Distorção de Amplificadores Valvulados

Um pouco sobre distorção
 

Texto Original publicado no Site TubeAmps por Manolo em 05/02/2006

Quero deixar claro que tratarei, neste artigo, da distorção de pré de alto ganho ou de pedais distorcedores e não da saturação de power. Mais uma vez destaco que o que aqui está escrito não pretende ser a absoluta verdade e resume-se a tentar traduzir as idéias que eu tenho a respeito do assunto. Quando se criou a guitarra elétrica os fabricantes de amplificadores jamais imaginariam que seus produtos algum dia fossem utilizados no volume máximo. Mesmo porque, no volume máximo, o amplificador entra em operação crítica e trabalha em regime de não linearidade. Isso significa que o amplificador passa a modificar o sinal original da guitarra de uma tal forma que soa como se fosse outro instrumento. O Rock’n’Roll e o Blues fizeram com que os guitarristas e público passassem a adorar esse novo tipo de timbre. Foi criada a distorção. Quem diria, uma conseqüência de uma má operação; uma característica considerada nefasta por todos os engenheiros e projetistas, um efeito que se procurava evitar a todo custo, tal como ainda se continua fazendo em amplificação de audio. Uma vez aceita por todos, a distorção de guitarra começou a ganhar variadas formas. Na verdade, tipos de captadores e regulagens diversas da equalização dos amplificadores (básicamente graves, médios e agudos) fizeram com que uma infinidade de timbres fossem criados. No fundo trata-se sempre do mesmo efeito: o amplificador trabalhando em clipping, achatando o sinal por incapacidade de amplificá-lo mais um pouco gera distorção. Não demorou muito para que os engenheiros lançassem caixinhas de distorção (transistorizadas) onde uma tentativa de repetir o timbre dos amplificadores valvulados em regimes de alto volume. Pronto foi criado mais um novo timbre. Desta vez a distorção ficou diferente, mas ainda agradou a muitos guitarristas que passaram a ter novos recursos em seu arsenal de timbres. Essas caixinhas ou pedais sofreram poucas modificações até hoje. Básicamente trabalha-se com dois estágios pré-amplificadores e um estágio clippador ou achatador. Primeiramente amplifica-se brutalmente o sinal da guitarra e aplica-se num estágio seguinte que irá ficar saturado, achatando o sinal e gerando distorção. Mais achatamento ainda é obtido por um par de diodos de silício ou germânio em anti-paralelo entre o sinal do segundo estágio e o terra. Essa é a receita básica de um fuzz, overdrive ou distortion pedal. Pequenas nuances como nível de ganho entre os estágios, tipos de diodos e, principalmente, equalização, fazem com que cada pedal tenha seu timbre característico. Mas logo, como sempre acontece, surgiram os puristas afirmando que esse não é o timbre de um valvulado saturado e, portanto, não se presta. Legiões de guitarristas passaram, então, a só valorizar pedais valvulados de distorção, ainda que as características sejam as mesmas. Quando trabalhamos com baixos sinais, em nível de pré-amplificador, transistores e válvulas comportam-se de maneira semelhante: ambos criam harmônicos de ordem par e ímpar. A operação diferente de válvulas e transistores é que cria distinção entre os timbres. Portanto é possível, teóricamente, criar pedais equivalentes para distorção forte tanto valvulados quanto transistorizados. Para recriar a atuação mais ou menos suave de uma válvula deveremos utilizar muitos transistores e isso pode complicar o circuito. Com o advento dos amplificadores operacionais, com dezenas e até mesmo centenas de transistores embutidos num único invólucro, a coisa ficou mais fácil mas, ainda assim, teríamos que lidar com muitos componentes passivos e redes de equalização. Assim, fica mais fácil utilizar as válvulas, ainda que o custo final seja mais alto. De qualquer forma, a distorção de pré é utilizada, básicamente, em três modalidades: crunch, high gain e, finalmente, ultra high gain. Vale notar que em ultra-high gain a forma de onda da guitarra já está quadrada e sucessivas distorções posteriores são inúteis onde apenas atuam as sucessivas redes de equalizações aplicadas. Desde o fim dos anos 90 existe uma tendência generalizada de embutir essas sucessivas etapas de distorção dentro dos próprios amplificadores valvulados. Surgiram, então amplificadores como os Peavey 5150, Crate Voodoo, Marshall JCM900, Marshal JCM2000 e os surpreendentes Mesa Boogie multi-canais, começando com o Mark IV. Todos esses amplificadores, sem exceção, utilizam diversos estágios pré-amplificadores seguidos de etapas equalizadoras fixas ou variáveis para saturar pesadamente o sinal da guitarra antes de ser entregue à etapa de potência. Vale ressaltar que em alguns pré-amplificadores, como o JCM900, utilizam-se circuitos integrados solid state para amplificar o sinal antes de entregar a uma etapa valvulada posterior. São, portanto, pré-amplificadores hibridos e isso, sempre no meu ponto de vista, não muda muito o resultado final. Muitos guitarristas famosos se valeram de experiências com a ligações de diversos amplificadores em cascata para obter mais distorção. O Brian May foi notório nesse aspecto utilizava dois ou três amplificadores Vox em série, sem utilizar a etapa de potência deles, exceto no último. Assim ele ligava a guitarra no primeiro amplificador, retirava o sinal do pré-amplificador do primeiro e injetava no amplificador seguinte e repetia o processo mais uma ou duas vezes. Regulagens de ganho excessivo eram feitas pelos respectivos controle de volume de cada amplificador e, em conjunto, com a sucessiva rede de equalizações (graves, médios e agudos de cada amplifiador), obtinha um timbre final bastante interessante para certos solos e bases.

