Segnale-rumore: demistificazione del raddrizzatore a valvole

Spesso mi viene chiesto della rettifica valvolare negli amplificatori per chitarra. Per molti giocatori, è un argomento che potrebbe sopportare un esame un po' più approfondito dal punto di vista ingegneristico e del design. Innanzitutto, tieni presente che un raddrizzatore a valvole non è un dispositivo di amplificazione audio. Se nessun segnale audio lo attraversa, come influisce sul suono dell'amplificatore? Diamo un'occhiata.

Il preamplificatore e le valvole di potenza del tuo amplificatore richiedono una tensione CC per funzionare. Il trasformatore di alimentazione dell'amplificatore converte la tensione della linea CA in ingresso ai livelli richiesti. Il raddrizzatore dell'alimentatore, sia del tipo a tubo a vuoto che a diodo al silicio, converte la tensione CA in CC. La tensione continua viene filtrata e quindi inviata ai vari stadi di amplificazione per svolgere i loro compiti specifici.

L'alimentatore ad alto rendimento deve essere in grado di fornire la massima potenza nominale continua dell'amplificatore per un lungo periodo di tempo. La maggior parte degli amplificatori ben progettati può funzionare continuamente a piena potenza per centinaia di ore senza generare calore sufficiente a ferire l'operatore o causare il guasto di un componente. Anche così, le cose si surriscaldano.

Un tubo raddrizzatore in un tipico alimentatore rettificato a tubi: R1 e R2 rappresentano la resistenza interna in rame nell'avvolgimento primario del trasformatore e R3 e R4 rappresentano la stessa resistenza nell'avvolgimento secondario del trasformatore. RA rappresenta la resistenza interna del tubo tra gli anodi e il catodo. In un alimentatore rettificato al silicio, l'RA è molto più bassa e quindi produce una minore perdita di calore.

Quando suoni a basso volume, non stai richiedendo molto all'alimentazione del tuo amplificatore. A volume di concerto, tuttavia, inizi a trarne una potenza significativa. Quando si utilizza l'unità per diverse ore di fila, il filo di rame nel trasformatore di alimentazione si surriscalda. Il filo di rame, essendo un conduttore imperfetto, presenta resistenza al flusso di corrente e questa resistenza intrinseca provoca il riscaldamento del filo all'aumentare della richiesta di energia. La resistenza di una determinata lunghezza di filo è fissa, il che significa che qualcosa deve cedere quando la temperatura aumenta e quel qualcosa è tensione. Quando il trasformatore di alimentazione si riscalda, la tensione che produce diminuisce. In un tipico amplificatore questa diminuzione non è grande, ma è evidente.

Quando introduciamo un raddrizzatore a valvole nell'equazione, l'effetto della perdita di tensione indotta dal calore risulta esagerato. Il motivo è che il raddrizzatore ha anche una resistenza interna che contribuisce a una caduta totale fino a 50 volt a pieno carico. Questo è molto. I diodi al silicio hanno preso il posto dei raddrizzatori a tubi a vuoto molto tempo fa perché erano molto meno costosi e l'assemblaggio richiedeva meno manodopera. Ma c'era un'altra ragione: sono più efficienti, grazie alla bassa resistenza interna. Questa differenza nella resistenza interna significa che i raddrizzatori al silicio e quelli a tubi a vuoto generalmente non sono direttamente intercambiabili. L'utilizzo di un dispositivo plug-in al silicio al posto di un raddrizzatore a valvole può causare la comparsa di CC in eccesso sui condensatori del filtro.

Un raddrizzatore a valvole può fare la differenza quando l'obiettivo è produrre un amplificatore con riproduzione vintage corretta. Anche se possiamo progettare un abbassamento di tensione simile nel trasformatore di potenza, i puristi potrebbero vedere l'assenza della parte originale come una scappatoia per risparmiare denaro, quando, in realtà, potrebbe semplicemente risultare in una soluzione più affidabile e di manutenzione- progettazione gratuita. Tuttavia, indurre un cedimento nella progettazione del trasformatore può causare un aumento più rapido della temperatura nel trasformatore di potenza nel tempo, nel qual caso potrebbe essere necessaria una parte più grande, più pesante e più costosa per gestire questo inconveniente. In alcuni casi, la conformità del progetto di un trasformatore di potenza alle moderne limitazioni normative può essere semplificata utilizzando un raddrizzatore a tubo per fornire un percorso più semplice verso la conformità alla sicurezza. Spesso vediamo amplificatori ristampati che differiscono in termini di prestazioni dagli originali semplicemente perché devono superare ostacoli normativi che non esistevano al momento della creazione degli originali. Un ingegnere astuto può spesso trovare soluzioni alternative a tali ostacoli e l'applicazione intelligente della tecnologia dei trasformatori e della rettifica dei tubi sono strumenti preziosi nel kit.