Amplificador de tensión para salida simétrica sólo con 6CG7

Cuando era un niño ya existía el transistor, pero no era popular. Al principio estuvo reservado a unas pocas aplicaciones, la mayoría militares.En los cincuentas el reino de la válvula termoiónica o tubo de vacío todavía continuaba gobernando.

En lo que atañe a los equipos de audio había dos bandos claramente diferenciados: "los triódicos" y "los pentódicos" [No puedo imaginar cómo traducirá estas expresiones el programa automático. Dios ayude a los amigos de países no hispanohablantes]. Los primeros siempre fueron los puristas del sonido y no tomaban en cuenta la potencia ni el rendimiento. Para ellos, si el sonido resultaba mejor, cualquier gasto era bueno. Del lado opuesto de la calle se paraban los segundos, que elogiaban el mayor aprovechamiento de la energía y la disponibilidad de más potencia útil, aunque, en aquel entonces, una fiesta hogareña se sonorizaba con 1W y 8 W como máximo. Las parejas bailaban y conversaban. ¡Quince o veinte watts eran una orgía musical!

Con la monofonía no había más que equipos push-pull (clase A) o en salida simétrica (clases AB y B). Las salidas singles en clase A se encontraban más en las radios y en los televisores.
Cuando apareció el sonido estereofónico ya no resultaba económico tener dos amplificadores push-pull por encima de los 10 ó 15 W RMS. Muchos fabricantes de combinados (Quiero decir: un gabinete para una radio, un equipo de televisión, o un fonógrafo, que incluía los altavoces en un único mueble diseñado para descansar en el piso) volvieron a la salida de potencia single y hasta hubo algunos que usaron un canal central monofónico para bajos y dos salidas singles estereofónicas de menor potencia para medios y agudos. Después comenzó a progresar el transistor y el mundo comercial se olvidó de las viejas válvulas.Hasta un día cuando los nostálgicos y algunos descubridores volvieron al pasado, pero con muchos recuerdos del futuro. Mejor comprensión de algunos fenómenos, componentes mejorados y la madurez para rechazar la moda y elegir lo que queda bien.

Hoy casi nadie quiere la realimentación negativa; otrora considerada un refinamiento. Algunos puristas rechazan hasta los equipos push-pull con triodos y defienden a rajatabla la salida single triódica. Es que también se dieron cuenta de que el transformador simple es más fácil de lograr y que en un single en clase A no hay nada que balancear. Pero también hay otros motivos: en un amplificador push-pull en estricta clase A los armónicos pares se cancelan; totalmente en la teoría y casi totalmente en la práctica. Los músicos defienden mucho que el producto de un amplificador de potencia contenga segundos armónicos que no están en el sonido original. Es muy agradable escuchar simultáneamente dos notas separadas por una octava. En cuanto al timbre de un instrumento, el músico es dueño de hacer lo que quiera; él es el artista. En cuanto a la reproducción, y especialmente en la reproducción de calidad, no debería agregarse ni quitarse nada a lo que se está reproduciendo. Sin embargo, hay melómanos que aprecian el amplificador single por el contenido de segunda armónica que agrega al programa original. No hay ninguna ley ni principio moral que se oponga y pueden hacer como les parezca. Personalmente soy partidario de introducir la menor distorsión posible; quiero oír el programa original, como salió del instrumento musical y del ejecutor que le da vida.

Los recuerdos del futuro ayudan con la comprensión de que los componentes pasivos no lo son para nada, que una inocente resistencia o un capacitor pueden cambiar notablemente el sonido de un equipo. Lo que nunca sufrió cambios fue que siempre se aceptó que ningún amplificador es mejor que su transformador de salida. Con esto en mente, vamos a ver el circuito antes de seguir comentando otros aspectos constructivos.



