O que é um amplificador All Tube?

jfonseca

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Determinar o que, exatamente, caracteriza um amplificador All Tube é uma questão recorrente, especialmente por parte de clientes que prospectam comprar um amplificador e questionam se vale a pena pagar o preço adicional por tratar-se de um "All Tube". Como tudo na arte da música, da qual a amplificação é subconjunto, existem opiniões variadas em torno do tema. Comecemos pela definição que proponho para o termo:

Definição: Um amplificador All Tube é aquele no qual o sinal de áudio não passa por silício em qualquer etapa da amplificação.

Para fundamentar a definição, preciso elencar os três grandes blocos que constroem um amplificador valvulado: a fonte, o pré-amplificador e o amplificador de potência.

Silício na Fonte é Permitido no All Tube

O que acontece na fonte? Os amplificadores valvulados eram, originalmente, alimentados por baterias(!). Receptores de rádio usados nas décadas de 1930 e 1940 tinham baterias que o usuário adquiria no supermercado. Essa prática é, obviamente, inviável para amplificadores acima de alguns poucos Watts de potência. Nos primórdios da amplificação, 1 ou 2 Watts eram suficientes para preencher a sala de estar das casas. Para amplificadores maiores, é preciso usar a rede de alimentação elétrica.

Só que a rede de alimentação nos fornece uma tensão fixa e de corrente alternada. No amplificador precisamos de várias tensões distintas daquela da rede pública e em corrente contínua - além de ser preciso proteger o músico de choques elétricos.

Então chegamos a duas funcionalidades da fonte: alterar a tensão da rede pública para as características necessárias e proteger o músico. Veja que, dessas funções, notamos que não se fala em áudio.

De fato, o sinal de áudio jamais pode estar presente na fonte de alimentação. Se estiver, há algum problema no amplificador, como capacitores defeituosos, má condução no terra/negativo, entre outros. Quando o sinal de áudio é encontrado na fonte, este sinal será propagado para todos os setores do amplificador, o que configura um tipo de feedback que normalmente traz problemas para o músico.

Segundo a definição de All Tube, a fonte pode ou não conter componentes de estado sólido, sem que isso comprometa o fato do amp ser puramente valvulado.

Silício no Pré-Amplificador

Existem várias aplicações de componentes de estado sólido no pré-amplificador que não participam do trajeto de áudio. A comutação de canais, por exemplo, dá-se frequentemente usando chaveamento por meio de transistores somados a diodos de proteção e relês mecânicos. Exceto o chaveamento usando FETs no caminho do sinal (típico de pedais BOSS), esses componentes não alteram o timbre de qualquer maneira. A única alteração audível é quando o circuito utiliza relês e pode-se ouvir um ruído temporário no ato do chaveamento. Porém, uma vez acionado, o relê em bom funcionamento não altera o áudio de qualquer maneira. Se o construtor do amplificador tiver tomado cuidados básicos, como a blindagem contra ruídos possivelmente captados no interior do relê, não haverá alteração no áudio devido a essa comutação mecânica.

Já o chaveamento baseado em FETs insere ruído no sinal, portanto quando o chaveamento é feito por transistores, sem comutação mecânica por relê, não considero o amplificador All Tube, mesmo que o silício se trate, nesse caso, apenas de mero condutor de áudio. Havendo passagem do áudio pelo silício do circuito de chaveamento baseado em FETs, já houve quebra de nossa definição de All Tube.

A clipagem por meio de silício também quebra o conceito de All Tube. Por exemplo, amplificadores Marshall JCM900, pedais V-Twin e Meteoro Doctor Drive e semelhantes, não são All Tube. Pelo contrário, boa parte da clipagem e ganho desses pré-amps é oriunda de circuitos integrados. Portanto, estágios de ganho usando silício quebram o conceito de All Tube. Como contraexemplo, o pedal Mesa Boogie Bottle Rocket é All Tube.

Para o técnico que inspeciona um circuito a primeira vista, a presença de CI's como 4558, 072 e seus parentes são um forte sinal de que o pré-amplificador não é All Tube. Esses CIs não são usados no chaveamento e em outras "funções administrativas" do amplificador e, muito provavelmente, se encontram no caminho do áudio.

