¿QUÉ ES UN MONTAJE ULTRALINEAL?
Si existe un circuito que ha dado que hablar en el mundo de la Hi-Fi a válvulas (por parte de los teóricos más o menos inspirados y de los matemáticos), es seguramente la etapa de salida en contrafase con transformador ultralineal, inventado por David Hafler e I. Keroes en 1951.
La idea de salida era de una simplicidad bíblica. Observando la Fig.1 (extraída de los datos aportados por Hafler y Keroes) se representa un montaje push–pull clásico con dos tetrodos de haces dirigidos (6L6 en el artículo original).
Si se examinan las curvas características de uno de los tetrodos del push–pull, se obtiene la red de curvas situadas a la derecha: son curvas convexas, características de los tetrodos (generadoras de distorsión de orden impar).
En la Fig. 2 se ha unido la rejilla pantalla a la placa, se ha creado pues un seudo–tríodo. Como en todo tríodo las curvas características son cóncavas (generadoras de armónicos pares).
Es porque se prefieren los triodos a los tetrodos en Hi-Fi. El montaje en push–pull anula en teoría esta distorsión si las válvulas son perfectas, si el transformador es perfecto y si el circuito es perfecto, lo que raramente ocurre.
El razonamiento de Hafler y Keroes fue el siguiente: desplazando la toma de rejilla pantalla en las dos posiciones extremas, se obtienen las curvas características extremas, entonces debe existir un punto intermedio de la toma de rejilla pantalla en el transformador de salida donde se obtengan, lógicamente, las curvas rigurosamente rectas (Fig. 3).
Los dos compañeros fabricaron entonces un transformador con toma intermedia. Habían creado una nueva válvula, una especie de Super–Tríodo, teniendo todas las ventajas del tetrodo, en particular una gran sensibilidad de entrada, pero sobretodo Hafler y Keroes constataron que desplazando la toma intermedia a lo largo del bobinado se observa lo siguiente:
- La impedancia intermedia cae bruscamente y se mantiene después en un valor próximo del tríodo.
- La potencia de salida máxima se obtiene sin distorsión; es decir, antes del recorte, aumentando suavemente para a continuación volver a bajar a un tercio de lo que se puede obtener en un montaje tríodo.
- La distorsión de intermodulación con bajo nivel cae bruscamente hasta quedar constatada en un valor mitad de la del montaje tetrodo.
- La distorsión de intermodulación a plena potencia disminuye ligeramente, pasando por un mínimo (para una posición de la toma de pantalla en el transformador, alrededor del 20% de la impedancia o del 40% del bobinado), para crecer luego bruscamente hasta tomar valores elevados que caracterizan a los triodos (es por esta razón que se ve raramente las medidas de intermodulación a plena potencia publicadas en los amplificadores a triodos).
Hafler y Keroes hicieron una multitud de pruebas con diferentes tétrodos (6L6, KT-66, KT-88, 6550 etc.) y llegaron siempre al mismo resultado: la toma de pantalla debe situarse alrededor del 20% (de la impedancia) del bobinado del transformador a contar desde la toma media, o lo que es lo mismo, a un 80% con relación a la placa con una variación de +/- 5% según la válvula empleada.
Para resumir, hay que comprender que este equilibrio ultralineal entre las características del tetrodo y el del tríodo es debido a una contra-reacción en la rejilla pantalla de la válvula, pero el valor de esta contra-reacción va a depender de un conjunto de valores eminentemente variables. Si el transformador está mal construido esta contra-reacción puede transformarse en reacción, se habría creado un perfecto oscilador. Y para culminar el acoplamiento entre los dos semi-primarios del transformador se tendría una reacción en la rejilla opuesta del segundo brazo del push-pull..... reoscilación.
La entrada en oscilación a alta frecuencia de este circuito es el terror de los diseñadores de amplificadores ultralineales y de los fabricantes de transformadores.
LA SOLUCIÓN: En principio en el transformador, es necesario que los dos semi-primarios estén acoplados lo más distanciados posible con el fin de evitar el efecto de reacción de una rejilla sobre otra... ¡Más fácil de decir que de hacer!. A continuación, el circuito, debe ser estudiado con el fin de que con el juego de una o varias líneas de contra-reacción y con las constantes de tiempo bien precisas y donde algunos defasajes introducidos a propósito en el circuito, se pueda compensar la fase de contra-reacción aplicada en la rejilla pantalla a través de la toma intermedia del transformador de salida.
¿El resultado? INCREIBLE. Cuando se observa el esquema de un amplificador ultralineal, uno se sorprende por la extrema simplicidad aparente del circuito. Como hay pocos componentes, son amplificadores de una robustez y de una fiabilidad a toda prueba; la pieza maestra sigue siendo el transformador de salida que celosamente esconde sus secretos.
