Ajuste da corrente de BIAS

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Ajuste da corrente de BIAS


Existem, fundamentalmente, dois ajustes que são de extrema importância para o correcto funcionamento e longevidade dos amplificadores de áudio:
O ajuste da corrente de repouso (ou quiescente), conhecido também como ajuste da tensão de polarização (bias), e o DC offset, também conhecido como ajuste de 0Volt.

Neste artigo iremos abordar apenas o ajuste da corrente de BIAS nos amplificadores a válvulas, deixando de parte esse ajuste nos equipamentos transistorizados.

Também não abordaremos o ajuste de Ofset uma vez que este não existe nos modelos valvulados.

Os estágios de saída que trabalham em “Push-pull” apresentam descontinuidades no funcionamento, porque os transístores não comutam a exactamente 0V. Isso leva ao que se chama "distorção de crossover", presente em amplificadores com saída em classe B.

A classe AB é uma mistura das vantagens de eficiência da classe B e qualidade da classe A, com a vantagem de resolver o problema da distorção de cruzamento.

Isto é evitado aplicando-se uma pequena tensão contínua de polarização à base dos transístores de saída (cerca de 0,65 V), de forma que fiquem no limiar da condução, quando em repouso. Assim, a transição de um transístor para o outro (no par de saída) é constante, sem "quebras".

O mesmo é aplicado aos andares a válvulas.

O ajuste desta corrente é extremamente crítico. Nos transístores, quando muito elevado, pode levar em alguns segundos à destruição dos mesmos, por uma espécie de efeito de bola de neve provocado pelo aumento da temperatura. O aumento da corrente provoca a subida da temperatura e, como os semicondutores são sensíveis às variações da mesma, a corrente começa a aumentar descontroladamente levando à fusão do material semicondutor.

Nos andares a válvulas uma corrente de BIAS demasiado elevada provoca a diminuição da vida útil destas e não traz qualquer benefício para a qualidade de áudio ou potência.

O ajuste da corrente de BIAS deve ser feito quando são substituídos os transístores finais, drivers ou quaisquer outros componentes do andar final. Nas válvulas este ajuste pode ser feito periodicamente, uma vez que a sua emissão electrónica vai diminuindo com o tempo. Dentro de certos limites o seu reajuste pode introduzir pequenas alterações na qualidade de áudio tendo, em atenção que o bias alto tende a aumentar a compressão, o calor e a potência do som. Por outro lado, ajustes altos demais diminuem a vida útil das válvulas. Ajustes baixos de bias costumam provocar a distorção cruzada, uma distorção em excesso que é perceptível e desagradável. A vantagem é que as válvulas aquecem menos e duram mais.

Os valores da corrente devem ser os indicados pelo fabricante do amplificador, ou à falta deste, do fabricante da válvula. Note que uma válvula da mesma referência pode variar a corrente de BIAS em função da marca, mas não serão diferenças de 5mA que trarão danos.

Caso desconheça o valor correcto, pode usar o nosso simulador para determinar a corrente ideal em função da válvula utilizada e da classe de amplificação.



Como efectuar o ajuste de BIAS num amplificador a válvulas


Antes de mais, note que os circuitos valvulados trabalham com tensões bastante elevadas que podem ser mortais. Não toque nos pinos das válvulas nem nos componentes circundantes e use ponteiras do multímetro de boa qualidade. Para o ajuste utilize uma chave de cabo isolado.

Existem vários métodos para medir a corrente de BIAS mas o mais simples e seguro é o que se descreve abaixo:

  1. Coloque uma resistência de 1 ohm (1R) em série com o cátodo de cada válvula de saída. Em termos práticos esta resistência fica entre o cátodo e a massa.

  2. Ligue o amplificador não esquecendo de conectar uma carga na saída. Se não quiser utilizar um alto-falante pode usar uma resistência do valor da impedância de saída. É importante saber que um amplificador a válvulas nunca deve ser ligado sem carga na saída.

  3. Aguarde uns 10 minutos para que as válvulas estabilizem.

  4. Sem nenhum sinal (entradas em curto) meça a tensão DC com um multímetro digital e numa escala baixa (200mV ou 2V) sobre cada resistência. Usando a lei de Ohm, calcule a corrente que flui por ela (por exemplo, se medir 40 mV, terá 40 mA).

  5. Ajuste o trimmer ou potenciómetro localizado junto da respectiva válvula até obter o valor correcto.

  6. Por fim, observe as válvulas de saída e veja se há um brilho alaranjado nos elementos internos. Caso isso suceda, é sinal de que o ajuste não foi correcto, e as válvulas estão a trabalhar sobreaquecidas. Refaça as medições.

Note que, embora esteja a medir a corrente de cátodo, é quase o mesmo que medir a corrente de placa, que é o que interessa. Embora a corrente de cátodo seja a soma das correntes de placa e grelha auxiliar, (por ter alta impedância, (a grelha de controlo tem um efeito desprezível neste valor) a diferença é pequena, e para o "lado seguro', ou seja, se existir, o erro será para menos (mais seguro).



Como determinar o valor correcto


Para saber qual o valor de corrente correcto, basta conhecer a classe de operação do amplificador, a válvula em questão e a tensão de +B do amplificador. Uma regra básica para classe AB:
Corrente óptima = (0,7 x dissipação de placa / tensão +B)

Por exemplo, uma 6L6GC tem dissipação de placa de 30 W. Supondo que a tensão sobre ela seja de 480 V daria cerca de 43 mA (43 mV sobre a resistência de 1 ohm).

Assim 0,7 x 30/480 = 0,043 A (43 mA). O 0,7 representa 70% da dissipação máxima de placa, valor aceite para classe AB. Na verdade, pode usar valores mais conservadores, 50 ou 60%, por exemplo, uma vez que as válvulas actuais não são de construção robusta.

0,5 x 30/480 = 0,031 A (31 mA) É um valor mais adequado para as válvulas actuais, em especial as de origem duvidosa, e prolonga a vida útil das mesmas.



Informação adicional:


Comentários

embalamento da temperatura, para este termo gostaria de sugerir "efeito bola de neve"
Quando mais acima se refere à corrente de placa Vs de cátodo, óptimo,o processo é expedito, mas no cátodo temos a soma das correntes de placa e grelha auxiliar (screen) pois a grelha de controle pela elevada impedância não entra na equação.
Por favor considere apenas o aspecto pedagógico, pois a intenção é valorizar a vossa missão

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Estimado Rui Freitas, obrigado pelas sugestões. Embora estes textos não pretendam ser muito específicos, o que sugere faz sentido e melhora o conteúdo. Obrigado mais uma vez.

António Silva


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