La paridad de los armónicos es un factor determinante en la percepción auditiva de la distorsión. Los armónicos impares, propios de las formas de onda simétricas en amplitud, son mas desagradables que los armónicos pares de la misma intensidad. La distorsión congénita del oído humano es la preponderancia de los armónicos pares.
Es importante remarcar que la distorsión armónica de una señal, se ha de considerar la posición de la frecuencia fundamental de excitación en el espectro de frecuencias.
El segundo y tercer armónico son los mas importantes a lo que se refiere a la distorsión de antes. Musicalmente, el segundo esta una octava por encima de la frecuencia fundamental y no siempre es audible, aportando cuerpo al sonido.
El tercer armónico introduce un sonido que muchos músicos lo comparan a tapar el instrumento con una manta y suena apagado. En vez de reproducir un sonido mas lleno, con mas volumen, un tercer armónico con demasiado nivel proporciona un sonido mas metálico que molesta proporcionalmente al crecimiento de su amplitud. A la vez, un segundo armónico con mucho nivel juntamente con un tercero, de nivel importante, tiende a acentuar el efecto de pobreza.
Los armónicos mas altos, por encima del séptimo, proporcionan un tono penetrante y afilado, proporcionando una cesación estridente. Provocar estridencia es equilibrar el tono musical básico, se refuerza la fundamental, proporcionando una buena calidad en los ataques. Hay que destacar que muchos armónicos altos no están relacionados con el tono. Por lo tanto, muchos armónicos altos pueden producir una sensación sonora disonante o áspera, ya que el oído es muy sensible a la contribución de estos y hay que controlarlos.
El uso de transistores puede provocar un zumbido y falta de presencia "PUNCH". El zumbido esta directamente relacionado con el efecto de sobresaturación en los transitorios que provoca esta sensación tan molesta, como el sonido de una mosca. La hipótesis que es ruido blanco proviene de que los armónicos altos, como el séptimo y noveno, no están musicalmente relacionados con la fundamental. Así el oído interpreta las disonancias como un ruido que acompaña a cada ataque de una nota. La falta de presencia es debida al tercer armónico. Todo esto se puede evitar controlando el nivel de los picos que provocan una saturación.
Finalmente deducimos que una de las causas básicas de la diferencia entre el sonido de válvulas y transistores es el peso de las componentes de la distorsión armónica en zona limite del amplificador. Los transistores proporcionan una componente mas fuerte en la distorsión del tercer armónico trabajando al limite. Este produce un sonido apagado y de menor calidad. En cambio una válvula trabajando al limite genera un espectro completo de armónicos.
Cuando en un amplificador a válvulas una señal supera un pico máximo, la frecuencia fundamental va acompañada por todas sus octavas superiores de frecuencia par y en consecuencia no produce un sonido desagradable.
También hay otros factores que diferencian el sonido de las válvulas sobre el transistor (por ejemplo, la influencia del transformador de salida en la reducción de la distorsión por íntermodulación DIM con respecto al amplificador de transistores).
Transistores en circuito
Aunque se tiene la creencia que las válvulas son lineales realmente no los son. La no linealidad de un dispositivo electrónico, introducirá distorsiones sobre la señal fundamental. Concretamente las válvulas ofrecen una distorsión elevada, muy superior a la que nos ofrecen los semiconductores. A diferencia de estos, su distorsión crece con el nivel de la señal de salida, (contra mas señal mas distorsión). En cambio, los semiconductores garantizan unos valores de distorsión, que a parte de ser inferiores a la introducida por la válvula, son constantes, hasta un cierto valor a partir del cual esta, se dispara !!. Parece ser que la evolución de la distorsión de las válvulas es mas parecido a la del oído humano !!!Este hecho diferencia el sonido procedente de una etapa de válvulas , de una formada por semiconductores.
El uso de válvulas permite trabajar en la zona de sobresaturación sin añadir distorsión objetiva en un margen mas amplio. Es como si trabajara como un limitador y el sonido reproducido con válvula tiene un nivel aparente mas alto. Es como si actuara un compresor y en consecuencia mejora la audición del sonido. También las válvulas suenan mas fuerte y tienen una relación señal-ruido mejor que la de los transistores. Las válvulas proporcionan presencia a partir de su natural e implícita sobresaturación, provocando que las señales fuertes se puedan grabar a niveles altos y las señales débiles son aumentadas de nivel, ganando claridad e inmunidad respecto al ruido de fondo. A parte, las válvulas dan una sensación de buena respuesta en bajas frecuencias.
Algunas desventajas del uso de válvulas son: El uso de tensiones de alimentación muy elevadas para calentar el dispositivo, se calientan fácilmente, son muy frágiles mecánicamente, tamaño voluminoso y tienen vida limitada, necesitando un mantenimiento. A parte de las ventajas ya mencionadas por lo que se refiere a la calidad de reproducción, hay que destacar que es un dispositivo de polarización simple, es difícil quemar una válvula sin darse cuenta y aunque tengan la distorsión armónica elevada, es agradable al oído.
Válvula de vacio en funcionamiento
Finalmente cabe remarcar que los semiconductores ofrecen una mayor fidelidad, pero el sonido que nos ofrecen las válvulas tiene mas calidad musical, aunque sea menos perfecto. La discusión de que es lo mejor, puede ser muy complicada cuando entramos en el terreno de la subjetividad, en cambio los aspectos técnicos se pueden medir y nadie los discute. Pero como en definitiva, el sonido es para escucharlo, se ha de intentar entrar en lo menos posible en los aspectos técnicos. El comportamiento no lineal y teóricamente imperfecto quedan de sobras compensados con los resultados de sonidos mucho mas musicales y atractivos en cuanto a la tonalidad. Un solo circuito con una sola válvula puede dar un gran carácter y color al sonido. Ni siquiera un complejo circuito digital es capaz de emular al 100 % el comportamiento de una válvula.
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