O diagrama abaixo demonstra o que era feito:

Observe-se que tanto no estágio 1 quanto no 2 são utilizados apenas os pré-amplificadores de cada amplificador, significando que a etapa de potência é desativada e nenhum som sai do alto-falante. Já no último estágio utiliza-se a etapa de potência, inclusive com os falantes. Com base nessas experiências bem-sucedidas, fabricantes começaram a embutir diversos desses pré-amplificadores em um único amplificador maior a fim de repetir o efeito. Usarei, para exemplificar, como o Mesa Boogie DC-3 efetua isso, apenas na configuração ultra high gain onde todos os estágios são ativados. Veja o esquema típico desse pré-amplificador ultra high-gain em diagrama de blocos:

Tudo foi simplificado. Não representamos o reverb, alguns estágios podem ser desligados, diminuindo o ganho, etc. Os estágios 1, 2, 3, 4, 5 e 6 são meias-válvulas  12AX7 e cada uma proporciona dois estágios, pois ela é dupla. Assim, neste pré-amplificador, teríamos (sem reverb) três 12AX7. Note que o primeiro equalizador é mantido fixo, numa regulagem considerada ideal na fábrica, durante os testes auditivos antes da finalização do projeto. É básicamente essa regulagem fixa que define algum timbre característico do amplificador. Já a segundo rede de equalização é aquela que fica com os controles no painel. O equalizador gráfico no final dos blocos é opcional e daí o sinal da guitarra segue para o estágio de reverb, FX Loop  e etapa de potência. Note que o que é feito é simplesmente incluir, da maneira mais enxuta possível, dois pré-amplificadores completos e mais um estágio extra de ganho. Tudo  em cascata. É isso que produz esses timbres cavernosos de ultra high gain que tanto fazem sucesso atualmente. Não passam de sinais super pré-amplificados - básicamente ondas quadradas - com médios drásticamente reduzidos. Não devemos esquecer que a verdadeira complexidade do pré-amplificador está em deixar vários pontos chave de equalização configuráveis pelo usuário via chaves liga-desliga e em chavear alguns estágios sem muitos estalos no alto-falante. Isso resulta em footswitchs de várias chaves e mais um conglomerado de chaves no painel. Ao mesmo tempo, utilizam-se controles de tonalidade diferenciados para cada tipo de configuração, a fim de que o usuário possa usufruir de "vários amplificadores" em um só. Sobre os diodos clipadores Amplificadores MesaBoogie não utilizam diodos clipadores. Eu, pelo menos, desconheço algum esquema deles que faça isso, exceto o pedal/pré V-Twin. Por outro lado, já vi diversos pedais valvulados de outros fabricantes que o utilizam e até mesmo os Marshall. O 2550 com sua deliciosa distorção cremosa, se valem desse recurso. Os puristas afirmam que um estágio deixa de ser valvulado quando se utilizam diodos clipadores porque eles são de silício, germânio ou ainda LEDs, portanto componentes de estado sólido. O importante é que eles podem eliminar um ou dois estágios de amplificação ao serem ligados entre a saída de algum estágio de ganho e o terra, conforme o diagrama abaixo:

Alguns puristas menos informados ainda esperam que um amplificador desse tipo seja todinho feito em PTP, para que não exista "perda de timbre" da guitarra. Vale lembrar que numa configuração de ultra high gain o timbre da guitarra acaba não influindo muito, uma vez que o que ouvimos está completamente achatado e modificado. Verdadeiramente homogeneizado pelas sucessivas etapas de ganho monstruoso.Conclusão Com este artigo conclui-se que o ítem mais importante numa rede de alto-ganho é a equalização. As modificações de tonalidade com suas ênfases e atenuações nas diversas faixas de freqüência é que decidem o timbre do amplificador de high gain, assim da próxima vez que for regular sua configuração de pedais e amplificador, fique atento ao ítem de maior importância: equalização. Manolo.