Reducción a ¼ de potencia en amplis con bias de cátodo.

Reducción a ¼ de potencia en amplis con bias de cátodo
Por Pepejara

Reducción a ¼ de potencia en amplis con bias de cátodo.

El BIAS es el voltaje medido entre la rejilla de control y el cátodo, en el caso que nos ocupa, de las válvulas de potencia. En casi todas las válvulas de potencia, el cátodo debe ser positivo respecto a la rejilla de control, esto permite mantener el flujo de electrones entre cátodo y ánodo bajo control. Si el bias empieza a ser demasiado alto, esto es, si el voltaje de la rejilla se acerca demasiado a 0 respecto al cátodo, fluyen demasiados electrones entre cátodo y ánodo y el ánodo se pone rojo.

Los sistemas habituales para regular el bias en las válvulas de potencia de los amplis de guitarra son 2:

-Fixed bias, en el que un voltaje negativo es aplicado a la rejilla de control. Este voltaje deriva en ocasiones de un secundario especial del transformador de potencia y usualmente es regulable mediante un pequeño potenciómetro (esto es muy aconsejable y muy cómodo), en otros amplis es fijado mediante unas resistencias, y en ese caso, para regular el bias debemos cambiar las resistencias.

-Cathode bias: En este caso, en vez de hacer la rejilla de control negativa respecto al cátodo, hacemos el cátodo positivo respecto a la rejilla de control. Esto se consigue intercalando una resistencia entre el cátodo y masa, que normalmente es de un valor entre 200 y 500 ohm. Conforme circula más corriente por dicha resistencia, el extremo de dicha resistencia cercano al cátodo se vuelve más positivo, esto es, “más negativa” la rejillla de control, con lo cual, circula menos corriente. Es decir, en cierto modo se autoregula. Esto los hace más simples de ajustar, normalente podemos poner otras válvulas de potencia y funcionará más o menos bien. En este método de bias por cátodo, se pierde una cierta cantidad de potencia, que es en parte recuperada colocando un condensador de bypass en paralelo con dicha resistencia. Este condensador suele ser de entre 50 y 100 mF. Cuando quitamos este condensador, normalmente no notamos una bajada de potencia brutal, si acaso a volumen alto, se pierde algo de potencia y de dinámica.

Esta es una modificación muy sencilla, pero extremadamente efectiva, para reducir la potencia de un ampli a ¼ de la potencia original. Es decir, un ampli de 18 o 20 watios, como el Cornford Hurricane o el 18 watt (mini bluesbreaker) con esta modificación se queda en 5 watios. Os aseguro que se nota, se nota un disparate.

La modificación consiste en:

1.- Separar la resistencia y el condensador de cátodo (que suele ser común en amplificadores push pull) en 2 resistencias y 2 condensadores. Esto significa doblar el valor de las resistencia y bajar a la mitad el de los condensadores.

Por ejemplo, un ampli con 2 el84 que lleve una resistencia común para ambas válvulas de 150 ohm, y un condensador de 100 mF, quitamos ese par y colocamos en cada cátodo una resitencia del doble de valor, unos 300 ohm para cada valvula (un valor común aproximado es 270 ohm) y un condensador en cada de 50 mF (un valor común es 63 mF). Las resistencias deben, como la original, de 5 watios, los condensadores no deben ser de muchos voltios, con 25 o 50 sobra.

Como opciones os comento que podeis dejar el valor original de condensador, en vez de dividirlo por 2, lo que si he comprobado que es muy importante es que los 2 condensadores sean del mismo valor, por error probé el ampli con un condensador de 100 mF otro de 63 y sonaba fatal…En cuanto a la resistencia, si hay que redondear y quereis que el ampli suene más “caliente” redondear por abajo, y si quereis ir más seguros y que las válvulas os duren más, por arriba. Es decir, si vuestra resistencia original es de 150, y teneis dudas entre ponerle una de 270 y otra de 320, pues lo dicho anteriormente. Yo me iría sin dudar a la más baja.

Aquí podemos ver el aspecto original del circuito, una sola resistencia común para los 2 cátodos (en este caso concreto, 2 resistencias en paralelo para obtener un valor inferior al de la original) y un solo condensador de cátodo:

Aquí podemos ver las 2 resistencias ya instaladas, con los 2 condensadores. Podeis ver en la imagen que el cable amarillo sale de uno de los cátodos a una de las resistencias, y el cable azul del otro cátodo a la otra resistencia. Las 2 resistencias están unidas por la parte central, entre las 2 turret boards para conectarse con masa. Los condensadores están levantados en su extremo negativo para probar el efecto antes de hacer el agujero y colocar el switch:

Esta primera modificación ya equilibra bastante las válvulas de potencia, hasta el punto de que no hace falta que estén “matcheadas”, se “matchean” solas. No lo he comprobado personalmente pero comentan que válvulas que mediante resistencia/condensador común tienen una diferencia de conductancia de muchos mA, tantos como 20 mA, dicha diferencia se reduce a unos 3 mA con resistencia y condensadores separados.

2.- Para implantar la reducción de potencia debemos instalar un sistema para separar los condensadores de tierra. Esto se podría hacer con un DPST, de manera que conectaramos los condensadores al switch, y el switch a tierra, pero esto tiene un inconveniente, que al accionarlo suena un POP bastante audible.

Para solucionar esto es tan sencillo como usar un SPST (un interruptor single pole single throw), que lleva 2 patitas nada más. Levantamos la patita de tierra de ambos condensadores, y conectamos cada una a una patita del SPST. Cuando el interruptor está abierto ambos condensadores están desconectados, cuando se cierra, ambos extremos negativos de los condensadores están conectados entre sí (pero NO A TIERRA), y establecen una tierra virtual, con CERO ruido al accionarlo, se puede cambiar sobre la marcha.

Como comprobación de seguridad, nada más poner el ampli a funcionar, comprobad que las válvulas no están “redplating”, esto es, que las “placas” (ánodos) no estén rojos (no confundir con los filamentos, que se iluminan “dentro” de la válvula).

Montaje completo ya terminado.

Interruptor en el panel de control.

Esta es la configuración original conectada al cátodo de ambas válvulas.

Así es como queda, conectado cada par a un cátodo distinto

El tono cambia poco (si acaso para bien) una vez reducida la potencia, no baja nada la saturación, sino simplemente el volumen…En el caso del Cornford Hurricane, con la reducción de potencia es exactamente igual que lo que yo recuerdo del Harlequín, tanto en potencia como en tono. Si queremos hacer regulable esta modificación, en vez de un interruptor se usa un potenciómetro de 1 Megaohm entre ambos condensadores, pero yo no le veo mucha utilidad, me parece mas simple y mas interesante un interruptor con las 2 posiciones.

Bibliografía y Links

Libros: Kevin O’Connor volumen 1

Este es el artículo donde yo he conocido el tema, en él están todos los links a artículos en ese mismo foro o en otros, relacionados con el tema: http://www.18watt.com/modules.php?name=Forums&file=viewforum&f=4

Este es uno de los topics relacionados:
http://www.18watt.com/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=20184&start=15&postdays=0&postorder=asc&highlight=

Este otro es de donde parece que salió todo:
http://www.el34world.com/Forum/index.php?topic=4401.0

Este es un artículo muy interesante sobre el bias:
http://www.harpamps.com/micKqanda/What-is-Bias.html

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