Quando pensamos em amplificadores valvulados, é comum imaginar vários estágios, diversas válvulas e um circuito relativamente grande.
Mas existe uma válvula particularmente interessante para projetos compactos: a 6BM8, também conhecida pela designação europeia ECL82.
O motivo é simples: dentro de um único envelope de vidro encontramos duas funções diferentes:
um triodo + um pentodo de potência.
Isso permite construir um amplificador completo utilizando uma única válvula no chassi, aproveitando o triodo para amplificação de tensão e o pentodo para a etapa de potência. A própria documentação da 6BM8/ECL82 a especifica dessa maneira.
Uma válvula, mas dois dispositivos eletrônicos
Visualmente temos apenas uma válvula:
6BM8 / ECL82
┌─────────────┐
Entrada│ TRIODO │
─────>│ ↓ │
│ PENTODO │────> saída
└─────────────┘Eletricamente, porém, existem dois sistemas dentro dela.
Isso torna a 6BM8 muito interessante para amplificadores pequenos, rádios e projetos de áudio em que queremos reduzir a quantidade de componentes.
A ECL82 foi inclusive bastante utilizada historicamente em equipamentos de áudio e televisores.
O triodo pode funcionar como pré-amplificador
O primeiro estágio precisa receber um sinal relativamente pequeno e produzir amplitude suficiente para excitar a etapa seguinte.
É aí que entra a seção triodo da 6BM8.
No datasheet, essa seção apresenta fator de amplificação de aproximadamente 70 em uma condição típica especificada.
De maneira simplificada:
SINAL DE ENTRADA
↓
TRIODO
↓
amplificação de tensão
↓
PENTODOO triodo não é o estágio responsável por entregar diretamente vários watts ao alto-falante. Ele prepara o sinal para a seção de potência.
O pentodo faz o trabalho pesado
A segunda seção da válvula é um pentodo de potência.
É ele que pode alimentar o transformador de saída, que por sua vez permite acoplar a alta impedância da etapa valvulada à baixa impedância do alto-falante.
Temos então:
Triodo
↓
Pentodo 6BM8
↓
Transformador de saída
↓
Alto-falanteO transformador de saída é uma parte fundamental de um amplificador valvulado convencional desse tipo.
E os 8 Watts RMS do título?
Aqui precisamos fazer uma distinção técnica importante.
Uma única 6BM8 não fornece normalmente 8 W em uma configuração single-ended convencional.
O datasheet RCA apresenta, para a seção pentodo operando como amplificador Classe A1 a 200 V, carga de 5,6 kΩ e 10% de distorção harmônica total, uma potência máxima de sinal de aproximadamente 3,5 W.
Outros dados da 6BM8 apresentam valores ainda menores em determinadas condições de operação.
Então de onde podem surgir valores próximos de 7 ou 8 W associados à ECL82?
Uma possibilidade é utilizar duas seções de potência em configuração push-pull. Existem projetos históricos com ECL82 que alcançam aproximadamente 7 W por canal dessa maneira.
Portanto, devemos tomar cuidado para não transformar o título do projeto em uma especificação universal da válvula.
8 W RMS é uma característica alegada para a montagem apresentada, não uma potência que qualquer circuito com uma única 6BM8 necessariamente produzirá.
Essa distinção deixa o artigo tecnicamente muito mais correto.
Potência da válvula não é a mesma coisa que dissipação de placa
Outra confusão comum acontece ao encontrarmos no datasheet valores próximos de 7 W.
A documentação da 6BM8 informa dissipação máxima de placa do pentodo de até 7 W em determinadas condições.
Isso não significa 7 W de potência de áudio no alto-falante.
São grandezas diferentes.
Dissipação de placa
≠
Potência de saída de áudioParte da energia elétrica fornecida ao circuito vira potência útil na saída e parte é dissipada, inclusive como calor na própria válvula.
Por isso não devemos olhar a dissipação máxima do datasheet e simplesmente escrever:
válvula de 7 W = amplificador de 7 W.
Por que utilizar transformador de saída?
Um alto-falante típico apresenta baixa impedância, enquanto o pentodo trabalha com uma carga de milhares de ohms.
No exemplo de operação Classe A fornecido pelo datasheet da 6BM8, a carga especificada é de 5.600 Ω.
Não faria sentido simplesmente conectar ali um alto-falante de 4 ou 8 Ω.
O transformador realiza a transformação de impedância:
onde:
- é a impedância refletida para o primário;
- é a impedância conectada ao secundário;
- é a relação de espiras.
Por isso um transformador de saída não é apenas um componente colocado entre a válvula e o alto-falante por conveniência.
Ele faz parte do projeto da etapa de potência.
