Vamos a ver el real concepto de Bias en una válvula.
Antes recordar que los circuitos de válvulas llevan dentro tensiones de muy elevado valor, hasta 600v, que son muy peligrosas, hay peligro real de electrocución así que siempre tener las máximas precauciones. CONCEPTOS GENERALES.
En si el Bias, es la cantidad de corriente, con respecto a la tensión de placa, circula por la válvula. Dicha corriente se mide en reposo, es decir, sin entrada de señal alguna en el previo.
Esta corriente, multiplicada por la tensión de placa, no puede superar la Potencia máxima de disipación.
Las válvulas se comportan muy diferente segun la tensión suministrada por la fuente de alimentación, el tipo de montaje que se realiza, si es amplificador de tensión, de potencia o de intensidad.
Todas las válvulas tienen un valor indicado en datasheet, llamado
Wa, o en cristiano, Potencia Máxima de disipación. Suele ser una curva indicada sobre el plano con una linea de puntos. Hay que tener en cuenta que la Wa no tiene que ver con la maxima potencia que puede entregar la valvula, para entendernos, esto seria la máxima potencia que puede disipar una resistencia, antes de achicharrarse.
Las válvulas en sus características suelen llevar un diagrama que lo indica, asi como la corriente de placa expresada en mili amperios
Ip y la tension de placa expresada en voltios
Vp. En los amplificadores de potencia se indica tambien como Vb tension de bateria.
Para calcular la Wa, el algo tan simple como multiplicar la tensión de batería Vb por la intensidad de referencia en el datasheet
Por ejemplo la de la EL84
Tenemos una tensión de 200 v, si marcamos una raya hasta cortar la linea de Wa vemos a la izquierda que indica un consumo de 60 mA. Si multiplicamos 0,060 amperios por 200 v nos da una potencia de 12W. Estaríamos dentro del margen de trabajo optimo.
Si subiéramos la tensión de alimentación hasta los 250v, siguiendo el mismo sistema, nos daría una intensidad de 0,048 mA. También dentrodel margen de trabajo. Como veis, la tensión de fuente influye y mucho en el trabajo de la válvula.
Esta medida seria con un amplificador de una sola válvula.
En las válvulas de previo, aunque su Wa van de 1 a 2w, al ser amplificadores de tensión, el bias no suele constituir un problema, aunque ese calculo si se usa para el sistema de autopolarización. La auto polarización de la válvula se consigue en este caso por la intensidad circulante en la valvula y una resistencia. Esto es lo que se llama polarización por cátodo.
Las válvulas de salida, son un amplificador de potencia, en este caso es sumamente importante el Bias, ya que nos indicara, en que condiciones trabaja el amplificador, lo que llamamos Clase A, A/B y B
TIPOS Y CLASES DE AMPLIFICADOR.
Las Clases A, A/B, B, dependen del tipo de polarización que se empleo en el diseño, independientemente de que sea un amplificador tipo Push Pull (balanceado) o de etapa única (Single Ended)
Los Single Ended, generalmente son Clase A, ya que se busca la mayor potencia y menor distorsión. Y aunque son llamados Bias fijo, en realidad seria mas correcto llamarlos, "preajustados", ya que una variación de la resistencia de cátodo en su valor (generalmente se eleva de valor) , lleva a un desajuste de la tensión de cátodo y por extensión de la polarización de reja, el resultado audible serian recortes indeseados (no clipingg), incluso en canal limpio y a volúmenes moderados.
Los Push-Pull, pueden ser de las tres clases, puede polarizarse para crear un Clase A, si usamos el push-pull como un montaje en paralelo.
En clase A tendrían un Bias fijo, siempre según las indicaciones del fabricante. Como curiosidad, si variamos la resistencia de polarización, cambiamos el tipo de amplificador a un clase A/B, donde a regímenes bajos de potencia se comporta como un A y a elevados volúmenes como un clase B.
Para entenderlo a los que queráis profundizar, recomiendo ver datasheet de fabricantes como Philips y Mullard por ejemplo los de la EL 84 y la EL 34 que son de las mas usadas.
Si comprobamos estos datos, ya deducimos que el Bias, no es algo abstracto, un simple numero indicado por un fabricante.
