Ajuste de Bias Parte 1

Esta es una introducción básica para principiantes.

Habrá un poco de matemáticas opcionales involucradas, si lo deseais, pero no os preocupeis, son matemáticas simples.

Bias, una definición :

La polarización en un amplificador es un parámetro eléctrico que establece las condiciones óptimas de operación para los componentes, en este caso los tubos de salida. No está tan claro, ¿eh? Un ejemplo que dí en un artículo  es el de configurar la velocidad de ralentí de un motor de automóvil. Un motor de automóvil típico ralentiza entre 600 y 800 RPM. ¿Por qué no configurarlo a 100 RPM y ahorrar gasolina? Porque el motor se detendrá. Podríamos fijarlo en la línea roja del motor, digamos 6,000 RPM, así que siempre tendremos mucha energía disponible al instante, pero esto quemará una gran cantidad de gasolina y el motor no durará mucho. Los tubos son muy parecidos. Si el Bias se establece demasiado bajo, el sonido se distorsionará, pero los tubos durarán mucho tiempo. Si establecemos la polarización para que los tubos se encuentren en su límite superior, la calidad del sonido puede ser encantadora, pero los tubos no durarán mucho. Una configuración típica de polarización es un compromiso razonable entre un buen sonido y una vida útil aceptable del tubo.

La velocidad de ralentí en los vehículos modernos se establece mediante uno de los ordenadores del motor que controla la inyección de combustible. En los viejos tiempos de los carburadores, se usaba un destornillador para ajustar la velocidad de ralentí. Coincidentemente, a menudo se usa un destornillador para establecer la polarización en un amplificador de polarización fija. Un amplificador como el Elekit TU-8340VK también tiene un diseño de polarización fija, pero un microprocesador lee algunos voltajes y ajusta otros voltajes para establecer el Bias. Si teneis un amplificador como este, podeis darle a vuestro destornillador y multímetro una jubilación anticipada.

Bias fijo = Bias ajustable

No es broma. Lo sé, esto no tiene sentido. El Bias fijo realmente significa que el Bias es 'fijo' a un punto nominal para un rendimiento óptimo del amplificador. Para 'fijarlo' a un punto óptimo, debe ser ajustable para tener en cuenta las variaciones de producción entre los tubos. También es ventajoso ya que mantener ese punto "fijo" es posible a medida que los tubos envejecen.

Tened en cuenta las resistencias variables en las imágenes de abajo. Estos se ajustan mientras se monitorea un voltaje, para establecer el Bias

La placa de circuito en la imagen de abajo tiene el ajuste de voltaje ideal indicado justo al lado de los puntos de prueba para las sondas del medidor. El manual del propietario es la otra fuente común para el punto de ajuste del voltaje. Los voltajes que se miden generalmente no son más de 2 voltios y no son peligrosos. Hay otros voltajes cercanos en el rango de 300 a 500 voltios que SON peligrosos.





Si no está seguro, obtenga la ayuda de un tecnico para mostrarle cómo hacerlo antes de intentarlo usted mismo  Algunos amplificadores, como el que se muestra a continuación, no requieren la eliminación de la cubierta, por lo que los ajustes pueden realizarse sin exponer al usuario a voltajes peligrosos.



Asegúrese de dejar que el amplificador se caliente durante 10 a 15 minutos antes de establecer el Bias para que los componentes puedan estabilizarse. La música NO debe estar sonando cuando hace ajustes de Bias, pero puede escuchar mientras el amplificador se está calentando.

Configure el medidor para medir el voltaje de CC e inserte o conecte la sonda del medidor a los puntos de prueba como se muestra a continuación



Ajuste con cuidado el potenciómetro de corte para cada tubo para establecer el voltaje especificado como se muestra arriba. Repita para el (los) otro (s) tubo (s) en el amplificador, y listo.

Tenga en cuenta que en la imagen de arriba, se utiliza un ajustador especial aislado. Si uno de estos no se suministra con su amplificador, es una buena idea obtener uno, son solo un par de euros. Si coloca un destornillador de acero estándar en un amplificador de tubo encendido, puede obtener una lección introductoria sobre la soldadura por arco.

Con un nuevo amplificador, o al instalar un nuevo conjunto de tubos en un amplificador, es una buena idea verificar el Bias cada semana aproximadamente durante el primer mes. Las características del tubo probablemente se desviarán un poco durante el rodaje, y un ajuste rápido del Bias los llevara de nuevo al punto especificado. Si está reemplazando un conjunto de tubos desgastados, vuelva a marcar el Bias en el conjunto anterior antes de colocar los nuevos. Esto le permitirá comenzar con un ajuste de Bias bajo y progresar gradualmente. Comenzar con un Bias demasiado alto puede estresar sus tubos y, por lo tanto, estresarlo a usted también.

Después de eso, verifique el Bias cada mes aproximadamente y ajústelo si es necesario. El mejor momento para volver a verificar el Bias es al final de una sesión de escucha, antes que se apague el amplificador. En algún momento, no podrá ajustar el Bias a la configuración especificada. Esta es una señal de que un tubo está llegando al final de su vida útil y debe ser reemplazado. Si se trata de un amplificador estéreo y los otros tubos de alimentación se instalaron al mismo tiempo, es probable que todos deban ser reemplazados pronto.