Um amplificador single-ended
Quando uma única seção de potência reproduz todo o ciclo do sinal, temos uma configuração single-ended.
Em uma implementação Classe A:
sinal completo
↓
PENTODO
↓
transformador de saída
↓
alto-falanteIsso é diferente do push-pull, no qual dois dispositivos de potência trabalham de maneira complementar.
A vantagem da configuração com uma única 6BM8 é justamente a simplicidade.
Poucos componentes não significam um projeto trivial
Essa é uma característica fascinante dos amplificadores valvulados.
Podemos construir um circuito funcional com relativamente poucos componentes, mas cada um deles desempenha uma função importante.
Temos resistores de polarização, capacitores de acoplamento e bypass, fonte de alimentação, filamento, transformador de saída e os componentes associados aos dois estágios da válvula.
Portanto:
circuito pequeno ≠ circuito sem complexidade.
A polarização determina como a válvula trabalha
Para que o sinal seja amplificado corretamente, precisamos estabelecer o ponto de funcionamento da válvula.
Em muitos amplificadores simples utiliza-se polarização automática por resistor de cátodo.
A corrente produz uma queda de tensão nesse resistor, fazendo o cátodo ficar positivo em relação à grade.
Podemos representar conceitualmente:
cátodo
│
Rk
│
GNDFrequentemente existe também um capacitor em paralelo com esse resistor para modificar o comportamento do estágio para sinais AC.
Alterações nesses componentes podem afetar ganho, resposta e condições de operação da válvula.
E existe ainda o filamento
A 6BM8 possui filamento especificado para aproximadamente:
6,3 V / 0,78 A.
Isso sozinho representa aproximadamente:
Essa energia serve para aquecer o cátodo.
É uma boa demonstração de por que amplificadores valvulados não devem ser avaliados apenas comparando a potência consumida com a potência entregue ao alto-falante.
Veja a montagem do amplificador com a 6BM8
Nos dois vídeos mostro este projeto de amplificador utilizando a 6BM8/ECL82.
Aqui temos um daqueles projetos em que vale observar não apenas se o amplificador funciona, mas também como cada parte do circuito contribui para o resultado.
O transformador de saída precisa ser adequado
Isso também conversa diretamente com outro projeto que vimos sobre reaproveitamento de transformadores de saída de equipamentos antigos.
Um transformador encontrado em um rádio valvulado pode ser muito interessante para experimentação, mas precisamos considerar:
- impedância refletida;
- relação de espiras;
- corrente DC suportada pelo primário;
- potência;
- tamanho do núcleo;
- resposta em frequência.
Especialmente em uma configuração single-ended, o transformador precisa lidar com a componente DC da corrente de placa sem saturar excessivamente o núcleo.
Por isso, um transformador de alimentação comum e um transformador de saída de áudio não devem ser tratados como componentes equivalentes, mesmo que seja possível realizar experiências com transformadores diversos.
O alto-falante também faz parte do sistema
No secundário precisamos considerar a impedância para a qual o transformador foi projetado.
Se temos um transformador calculado para determinada relação entre primário e secundário, trocar um alto-falante de 8 Ω por outro de 4 Ω altera também a impedância refletida para a válvula.
Pela relação:
se mudar, também muda.
Isso pode alterar potência, distorção e condições de funcionamento da etapa.
Amplificadores valvulados trabalham com tensões perigosas
Este ponto precisa ficar muito claro.
Apesar de estarmos falando de apenas alguns watts de áudio, o circuito pode trabalhar com centenas de volts.
O datasheet da 6BM8 apresenta condições típicas da seção pentodo na casa de 200 V e limites superiores ainda maiores.
Além disso, capacitores da fonte podem permanecer carregados mesmo depois que o equipamento é desligado da tomada.
Portanto, este não é um circuito indicado para alguém começar a trabalhar com eletrônica sem compreender previamente segurança em alta tensão.
8 W no alto-falante não significa que existam apenas tensões pequenas dentro do amplificador.
Uma válvula que funciona quase como duas
Esse talvez seja o aspecto mais interessante da 6BM8.
Fisicamente:
1 válvulaFuncionalmente:
┌───────────────┐
│ 6BM8 │
│ │
│ TRIODO │ → amplificação de tensão
│ + │
│ PENTODO │ → estágio de potência
│ │
└───────────────┘Essa combinação permitiu historicamente construir equipamentos compactos e continua tornando a ECL82/6BM8 uma válvula muito interessante para projetos experimentais de áudio.
E, para quem gosta de entender eletrônica aplicada ao áudio, é um excelente circuito para visualizar todo o caminho:
entrada → pré-amplificação → potência → casamento de impedância → alto-falante.