Amplificador de guitarra con trémolo usando ECC81 (12AT7), ECL86 (o PCL86) y EZ81
Este pequeño amplificador empezó gracias a un lector del blog, Sergio, que contactó por email conmigo para ver si a partir de algunas piezas que había sacado de radios y tocadiscos antiguos podía ayudarle a hacerle un esquema para un amplificador pequeño de guitarra para practicar, de como máximo de 3 a 5W de potencia y que a ser posible incluyese trémolo. Tras pasarme unas cuantas fotos nos pusimos manos a la obra... 😉
Entre las válvulas que había recuperado, elegimos la ECC81 (12AT7) y la ECL86 (6GW8). En concreto, la ECL86 hoy en día cada vez es más escasa y rara, así que, si alguien quiere montar el amplificador y no dispone de una, siempre se puede usar una PCL86 (que son más abundantes) alimentando su filamento con unos 13V. En este caso se podría utilizar un transformador de 12V para alimentar los filamentos de las dos válvulas (dejando libre el pin 9 de la ECC81, y conectando los filamentos al 4 y 5 podemos alimentarla con 12,6V, lo cual viene perfecto con la PCL86).
También hubo suerte y tenía disponible el transformador de salida de 7K de primario junto con su altavoz, un trafo de alimentación a 230V con voltajes adecuados para el montaje y un choque de 5H que ayudaría bastante a eliminar el rizado, así como de zócalos y demás componentes que vendrían bien para el montaje. Quien no disponga de un choque adecuado, puede sustituirlo por una resistencia de 470 ohms de 2W de potencia, aunque si es de 5W mejor.
Una vez reunidos todos los componentes que nos servirían, me puse manos a la obra con el esquema y tras calcular unas cuantas de rectas de cargas, intensidades, simulaciones de la fuente y demás el esquema quedó listo para pasarlo a un montaje real 😁. Para detallarlo mejor veámoslo etapa por etapa.
1. Etapa preamplificadora
La etapa preamplificadora la llevamos a cabo con una ECC81, en lugar de con una ECC83 (12AX7), que sería una elección más típica, por el simple hecho de que sólo se tenía disponible esta. Además, se hace innecesario el usar una ECC83 ya que la ganancia en ese caso sería demasiado excesiva y distorsionaría demasiado pronto, cosa que Sergio no quería que ocurriese, así que esta válvula ha sido bastante adecuada para ese propósito.
Como podemos ver, tenemos dos entradas de guitarra: La 1 (entrada HIGH) que proporciona la máxima ganancia, y la 2 (entrada LOW) que cuando se conecta el jack provoca que las resistencias de 68K funcionen como un divisor de tensión que reduce a la mitad la señal de entrada del pickup, obteniendo así la reducción de ganancia que deseamos.
El primer triodo de la ECC81 funciona como una simple etapa de ganancia estándar. El bias de la etapa está más o menos centrada a la mitad, para que tenga la máxima amplificación posible antes de entrar en distorsión. Si se desea se puede hacer que se reduzca un poco la amplificación de ganancia desconectando el condensador electrolítico del cátodo, lo que producirá una realimentación negativa en la etapa disminuyendo la ganancia y la distorsión de esa etapa.
En cuanto al segundo triodo de la ECC81, este es un poco especial 😉. A diferencia de usar una resistencia y condensador en el cátodo para polarizarlo, hemos usado un led rojo de baja corriente.
Esto tiene sus ventajas, como por ejemplo amplificación máxima en todas las bajas frecuencias, además de ahorrar componentes. Es importante que el led sea rojo, lo que nos garantizará que en conducción produce un bias de alrededor de 1,8V (dejando esta etapa polarizada no al centro como la anterior, si no más hacia las curvas de 0V, generando por lo tanto un poco más de distorsión que la etapa anterior), así como que sea de baja corriente.
Un led típico de los rojos "normales" necesita unos 10mA para brillar a plena luminosidad y garantizar así que se polariza con 1,8V. En el caso de esta etapa, la intensidad que circulará por el led será de unos 3mA, así que para garantizar que los 1,8V sean lo más estables posibles, tenemos que usar un led de baja intensidad.
Como comentario final, no decidimos ponerle realimentación global negativa, puesto que disminuiría la ganancia global y la distorsión, característica deseada en un ampli que queremos que sea muy limpio (y esencial en un amplificador HiFi) pero que en este caso no queremos que sea así y que nos ofrezca una buena distorsión cuando deseemos.
2. Etapa de potencia
La etapa de potencia es bastante convencional. El pentodo de la ECL86, con 250V en su pantalla y ánodo, y polarizado con una resistencia de 180 ohms, es capaz de entregar como máximo 4W de potencia al 10% de distorsión con tan sólo 3,2 Voltios eficaces en la entrada.