Reverb

O reverberador merece uma menção especial sob a seção de pré-amplificação. Na verdade o amplificador valvulado não inclui o reverberador em sua composição básica, porém esse efeito tornou-se parte dos mais famosos modelos valvulados e, a partir do circuito Fender, tornou-se parte da assinatura do timbre de muitos grandes guitarristas. Difícil imaginar o timbre limpo do Mark Knopfler sem o reverb de um Deluxe Reverb!

O reverb Fender vintage não insere qualquer elemento transistorizado no circuito. É usado um estágio de ganho classe A com 12AT7 ou 12AU7, transformador de saída que leva o sinal ao tanque Accutronics que é composto por um solenoide excitador, uma linha de retardo que usa a mola para tal efeito, e um captador magnético baseado em imã permanente na outra ponta. O retorno do tanque de reverb é pré-amplificado por um estágio de 35 a 40 dB de ganho, em geral por meio uma 12AX7.

Em todo esse circuito vintage não há transistores envolvidos. No entanto, coerente com a tendência atual de cortar custos, tem sido usados "tanques" de reverb 100% eletrônicos. Mesmo em amplificadores "quase All Tube", como os Laney LC-15, o reverb é amplificado para o envio por meio de circuito integrado, e seu retorno também é pré-amplificado usando CI's. Esse tipo de circuito economiza 2 válvulas e reduz drásticamente o custo do circuito de reverberação bem como o espaço utilizado no chassi e gabinete do amplificador.

Silício no Amplificador de Potência

O amplificador de potência valvulado apresenta menos oportunidades para o emprego de componentes de estado sólido. A primeira coisa a se observar é quais são os elementos amplificadores do estágio de potência. Caso sejam transistores o amplificador não é All Tube e a discussão pode parar por aí. Porém há casos mais sutís, onde a amplificação é feita por válvulas mas há elementos transistorizados no caminho do sinal.

Frequentemente o vilão do puro caminho valvulado no amp de potência é o loop de efeitos que se encontra na fronteira do pré com o power. Quando o sinal é direcionado para o loop, onde é processado por preamps de estado sólido no envio ou retorno, o trajeto do sinal não mais seria All Tube.

Quando o loop encontra-se sem uso, é preciso que exista true bypass para que ele não influencie no timbre. É comúm que alguma falha no loop de efeitos influencie negativamente no timbre do amplificador. Nesses casos nota-se que não há true bypass do loop quando não está em uso.

O loop pode ser All Tube. Caso uma 12AX7, ou semelhante, adicional seja instalada, um dos triodos pode ser usado como buffer de envio e o outro como buffer de retorno. Nesse caso, se os preamps (pedais) usados no loop forem All Tube, então preserva-se a característica puramente valvulada do circuito. A alternativa é usar buffers de estado sólido tanto no envio quanto no retorno. Em geral são empregados operacionais como o 4558 baseado em BJT ou os 072 e família baseados em FETs, em ambos os casos o emprego desses buffers retira a característica All Tube.

Conclusão

A definição de All Tube como aqui colocada é bastante restritiva, porém define sem margem para dúvidas o que é um amplificador All Tube. Caso fossem abertas exceções para um eventual buffer ou, talvez, simplesmente um JFET usado no chaveamento, estaríamos abrindo caminho para inúmeras interpretações dúbias do que é All Tube. Vemos esse tipo de dúvida frequente entre usuários. "Mas um Marshall JCM 900 não é all tube?!". Não! Ele é um grande amplificador, mas não é All Tube. Em tempo, o fato de não ser puramente valvulado não diminui a qualidade do amplificador, apenas significa que tal modelo não possui essa característica.

All Tube significa, literalmente, o que nome sugere: é um caminho de áudio totalmente tratado por válvulas, sem qualquer presença de silício. Essa característica é desejável? Depende. O que você busca atingir com tal característica? Um Tube Screamer produz um belo overdrive, e não é valvulado. Um reverb ou delay no loop do Marshall JCM900 dá um toque espetacular no timbre, especialmente os modelos que não trazem reverb embarcado. Nesses casos, siga o seu ouvido e preferência de timbre. Apenas tenha em mente o significado do termo All Tube pois é frequentemente usado para designar circuitos híbridos, o que é um engano.

