¿Por qué suenan tan bien los amplificadores de guitarra a válvulas?

Como explicó ZombieSheep , hay razones tecnológicas reales para ello. Los términos comunes para los fenómenos que describe son:

• Un tubo (válvula para los británicos) que se acerca o supera su nivel de señal máximo crea distorsión , un efecto muy buscado en algunos círculos.

• Un circuito de estado sólido o digital que se acerca o excede su nivel de señal máximo crea recorte , un sonido horrible que la mayoría de la gente odia.

Los amplificadores de válvulas también crean armónicos más agradables que los de estado sólido.

Hay una advertencia importante en esta discusión, que evita que la situación sea tan simple como tubo = bueno, estado sólido = malo:

La forma en que los tubos se rompen (distorsionan) es bien conocida y muchos amplificadores de estado sólido modernos hacen un muy buen trabajo al personificarlo en un paquete duradero y asequible. Además, los amplificadores pueden combinar otras técnicas, como el modelado digital o la inclusión de un tubo en la etapa de preamplificación para proporcionar una buena distorsión y riqueza armónica.

EDITAR: Además, debería haber notado que los amplificadores de estado sólido son capaces de crear tonos limpios y potentes con los que las válvulas tienen problemas debido a su tendencia a distorsionarse cuando se les aplica mucha fuerza. El ejemplo más notable es probablemente la ^{Wikipedia de Roland Jazz Chorus.}

No es sólo una cosa cultural. De hecho, tiene una explicación muy simple, aunque es bastante difícil de explicar sin imágenes, pero lo intentaré. :)

La razón tiene que ver con la forma en que un tubo (válvula termoiónica/tubo de vacío/válvula) reacciona a la señal de una manera muy analógica, y de una manera que el oído humano está mucho más adaptado para manejar.

A medida que una señal de entrada se acerca a su nivel máximo, hay un par de formas en que la electrónica puede manejarla.

Un transistor tiene un corte muy duro de la señal máxima. A medida que la amplitud de la señal comienza a aumentar, los picos más altos se cortan en un nivel muy específico y, por lo tanto, su onda de sonido se cuadra de manera efectiva. Si puede imaginar ejecutar una onda sinusoidal en un amplificador de transistor y aumentar los niveles, lo que comenzará a ver en la forma de onda de salida es la señal que tiende hacia una onda cuadrada. Si alguna vez ha escuchado una onda cuadrada pura, sabrá que suena muy duro y mecánico.

Sin embargo, una válvula reacciona de manera muy diferente. A medida que la amplitud aumenta hacia el máximo que la válvula puede soportar, la señal se comprime cada vez más. Como resultado de la compresión de la señal, los hombros duros de la onda de sonido se redondean. El sonido áspero de una onda cuadrada es el resultado de estos hombros duros, por lo que, a medida que se redondean, el sonido que escucha comienza a sonar menos mecánico y más natural para el oído humano.

Lamento que esta descripción no sea particularmente fácil de seguir, pero no pude agregar imágenes que ayuden a explicarla.

Sobre la base de lo que dijo @gomad, "los amplificadores de válvulas también crean armónicos más agradables que los de estado sólido".

Los tubos y los de estado sólido generan armónicos cuando ya no pueden emitir más señales y comienzan a distorsionarse/cortarse. Los armónicos son tonos relacionados con el tono base, por ejemplo, una nota C tiene un primer armónico una octava más alto, un segundo armónico dos octavas más alto, un tercer armónico es un quinto más alto que el anterior.

Los tubos tienden a enfatizar los armónicos de orden par, que son octavas y quintas, y armonizan con la nota raíz de forma natural. El sonido resultante no está tan distorsionado como más grueso, es decir, armónicamente más complejo. Solo cuando empujas un tubo con mucha fuerza, comienza a zumbar.