En realidad, entregará un poco menos potencia de 4W, ya que hay pérdidas en el transformador de salida y además hay una resistencia de pantalla de 1K, que en condiciones de máxima señal provocará que la tensión en la pantalla sea menor de 250V, dando por lo tanto menos potencia a cambio de distorsión, que es lo que buscamos 😊.
También inyectamos la señal del trémolo en esta etapa del tirón a partir de la resistencia de escape de reja de 220K. Circuito del cual vamos a hablar ahora:
3. Circuito de trémolo
El circuito de trémolo es muy convencional y está sacado de la página de valvewizard, una página muy buena que recomiendo que visitéis y explica este circuito de forma bastante extensa.
Usamos para este circuito el triodo que está dentro de la ECL86, que es idéntico a un triodo de la ECC83. Lo realimentamos para que forme un oscilador de baja frecuencia, cuya frecuencia está controlado por el potenciómetro lineal de 1M que está en el circuito.
El trémolo se activa o desactiva mediante un pedal (o interruptor en el frontal, como se prefiera) que conecta tal como vemos en los condensadores de la línea de realimentación de la reja. Cuando el interruptor se acciona, envía la señal del oscilador a tierra, lo que impide que oscile y por lo tanto para el trémolo. Cuando no está accionado la señal de realimentación no se ve interrumpida y por lo tanto el trémolo funciona.
El nivel de intensidad del trémolo (su "volumen") se controla mediante el potenciómetro lineal de intensidad que se muestra en el circuito, cuya parte superior va a la resistencia de 220K de la etapa de potencia. Eso hace que se acople la señal más o menos a la reja del pentodo de la ECL86, mezclando la señal de baja frecuencia más o menos con la señal previamente amplificada por la etapa preamplificadora.
4. Fuente de alimentación
La fuente de alimentación es donde se puede tener una mayor flexibilidad, dada las infinitas posibilidades de alimentar cada etapa del amplificador.
Se disponía de un transformador de una radio antigua que iba a 220V y tenía un secundario de alta de 310-0-310V, así como un secundario de 6,3V y otro de 4V que no hemos usado (sin duda pensado para usar una rectificadora de caldeo directo como la AZ1 o la AZ41). Sergio decidió que quería usar una EZ81, a pesar de no disponer de ella, por lo que compró una nueva de JJ y diseñé un circuito que la usara.
La EZ81 se alimenta del mismo bobinado que el resto de filamentos. Esto no es recomendable pero dado que no teníamos otra opción la usamos así. De hecho, en el esquema se puede ver cómo lo he dibujado con su correspondiente secundario de 6,3V separado del resto de filamentos para evitar cualquier tipo de confusión.
En el secundario de filamentos hay dos resistencias de 100 ohm 5W puestas a tierra en cada rama. Esto proporciona una referencia a tierra a los filamentos y evita zumbidos.
Puesto que disponíamos de un choque, lo usamos. El choque permite que el rizado de la fuente sea mucho más bajo que usando una resistencia, aunque si no disponemos de un choque podemos usar una resistencia de 470 ohms/2W (mejor 5W) para simularlo. Aunque el rizado será mayor que con el choque, el buen filtrado que hacemos en las etapas posteriores provocará que no tenga mucha diferencia.
Cada etapa del amplificador se alimenta a una tensión diferente y con un condensador de 47 microfaradios mínimo. Esto nos asegura que prácticamente no haya casi rizado y evita también que haya acoples y oscilaciones de una etapa con otra por culpa de un mal diseño de fuente de alimentación. De hecho, muchos pequeños amplificadores a válvulas de este estilo tienen una falta increíble de filtrado que provoca todo tipo de problemas (pocos condensadores y de valor muy bajo). Eso tenía sentido hace muchos años cuando los condensadores eran caros y grandes y los altavoces tenían muy limitada la respuesta en frecuencia con lo cual se mitigaba un poco las oscilaciones y el "hum", pero es totalmente inaceptable hoy en día.
La fuente admite muchas más mejoras aparte de las que ya he mencionado. Por ejemplo, se puede sustituir la EZ81 por diodos, o usar 12V de filamentos para usar la PCL86 junto con la ECC81, se puede usar un transformador que entregue menos tensión de alterna (habría que recalcular la fuente, pero sería mejor porque se desperdiciaría menos energía en las resistencias tontamente), o incluso si no se dispone de un transformador de esas características usar transformadores espalda contra espalda de por ejemplo 220-12V o 220-6V (dependiendo de si se quiere ECL86 o PCL86), y rectificar los 220V con un puente rectificador (nuevamente se necesitaría una sencilla modificación en los valores de resistencias de la fuente para la menor tensión AC de la que se dispondría).