Qual seria a vantagem dos circuitos All Tube? A principal delas é que o sinal não passa por qualquer elemento semicondutor durante a amplificação. Semicondutores têm diversas impurezas e características não lineares, como diodos que passam a conduzir após uma certa tensão, ruídos devido a efeitos da polarização do semicondutor e inúmeras outras características indesejáveis para amplificação de áudio.

Dentro da válvula o ganho de potência se dá no vácuo, e o sinal de áudio passa de um estágio para o próximo por campos elétricos que não tem qualquer obstáculo. Os capacitores que existem entre estágios utilizam campos elétricos onde não há qualquer contato sólido, tratam-se puramente de campos elétricos. Resistores de boa qualidade utilizam metais como elemento resistivo, novamente não há semicondutores envolvidos. Um amplificador All Tube evita todos os efeitos não lineares e peculiares dos semicondutores.

Já nos transistores são usados materiais semicondutores que sempre possuem algum tipo de impureza e que oferecem resistência à passagem dos sinais e que apresentam características bastante complexas, inclusive sensíveis à temperatura! Há quem atribua aos valvulados puros um timbre especial por terem essa característica, e há também quem diga que isso não tem mais tanta influência quando tinha nos primórdios dos transistorizados quando os componentes tinham baixa qualidade. A decisão final depende de seu ouvido e, principalmente, de gosto.
 

Matec

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#2
Jfonseca.

Muita gente não concordaria com você, sobre esse conceito de amplificador All Tube que ainda permite diodos em estado sólido na fonte, (não é meu caso).

De acordo com os puristas, a retificação também deve ser feita com diodos à vácuo, tornando o circuito um "real" All Tube.

Para eles, o efeito SAG faz parte ativa na obtenção de um som mais complexo, devido à compressão que acontece nos estágios de amplificação, pela grande variação da tensão da fonte. Que pode ocorrer, em parte, por conta da válvula retificadora.

Talvez isso seja apenas mais um detalhe, mas vale a pena citar.
\o/
 

jfonseca

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Jfonseca.

Muita gente não concordaria com você, sobre esse conceito de amplificador All Tube que ainda permite diodos em estado sólido na fonte, (não é meu caso).

De acordo com os puristas, a retificação também deve ser feita com diodos à vácuo, tornando o circuito um "real" All Tube.

Para eles, o efeito SAG faz parte ativa na obtenção de um som mais complexo, devido à compressão que acontece nos estágios de amplificação, pela grande variação da tensão da fonte. Que pode ocorrer, em parte, por conta da válvula retificadora.

Talvez isso seja apenas mais um detalhe, mas vale a pena citar.
\o/
Bom ponto levantado, Matec.

O cerne do meu argumento é que a condução física do sinal no silício é que traz desvantagens para os transistorizados. Como o sag oriundo da fonte é um efeito colateral indireto, onde o sinal não percorre o silício da fonte, penso que ficou mantida a coerência com a definição proposta.

Por exemplo, o sag de uma fonte valvulada pode ser facilmente simulado sem o uso de quaisquer elementos semicondutores. Basta instalar um resistor em série com o retificador. Apesar da ligeira não linearidade das válvulas retificadoras, a curva do resistor é suficientemente próxima.

Mas certamente que um All Tube com retificação a válvula deveria ter uma denominação diferenciada. Talvez algo como All Tube+ ou All Tube PS, para indicar que o power supply também é all tube? Até porque o custo de uma fonte valvulada é bem maior que uma fonte de estado sólido. Exige pelo menos uma válvula adicional, o soquete, um filamento diferenciado pros 5V da calefação no trafo de alimentação, e assim por diante, o custo do projeto "All Tube+" é maior e isso deveria sim ser refletido na classificação. Ao adquirir um All Tube+ o usuário tem que entender por que o custo é maior. E se nivelássemos por baixo isso não ficaria claro. Então você tem razão, tem sim que haver um diferencial para o amp completamente valvulado incluindo a fonte.
 

Henrique Cesar Ulbrich

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#4
JFonseca,

Concordo 100% com a denominação bem restritiva sobre All Tube. Ou é ou não é. Do ponto de vista do marketing honesto, você não pode enganar o consumidor dizendo que um amp é all tube quando não é.

