Transcripción.
Los tubos al vacío, también llamados válvulas, son sumamente utilizados en micrófonos, amplificadores y equipo de audio en general (Figura 11.1). La función principal de un tubo es aumentar la amplitud de la señal, por lo que requiere de un suministro de energía externo. Son apetecidos por su característica distorsión armónica, ya que aportan un sonido “cálido” a la señal que pasa a través de ellos. El mecanismo por el cual se genera esta modificación del timbre fue discutido en la lección anterior, cuando hablamos de la distorsión y el comportamiento no lineal.
Figura 11.1: Tubo al vacío
¿Cómo funciona un tubo?
En 1883, Edison descubrió que al aplicar calor intenso al filamento incandescente dentro de un bombillo al vacío con un electrodo adicional dentro, se produce un flujo de electrones hacia el electrodo, sin haber contacto entre el filamento y el electrodo.
El diseño más simple de un tubo es llamado diodo y se asemeja a un bombillo con un electrodo extra en su interior (Figura 11.2).
Figura 11.2: Diodo
La corriente alterna proveniente de la fuente de energía externa se conecta al cátodo, calentándolo y provocando la emisión de electrones. Los electrones emitidos son atraídos por el “ánodo” o plate, que es una lámina que rodea al cátodo, pero sin tocarlo.
El diseño más simple de un tubo utilizado para amplificar una señal es llamado tríodo. Este se diferencia del diodo al incluir una rejilla de control entre el cátodo y el ánodo, la cual se encarga de modificar el flujo de electrones entre ambos (Figura 11.3).
Figura 11.3: Corte transversal de un tríodo
La corriente alterna, proveniente de los enchufes, se conecta al cátodo para calentarlo y generar la emisión de electrones (directly heated). También es posible conectar esta corriente alterna a un filamento, el cual calienta indirectamente el cátodo (indirectly heated). La señal proveniente de la guitarra es conectada a la rejilla de control. Si bien su voltaje es bajo, la señal logra cambiar el voltaje de la rejilla misma. Al hacerlo, también se modifica la cantidad de electrones que pasan a través de ella. Los electrones que llegan al ánodo son los que conformarán la señal eléctrica amplificada.
Tanto la corriente conectada al cátodo como la señal conectada a la rejilla son alternas. Sin embargo, la señal de salida del tubo es directa. Esto se debe a que el flujo de electrones se da siempre en el mismo sentido (desde el cátodo hacia el ánodo). Por regla general, el voltaje siempre se mantendrá positivo, aunque varíe de acuerdo a las fluctuaciones de la señal original (Figura 11.4). A este proceso de conversión de corriente alterna a corriente directa se le conoce como rectificación.
Figura 11.4: Rectificación por un tubo
Generalmente, se suelen utilizar tubos con más de tres electrodos. Un ejemplo es el tetrodo, el cual incluye una rejilla llamada screen, colocada entre la rejilla de control y el ánodo, con el fin de aislar mejor estos dos componentes (Figura 11.5). Esta segunda rejilla acelera los electrones que se acercan al ánodo, incrementado la ganancia del tubo.
Figura 11.5: Corte transversal de un tetrodo
Éste el símbolo utilizado para representar un tetrodo en diagramas (Figura 11.6).
Figura 11.6: Simbología de un tetrodo
Un pentodo agrega una tercera rejilla entre el screen y el ánodo para atrapar los electrones que reboten en el ánodo. Existen otros tipos de tubos que agregan cada vez más rejillas entre el cátodo y el ánodo.
Los modelos de tubos son estándar, es decir, hay múltiples fabricantes de un mismo modelo de tubo. Por su parte, los fabricantes de dispositivos de audio que emplean tubos, únicamente especifican el modelo empleado. En la mayoría de ocasiones ocasiones, no fabrican sus propios tubos. Las características de un tubo suelen darse en data sheets (Figura 11.7).
Figura 11.7: Data Sheet de un tubo
La versatilidad de los tubos es tal, que algunos modelos utilizados originalmente en radios de aviones militares, también son utilizados en micrófonos de condensador clásicos del siglo XX.