Los dispositivos de estado sólido, como los diodos y los transistores, tienden a generar armónicos de orden impar, que suenan como un zumbido o un ruido áspero. Piensa en los inicios del rock psicodélico, cuando los guitarristas usaban las primeras cajas de fuzz con amplificadores limpios. Esas cajas usaban pequeños amplificadores de estado sólido que sobrecargaban un dispositivo (transistor o diodo) y se recortaban. En retrospectiva, la mayoría de las cajas sonaban bastante desagradables. Diablos, también pensé que sonaban mal en ese entonces. (Ratas, acabo de salir conmigo mismo). Sin embargo, no todos los dispositivos de estado sólido sonaban mal: Yamaha tenía transistores FET (transistores de efecto de campo) que sonaban mucho más como un tubo. Tengo un combo Yamaha G50 usándolos, y sigue siendo un amplificador que suena muy bien. (Lo tuve en la tienda recientemente para un chequeo y para limpiar las ollas, y el técnico dijo que tiene un sonido limpio increíble que suena como un amplificador de clase A).

Avanza muchos años y nuestras cajas de distorsión son mucho más sofisticadas. Muchos utilizan circuitos integrados que pueden generar más armónicos de orden par.

Avance incluso a tiempos más recientes, y estamos viendo computadoras que ejecutan algoritmos para modificar las señales de guitarra muestreadas sobre la marcha: los amplificadores de modelado son de estado sólido, pero en realidad son solo computadoras que ejecutan un software que puede ajustar el sonido que proviene de la guitarra en tiempo real, para imitar la forma en que se modifica el sonido mediante tubos, gabinetes de madera y diferentes tipos de parlantes, micrófonos que graban los parlantes, etc.

Eventualmente, obtendrán amplificadores de modelado con CPU lo suficientemente rápidas para ejecutar algoritmos aún más sofisticados, y será muy difícil saber si se trata de válvulas o de estado sólido. Mi Pod X3 puede generar algunos tonos muy convincentes tal cual. No responde como un amplificador de válvulas, pero dales computadoras más rápidas y la capacidad de respuesta seguirá.

Además, parte de lo que hace que los amplificadores de válvulas suenen tan bien es que estamos condicionados a que nos guste ese sonido debido a nuestra cultura. Nos gusta el rock and roll. Los primeros artistas de rock escuchaban a los artistas de blues, quienes escuchaban a los primeros artistas de jazz. Todos esos músicos no podían permitirse cabezas de lujo de 100 vatios. Compraron amplificadores de válvulas baratos, porque eso es lo que podían pagar, a menudo fabricados en base a radios de válvulas o fonógrafos, y los llevaron al límite para ser escuchados en bares ruidosos. El sonido de esos amplificadores distorsionados era de esperarse y luego imitarse deliberadamente. Hoy en día no podemos imaginarnos el rock o la fusión o un poco de blues sucio sin alguna guitarra sostenida y distorsionada en él, y es ese sonido de tubo en el núcleo.

Creo que si los compresores se hubieran inventado antes y los amplificadores ruidosos fueran muy asequibles en ese entonces, la distorsión no se habría convertido en un sonido tan buscado.

http://www.bluesharp.ca/legends/lwalter.html dice esto específicamente sobre Little Walter, probablemente el músico de blues-harp más influyente de todos los tiempos:

Little Walter es considerado por muchos el rey de la armónica de blues y probablemente fue el primero en amplificar el instrumento. Fue el primer músico de cualquier tipo en usar deliberadamente la distorsión electrónica (más tarde, Jimi Hendrix usaría la distorsión para cambiar el rock'n'roll para siempre). El pequeño Walter podía hacer sonar su arpa como un saxo tenor. Definió el sonido conocido como arpa de blues de Chicago. Como cantante, compositor y genio de la armónica, se puede decir que Little Walter fue el mejor artista de blues producido por el movimiento de blues de Chicago de la posguerra.

¡En realidad, el estado sólido suena mejor! Un JFET tiene una respuesta muy similar a un tubo (al menos un pentodo). Un tubo es en realidad menos perfecto que un transistor. ¡PERO ESE ES EL PROBLEMA!

