Reverbs em Detalhes

Desde que os primeiros Fender Vibroverbs passaram a trazer o reverberador embarcado, em 1963, músicos de todo o mundo passaram a exigir que esse efeito estivesse disponível diretamente no painel do amplificador.

O efeito de reverb já podia ser encontrado embarcado em amplificadores para guitarra, a exemplo do Gibson GA-30RV Invader. Porém foram os modelos Fender que popularizaram o efeito, possívelmente devido à alta qualidade do reverberador incorporado naqueles modelos, cuidadosamente trabalhados por Leo Fender para não prejudicar o timbre da guitarra.

Segundo (WHEELER, Tom. 2007. p. 273-274) “Leo Fender estabeleceu o padrão [de qualidade de Reverb] para toda a indústria.”, e prossegue (p. 274) “O desenvolvimento do circuito de reverberação por Leo Fender seguiu o padrão de muitas de suas contribuições, empregando conceitos já existentes e adaptando-os de maneira inovadora aos músicos de sua época, não só atendendo à demanda da época, mas inspirando novos sons.” (Nota: Tradução do autor.)

O efeito reverb é essencialmente uma linha de retardo de sinal cuja saída (sinal “molhado” no jargão norte-americano) é combinada ao sinal original (“seco”). (Conhecer a terminologia em inglês facilita a compreensão dos circuitos Fender, onde podem ser encontrados termos como “dwell”, sinal “dry” e “wet”.)

O método pelo qual o retardo do sinal é obtido é o fator que define o tipo de reverb.

Discutiremos os tipos mais comuns: reverb de mola e o reverb eletrônico.

Existem, ainda, reverberadores de fita e de tanques de oleo, os quais não encontramos em amplificadores para guitarra atuais, porém incluiremos na discussão de modo que o leitor tenha um panorama completo dos tipos de reverb vintage existentes.

Primeiro, falaremos da percepção humana de tons musicais ocorridos muito próximos uns dos outros.

Integração perceptiva

Repetições curtas e repetidas de um determinado tom soam como reverberação ao ouvido humano, por causa de um fenômeno chamado “integração perceptiva” (DERUTY, Emmanuel. 2011) – nome que é dado à nossa incapacidade de separar estímulos recebidos com intervalos muito pequenos.

Segundo Deruty, notas musicais separadas por 10 ms ou menos soam como apenas um tom. Efeito semelhante ocorre com a percepção humana de imagens apresentadas em sequência, fato dá origem aos filmes e animações gráficas.

Notas separadas entre 20 e 30ms podem ser distinguidas, porém soam como apenas um tom composto por dois componentes.

Notas separadas por mais de 30 a 40ms podem ser percebidas pelo ouvido humano como notas individuais.

Esse fenômeno não é só utilizado por sistemas de ecos e reverberação, mas também pelos próprios músicos. Acordes, onde as notas são tocadas praticamente ao mesmo tempo, formam a harmonia musical. Por exemplo, não distinguimos nota a nota em um rasgueado de violão na musica flamenca, apesar da técnica nos permitir ouvir o impacto dos dedos sobre as cordas.

Já as notas que conseguimos discernir formam a melodia. A combinação destas técnicas, o espaçamento, ritmo, acentuação e atenuação das notas musicais configuram a expressividade do próprio músico.

Portanto, quando o amplificador acrescenta ecos, sons reverberados, retardados ou repetidos, o mesmo se torna parte da composição musical. Existem, então, notas e tons que não foram totalmente gerados pelo músico, mas acrescentados pelo amplificador!

Tanque de óleo e reverb de fita

O reverb de fita, e aquele de tanque de óleo, exploram a integração perceptiva: amostras do sinal original são armazenadas em pequenos intervalos e são reproduzidos com certo retardo.

O reverb baseado em fita funciona como um gravador de fitas onde um cabeçote efetua gravação e outro a leitura, em operação simultânea. A distância entre cabeçotes, e a velocidade da fita, ditam o retardo que haverá entre o registro e sua repetição logo adiante.

