Amplificadores de estado sólido ou transistorizados

AVETSSEAD - FB

por André Corales

Continuando esse tema apaixonante, tanto para nós consumidores, como para alguns fabricantes, nesse post falarei um pouco mais sobre os amps valvulados e suas características, timbres e, principalmente, seus mitos.

Os amplificadores de estado solido (solid state) começaram a se tornar populares em meados da década de 70 com o advento da evolução dos transistores. Com isso, começaram também as discussões sobre as vantagens e “desvantagens” sobre os amps valvulados (se é que existem desvantagens).

Como vocês já sabem, os amplificadores de estado solido ou transistorizados dividem-se em classes (topologias) distintas de operação assim como os valvulados. No inicio tínhamos as classes  A, AB e C, porem hoje em dia existem amps de classe D e B, este ultimo muito pouco utilizado. Abordemos rapidamente o que diferencia uma topologia da outra.

AVETSSEAD 004

Classe A

Os amps de classe A tem como principal característica a qualidade do som, praticamente isento de distorções, proporcionando um resultado transparente ou isento de qualquer ruido, distorção e harmônicos indesejáveis.

Porem nem tudo são flores nesta topologia, pois o rendimento energético é muitíssimo baixo. Para se ter ideia dessa grandeza, o rendimento médio dos amplificadores da Classe A é de apenas 20% na pratica, ou seja, para entregar uma saída de áudio de 10WRMS é necessário uma potencia nominal de 50W de energia de entrada. Portanto, a diferença de 40W é desperdiçada em forma de calor no ambiente, servindo também para derreter o lucro de quem opera essa topologia em função da maior conta de luz.

Resumindo, podemos dizer que geralmente estes amplificadores ficam na faixa de potencia abaixo dos 100WRMS , seu consumo de energia é absurdamente alto e seu custo de fabricação também é muito caro. Mas tem gente que prefere essa classe de amplificadores, tais como alguns audiófilos e músicos de Blues. Um ícone desta topologia é o Roland JC-120.

 AVETSSEAD 001

Classe B

Um amplificador com esta topologia não consome muita energia e possui rendimento teórico máximo de 78,5%, mas sua amplificação gera grande distorção audível para pequenos sinais (distorção de crossover). No entanto, para sinais de grande amplitude essa distorção é muito pequena quando comparada com a amplitude do sinal tornando a distorção menos perceptível. Não existem amplificadores desse tipo no mercado.

Classe AB

Esta topologia reúne as características dos dois mundos A e B, ou seja, com pequenos sinais na entrada em baixa potencia, o amp funciona como um de classe A e em potencias elevadas se comporta como um classe B. O rendimento final é melhor do que um amplificador de Classe A (lembra-se dos 20%?) apresentando um rendimento próximo dos 50%. Possui uma excelente relação custo beneficio, pois usa componentes de baixo custo.

A maioria dos amps disponíveis no mercado hoje em dia usa esta topologia.

Classe C

Gera grande distorção de saída (crossover) e geralmente é usado em radio frequência, possuindo uma grande eficiência porem não se comportando muito bem com áudio.

Classe D

Muitas vezes confundido com digital por conta do D, mas o acrônimo é apenas a sequencia da nomenclatura aqui apresentada. Nesta topologia o sinal de entrada é transformado em uma onda quadrada , de largura variável (Duty Cicle) com frequências entre 100KHz e 200KHz e após isto aplicado a etapas de potencia.

AVETSSEAD 005

Dentre as topologias listadas acima, essa é aquela que apresenta o melhor rendimento final, muitas vezes próximo aos 90%. Por conta disso é muito utilizado em amplificação de som automotivo pois possui alta eficiência com dimensões reduzidas.

Depois desse resumo, podemos dizer que entre muitas vantagens dos amps de estado solido , podemos citar:

  • Baixo consumo;
  • Fontes muito menores e com tensões de trabalho menores;
  • Circuitos mais compactos e resistentes mecanicamente ao uso diário;
  • Conjunto final mais leve e portável.

Finalmente abordemos agora ao que todos devem estar ansiosos para saber:

Amps transistorizados são melhores ou piores que os valvulados?

Calma que ainda precisamos comentar outro conceito. Vocês devem ter notado, ate o momento não falamos em nenhuma parte do texto sobre timbre? Vamos mostrar isso no gráfico abaixo lembrando que os transistores são  dispositivos de características não lineares quando polarizados  porque apresentam pontos difusos de linearidade em sua curva característica:

AVETSSEAD 002

Os transistores não possuem o “defeito“ em seu estagio de saída muito conhecido e por isso mesmo, como vimos no post anterior, muito admirados pelos guitarristas nos amplificadores valvulados e mais conhecidos  como “efeito overdriver” (gerado no power). Portanto, é esse efeito que caracteriza e diferencia os amplificadores valvulados dos transistorizados.

A esta altura você deve estar se perguntando: qual a razão para ter um Solid State pois o importante que busco num amplificador é o famigerado “Timbre”?

Bem, pouquíssimos guitarristas realmente usam o Overdriver de power de seus amps valvulados. Posso citar apenas três ou quatro que realmente não lançam mão de um pedal para adicionar mais ganho (Brian Setzer, Keith Richards, Muddy Waters), ao invés de saturar as válvulas de saída dos seus amplificadores. Na verdade, já vi vários músicos famosos com um stack de JCMs, Triple Rectifiers, SLO 100 entre outros, mandando ver em solos alucinantes com altíssimos ganhos mas com um pedal  tipo “Big Muff” , ou um “Plim Soul” ou mesmo um “TS-9” na entrada e o amp apenas regulado com um pouquinho de drive (um crunch bem fraquinho) ou ainda em modo clean.