Un tubo agrega mucha más distorsión a una señal que un transistor (en la mayoría de los diseños), PERO generalmente (no siempre) agrega una distorsión que refuerza el sonido. Un amplificador push-pull generalmente agrega armónicos de orden impar. Está diseñado para cancelar incluso el orden, lo que permite una mayor potencia de salida. Para un amplificador de clase A de un solo extremo, el segundo armónico es el más fuerte (el quinto).

Estos armónicos son mucho más fuertes en válvulas que en estado sólido, pero existen en ambos. Parece que preferimos estas coloraciones porque hacen que el sonido sea más "interesante".

Hay otras razones también:

1. Los tubos se utilizan generalmente con un suministro de varios cientos de voltios. Esto proporciona un ruido de fondo mucho más bajo y, por lo tanto, más espacio para la cabeza. Aunque, sinceramente, esto no es un gran problema en un amplificador diseñado correctamente.

2. Los tubos tienen un diseño mucho menos perfecto y dan muchos tipos diferentes de respuestas para diferentes tubos e incluso el mismo diseño de tubo.

3. La teoría del tubo ha sido muy bien investigada y realmente es en lo que basamos nuestra teoría SS (no es coincidencia ya que la física es abstractamente la misma). Se han invertido muchas, muchas horas de trabajo para obtener lo mejor de los tubos. SS está tan cerca de lo ideal que incluso un diseño pobre puede funcionar bien.

4. Los tubos tienen una acción de recorte más gradual cuando están saturados. En realidad, esto hace que tengan menos distorsión que un amplificador SS cuando está sobrecargado.

5. Los tubos estuvieron aquí primero y por lo tanto tienen el factor psicológico.

6. Debido a todas las diferentes variables en un tubo (desde la resistencia y los condensadores utilizados hasta los diferentes tipos de etapas), tiene una gama mucho más amplia de sonidos que pueden parecer sutiles pero que pueden tener un gran efecto en la sensación.

7. Feel: los tubos tienen una cierta respuesta que "se siente bien" al tocar la guitarra. Tal vez sea psicológico, tal vez no...

Pero es un hecho que las válvulas son menos ideales que los transistores... por alguna razón, esto hace que suenen mejor. Nadie sabe exactamente por qué y muchos amplificadores de válvulas apestan. Además, muchos amplificadores de válvulas apestan a un volumen bajo (generalmente clase B push-pull debido a la distorsión de intermodulación), mientras que un amplificador SS debería sonar casi igual en todos los volúmenes (hasta que comience a saturarse).

Puedes tomar dos amplificadores de válvulas, de la misma marca y modelo, y uno puede sonar bien y el otro mal. Esto se debe a que los componentes baratos utilizados y las tolerancias pueden ser bastante amplias. (las tapas estándar tienen una diferencia de +-20% y las resistencias de 5% a 10%) Entonces, aunque son "iguales", no lo son.

Algunos de los nuevos amplificadores de modelado digital hacen un buen trabajo al obtener una distorsión muy buena y sobresalen en sonidos limpios (pero, de nuevo, a veces es demasiado "limpio" y demasiado perfecto).

Eventualmente, los tubos desaparecerán... probablemente en los próximos 50 años...