CONSIDERACIONES GENERALES

Usamos tres válvulas 6CG7. Estos dobles triodos son idénticos, o muy parecidos -para no ofender a los puristas-, que los más antiguos 6SN7. Son válvulas que fueron diseñadas para televisión, especialmente para los osciladores de los amplificadores de vertical y horizontal. Son baratas y poco buscadas para audio. Sin embargo, con una buena construcción resultan tan poco microfónicas como una 5692, porque el menor tamaño ayuda mucho en ese sentido.

Si usted pretende un amplificador barato, el único gasto grande que no debe dejar de hacer es el de un excelente transformador de salida. Después usted elige qué par de salida poner. Este circuito se presta para manejar un push-pull con una 6AS7/6080 u otras válvulas similares. También puede manejar tetrodos, tetrodos de haces dirigidos o hasta pentodos. La válvula que mencioné especialmente es un doble triodo con buena disipación de placas (unos 20W), bajo mu y baja resistencia de placa. Se usaban en fuentes serie reguladas, en la función de regulador de paso serie. Hoy hay varios equipos comerciales con estas válvulas y otras similares como la 6336-A. Nada impide que use 300B, pero el costo se dispara.

Construir la fuente de alimentación con diodos de silicio abaratará costos en transformador de potencia, zócalo y rectificadora de vacío. Si desea un amplificador de guitarra, todo bien; el sonido es más duro, quizás sea lo que busca. Si quiere un amplificador de reproducción, le advierto que el sonido cambia. Para audio es indispensable usar diodos de alto vacío. No obstante, no se preocupe si no puede. Con un transformador de salida adecuado, aún con diodos de silicio gozará de un muy buen sonido; no el mejor, pero bueno.

Lo mismo vale para los demás componentes. Si el transformador de salida es excelente, funcionará razonablemente bien con cualquier componente pasivo que use.

Habrá observado que dibujé dos líneas de masa. Es así: el punto medio del bobinado de alta tensión del transformador de potencia se conecta a chasis y luego van dos alambres gruesos de cobre electrolítico puro y no recuperado; uno para cada etapa de tensión. Ambos se sueldan en el conector de entrada, en la solapa que va a masa con una muy buena soldadura a chasis únicamente en ese punto. La etapa de entrada lleva todos sus componentes soldados a un único punto en la primera barra, incluido el capacitor de desacoplamiento y filtrado de la fuente que no está dibujado. En esta sección es mejor si se puede eliminar la barra y soldar directamente todo en el conector de entrada. De no ser posible, entonces, la barra gruesa y un único punto de soldadura sobre ella. Esta barra termina en el punto de conexión y no va a chasis sino en el terminal de entrada. Con la segunda barra se hace lo mismo: tanto la fuente de corriente constante a transistor, como los resistores de cátodos de la tercera 6CG7 y el filtro correspondiente van a un mismo punto de esa barra. ¿Por qué dos barras? Aquí hay opiniones divididas. Algunos creen que una sola barra es suficiente. Basta con que todos los componentes de una etapa vayan a un mismo punto en ella. Acaso llegan a prolongar la barra única hasta la conexión de masa de la etapa de salida. Otros opinan que, en una única barra, por la etapa de menor señal circula una corriente igual a la suma de todas las corrientes individuales de las secciones que conforman el equipo. Esto originaría ruidos electrónicos en el circuito de masa de la etapa más vulnerable al ruido. Separando los caminos, disminuimos el ruido electrónico en la entrada. También hay un ruido de partición debido a los diferentes caminos que adoptan los electrones en la soldadura a masa

La primera y la tercera 6CG7 llevan sus cátodos a potenciales con respecto al filamento que exceden el valor máximo permitido de 200V. La forma más barata de eliminar este riesgo es poniendo la alimentación de corriente alterna de los filamentos sin referencia a masa, uniendo los dos terminales correspondientes del transformador directamente a los terminales respectivos de los zócalos sin ninguna conexión a masa. Si hace falta referenciarlos o se opta por una fuente de tensión continua de 6,3V, el punto medio del bobinado o la masa de la fuente de 6,3 V deben estar conectadas a un potencial de 150 voltios.

