em erros ao usarmos programas de desenhos de placa de circuito. Assim, devemos estar atentos ao fato do número dos pinos crescer em sentido horário quando observados na base da válvula, e decrescem no mesmo sentido observando-se a parte superior do soquete ou PCI.

A terminologia mais comum usada na denominação dos pinos é a seguinte:

Português

Inglês

Catodo

Cathode ou K.

Quando diretamente aquecido: Heaters ou F

Anodo

Ânode, Plate ou A

Grade 1

G1, Control Grid ou apenas Grid

Grade 2

G2, Screen Grid ou apenas Screen

Grade 3

G3, Suppressor Grid ou apenas Suppressor

Blindagem interna

Internal shield, apenas Shield ou S

Calefação (Quando indireta)

Heaters ou F

Eletrodo superior

End Cap, Top Cap ou de acordo com a função do pino, normalmente sendo o anodo

Base Metálica

Metal Base, Base: Válvulas podem possuir conexão interna no anel metálico de sua base.

Parâmetros Estáticos

Certos parâmetros de funcionamento da válvula não se alteram durante sua operação, e costumam ser apresentados no início da datasheet. São eles:

  • Tensão e corrente de calefação (Vf e If respectivamente)
  • Capacitâncias internas (Especificadas caso a caso)
  • Diâmetro e altura física do envólucro e tipo (vidro, metal, etc)

Limites de Operação

Conforme o nome sugere, os parâmetros especificados na seção de limites são aqueles que nos permitem obter o máximo desempenho da válvula segundo padrões de segurança e estabilidade estabelecidos pelo fabricante. Deve-se levar em consideração que muitas datasheets foram publicadas várias décadas atrás, e que as válvulas de produção atual podem ter limites distintos daqueles especificados – tanto superiores quanto inferiores. Dizemos que os dados contidos nas datasheets são “nominais” e aquele observamos na prática são “operacionais” ou “valores de fato”.

É inviável documentar todas as possibilidades de variações entre marcas de produção atual e aquelas do passado. Assim, exige-se experiência e bom senso do construtor para conhecer os limites das válvulas disponíveis na atualidade. Os valores indicados nessa seção devem ser considerados apenas como referência.

Termo em Inglês

Significado em Português

DC Plate Voltage, Va ou Vp

Tensão DC máxima de placa. Maior tensão que pode ser aplicada ao anodo para uso contínuo sem que ocorra centelhamento interno.

Peak Plate Voltage

Maior tensão transiente que pode ser aplicada ao anodo sem que ocorra centelhamento. Normalmente esta tensão é suportada por apenas alguns milisegundos.

Screen Voltage ou G2 Voltage

Tensão máxima que pode ser aplicada à grade screen, ou G2. Quando exagerada, esta tensão causa centelhamento e destruição precoce da válvula.

Peak Negative G1 ou Grid Voltage

A tensão mais negativa que pode ser aplicada à grade de controle sem que o isolamento para o catodo seja comprometido. A grade 1 encontra-se fisicamente muito próxima do catodo, portanto esta tensão deve ser observada atenciosamente.

Plate Dissipation, Maximum Power ou Power Dissipation

Esta é a potência de fato da válvula. É a potência máxima que a placa ou anodo é capaz de sustentar sem ocorrer sua destruição.

Screen Dissipation

A grade 2, ou screen, possui alguma dissipação de potência. Este dado nos diz o máximo de potência que esta grade é capaz de suportar continuamente.

Cathode Current ou Ik

Maior corrente que o catodo é capaz de suportar continuamente. A corrente de catodo é a soma de todas as outras correntes da válvula, ou seja, em um tetrodo ou pentodo é a corrente de placa + corrente de screen + eventual corrente de vazamento de grade (desprezível em condições normais).

Peak Cathode Current

Maior corrente transiente que o catodo é capaz de suportar. Este nível de corrente é suportável por apenas alguns milisegundos.

Heater-Cathode Voltage

Devido à proximidade entre os filamentos de calefação e o catodo indiretamente aquecido, deve-se observar esta tensão máxima entre eles buscando evitar centelhamento. Não confundir com a tensão negativa máxima de G1 para o Catodo, ambos componentes localizados muito próximos do mesmo.

G1 Resistance

Mesmo que a grade encontre-se fisicamente isolada do catodo (impedância praticamente infinita), durante o funcionamento da válvula, este eletrodo pode conduzir alguma corrente DC de/para a nuvem termiônica. Essa minúscula corrente é aferida através de um resistor, obtendo-se um valor em OHMs de resistência equivalente, segundo V = R * I. Essa medida de resistência é considerada a impedância máxima de entrada da válvula (sendo necessariamente reduzida pela fonte de polarização, seja bias fixo ou resistivo). Lembrando que para fins práticos, podemos considerar a grade como sendo isolada dos demais eletrodos. Esta pode ser considerada uma impedância infinita na maioria dos amplificadores para guitarra.

OBS: Os níveis de corrente e tensão máximas especificados nominalmente raramente são suportados simultâneamente. Esse fato pode ser verificado ao multiplicarmos a tensão máxima pela corrente máxima de placa, onde normalmente obteremos um valor superior à dissipação máxima da válvula.