Já o tanque de óleo funciona empregando centenas de minúsculos capacitores instalados em um tambor giratório mergulhado no liquido. Um dos terminais dos capacitores é conectado ao terra comum no centro do tambor e o outro terminal é deixado exposto ao longo da superfície circular do mesmo. Conforme o tambor é girado, cada capacitor é exposto ao sinal de áudio durante uma pequena fração de tempo, enquanto seu terminal toca o eletrodo conectado à entrada de sinal. O eletrodo de saída toca os terminais dos capacitores carregados a uma certa distância de onde ocorreu a entrada. Assim a carga contida na sequência de capacitores armazena uma amostra do sinal original. É um sistema de amostragem discreta pois há necessariamente um intervalo entre quaisquer 2 capacitores, e cada capacitor possui apenas a carga capturada na fração de tempo em que esteve conectado ao sinal. Quando os terminais dos capacitores agora carregados passam pelo contato de leitura, suas cargas são “integradas” novamente na forma do sinal original, o qual é capturado em outro ponto do giro do tambor. O tempo decorrido entre o carregamento dos pequenos capacitores, e sua posterior leitura, configura a linha de retardo que, quando possui pequeno intervalo e muitas repetições, soa como reverberação.

Reverberação de mola

Diferente dos tipos de reverberadores discutidos até agora, o reverb de mola não captura amostras de áudio e tampouco depende de integração perceptiva: a mola permanece vibrando de acordo com o sinal excitador. Assim, o reverb de molas não depende do efeito de ecos repetidos com alta frequência como acontece com a reverberação eletrônica e os demais sistemas conhecidos. Talvez por isso seja o tipo de reverb mais agradável ao ouvido humano e, mesmo sendo relativamente primitivo, permanece em uso nos melhores amplificadores para guitarra.

O funcionamento do reverb de molas é extremamente simples. Primeiro, é preciso obter amostra do sinal original (“seco”). Essa amostra é amplificada por meio de um estágio de ganho. Normalmente a amplificação ocorre em estágio single-ended utilizando válvula miniatura, 12AU7 ou 12AT7 sendo comúns, ambas capazes de dissipar cerca de 2.5 Watts. Nesta função também pode ser empregada uma válvula tipicamente usada no estágio de potência como EL84 ou 6V6. No entanto, para excitar os tanques mais utilizados da marca Accutronics não é preciso mais que 1 Watt. Ou seja, a própria 12AU7 já ultrapassa a potência necessária para obter-se grande volume de reverberação.

O estágio amplificador acima descrito é acoplado ao tanque de reverb por meio de um transformador. Trata-se de um estágio de saída single-ended, que pode ser conectado, no lugar do tanque de reverb, um alto-falante de 8 ou 16 ohms. Assim é possível testar defeitos no circuito de reverb : ao conectar um alto-falante no lugar da entrada do tanque de molas podemos ouvir e determinar não só se está chegando sinal naquele ponto, como também julgar a qualidade do sinal que está sendo enviado ao tanque de reverb.

Tanques de reverb possuem diferentes impedâncias de entrada. Tanques para amplificadores valvulados costumam possuir baixa impedância de entrada – 8, 16 ou 32 OHMs por exemplo. Tanques para estágios transistorizados, normalmente baseados em amplificadores operacionais em formato de circuito integrado, costumam possuir impedâncias na faixa de 600 OHMs ou mais – assim é possível acoplar o tanque diretamente à saída de op-amps populares, como o LM386, sem o emprego de transformador.

A empresa Accutronics, para citar novamente a mais famosa, oferece tabela que permite o cruzamento entre o número de modelo e suas diversas especificações técnicas. Alguns dos dados mais relevantes são o número de molas, comprimento das molas, impedâncias de entrada e saída, e se há isolamento de terra entre entrada/saída.

O sinal proveniente do pequeno transformador é enviado ao tanque de reverb, na entrada do qual há um transdutor conectado diretamente à mola. O sinal excitador causa movimento no solenoide do transdutor, que por sua vez causa movimento no feixe de molas. O sinal atravessa o trajeto formado pelas molas e chega a um outro solenoide, do lado oposto do tanque. O movimento no magneto do segundo transdutor gera corrente elétrica em seu indutor, reproduzindo o sinal de entrada após ele transcorrer o feixe de molas.

O sinal obtido no indutor de saída do tanque é, então, enviado a um estágio de ganho tradicional, normalmente formado por uma 12AX7, normalmente possuindo ganho de cerca de 36 dB (aprox. 60 vezes o sinal de entrada). Apesar de ser um sistema relativamente simples, obter boa qualidade de áudio no sistema de reverb não é tarefa trivial.