La calibración se hace conectando el amplificador y llevando a 8 voltios el cátodo de la segunda 6CG7, mediante el potenciómetro de 500 ohms, que puede ser de cermet de una vuelta o más preciso, si es posible hacer el gasto (hay pre-sets de 10 vueltas). Después de unos quince o veinte minutos de calentamiento se coloca un generador de señal a la entrada con una onda senoidal de 1 kHz. Si se dispone de un analizador de espectro, se regula el potenciómetro de 500 ohms hasta obtener un mínimo de distorsión armónica. Si no es posible, ajustamos la tensión a 7,9 V con un voltímetro digital. El potenciómetro de 22 K sirve para balancear dinámicamente las dos salidas. Con un voltímetro de audio se miden tensiones alternas iguales en los resistores de 68 K de los cátodos de los dos seguidores catódicos. Si no se dispone del instrumento adecuado, nos conformamos con tener tensiones continuas iguales en ambas placas (resistores de 120K) o en ambos cátodos (resistores de 68K).

Los dos capacitores de salida, que acoplan con las grillas de las válvulas de salida, pueden tener valores desde 100 nanofaradios hasta 1 microfaradio, según la configuración de la etapa de salida.

El capacitor de 1 microfaradio, que conecta la entrada SRPP con la etapa siguiente, figura conectado al cátodo del triodo que hace de carga. Puede ensayar la conexión a la placa del triodo de abajo, a veces disminuye la distorsión armónica.

MEJORANDO EL PROYECTO (Si el bolsillo está lleno de dinero)

Si se usa para audio, recomiendo salida con triodos y un transformador -marcas Amplimo, Tango, Tamura o Audio Note- adecuado a las válvulas elegidas. Este circuito puede manejar un par en clase A polarizado con una tensión grilla a cátodo de hasta -120 V.

Buscando la máxima calidad, lo primero que habría que pensar es en colocar zócalos de porcelana y cambiar las 6CG7 por 6SN7 General Electric de los cincuentas. Mucha gente coincide en que dan el mejor sonido.

No es mala idea hacer el chasis de cobre y soldar con soldadura eutéctica (con 4% de plata). Algunos aconsejan usar todo el cableado de plata pura, excepto el de filamentos. A mí nunca me dio el bolsillo, no tengo experiencia con cableado en plata.

Los mejores capacitores de acoplamiento son los Audio Note con película de plata en papel embebido en aceite. Carísimos, pero soberbios. Wima es una buena elección si no se llega tan alto. También se portan bien los de marcas Jensen, Houland o MIT.

Todos los resistores en los circuitos de grillas y cátodos deberían ser de óxido de tantalio puro, también de la marca Audio Note. Rodenstein es una buena elección.

Los resistores de placas, como los dos de 120 K 2 W y el de 1K8, convendría que fuesen Allen Bradley de composición. Dejaron de fabricarse en 1997. Algunos son de la Segunda Guerra Mundial y habría que medirlos muy bien. Se comportan excelentemente en audio y soportan mejor que ningún otro las exigencias de potencia. Tienen el defecto de ser inestables en sus valores, porque son higroscópicos. Quitando cuidadosamente la cubierta hay quienes los calientan a 80ºC por un día y luego los miden.(El raspado mecánico es muy delicado y si se hiere el cuerpo de carbón el resistor se vuelve ruidoso. En Argentina es posible intentar diluir la cubierta protectora sumergiendo el resistor por tres o cuatro días en diluyente de Petrilac -una laca melacrílica-. Este diluyente probó ser muy eficaz para disolver resina poliester en transformadores o en circuitos impresos sellados; después del tiempo mencionado, los saca limpios e indemnes. Nunca probé diluir una cobertura de resistor Allen Bradley, ignoro el material con el que está hecha) Al perder la humedad recuperan su valor original. Después habría que sellarlos con una capa hermética e inmune a la humedad. Si puede hallar cantidad de ellos, es más rápido medirlos y elegir los que sirven, para luego sellarlos con un material que evite futuras variaciones.

