Transformadores : Arranjo e Montagem

No capítulo da teoria de funcionamento dos transformadores vimos que eles fazem parte do coração do amplificador. Dois transformadores não podem ser dispensados nos amplificadores valvulados, de alimentação e aquele de saída.

Outros transformadores e indutores são opcionais, a exemplo dos chokes (que não são transformadores, apenas assemelham-se fisicamente), transformador de driver de reverb de molas e transformadores acopladores de estágios.

Por serem fisicamente semelhantes a um transformador, a instalação dos chokes segue os mesmos princípios elétricos e mecânicos, por isso os incluímos aqui.

Posicionamento dos Transformadores

Há, basicamente, duas opções de posicionamento dos transformadores: ambos do mesmo lado do chassi, ou acomodando um em cada extremo. Uma possível terceira opção, não convencional, envolve retirar os transformadores do chassi e interligá-los ao circuito através de um “chicote”.

Transformadores em lados opostos

Na grande maioria dos amplificadores para guitarra, os transformadores são posicionados nos extremos opostos do chassi. O gabinete torna-se mais equilibrado, tanto em termos de peso quanto visualmente. O aspecto físico de um amplificador contendo transformadores nos extremos e válvulas brilhando ao centro faz parte do conceito popular de como um amplificador deve ser configurado. Apesar de aparentar ser a organização perfeita, a configuração dos transformadores em lados opostos acarreta em um problema técnico: a formação de um anel elétrico de potência no interior do chassi. A fonte de alimentação sempre será ligada diretamente ao transformador de saída. Quando instalamos os transformadores em lados opostos do chassi, um condutor de alta tensão (a maior tensão encontrada na fonte) deve atravessá-lo por completo.

Transformadores: Organizando a Fiação

Devemos, então, falar brevemente sobre a organização dos fios na parte interna do amplificador.

Ao organizar a fiação do amplificador, deve-se observar sempre um importante detalhe: estágios de ganho sucessivos devem evitar cruzar suas saídas com o caminho físico das entradas. Simplificando: o sinal deve prosseguir sempre adiante no circuito (literalmente falando, os fios propriamente ditos devem evitar anéis e retornos), ou seja, se temos, no chassi, a válvula 1, 2, 3, o sinal deve eletricamente seguir o mesmo caminho físico: iniciar pela válvula 1, seguir para 2, 3, e assim por diante.

Quando “devolvemos” um condutor com o sinal de saída, digamos, se iniciarmos a amplificação pela válvula 2, e posteriormente a retornarmos para a válvula 1 por algum motivo (loop de efeitos ou reverb, por exemplo), internamente ao amplificador cria-se um “anel” de fiação, e quando a fiação leva a estágios de alto ganho temos a receita certa para obter ruídos e de forma geral um amplificador instável. Isto gera problemas de difícil solução posterior, é preciso planejar antes de iniciar a montagem. Na organização dos fios, todos os anéis devem ser evitados, tanto de sinais quanto da alimentação proveniente da fonte.

Anéis de fiação levam a curiosos efeitos colaterais, e são muito comuns nas montagens que utilizam placas de circuito impresso, pois as trilhas elétricas sob a placa costumam formar anéis, mesmo que acidentalmente. O autor recorda-se de um Marshall Valvestate VS-65 de um estudio popular em Brasília nos anos 1990. Tal amplificador captava uma das estações de rádio mais populares da cidade! Essa estação possúi, entre os intervalos comerciais, um “jingle” bastante conhecido, o qual podia ser ouvido durante o ensaio. O receptor de rádio acidentalmente embarcado no amplificador foi causado por defeitos como loops/anéis na fiação, organização das trilhas da placa de circuito impresso que, em conjunto com os captadores da guitarra, capacitâncias e indutâncias parasíticas, deixou o circuito precisamente sintonizado àquela estação – em alguma parte do circuito, aquele amplificador oscilava em frequências várias vezes acima daquelas audíveis.

Portanto, ao instalarmos os transformadores em lados opostos do amplificador, cria-se, obrigatoriamente, um anel no circuito contido entre a fonte e o transformador de saída.

Amplificadores Marshall, que possuem cabeçotes de cerca de 70cm de largura, devem enviar a alta tensão através dos quase 50cm entre a fonte e o transformador de saída. Do transformador de saída são devolvidos os extremos do primário para as válvulas de potência, localizadas ao centro. Há, portanto, entre 75cm e 1 metro de fiação ou trilhas de circuito impresso entre o transformador de alimentação e aquele de saída em todos os JCM900. Os JCM800 traziam os transformadores mais próximos um do outro e são exemplo de forma seguindo função – eram amplificadores muito bem construídos eletricamente, porém a estética era comprometida pelo amontoado de válvulas, capacitores LCR e transformador de saída, tudo ao centro do chassi. Já os sucessores JCM900 aparentam mais organizados, mas trabalham no limite da estabilidade. Ao posicionarmos o amplificador na bancada para testes, aumentando o ganho, apenas ao retirar a blindagem eletrostática do chassi, o amplificador pode entrar em oscilação. Ao tocar pinos 2 ou 7 das válvulas 12AX7 desse amplificador utilizando “hashi” (“palito de sushi”) o circuito pode entrar em oscilação! Vê-se que a estrutura do amplificador, circuito e montagem, não proporcionam qualquer “folga” – encontra-se no limiar da estabilidade. Anéis de fiação contribuem para esse fato.

Transformadores do mesmo lado do chassi

A solução para o tipo de loop acima descrito é posicionar os dois transformadores no mesmo lado do chassi. Tal solução é empregada por alguns construtores de amplificadores de boutique (Trainwreck sendo o exemplo mais conceituado) que priorizam a perfeição elétrica em detrimento do balaceamento de peso físico no gabinete.