Isso posto, faço os seguintes contrapontos (que, explico, não são uma crítica ao seu texto, apenas alguns pontos para pensarmos):
- Transistores não são a maldição dos infernos, você mesmo citou o JCM900 que é um excelente amp. As mesas de som mais famosas do mundo (Neve, SSL, CCDB) são transistorizadas e ninguém reclama, muito pelo contrário.
- Chaveamento por FET / Mosfet insere sim ruído e não-linearidades nos circuitos, mas válvulas também tem as suas! Desafio qualquer um que não seja técnico a fazer um teste A/B e dizer onde está o FET e onde está um fio.
- Não vejo justificativa pra fazer um Loop de efeitos valvulado quando o que você vai pendurar nele são pedaizinhos solid state com circuitos e buffers risíveis. No loop, um buffer de altíssima impedância de entrada numa derivação do trajeto do sinal para alimentar o SEND já seria suficiente e não perturbaria o timbre nem o ruído do preamp valvulado - que é como é feito, aliás.
- Precisamos tomar cuidado para não resvalar na mistificação.
- Por fim, e talvez mais importante, o público não ouve a diferença :D

Por outro lado, uma coisa que vejo sim diferença é no circuito de Reverb. Ser all tube dá aquela esquentada no reverb, especialmente se você deixar o ganho da excitadora (antes do tanque) um pouco mais quente, pra saturar de leve o próprio transdutor do tanque.

Isso tudo posto, não sou purista. Eu acredito que se funciona é porque está certo. Tenho um amigo muito feliz com um cabeçote Marshall 3203, que é preamp solid state e inversora + power valvulados (EL34). E às vezes a pequena coloração que um BC549 ou um J201 ou um 4558 traz ao seu circuito é justamente o que você quer.

Resumindo: o certo é o que funciona.
 

jfonseca

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JFonseca,

Concordo 100% com a denominação bem restritiva sobre All Tube. Ou é ou não é. Do ponto de vista do marketing honesto, você não pode enganar o consumidor dizendo que um amp é all tube quando não é.

Isso posto, faço os seguintes contrapontos (que, explico, não são uma crítica ao seu texto, apenas alguns pontos para pensarmos):
Oi Henrique, excelente contribuição. Critica é sempre bem-vinda, acho que sem contrapontos não há evolução.

- Transistores não são a maldição dos infernos, você mesmo citou o JCM900 que é um excelente amp. As mesas de som mais famosas do mundo (Neve, SSL, CCDB) são transistorizadas e ninguém reclama, muito pelo contrário.
Não acho (e jamais afirmei, sem ser em tom de brincadeira) que transistores sejam maldição. Na verdade, aqui queria expor meu entendimento do conceito de All Tube. Ou seja, All Tube não tem transistores na amplificação. É uma denominação de amplificador, sem entrar no mérito válvula x transistor.

- Chaveamento por FET / Mosfet insere sim ruído e não-linearidades nos circuitos, mas válvulas também tem as suas! Desafio qualquer um que não seja técnico a fazer um teste A/B e dizer onde está o FET e onde está um fio.
Quando a bateria de 9V começa a perder força, o músico entende a diferença do fio pro FET ;)

- Não vejo justificativa pra fazer um Loop de efeitos valvulado quando o que você vai pendurar nele são pedaizinhos solid state com circuitos e buffers risíveis. No loop, um buffer de altíssima impedância de entrada numa derivação do trajeto do sinal para alimentar o SEND já seria suficiente e não perturbaria o timbre nem o ruído do preamp valvulado - que é como é feito, aliás.
Um amplificador All Tube continua sendo All Tube mesmo com uma Boss GT100 antes da entrada, apenas o sistema deixa de ser all tube (o que em nível de sistema para mim não é requisito).

O músico adquire o amplificador com uma certa denominação, no caso All Tube, esperando que nele seja encontrada tal característica técnica. Você compra uma câmera de fotografia "full frame" e espera ter 35mm de quadro, mas coloca uma lente maluca para fazer efeito especial que reduz o frame, isso não é culpa da câmera.

Da mesma forma, o amplificador All Tube deve garantir o loop valvulado para que, caso o músico use apenas valvulados no loop, ele mantenha a característica buscada. Isso é bastante procurado por donos de estúdio de gravação, por exemplo. Eu tampouco sou purista como usuário, tenho um monte de pedalzinho que brinco com eles e adoro o timbre, mas como técnico se falam que é All Tube tem que ser All Tube.

