Válvulas: a história, o funcionamento e o timbre que tantos gostam (Parte 1)

 

 

Caro leitor,
Hoje vamos falar sobre amplificação por válvulas. É importante dizer que quando eu uso o termo amplificação, estou me referindo ao circuito eletrônico que amplifica o sinal e não exatamente a amplificadores de potência.

 

Este artigo não tem a intenção de eleger qual é a melhor topologia de circuitos amplificadores (válvulas ou transistores). Para começar, deixo bem claro que, em minha opinião, a escolha depende do propósito e do gosto pessoal.

 

 

A História:
A válvula termiônica foi inventada pelo engenheiro elétrico Sir John Ambroise Fleming em 1904. Ficou conhecida como "válvula Fleming", tratando-se de um diodo. Com um cátodo aquecido e um ânodo, não havia controle do fluxo de elétrons. Ele também foi o autor do projeto do primeiro transmissor de rádio transatlântico e físico que estabeleceu a regra da mão direita.

 

 

Em 1906, o engenheiro norte-americano Lee De Forest inventou a grade de controle e a adicionou ao diodo de Fleming. Estava criada a válvula amplificadora, o tríodo, batizado por ele de AUDION, que funcionava também como válvula detectora.

 

A válvula "moderna" como nós conhecemos foi de enorme importância para o desenvolvimento das comunicações, indústria da música e dos computadores. Também a partir dela foi criada a eletrônica como disciplina. Antes disso, os "computadores" eram mecânicos, e as transmissões eram por meio de um tipo de transmissor que gerava onda eletromagnética por centelha de alta voltagem (Spark Gap Transmitter).

Mesmo com o avanço das tecnologias, usamos válvulas até hoje, não só nos amps de guitarra e pré-amplificadores em geral. Há válvulas em diversas aplicações. Imagine que, na maioria das casas, há um forno micro-ondas, no qual há uma válvula construída em metal (MAGNETRON). Sem falar em aplicações na eletromedicina e transmissores de rádio.

 

 

Funcionamento básico:
Vamos nos concentrar apenas no tríodo, que é o tipo mais comum em aplicações de áudio. Os tríodos mais conhecidos são da família 12**7.

 

 

O tríodo é uma válvula com três eletrodos (daí o nome). Esses eletrodos são montados em um tubo de vidro fechado a vácuo. O cátodo é aquecido pelo filamento. Quando o cátodo chega a uma determinada temperatura, e com uma tensão positiva aplicada no ânodo (placa), os elétrons começam a saltar da superfície do cátodo para o ânodo, surgindo uma corrente elétrica. A grade controla a corrente elétrica que flui entre os eletrodos (cátodo para ânodo). Para controlar o fluxo, é necessária a aplicação de uma pequena corrente na grade. Esse fenômeno torna possível a amplificação de sinais muito baixos (da ordem de milivolts). Na prática, quando é aplicada uma tensão negativa na grade, a corrente é proporcionalmente reduzida entre o cátodo e ânodo, podendo chegar a zero dependendo da tensão de grade. Nesse caso, teremos um controlador de corrente ou uma chave I/O. As chaves I/O são a base da eletrônica digital.

 

Esses circuitos foram largamente usados nos primeiros computadores. Em outro caso, quando aplicado um sinal de áudio, teremos o sinal algumas vezes aumentado e com a fase invertida em 180° no ânodo. Com o arranjo de alguns estágios de amplificação em série, o sinal é amplificado muitas vezes dentro do equipamento, seja um pré-amplificador no estúdio ou um amplificador de guitarra no palco. Cada um com suas particularidades.

 

 

Observem o detalhe da mancha preta no topo da válvula. Na verdade, isso é o vestígio da queima no getter. Depois de retirado o ar por meio de uma bomba de vácuo, a ampola é fechada. Mas, ainda assim, resta um pouco de ar no interior do tubo. Antes dos testes efetivos do controle de qualidade, a válvula é aquecida por indução. A alta temperatura faz o elemento químico (normalmente o Barium) depositado no getter (detalhe da foto) entrar em combustão. Com isso, todo ar restante é queimado. Quando encontramos uma mancha branca, ao invés da escura espelhada, é sinal de que o tubo está contaminado com ar. A válvula está totalmente danificada.

 

Na segunda parte, falaremos sobre a influência dos efeitos elétricos no timbre dos valvulados. Até lá!