Realmente lo que realiza es fijar las condiciones de trabajo de la válvula de potencia, para que no sufra una elevación de temperatura que destruya internamente la propia válvula. Ademas un ajuste optimo, hace que la válvula trabaje perfectamente, sin distorsiones indeseadas y que de una potencia de salida máxima, sin amortiguar la señal.
FUNDAMENTOS DEL CIRCUITO DE BIAS.
Cuando se quiere extraer la máxima potencia de estas válvulas, es cuando se emplea el circuito de Bias ajustable.
En un circuito push pull, el mas empleado, se recurre al truco de hacer trabajar a las válvulas, en semiperíodos de la señal.
El circuito previo de ataque, es un inversor de fase, este circuito hace que las señales que atacan a cada rejilla de la válvula estén desfasadas 180º, con esto logramos que cuando hay un periodo positivo en una reja, en el otro esta en negativo y viceversa.
Pero la señal no esta recortada, simplemente desfasada, asi que las rejillas funcionarían igualmente.
aquí se recurre a la polarización indirecta, lo que se trata es de hacer la rejilla, lo mas negativa posible, cerca del corte de reja para que la señal al llegar en su periodo negativo, no excite la válvula.
Como la polarización de cátodo no es capaz de llegar a esos valores, se recurre a una alimentación externa, negativa en este caso, para polarizar la reja directamente, a la tensión indicada para el amplificador.
Esta alimentación viene de un devanado del transformador, mediante un diodo, y con un condensador de filtrado. Se regula con un potenciometro, y en algunos casos esta fijada por un par de resistencias.
Aquí suele venir el lio, ¿pero el bias no es una medida en miliamperios? ¿como sale esto de tensión?
La explicación es que la valvula se comporta de distinta manera en su consumo en mA , respecto a la tensión que apliquemos a la rejilla. La tensión de rejilla seria la tensión de trabajo en reposo y por tanto el consumo prefijado por el montaje.
Cuando cambiamos las válvulas, o incluso cuando pasa un periodo de tiempo en su uso, el valor de la tensión que nos valía hoy, no vale después.
Por eso hay que hacer un ajuste con cierta periodicidad y en cada cambio de válvulas.
COMO EFECTUAR UNA CORRECTA MEDIDA DEL BIAS
Lo esencial es tener los parámetros indicados por el fabricante. Estos parámetros se suelen acoplar a las características indicadas por el fabricante de la válvula, con variaciones dependiendo del tipo de transformador de salida usado.
Una vez que los tenemos, veamos un caso practico. Marshall DSL 401 40W con 4 EL84, montadas en paralelo-balanceado (push-pull)
Aquí se usa un método indirecto, que es la medida de una tensión, este amplificador tiene una resistencia de referencia. R33 de 10 ohms
Lo primero tendríamos que verificar que esa resistencia de cátodo, esta correcta, sin visos de sobrecalentamiento y con una medida exacta.
Lo mejor usar un tester digital, ya que son mas precisos a la vista que los de aguja, y te indican el valor directamente.
El fabricante indica que midiendo en los pines 1 y 2 , una tensión de 1.4 V, tendremos una corriente de Bias de 35mA por cada EL84
Otro caso, salida de un JCM800
Como observáis, el mismo caso, polarización de rejilla, pero con el agravante de que no hay resistencia de referencia. Ya que es un montaje clase B puro.
En este caso lo mejor , instalar una resistencia de 1ohms 2W como referencia en cada cátodo. Según del Datasheet, la EL34 en montaje clase B y en reposo tiene un consumo de 35 mA. Medimos a cada lado de la resistencia con el voltimetro, y nos tiene que dar una medida de 0,035V
En el caso de resistencia de Referencia 1 Ohm, la medida que nos de en milivoltios sera igual a la medida en mA en virtud de la ley de Ohm I = V / R.
Hay que tener en cuenta que esta medida siempre es en reposo, sin señal alguna excitando la salida de potencia, asi que los volúmenes, gains, tonos, etc
es conveniente que estén al mínimo.
un saludo.
PD 1. Las medidas de resistencias, se efectuan siempre con el amplificador completamente apagado, e incluso desenchufado ( que los carga el diablo)
Para efectuar cualquier ajuste, hacer la secuencia habitual, de encendido en standby, y encendido del aparato pasados unos 30 minutos.
PD. 2 editare a medida que se solventen dudas etc....
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