AVETSSEAD 006

E o pior ainda é escutar dos leigos: “está com um timbre animal”. Ou seja, o timbre não vem do amp, mas sim da mão do guitarrista e do pedal! Portanto, em minha opinião, sugiro que reveja seus conceitos antes de fazer um investimento em, digamos, um amp hibrido por exemplo. Vale muito mais a pena um bom amp transistorizado e um set de pedais (Overdrivers) legais ou mesmo os pedais de simulação de amps do que investir em um híbrido ou gastar uma fortuna em um valvulado e plugar um monte de drivers na entrada e usá-lo como um amplificador classe A.

Com bom exemplo desse raciocínio, gostaria de citar que o amp de um dos mais célebres ícones da guitarra, B. B. King, é um Lab Series totalmente transistorizado.

AVETSSEAD 003

Entretanto, como essa é minha opinião, você não é obrigado a concordar com ela e até acho importante que não o faça, porque só com o debate de pontos de vista divergentes fará com que cresçamos como seres humanos. Contudo,  reflita antes sobre essa outra situação.

Suponha que você possa plugar sua guitarra diretamente em um amplificador de PA (potencia de palco) com pré no padrão RIAA (no caso um mixer ou mesa). Claro que fará isto com um bom DI (Direct Box ou Casador de Impedância), certo?

Uma vez que não está usando nenhum pedal de efeito, o som emitido nas caixas sairá com as características únicas do seu instrumento tais como os sinais elétricos próprios dos captadores (single ou Humbuckers) e com os harmônicos também muito próprios da madeira e do shape (Stratocaster, Telecaster, Les Paul, etc.) de sua guitarra e nada mais. Portanto, o PA vai manter fiel o som do conjunto: guitarra, captador e circuito de tom da guitarra. Assim, neste caso não existe uma característica marcante que identifique o amplificador (ou Timbre).

AVETSSEAD 007

Agora, antes do pré RIAA, suponha que você colocasse um pedal de efeito como o Wampler Tweed 57 (um emulador do amplificador Fender Tweed). O som resultante do PA vai sair com as características muito semelhantes as do próprio Tweed 57. Ou seja, um timbre característico do Fender Tweed, certo? Compreendeu agora, a minha recomendação de não investir em um valvulado mais caro e optar por outra opção mais barata, com resultados finais parecidos? Mas vamos continuar nesse raciocínio.

Como já expliquei, nos amplificadores de estado solido, os projetistas conseguiram eliminar um “defeito” que os amplificadores valvulados tinham em suas saídas, a distorção total elevada de harmônicos ou THD. Porem apesar desses amplificadores terem baixíssimas taxas de THD , eles ainda apresentam estas distorções e elas estão presentes pela geração de harmônicos impares , que geram o indesejável Efeito de Crossover.

Já os amplificadores valvulados apresentam o THD em harmônicos pares gerando o Efeito Overdriver, que é o preferido por 99,99% dos guitarristas, mas a desvantagem é o alto preço desses em relação aos amps de estado solido.

Desta forma, pensando nos músicos que não possuem, no momento, condições financeiras de comprar um valvulado,e estimando que mais de 90% das opções legais de amps em nosso mercado são de estado solido, ouso recomendar investir em um deles, mesclando com pedais analógicos de Overdrive. Notem que não faço qualquer critica aos fabricantes dos valvulados, nacionais ou importados, mas expresso tal opinião pensando no bolso dos guitarristas.

Alguns de vocês poderão afirmar: e os Híbridos, não seriam uma boa opção também?

Antes de responder, precisamos considerar que as válvulas de pré amplificação como as 12AX7, 12AU7, 12AY7, entre outras, foram fabricadas para trabalhar com tensões de Placa (anodo) em torno de 90 a 200V DC. Pois bem, nos amps híbridos o estagio de saída é transistorizado e esta etapa trabalha com tensões que variam de 25 a 55V DC (dependendo da potencia de saída).

AVETSSEAD 008

Isto quer dizer que os fabricantes dos híbridos alimentam as placas (anodos) das válvulas do pré com tensões baixas entre 25 e 55V DC. Nenhum dos amps híbridos que já abri e testei (e olhem que venho fazendo isto há 2 anos),  possui um segundo transformador  com tensões suficientes para alimentar as válvulas do pré e nessas condições (baixas tensões), as válvulas não realizam nem realizarão o seu trabalho de forma adequada.

Ou seja, também recomendo que vocês testem um hibrido e um transistorizado puro com um pedal tipo o HotBox ou qualquer outro pedal valvulado que trabalhe com altas tensões nas válvulas e confiram a diferença.

Como não sou, nem me considero o dono da Verdade Absoluta, gostaria muito que fizessem os testes recomendados e me escrevessem de volta, abrindo espaço para um dialogo sincero e baseado na experiência de todos para que possamos evoluir como seres humanos.

Em nosso próximo post falarei um pouco dos transistores FET, o dispositivo de estado solido mais próximo da válvula que existe!

Grande abraço e até lá.