Un amplificador push-pull con polarización fija tiene dos ventajas sobre un amplificador similar sin ajuste de polarización. El primero, mencionado anteriormente, es la oportunidad de ajustar los tubos para lograr el mejor compromiso entre la calidad del sonido y la longevidad. La segunda es que la distorsión se minimiza cuando ambos tubos (en el par de empujar y tirar) se ajustan para un consumo de corriente idéntico.

Si falla un tubo nuevo, es probable que falle dentro de las primeras 5 o 10 horas de uso. Puede costar un poco más, pero comprar tubos a un proveedor de buena reputación en conjuntos combinados puede ahorrar dinero a largo plazo. Un vendedor concienzudo de tubos agrupará y registrará un conjunto de características de los tubos. Si, por ejemplo, uno de los tubos se descompone en aproximadamente un mes después de la compra y la instalación, es relativamente fácil obtener un reemplazo idéntico.

Todo lo que necesita saber para optimizar el rendimiento de su amplificador es establecer la tensión de polarización en el valor nominal y configurar todos los tubos de manera idéntica. He evitado la teoría hasta este punto, pero si deseais conocer el razonamiento y las matemáticas detrás de estos ajustes, continúad leyendo. También cubriré la disipación de energía para aquellos de vosotros que deseen saber sobre este tema también.

Cálculo de corriente de polarización y disipación de potencia




El esquema de arriba muestra el tubo de una etapa de salida típica. En este caso, es la mitad de un amplificador push-pull donde otro tubo se refleja esencialmente debajo de este, pero por simplicidad no lo he mostrado.

El tubo es un pentodo (5 elementos, sin incluir el filamento). Los 5 elementos son el cátodo (K), las rejillas (G1, G2 y G3) y el ánodo (A). No voy a entrar en la teoría del flujo de electrones dentro del tubo, pero si estáis interesados,me lo decís y publicaré un post sobre el tema.  Aunque no se muestra, el ánodo y la rejilla 2 están conectados al transformador de salida en lo que comúnmente se conoce como una configuración 'ultralineal'. El transformador de salida también está conectado a la fuente de alimentación de alto voltaje, generalmente conocida como B +. ¡En un amplificador de tubo de alta fidelidad típico, el B + está generalmente en el rango de 350 a 500 voltios!

El voltaje que medirá en la resistencia del cátodo ( R ) generalmente no es más de 2 voltios.

A medida que ajusta el potenciómetro de polarización que se muestra en el lado izquierdo en el esquema anterior, está imponiendo una tensión de CC en G1. Esta tensión controla el flujo de corriente a través del tubo. El flujo de corriente se manifiesta como una tensión en la resistencia R . El voltaje a través de R variará en relación con el flujo de corriente a través del tubo. Un voltaje más alto en R equivale a más corriente que fluye a través del tubo.

Para determinar el flujo de corriente a través del tubo, necesitamos saber dos cosas, luego hacer un poco de matemáticas fáciles. Una vez que sepamos esto y encontremos una información más, podemos calcular la potencia disipada por el tubo.

Necesitamos conocer el valor de la resistencia R . Esto será en cualquier lugar entre aproximadamente 0,1 y 30 ohmios. El valor se puede encontrar en el esquema de su amplificador, si se proporciona uno. Los foros de Internet son otra fuente de ayuda esquemática, y si falla todo lo demás, puede leer el valor de la resistencia del código de colores en el amplificador o medirlo con un multímetro.

Si no está seguro de lo que está haciendo, busque ayuda. Si planea husmear bajo las tapas de sus amplificadores, lo mínimo que debe hacer es desconectar su amplificador y dejarlo reposar durante la noche. Esto le dará tiempo a los condensadores de la fuente de alimentación para descargar sus voltajes potencialmente letales.

Para el ejemplo del esquema que se muestra arriba, digamos que R es de 5 ohmios. Y digamos que la tensión a la hemos de aspirar cuando ajustamos el potenciometro de Bias es de 0,30 voltios, medida a través de R .

Para calcular el flujo de corriente a través de R (y también a través del tubo), usamos la ley de Ohmios:

E = I x R donde E = voltaje (en voltios), I = corriente (en amperios) y R = resistencia (en ohmios).

Entonces: I = E / R o 0.30 ÷ 5 = 0.06 amperios (o 60 miliamperios).

Esta información por sí sola no significa mucho, por lo que debemos continuar si queremos calcular la potencia disipada por el tubo para ver si está dentro de los límites de seguridad o si  deseamos, aumentarla (o bajarla) un poco .


Calculando la disipación de potencia

Necesitamos una información más para calcular la potencia disipada por el tubo. Esta es la tensión medida a través de los puntos K y A en el tubo en el esquema. Si no se siente cómodo midiendo este voltaje, serán varios cientos de voltios , no lo haga. Consiga a alguien que conozca sobre el tema.