- Precisamos tomar cuidado para não resvalar na mistificação.
Concordo, mas a intenção não era mistificar, se é que pareceu assim me comuniquei errado. A intenção aqui não é exorcizar os transistores de nossas vidas e sim termos claro o conceito de All Tube. Tenho um JCM900 que é meu xodó há 25 anos. É um bom valvulado. Só não é All Tube.

Isso tudo posto, não sou purista. Eu acredito que se funciona é porque está certo. Tenho um amigo muito feliz com um cabeçote Marshall 3203, que é preamp solid state e inversora + power valvulados (EL34). E às vezes a pequena coloração que um BC549 ou um J201 ou um 4558 traz ao seu circuito é justamente o que você quer.

Resumindo: o certo é o que funciona.
Eu tenho uma regra pessoal que é o seguinte: sou liberal ao escutar, e conservador ao recomendar.

Eu sou liberal para aceitar o que todos os músicos preferem, se o meu cliente quer um pré transistorizado ou um power valvulado, isso é que é o certo para ele, como você falou, é o que funciona, é o que o gosto dele pede.

Já para minha crítica pessoal, tenho motivos técnicos para acreditar que nada iguala o timbre de um valvulado puro. Excetuando a fonte de alimentação, onde eu uso solid state em todas, pois tirando o Blues, não vejo vantagem no sag na formação do timbre.

Os transistores evoluíram em ordens de grandeza dos anos 1950 para cá, pois a vantagem das válvulas era ainda mais gritante naquela época. Já hoje, com os FETs que temos, que chaveiam em nano segundos usando baixa voltagem e corrente quase zero, que ja vêm com proteção interna contra tensão reversa, proteção térmica, etc....esses FETs são na verdade circuitos integrados! Não há como negar a maravilha dos transistores atuais e eu nunca neguei, nem sou radical do tipo fundamentalista valvulado.

Apenas aqui coloquei meu conceito de All Tube, porque vejo o pessoal falando que JCM 900 tal, pedal Mesa Boogie tal, e claro que esses circuitos não são All Tube no meu conceito. São ruíns? Não. Mas se colocar a etiqueta All Tube neles, tem que ser puro na minha opinião.

Abraço!
 

Henrique Cesar Ulbrich

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#6
JFonseca, pra deixar claro

Eu não estava criticando o seu texto. Os pontos que coloquei foram APENAS para que os futuros leitores da página tenham informação dissonante para não ficar com a cabeça muito fechada. Eu de minha parte concordo com sua definição de All-Tube e acho que eles realmente soam especiais aos meus ouvidos. Na verdade nem é questão de timbre e sim de como respondem à sua pegada, à palhetada, aos pedais na frente. All Tube são sempre minha preferência e referência.

Quando falei em mistificar, não estava me referindo a você, e sim aos guitarristas do "ouvi falar de all tube, deve ser bom".

De novo, o que é certo é certo, o que é justo é justo. Sua definição de All Tube é a única válida, na minha opinião. Eu só quis dar o contraponto de que não é porque é híbrido que vai deixar de prestar. Acho importante sempre destacar isso para os iniciantes.
 

jfonseca

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JFonseca, pra deixar claro

Eu não estava criticando o seu texto. Os pontos que coloquei foram APENAS para que os futuros leitores da página tenham informação dissonante para não ficar com a cabeça muito fechada. Eu de minha parte concordo com sua definição de All-Tube e acho que eles realmente soam especiais aos meus ouvidos. Na verdade nem é questão de timbre e sim de como respondem à sua pegada, à palhetada, aos pedais na frente. All Tube são sempre minha preferência e referência.

Quando falei em mistificar, não estava me referindo a você, e sim aos guitarristas do "ouvi falar de all tube, deve ser bom".

De novo, o que é certo é certo, o que é justo é justo. Sua definição de All Tube é a única válida, na minha opinião. Eu só quis dar o contraponto de que não é porque é híbrido que vai deixar de prestar. Acho importante sempre destacar isso para os iniciantes.
Opa, beleza Henrique. Desculpe a resposta extensa, pareceu pedante mas não foi essa minha intenção. Seu contraponto é perfeitamente válido e útil para os leitores com certeza.
Abraço.