Surgieron algunas que otras complicaciones a la hora del montaje: Por ejemplo que la EZ81 de JJ murió con un corto entre el cátodo y los filamentos que mediante las resistencias de 100 ohm ponía a tierra la línea de AT y hacía que saltase continuamente el fusible de entrada, cosa que nos costó averiguar pero al final lo descubrimos y Sergio no tuvo otro remedio que comprar otra EZ81. O por ejemplo el trémolo no funcionaba al principio por un pequeño error a la hora de conectar los componentes, cosa que también acabamos solucionando.
Sin embargo, al final todo salió bien y el amplificador finalmente acabo funcionando a la perfección, además se le añadieron mejoras como un conmutador para elegir saltarse el primer triodo para reducir bastante la ganancia. Sergio quedó muy satisfecho con el amplificador 😁. Con su permiso, subo algunas fotos y videos de cómo fue su montaje:
La estética del ampli me gusta bastante, además en ese gabinete queda muy bien.
Aquí estaba montando el circuito de filamentos. Nótese el bus de masas, es un bus muy bien hecho, con cobre desnudo y de gran sección, así se garantiza que no haya problemas con los retornos de masas de los componentes.
Finalmente unos pequeños videos de una vez terminado como sonaba:
Un video del funcionamiento del trémolo:
Espero que os haya gustado este ampli tanto como a mí diseñarlo y a Sergio construirlo y utilizarlo 😉.
Puesto que disponíamos de un choque, lo usamos. El choque permite que el rizado de la fuente sea mucho más bajo que usando una resistencia, aunque si no disponemos de un choque podemos usar una resistencia de 470 ohms/2W (mejor 5W) para simularlo. Aunque el rizado será mayor que con el choque, el buen filtrado que hacemos en las etapas posteriores provocará que no tenga mucha diferencia.
Cada etapa del amplificador se alimenta a una tensión diferente y con un condensador de 47 microfaradios mínimo. Esto nos asegura que prácticamente no haya casi rizado y evita también que haya acoples y oscilaciones de una etapa con otra por culpa de un mal diseño de fuente de alimentación. De hecho, muchos pequeños amplificadores a válvulas de este estilo tienen una falta increíble de filtrado que provoca todo tipo de problemas (pocos condensadores y de valor muy bajo). Eso tenía sentido hace muchos años cuando los condensadores eran caros y grandes y los altavoces tenían muy limitada la respuesta en frecuencia con lo cual se mitigaba un poco las oscilaciones y el "hum", pero es totalmente inaceptable hoy en día.
La fuente admite muchas más mejoras aparte de las que ya he mencionado. Por ejemplo, se puede sustituir la EZ81 por diodos, o usar 12V de filamentos para usar la PCL86 junto con la ECC81, se puede usar un transformador que entregue menos tensión de alterna (habría que recalcular la fuente, pero sería mejor porque se desperdiciaría menos energía en las resistencias tontamente), o incluso si no se dispone de un transformador de esas características usar transformadores espalda contra espalda de por ejemplo 220-12V o 220-6V (dependiendo de si se quiere ECL86 o PCL86), y rectificar los 220V con un puente rectificador (nuevamente se necesitaría una sencilla modificación en los valores de resistencias de la fuente para la menor tensión AC de la que se dispondría).
5. Conclusión
Tras diseñar el circuito, Sergio construyó su amplificador al que bautizó como "The Wrecked Amp".Surgieron algunas que otras complicaciones a la hora del montaje: Por ejemplo que la EZ81 de JJ murió con un corto entre el cátodo y los filamentos que mediante las resistencias de 100 ohm ponía a tierra la línea de AT y hacía que saltase continuamente el fusible de entrada, cosa que nos costó averiguar pero al final lo descubrimos y Sergio no tuvo otro remedio que comprar otra EZ81. O por ejemplo el trémolo no funcionaba al principio por un pequeño error a la hora de conectar los componentes, cosa que también acabamos solucionando.
Sin embargo, al final todo salió bien y el amplificador finalmente acabo funcionando a la perfección, además se le añadieron mejoras como un conmutador para elegir saltarse el primer triodo para reducir bastante la ganancia. Sergio quedó muy satisfecho con el amplificador 😁. Con su permiso, subo algunas fotos y videos de cómo fue su montaje:
Finalmente unos pequeños videos de una vez terminado como sonaba:
Un video del funcionamiento del trémolo:
Espero que os haya gustado este ampli tanto como a mí diseñarlo y a Sergio construirlo y utilizarlo 😉.
