Estágio de Potência

A essência do timbre e atitude de um amplificador!

O estágio de potência é o mais determinante na atitude e timbre do amplificador. É nos timbres gerados por este estágio que se encontra a verdadeira diferenciação entre os amplificadores. A atitude do amplificador (dinâmica ou compressão) é também fator resultante do tipo de circuito presente no estágio de potência.

Características que colaboram para a diferenciação nos estágios de potência:

- tipo de válvula utilizada

Cada modelo de válvula possui característica singular quanto aos harmônicos gerados. O diferente resultado em harmônicos é o que os usuários percebem como “timbre” diferente. Algumas palavras foram inclusive adotadas do vocabulário norte-americano para definição de algumas carcaterísticas inerentes a algumas delas, tais como “warm”, “harsh”, “velvet”, “glassy” independentemente de suas traduções literais, mas inerentes a analogia que os termos se propõem (acredite ou não).

Alguns exemplos de conhecidas válvulas de potência seriam: 6L6, EL34, EL84, 6V6, KT88, 6550, 5881, KT66

Algumas válvulas de potência menos conhecidas mas também utilizadas em amplificadores de guitarra: KT77, 7591, KT90, 6BM8

Algumas válvulas possíveis de serem utilizadas em amplificadores de guitarra, embora quase que exclusivamente em projetos extremamente customizados ou experimentais: 807, 6AQ5, 6146, 6973, 7868

- tipo de arquitetura, Push-Pull ou Single-Ended

Explicar de forma não técnica e em poucas palavras a diferença entre estágio de potência push-pull e single-ended é uma tarefa quase impossível.

Para esta tarefa, uma postagem específica estará em breve aqui no blog.

Por enquanto vamos nos concentrar apenas em suas características e resultados.

Os estágios de potência em Push-pull são melhores na relação potência/custo. Necessitam menores transformadores e menor filtragem na fonte de alimentação. Geralmente usam de maiores tensões nas válvulas de potência, o que também gera diferenciação no resultado de harmônicos produzidos.

Os estágios de potência em single-ended possuem baixa eficiência em potência e necessitam de maiores transformadores, e elevada filtragem na fonte de alimentação, o que eleva o custo destes amplificadores; contudo, os amplificadores single-ended são mais ricos em harmônicos.

Neste ponto, portanto, não se pode afirmar que algum dos circuitos seja de melhor apreço/sucesso entre os usuários, mas sim, que oferecem diferentes formas de obtenção de timbres.

Uma das grandes vantagens dos single-ended é a de fazer amplificadores de menor potência utilizando válvulas maiores, possibilitando assim a obtenção dos timbres desejados de uma determinada grande válvula em volumes menores (mais adequado a determinadas aplicações).

- presença de circuito de “loop de negativação”

O loop de negativação (NFB) é um circuito que pode ou não existir no estágio de potência do amplificador. A função deste circuito é a de causar uma compressão ao sinal de áudio com vistas a minimizar as distorções do estágio.

Quando o sinal, contudo, é de tal maneira elevado a ponto do estágio distorcer, então a compressão do sinal será causa de diferentes resultados harmônicos.
Em amplificadores que não possuem o NFB esta compressão não acontece, o que fornece ao estágio de potência um sinal sem a compressão; consequentemente, diferentes harmônicos resultantes se comparados com o amplificador que possui o NFB..

A “atitude” do amplificador muda também com a presença ou não do NFB. Os amplificadores que possuem o NFB possuem uma passagem de “clean” para a distorção de maneira mais repentina e constante após a distorção.
Os amplificadores que não possuem NFB obtém uma característica muito forte de “dinâmica” do estágio, com diferenciados níveis de distorção à medida que que o usuário toca mais forte as cordas da guitarra (aumento do sinal de entrada).

A presença ou não do NFB é extremamente diferenciadora do timbre, tanto quanto a própria arquitetura do estágio de potência, dado a enorme influência que exerce na diferenciação do resultado de harmônicos produzidos

Uma completa explicação sobre o “loop de negativação” está neste link, neste mesmo blog:
http://serranoamps.blogspot.com/2010/09/loop-de-negativacao-do-estagio-de.html

Resumo:

Diferentes características colaboram para os diferentes resultados tonais dos estágios de potência.
As características mais importantes são:
- tipo de válvula utilizada

- tipo de arquitetura utilizada
- presença do loop de negativação

O mais importante a saber:
É o estágio de potência que dará então a característica e atitude mais marcante do amplificador.
É ele que determina o estilo de amplificador, sua atitude e característica tonal.

É o resultado da combinação de válvulas, arquitetura e compressão que determinarão a identidade do amplificador.
Vale lembrar que os pré-amplificadores são também responsáveis por timbres, contudo, longe da influência do estágio de potência que é sem dúvida a parte que determina, como disse, a identidade do amplificador.