Primeiramente, o transdutor encontrado na saída do tanque é de indutor simples, ou “single-coil”. E, como todo captador single-coil, não possui redutor de ruído (hum bucker) e costuma produzir grandes quantidades de hum. Assim, é preciso ajustar o sistema de envio e retorno de modo a maximizar a razão entre sinal e ruído (SNR). O reverb mal configurado costuma injetar demasiado ruído no sistema, tornando alguns circuitos praticamente inutilizáveis.

Na minha experiência, a melhor estratégia para sistemas de reverb de molas totalmente valvulados (“all tube”) é aplicar o sinal excitador máximo suportado pelo tanque, no limiar de causar distorção e batimentos nas molas, para nos permitir trabalhar com menor ganho no retorno.

O envio do sinal ao tanque deve, também, ser filtrado. O envio de baixas frequências ocasiona batimentos nas molas e reverb sem definição. Ao combinarmos o sinal de retorno das molas ao sinal original, obtemos satisfatória resposta em baixas frequências – logo, estas não precisam ser reverberadas pelo tanque. Um capacitor de filtro de 500pF ou menor é recomendado para envio de sinal seco ao estágio excitador do tanque. Capacitores de 1nF e superiores passam a causar efeito negativo. Evidentemente, no emprego de tanques de diferentes marcas, o construtor pode ter que adaptar-se a alguma particulariedade técnica, portanto, a capacitância aqui recomendada é apenas uma referência.

É possível adicionar controle de graves/agudos ao circuito de reverb. Ao invés de enviar o sinal “seco” diretamente ao tanque, usando capacitor fixo conforme discutido anteriormente, é possível oferecer ao músico um controle de graves/agudos onde ele mesmo possa ajustar o timbre do reverb de acordo com sua preferência. O controle pode ser instalado no envio ao tanque, no retorno, ou até mesmo em ambos (apesar do autor desconhecer um amplificador que assim o faça).

Dwell: o controle dwell permite ao músico ajustar o nível de sinal que é enviado ao tanque de reverb. Normalmente é um potenciômetro instalado na entrada, ou grade de controle, do estágio excitador do tanque de reverb. O efeito prático do nível de sinal enviado ao tanque é de prolongar ou reduzir a duração da reverberação. E, conforme já tratamos, o envio de baixo nível de sinal reduzirá a razão de sinal para ruído. As unidades de reverb Fender, como a 6G15 ou a unidade “Tube Reverb”, possuem controle Dwell. Amplificadores como Vibroverb 1963, Twin Reverb 65, entre outros, não possuem tal controle.

Reverberação Eletrônica

Da mesma forma que os minúsculos capacitores contidos no tanque de oleo efetuavam amostragem do sinal ao longo da linha do tempo, sistemas digitais efetuam trabalho semelhante, cuja única diferença é o sistema de armazenagem das amostras.

Coincidentemente a memória dos computadores, incluindo aqueles contidos nos sistemas de eco e reverberação digitais, pode ser construída a partir de capacitores! No entanto a armazenagem da informação se dá de forma discreta, em níveis constantes de tensão: 5 volts indica o valor 1, e zero volts indica o valor 0 no sistema CMOS – o mais utilizado em computadores, por exemplo.

No sistema de reverberação eletrônico digital o sinal analógico passa por um processo de amostragem e transformação em dados binários. A esse processo dá-se o nome genérico de ADC, ou “analog-digital conversion”. O minúsculo computador (a lógica é tão simples que talvez sequer possamos chamá-lo de “computador” na concepção que temos de tal) embarcado nos pedais digitais, por vezes implementado através de um único circuito integrado, atrasa o sinal de acordo com parâmetros estabelecidos nos controles do pedal de efeito, e posteriormente efetua o processo inverso, ou DAC, “digital-analog conversion”. Os componentes que realizam estas tarefas são homônimos, DAC ou ADC, mas muitas vezes as duas funções são agrupadas em um só chip, o qual é simplesmente chamado de DAC. O DAC comunica-se com um DSP (digital signal processor), o qual processa os efeitos digitais requeridos. Alguns DSP’s possuem ADC e DAC internamente, oferecendo apenas pinos para entrada e saída analógica.

Existe também o reverberador eletrônico analógico. Neste sistema o atraso do sinal ocorre por meio do armazenamento de cargas em capacitores, em sistema parecido ao do tanque de óleo – exceto que a miniaturização dos componentes permite que um circuito integrado minúsculo realize o mesmo trabalho usando transistores e capacitores embarcados.