La mayoría de los demás encuestados han tocado lo que creo que es el punto principal, que los amplificadores de válvulas distorsionan el sonido de una manera que puede sonar más 'natural' y más 'agradable'. Una cosa que creo que no han mencionado es que los amplificadores de estado sólido en realidad replican el sonido de manera mucho más exacta, amplificando el sonido del instrumento o cualquier dispositivo de entrada casi exactamente como entró el sonido. En aplicaciones como amplificadores de guitarra, a menudo se busca la distorsión. después como un beneficio, por lo que, de hecho, el amplificador de válvulas actúa como un dispositivo de distorsión y un dispositivo de amplificación. Aunque el amplificador de válvulas crea esta distorsión, el resultado final puede sonar más agradable. Si su objetivo es amplificar el sonido de la manera más perfecta, los amplificadores de estado sólido ganan sin duda, sin duda. Pero no siempre se desea replicar perfectamente la entrada. Un amplificador de válvulas puede dar una sensación más suave al sonido de entrada, haciéndolo más fácil para los oídos. Esto es especialmente importante con las guitarras eléctricas. Las guitarras acústicas estándar ya tienen naturalmente el sonido alterado por cómo el sonido se refleja y resuena dentro del cuerpo de la guitarra, haciendo que el sonido 'en bruto' que crean las vibraciones de las cuerdas tenga mayor profundidad y cuerpo. Aunque un amplificador de válvulas no afecta el sonido tanto como lo hace el cuerpo de una guitarra acústica, el amplificador de válvulas le da a las vibraciones brutas de las cuerdas un sonido subjetivamente mejor. El sonido crudo que crean las vibraciones de las cuerdas tiene mayor profundidad y cuerpo. Aunque un amplificador de válvulas no afecta el sonido tanto como lo hace el cuerpo de una guitarra acústica, el amplificador de válvulas le da a las vibraciones brutas de las cuerdas un sonido subjetivamente mejor. El sonido crudo que crean las vibraciones de las cuerdas tiene mayor profundidad y cuerpo. Aunque un amplificador de válvulas no afecta el sonido tanto como lo hace el cuerpo de una guitarra acústica, el amplificador de válvulas le da a las vibraciones brutas de las cuerdas un sonido subjetivamente mejor.

Una cosa que podría valer la pena señalar es que la gente habla sobre las características de los pentodos y esas cosas. Pero en un amplificador de válvulas típico, un elemento importante con sus propias características de saturación y, en consecuencia, distorsión, es el transformador de salida, ya que las válvulas funcionan con voltajes y corrientes inadecuados para la mayoría de los altavoces, lo que requiere un transformador para su funcionamiento.

Este es un fenómeno de percepción que se limita a los amplificadores de guitarra, y esos argumentos en contra de los amplificadores de estado sólido tienen al menos 45 años de antigüedad. Si ha estado navegando por Internet, se verá inundado de información.

En el campo de la amplificación de alta fidelidad, el estado sólido gana, sin competencia. La distorsión armónica total es el parámetro todopoderoso, porque un valor THD bajo significa que la señal que sale tiene casi exactamente la misma forma que la que entra. (Y el mejor amplificador de alta fidelidad idealmente NO agrega armónicos, pares o impares). -pedido). Además, el estado sólido maneja mejor el calor, es más duradero, más económico, más pequeño y más eficiente. Es por eso que todos los equipos PA serios son de estado sólido.

Para comprender por qué los amplificadores de guitarra a válvulas suenan bien, primero debe saber que Marshall diseñó los primeros circuitos de preamplificación de alta ganancia para emular el sonido de los amplificadores a válvulas que funcionan mal cuando "rompen" la señal después de alcanzar el voltaje máximo disponible. Independientemente del puñado de puntos de vista diferentes sobre el tema, la distorsión de válvulas es EL sonido de la música rock según un abrumador consenso de opinión. Lo crea o no, los amplificadores de guitarra están diseñados a propósito para sonar "mal" con respecto a los parámetros de alta fidelidad.

Las peculiaridades de voltaje y recorte suave de la amplificación de válvulas han sido perfeccionadas por los diseñadores de estado sólido durante más de 30 años. Realmente no hay razón para elegir uno sobre el otro, siempre y cuando sea un equipo de calidad. (Los escépticos fueron desacreditados hace un par de décadas en pruebas a ciegas en las que no lograron notar la diferencia, por lo que en este momento todo es una opinión). Sin embargo, algunos de los amplificadores con peor sonido disponibles son de estado sólido porque son muy baratos para hacer. (Curiosamente, las personas que no comprarán un amplificador de $ 500 comprarán seis de $ 100). Los amplificadores de mala calidad no han ayudado a la reputación del circuito de estado sólido. Sin embargo, con la moda actual de los amplificadores de válvulas, no hay escasez de amplificadores de baja calidad en esa categoría también. Los amplificadores de válvulas son excelentes para los fabricantes en esta economía porque les brindan un modelo comercial Kodak,