Loop de Negativação do estágio de potência

O texto a seguir explicará como funciona este o loop de negativação, também conhecido por sua tradução do inglês “negative feedback” e por sua sigla: “NFB”.

Também veremos quais as características dos estágios de potência que não utilizam o NFB e logo após os que utilizam este circuito.

O texto possui o mínimo de linguagem técnica possível por ser dirigido aos usuários de amplificadores (músicos) e não aos técnicos.

O funcionamento do NFB

O loop de negativação é o ato de se tomar uma pequena porção do sinal que foi amplificado, e recolocá-lo na entrada deste mesmo estágio de amplificação mas com a fase invertida de modo a tentar negativar os picos de sinal. O resultado disso será, em primeira mão, um “achatamento” do sinal de áudio por sofrer atenuação nos picos.
Logo, quanto maior o sinal que entra no estágio, maior será o sinal de negativação que retorna para a entrada afim de reduzir os picos.

O intuito do circuito é previnir o estágio contra possíveis distorções causadas por picos de volume. Por consequência, reduz a dinâmica do sinal através da compressão do mesmo. O loop de negativação tem então uma clara intenção de manter o sinal limpo no estágio de potência, pois ele atua diretamente na redução dos picos de sinal.

O loop de negativação não evitará, porém, que em determinado momento, se o sinal ficar forte demais (excesso de volume de entrada), que o estágio venha a distorcer. A distorção deste sinal que foi comprimido, contudo, resulta em diferentes harmônicos. O conjunto diferenciado de harmônicos resultantes da distorção do sinal que foi comprimido é o que será responsável pela sonoridade característica (identidade sonora) amplificador.
 

Características e consequências do estágio de potência com o NFB

O sinal que sai do pré-amplificador terá sua forma de onda comprimida pelo circuito de negativação. Isto trará algumas consequências ao estágio de potência:

compressão de sinal

conseqüente alteração no sinal por arredondar os picos de onda deste sinal

passagem mais abrupta entre limpo e distorcido

o estágio de potência tenderá amanter-se sem distorções até um determinado ponto. A partir deste ponto a distorção acontece de forma mais repentina do que os estágios sem o loop de negativação. Em outras palavras, o estágio de potência com o loop não possui alta dinâmica de atingimento de timbres, mas sim uma forma mais repentina.
O que acontece no "momento" da distorção desejada é que ela acontece somente em determinado volume, e alto.

diferenciação dos harmônicos resultantes

O sinal de áudio que entra no estágio de potência foi alterado pela compressão.

Isto, evidentemente, vai gerar diferentes harmônicos.

Estes diferentes harmônicos resultam na mais importante característica deste tipo de estágio de potência (sendo esta a grande motivação deste texto).

É devido a distorção de um sinal de áudio com compressão que o timbre deste estágio de potência se diferencia.

Os timbres resultantes em estágios de potência com o NFB são bastante comuns na música popular norte-americana pois são sempre os mais desejados para as sonoridades "clean"encontradas no Jazz, country, classic rock, clean blues. Sempre bastante procurados então para qualquer gênero que exija uma guitarra limpa. 

curva de resposta de frequências mais plana do estágio de potência

a presença do loop de negativação que achata a resposta total do amplificador, já que tende a negativar aqueles que estão mais fortes, finda por “emparelhar” as intensidades de sinal. A curva de respostas que seria possivelmente diferenciada com altos índices de médios tende agora a ser mais equivalente para todas frequências, beneficiando graves e agudos, por isso então deixando mais plana a resposta do amplificador.

Características e consequências do estágio de potência sem o NFB

Nos estágios de potência que não possuem o NFB a passagem de sinal do preamp para a potência se dá sem nenhuma compressão, o que causa uma progressiva ação do estágio de potência em relação a intensidade com que o sinal entra no estágio (conseqüente à intensidade que se toca a guitarra). Quanto mais forte se toca a guitarra, maiores são as intensidades das distorções que apresenta o estágio de potência.

Esta característica é definida como “dinâmica” que este tipo de estágio de potência possui.
Plenamente verificável quando se toca o instrumento e percebe-se que os níveis de distorção vão se intensificando à medida que se ataca com mais força as cordas da guitarra.

Outra característica dos estágios de potência sem o NFB é a “resultante de harmônicos” da distorção de um sinal que não foi comprimido. O “timbre” resultante parece ser mais agressivo neste estágio de potência. A causa disso é que o estágio de potência estará distorcendo um sinal que não foi comprimido pelo processo de negativação, o que resulta em diferentes harmônicos resultantes.

Este tipo de estágio de potência deu fama a alguns amplificadores e/ou marcas que utilizam este conceito de forma imutável desde a década de 50 ou 60. Dentre eles podemos nominar a Vox (AC15 e AC30), Matchless (todos modelos), e os Marshall 18.