Porém devemos ressaltar que um dos componentes da “receita” de Leo Fender era utilizar as válvulas em circuitos com tensões e correntes acima do limite especificado nas datasheets. Como exemplo dessa prática destacamos o amplificador Deluxe Reverb AB763 de 1964/1965 onde a tensão +B de placa da válvula 6V6GT é 415 VDC e a tensão máxima especificada para válvulas 6V6GT de fabricação da G.E era de 315 VDC.

Parâmetros Operacionais Sugeridos

São parâmetros sugeridos para uso contínuo em determinada aplicação. Esses dados normalmente são distintos daqueles encontrados em amplificadores para guitarra, pelos motivos discutidos ao início dessa seção: amplificadores “caseiros” ou de alta fidelidade buscam operação linear de 20 Hz a 20 KHz, evitando-se ao máximo a distorção, o que não ocorre em nosso caso. Os termos utilizados são os mesmos dos valores limítrofes, porém os seguintes termos adicionais podem surgir:

Termo em Inglês

Português

Plate Resistance, rp ou ra

O valor da resistência equivalente da placa ou anodo sob as condições iniciais. Pode ser aferida em DC ou AC, fato que será discriminado na datasheet. Caso não especifice, entenda-se resistência DC. Não se trata do resistor de carga (R maiúsculo) e sim da resistência equivalente que a válvula oferece à passagem de corrente de placa. Dada uma tensão de placa, obtemos uma corrente de placa na configuração de circuito em questão. Empregando a Lei de Ohm (V=RI) obtemos uma resistência equivalente. A letra r minúscula a diferencia da resistência de carga R.

Transconductance

A transcondutância nas condições iniciais (quiescentes) da válvula. A transcondutância é a variação da corrente de placa dividida pela variação na tensão de G1, ou grade de controle e depende da polarização de grade, portanto é um dado dinâmico.

Zero Signal Current, Quiescent Current

Corrente quiescente, ou a corrente quando não há sinais sendo amplificados. Dada uma configuração inicial de circuito, obteremos uma certa corrente quiescente. Esta corrente é perdida na amplificação, pois não transfere sinal para o estágio seguinte.

Load Resistance, Ra ou Rp quando resistores ou Zp ou Za quando a carga é indutiva (transformador de saída ou de acoplamento).

O valor do resistor de carga ou da impedância da carga quando indutiva. Em estágios de pré-amplificador, por exemplo, válvulas 12AX7 costumam trabalhar com valores entre 56K a 330K. Válvulas EF86 podem empregar uma faixa mais ampla de resistência, de 100K a 1M. Nas válvulas de saída trata-se da impedância do primário (Zp) do transformador de saída aferida com onda senóide de 1 KHz, e pode ser expressa em seu valor placa-a-placa (P-P) ou de terminação simples (single ended). Para amplificadores de até 50 Watts e de alto ganho, usando 6L6GC, valores cerca de 4000 OHMs P-P são comuns, por exemplo. Em amps single ended usando duas EL84, encontram-se entre 6900 a 10000 OHMs de Zp

THD ou Total Harmonic Distortion

Distorção harmônica total. Esta é a medida mais importante para amplificadores de alta fidelidade. Porém em amplificadores para guitarra praticamente ignoramos este dado, ou utilizamos apenas como referência. A THD é obtida efetuando injeção de uma onda senoidal (0% de conteudo harmônico) na entrada. É feita a aferição do conteudo harmônico total no sinal que chega aos conectores dos alto-falantes. A soma da amplitude do conteúdo harmônico existente na saída em relação à amplitude da portadora senoidal é a medida de THD. Para realizar a aferição deve ser utilizado um equipamento capaz de analizar o conteúdo harmônico de sinais, como um analisador de espectro.

Maximum Power Out ou apenas Power

Potência de sinal na saída do estágio. É o que normalmente nos referimos apenas como sendo a potência da válvula. Quando não especificada, deve-se pressupor ser a potência de pico, ou PMPO (multiplicação vetorial de tensão de pico e corrente de pico suportada). Caso se trate de potência RMS, esta informação constará na datasheet.

Screen Dissipation

Dissipação continua da grade 2 ou screen. Assim como a placa, a G2 possui corrente quiescente e dissipará alguma potência durante o funcionamento da válvula.

Screen Current

Nível de corrente sugerido para o funcionamento da grade screen, ou G2. Em conjunto com a dissipação de potência d G2 obtemos o parâmetro de funcionamento.

Curvas de Transferência

Os gráficos das curvas de transferência da válvula ilustram seu comportamento dinâmico mediante alterações nos níveis de tensão de placa, grade de controle ou grade screen. Chamamos de curvas de transferência pois é segundo esse padrão que o sinal de entrada é “transferido” para a saída. O fato de serem curvas, e não retas perfeitas, nos diz que sempre haverá alguma distorção inserida no processo de amplificação.

Nos amplificadores para guitarra, duas curvas são especialmente importantes: a curva que nos informa o comportamento da placa em função da tensão a ela aplicada, mantendo-se constantes as demais tensões, e as curvas de transferência de acordo com a variação na tensão de grade de controle, mantendo-se fixas as demais voltagens. A primeira família de curvas nos diz qual será o comportamento da placa de acordo com a carga aplicada. E as curvas de transferência de G1 nos dá o comportamento da placa mediante alterações no sinal de entrada.

Curva de Tensão x Corrente de Anodo

Usamos essa família de curvas para compreendermos o comportamento do anodo da válvula mantendo-se constantes as tensões de catodo (Vk), G2 (Vg2) e G1 (Vg1).