Ao posicionar os dois transformadores do mesmo lado do chassi, todo o setor de potência é confinado a apenas uma região do mesmo. Do transformador de alimentação passamos pelo fusível, chave de alimentação, e chegamos à fonte. Da fonte vamos diretamente ao transformador de saída, e dele para as válvulas de potência, contornando pelas laterais do chassi. Do transformador de saída, seguimos diretamente para os alto-falantes – não há mais loops de fiação e o sinal segue sempre adiante.

Falamos anteriormente de uma desvantagem desse método: o amplificador torna-se mais difícil de carregar, pois terá muito mais peso em um dos extremos.

Após terminar a construção de alguns amplificadores utilizando essa técnica, empregando o circuito FK-40 de minha autoria, alguns técnicos e músicos me questionaram: como era possível aquele amplificador de alto ganho ser tão silencioso? Um dos fatores é justamente o que aqui compartilho com o leitor: em algumas de minhas montagems priorizei obter o mínimo de “anéis de fiação”, idas e voltas e prolongamentos excessivos dos fios. Quando possível os dois transformadores encontram-se do mesmo lado do chassi. Possuo diversas montagens com transformadores em lados opostos, é claro, principalmente buscando o efeito estético. Não devemos romper com a tradição dos valvulados, e a estética é sempre um fator importante. No entanto, se a meta é obter o amplificador mais estável e silencioso possível, é preciso conhecer tal importante fator na organização interna do amplificador. Amplificadores de baixo ganho podem se dar ao luxo de cometer pequenos erros em nome da estética, já os circuitos de alto ganho não podem conter erros do tipo.

Por fim, a orientação dos transformadores, quando colocados lado a lado, deve, idealmente, possuir 90 graus de diferençá no sentido das laminações de um e de outro. Em outras palavras, o sentido das laminações do núcleo de um dos transformadores deve formar ângulo reto com o sentido das laminações do outro transformador (ver fotos ao longo deste texto). Assim, colocam-se perpendiculares os planos dos campos magnéticos gerados pelos dois indutores, reduzindo, ou eliminando por completo, a interação entre ambos. De outra forma, um transformador de alimentação suficientemente grande poderia induzir corrente de 60 Hz no transformador de saída. Outros fatores ingressam na receita de um amplificador silencioso, as quais iremos citando nas demais seções deste livro.

Transformadores fora do chassi

Uma opção não muito convencional é a de simplesmente retirar um ou ambos os transformadores do chassi. Efetuei apenas uma montagem utilizando essa configuração em um amplificador de cerca de 10 Watts, e o resultado foi satisfatório.

Primeiramente, em termos de elétrica, há diversas vantagens neste tipo de montagem. O ruído causado pelo campo magnético proveniente do núcleo do transformador é distanciado do circuito; torna-se imperceptível. Ganha-se área superficial no chassi para melhor distribuir capacitores eletrolíticos e as próprias válvulas. A fiação de ambos os transformadores pode ingressar no chassi no mesmo ponto, não mais separados, e assim é possível organizar melhor a fiação interna.

No entanto, alguns fatores devem ser lembrados nesse tipo de montagem.

A calefação das válvulas exige a maior corrente do sistema valvulado. No caso de um amplificador de 100 Watts com 4 válvulas EL34 e 3 12AX7, por exemplo, essa corrente terá média de cerca de 9 Amperes enquanto o amplificador estiver ligado, 100% do tempo, mesmo com standby ligado. No caso de válvulas KT88 a corrente total poderá passar de 10 Amperes. Assim, devem-se evitar grandes distâncias de fiação entre a fonte e a válvula. Ao separar os transformadores do chassi, estamos prolongando o trajeto entre fonte e consumidor – com a distância aumentamos também a resistência da fiação.

Os principais fabricantes de fios especificam a corrente máxima AC e DC para seus produtos – estas especificações devem ser estudadas ao optarmos pela fiação correta. Deve-se deixar folga suficiente de modo que a fiação trabalhe fria e, portanto, sem causar demasiada queda de tensão. Assim, caso decida interligar os transformadores externamente, seria necessário empregar fiação de bitola de, no mínimo, 2.5 mm.

O segundo, e talvez mais importante fator, trata do correto isolamento da fiação de alta tensão. Ao instalarmos o transformador fora do chassi, estaremos criando um trajeto com potencial elétrico de centenas de volts. A passagem da fiação pela abertura no chassi é especialmente crítica, devendo existir isolamento de borracha de modo que a insulação do fio não vá sendo corroída pelo atrito com o chassi e as vibrações constantes.

Uma das vantagens da instalação dos transformadores fora do chassi nos amplificadores em configuração “combo” é o fato de melhor distribuir o peso do mesmo. O posicionamento deles no fundo do gabinete o torna mais fácil de carregar. No entanto, o gabinete é frequentemente utilizado para carga de outros equipamentos, como pedais de efeitos, então é preciso observar, mais uma vez, a proteção aos fios de modo que não sejam danificados com a inserção brusca de equipamentos naquele espaço.

Separar os transformadores do chassi foi, na minha opinião, uma alternativa experimental de sucesso. Porém, devido principalmente ao fator segurança, e conhecendo os hábitos do músico de portar equipamentos na parte traseira do amplificador, não empregaria tal sistema em amplificadores construídos para terceiros.

Os tanques de reverb normalmente localizados ao fundo dos gabinetes sofrem danos frequentes devido a esse tipo de prática e, portanto, os transformadores ali instalados estariam sujeitos aos mesmos riscos.