Na linha dos Serrano Amps os modelos sem NFB são:
Emperor - para harmônica - preamp estilo anos 60 potência PP anos 50
Supreme - para guitarra - preamp estilo anos 60 potência PP anos 50
Classman ­- para harmônica/guitarra - preamp estilo anos 60 potência SE anos 50
Super Duke - para harmônica – potência SE estilo anos 50
Super Tone Revive (STR) - para harmônica – potência SE estilo anos 50

Serrano 18, Serrano 36­ - para guitarra - potência PP estilo anos 50/60

 

Conclusões

Podemos dizer então que os estágios que possuem o NFB possuem compressão de sinal e passagem abrupta do sinal limpo para o distorcido. Uma vez que atinge estas distorções, ele tende a parecer mais constante no timbre alcançado.
E os estágios de potência que não possuem o NFB possuem alta dinâmica na obtenção de distorções, em função de não haver nenhum loop de negativação que "freie" o sinal para o estágio de potência.
Neste caso particular, a conclusão é que a compressão é então antítese da dinâmica.

Os harmônicos obtidos pela distorção nos estágios de potências são diferentes devido ao diferente sinal que cada estágio de potência irá distorcer (com ou sem compressão).
Em outras palavras, o resultado da presença ou não do loop de negativação no estágio de potência gera grande diferença entre os amplificadores...   em verdade, é um dos ítens mais responsáveis.

Você já pode ver alguns deles aqui mesmo no blog, nas demos do Classman (sem NFB), e do Victory (com NFB). Em breve seguirão links de demonstração destes timbres.

Classman:

http://serranoamps.blogspot.com/2007/09/classman.html

Victory:

http://serranoamps.blogspot.com/2010/07/victory-45.html

nota adicional:
vc pode estar se perguntando "mas qual é na prática a diferença de timbre entre o estágio com e o estágio sem negativação?"
"como que soam estes diferentes harmônicos?"
a resposta sempre é muito técnica, para ser explicada teoricamente, ou muito subjetiva para ser entendida de forma prática...
o que pode ser dito de imediato é que os timbres que necessitam ser "limpos" vão sempre preferir o estágios com  NFB (com raras excessões a regra).
os estágios sem negativação tb podem ser limpos, mas com restrição de volume do amplificador, pois a alta dinâmica pode levar facilmente o estágio de potência a níveis de distorção indesejados.

Para timbres pesados ambos estágios podem ser de apreço...  contudo, os amplificadores com NFB possuem uma quase unanimidade entre amplificadores de alta potência.

No final das contas, tudo é uma questão de "com compressão, ou com dinâmica" e com os harmônicos correspondentes a cada tipo de circuito.
Muitos guitarristas acabam surpresos com timbres advindos de estágios de potência sem NFB, e a causa disso é que eram mais comuns na década de 50, sendo que raros modelos de amplificadores permaneceram com este conceito. O Vox AC30 foi um deles, e talvez por isso que tenha se firmado na história por sua singular sonoridade.

Serrano Amps coordenando o Palco Vesúvio no Moinho da Estação Blues Festival 2010

Palco Vesúvio

O palco alternativo das “jam sessions” no Moinho da Estação Blues Festival

O Palco Vesúvio é uma das inovações da terceira edição do Moinho da Estação Blues Festival em novembro de 2010.

A ideia desse palco é fazer um “live music lounge”, ou “estar de ensaio”, onde acontecerão as programadas Jam Sessions com músicos participantes do festival.

Será inebriante assistir ao entrosamento de participantes do festival construindo releituras instantâneas dos clássicos do Blues!

O Palco Vesúvio é assim nomeado em função de seu apoiador maior, o Restaurante Vesúvio. O restaurante estará aberto durante o festival oferecendo suas especialidades em pizzas no forno a lenha.

A sonoridade dos instrumentos estará garantida pelos amplificadores “low watt” (de baixa potência) fornecidos pela Serrano Amps.

A organização do palco e das Jam Sessions está a cargo de Andy Boy (André Serrano), que também será um dos músicos anfitriões do palco, juntamente com o exímio pianista de Blues gaúcho Tiago D´andrea.

A decoração da mobília do palco estará a cargo da “Perpétua Antiguidades”, que, além de trabalhar com móveis antigos, também produz lindíssimos móveis feitos de “madeira de demolição”.

Patrocinadores e apoiadores:

Estação Vesúvio Pizzeria http://www.vesuviopizzeria.com.br/

Perpétua Antiguidades Rua Mário Damiani Panatta, 710 Cinqüentenário Caxias do Sul / RS Telefone (54) 3225-4628

Serrano Amps

http://serranoamps.blogspot.com/

https://sites.google.com/site/serranoamps/