Verdad #1: Los amplificadores de válvulas no son más ruidosos que los de estado sólido. Cincuenta vatios son 50 vatios y 100 vatios son 100 vatios: la eficiencia de sus altavoces marca la diferencia. (Por ejemplo, un altavoz de 103 dB 1w/m se percibe dos veces más fuerte que un altavoz de 93 dB 1w/m). Me he parado frente a la poderosa pila Marshall y puedo decirles que mis combos de estado sólido... sin cabinas de extensión, puede tocar fácilmente sobre una batería en un club sin llegar a la mitad de la cabeza de pollo.

Verdad n.º 2: el estado sólido no es apto para novatos. Muchos músicos no pueden configurar correctamente su propio amplificador, y el estado sólido requiere una comprensión especial y movimientos precisos de los diales. Los amplificadores de válvulas son indulgentes: cualquiera puede poner los diales en diez y aun así obtener solo un sonido moderadamente horrible. ¡Haz eso en estado sólido y la gente se tapará los oídos y correrá hacia la salida! La mayoría de las personas encuentran que el recorte duro es intolerablemente abrasivo.

Verdad n.º 3: los sonidos de estado sólido son tan flácidos a bajo volumen como los de válvulas. Si quieres tocar a un volumen más bajo, consigue un amplificador de bajo voltaje. El estado sólido suena mejor con alrededor del 80% de la ganancia máxima... donde es más eficiente y no es probable que se rompa cuando está trabajando duro. (Si cree que esto es una conjetura, demuestre configuraciones de baja y alta ganancia en una variedad de amplificadores en su centro comercial de música local).

Verdad #4: Los amplificadores de estado sólido no son aptos para novatos porque los fabricantes intentan engañar a los compradores con las especificaciones. Por ejemplo: una marca famosa que comienza con 'C' ni siquiera enumera las clasificaciones de THD junto con las clasificaciones de potencia. ¡Inaceptable! Una famosa marca 'P' es honesta y proporciona la potencia máxima nominal al 5 % de THD. Sin embargo, una distorsión armónica total del 5 % con un recorte fuerte irrita a la mayoría de las personas y no es aceptable en el rendimiento. Por lo tanto, la salida utilizable real es aproximadamente un 20 % menor para obtener un THD igual o inferior al 1 %. Eso significa que un amplificador nominal de 100 vatios es realmente útil para quizás 80 vatios. La distorsión notable en la etapa de amplificación de potencia de un amplificador de válvulas es tolerable, pero la distorsión y el recorte fuerte en un estado sólido son insoportables para la mayoría de las personas.

editado: Más objetividad; menos blasfemias.

Solo como información: hace unos años, un amigo especialista en electrónica llevó mi amplificador de guitarra de válvula 'clásico' al laboratorio y realizó algunas pruebas. Ahora bien, esta persona había sido educada para creer que el estado sólido era el rey. Regresó un poco sorprendido e informó que tenía una respuesta de frecuencia (plana) que coincidía con los amplificadores de alta fidelidad de estado sólido y que no podía detectar la distorsión hasta ejecutar el 20 - 25% de la clasificación nominal del fabricante.

Los amplificadores de válvulas emiten armónicos uniformes/musicales cuando se distorsionan. Esto permite que los instrumentos suenen. La mejor manera de hacer que se distorsionen correctamente es inclinar las pastillas lejos de las cuerdas del bajo. Esto le permite subir el volumen del bajo en el amplificador. Las cuerdas altas se distorsionarán primero y serán recortadas y comprimidas por la compresión natural de válvulas. amplificador sin que el bajo suene fangoso. Mantener las pastillas cerca de las cuerdas altas les permite sostener con hermosos armónicos uniformes creados a partir de la distorsión del tubo. Para sacar armónicos más uniformes, use herrajes de latón en su guitarra.