Para calcular la potencia disipada a través del tubo, use la siguiente fórmula:

P = E x I donde P = potencia (en vatios), E = voltaje (en voltios) e I = corriente (en amperios).

Entonces: E (B +, medido o por el esquema) x I (del cálculo anterior).

Para el ejemplo, suponiendo que el B + es 350 voltios, entonces: 350 x 0.06 = 21 vatios.

En el ejemplo anterior, el tubo es un Electro-Harmonix EL34. Los datos del tubo están disponibles en el sitio web de la marca.

A continuación hay una copia de la información pertinente que necesitaremos. Los valores indicados son los máximos permitidos. Los voltajes, corrientes y potencias típicos (disipación) en amperios reales son significativamente menores.



En nuestro ejemplo, el voltaje de la placa ( 1 ) 350 voltios está bien porque el máximo es de 800. La corriente del cátodo (2) a 60 mA (miliamperios) también está bien. El voltaje de la pantalla (cuadrícula 2 ) (que se muestra entre 3 y 4 ) está muy por encima de nuestro B + (350 voltios), por lo que también estamos dentro de los límites permitidos. Para la máxima disipación de potencia, podemos sumar 3 y 4 juntos para un total de 32.5 vatios.

Aquí es donde mi analogía con la configuración de la velocidad de ralentí en un motor de automóvil se descompone un poco. La velocidad de ralentí en un motor automotriz es tal vez el 10% de las revoluciones máximas. La polarización nominal en los tubos de salida generalmente se establece para producir un consumo de energía de aproximadamente el 70% del máximo permitido.

70% de 32.5 vatios es 22.75 vatios, por lo que nuestro ejemplo que disipa 21 vatios (65%) es un poco bajo. Si se tratara de un amplificador real, elevarlo 1,75 vatios probablemente no sería un problema. Para calcular la configuración de voltaje de polarización para 22,75 vatios de disipación, simplemente trabaje las dos fórmulas hacia atrás para llegar a 0,325 voltios.

Estoy seguro de que la pregunta que se formó en tu mente es: "¿Qué pasa si Hago los cálculos y mi amplificador está trabajando los tubos con una disipación del 55%? ¿Puedo subirlo hasta un 70%?" La respuesta en un mundo perfecto sería Sí, adelante.  Sin embargo , hay aspectos prácticos que deben considerarse que podrían no hacerlo posible. Si utilizamos el ejemplo anterior pero asumimos que el fabricante del amplificador recomienda una disipación del 55% (17.9 vatios por tubo), tenemos un ajuste de polarización de 0.26 voltios, pero lo más importante es que la corriente que fluye a través de cada tubo es de 51 miliamperios. Suponiendo un amplificador estéreo push-pull con cuatro tubos, es un consumo actual de 204 miliamperios (51 x 4). Si esto es lo que ha recomendado el fabricante de amplificadores, aumentar la disipación al 70% (65 miliamperios por tubo, 260 mA en total) aumenta el consumo de corriente en un 27,5%. Si el transformador de potencia y / o los transformadores de salida se especifican sobre el limite, un aumento del 27,5% podría ser demasiado grande. No estoy diciendo que los fabricantes de amplificadores como regla especifiquen marginalmente sus transformadores, pero algunos podrían. Por lo tanto, mi consejo, en este caso, sería no arriesgarse a menos que piense que un espectáculo de fuegos artificiales en su sala de audición sería divertido. Como regla general, no cambiaría el Bias en más del 5% del valor especificado sin recibir primero la aprobación del fabricante del amplificador.

La próxima vez

En la parte final de esta serie, discutiré el otro tipo común de Bias (Bias del cátodo) y hablaré también sobre las consideraciones de sustitución de tubos.  Si tiene alguna pregunta, envíelas ahora e intentaré abordarlas en la parte 2.

Un saludo

















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usamos la ley de Ohmios

No existe tal ley, si existe la ley de Ohm.
Si comienzas por el principio, qué es una válvula y para que sirve cada electrodo, será todo mucho más comprensible que si pones el ejemplo del carburador de un coche para explicarlo.
Que dicho sea de paso, casi todo el mundo hace lo mismo, te explica como funciona una válvula poniéndote de ejemplo cualquier otra cosa.
Si hablamos de ajustar el funcionamiento de una válvula, vamos a hablar de válvulas y de cómo la reja hará de moduladora del flujo de electrones que se crean dentro.

Saludos

Por añadir un poco más de información, de manera más gráfica.



La linea roja  marcada con 2,75w en el gráfico  es el máximo  de disipación en este caso de la 12au7,  el bias controla el punto de polarización que debe ser menor del máximo de disipación y buscando el punto optimo, normalmente donde las lineas están más paralelas.

En este caso el bias es de 8mA para un voltaje de 154V = 1,23W  que confirma  que el punto de trabajo es inferior al máximo de trabajo de 2,75w, siguiendo las instrucciones de cada equipo dado que dependiendo del voltaje  del ánodo la corriente en mA cambia y no por tener las misma válvulas el bias debe ser igual, cada equipo es diferente.