El mejor capacitor de filtro o de bypass que se pueda llegar a usar hasta hoy es el Black Gate. Está basado en una teoría creada para lograr un capacitor similar a un electrolítico, pero con bajísima resistencia interna, tiempo de respuesta casi nulo y un sinnúmero de ventajas. Usa partículas de carbón en el dieléctrico. Tiene tres desventajas: muy alto precio; dejaron de fabricarse y hay que pelear por ellos; debe ser usado todos los días, pues si pasa más de 24 horas sin uso, hay que recargarlo por 24 horas. El sonido es inmejorable con lo disponible hoy, pero si escucha nada más que los fines de semana, cambie por Elna Cerafine (en lugar de carbón utiliza partículas de cerámica), que llega al 98% de lo que da un Black Gate a menor precio, o, eventualmente, por algún capacitor de papel al aceite de muy buena calidad.

Por último, ante tanto cuidado en los componentes, debo decir que más de una autoridad en la materia objetaría la fuente de corriente constante con un transistor. Para ellos la consigna es: nada de silicio. Otra objeción vendría por la etapa de entrada SRPP; muchos prefieren dos etapas clásicas en cascada.

Como sea, es un circuito para probar y aprender. Consiga un excelente transformador de salida, un par de válvulas de potencia adecuadas y experimente. Una advertencia más: produce adicción.

Una variante para la inquietud de Walter807

Tienes una fuente que entrega actualmente hasta 325V. Pues bien, usaremos 300 V y una salida adicional de -150 V, que puede ser tomada del mismo bobinado con un par de diodos invertidos. A esta fuente de -150 V no se le exige más de 30 mA y debe estar igualmente filtrada que la fuente positiva en el par de entrada (con el mismo nivel de zumbido).

Preparé un esquema para una salida con 6080 menos pretenciosa. Así entrega unos 9 W RMS, con el transformador Amplimo. Pero nada impide que uses 6L6G en clase AB con 300 V.

El circuito está en papel y no fue probado. No creo que haya mayores problemas, ya que la sensibilidad de entrada es de un nivel que está alejado del ruido. El punto medio del devanado de alta tensión va conectado a chasis en el terminal de entrada con un barral hecho de alambre de 1 mm de diámetro o de 2 mm, mejor. Otro barral va directo a la etapa de salida. Se agregan dos capacitores, uno para desacoplar la fuente de -150 V y el otro para aislar la entrada. Para ensayar y ver cómo funciona.

En principio los filamentos irían flotantes. Si no, hay que hacer una análisis de cómo quedan las tensiones cátodo filamento en estas condiciones; algo que no consideré.

Hay dos maneras de calibrar las corrientes de reposo de ambas válvulas que, desde ya, conviene que sean apareadas. En el caso de la 6080 hay que buscar que los dos tríodos sean lo más parejos posible en la unidad, ya que es un doble tríodo. La primera forma consiste en unir ambas grillas a un mismo seguidor catódico. Al recibir ambas una misma señal, buscaremos lograr el mínimo sonido audible a la salida del transformador, con el ajuste del potenciómetro de 10 K ohms 2 W. Otra es colocando dos resistores de 10 ohms, lo más iguales que sea posible lograr, en serie con cada resistor principal de cátodo. Podemos medir caídas iguales con un voltímetro o, mejor, colocar un instrumento fijo en el gabinete, con cero al centro y con 50 ó 100 miliamperes a plena escala, buscando el cero con el potenciómetro de 10 K ohms. Los resistores de cátodos conviene que sean al 1%. Los hay encapsulados como transistores y pueden colocarse contra el chasis para que disipen el calor.