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Como ajustar el Bias al cambiar las válvulas 0

Posted on 21, diciembre 2014

in Category ARTICULOS, VÁLVULAS


Hace tiempo, escribí un artículo sobre: ¿Que es el Bías?

En ese artículo describía que era el Bias, los amplificadores con polarización por cátodo, polarización por Bias y algunas pautas sobre cuando ajustar el Bias…

Lo que quiero en ese artículo es profundizar un poco más sobre como hacer el ajuste de Bias. Como sabemos, el ajuste de Bias es ajustar la tensión de reja ya que la corriente de cátodo depende directamente de la tensión de reja. Para calcular  la potencia que disipa una válvula, podemos multiplicar la tensión de placa con la corriente de cátodo. Esto es cierto en condiciones de reposo, es decir, sin señal.

¿Como se ajusta el Bias en un amplificador?

Para ajustar el Bias, hay que hacer una pequeña variación el la fuente de alimentación negativa que se usa para ajustar la tensión de reja. Normalmente simplemente hay que variar una resistencia hasta el valor adecuado que ajuste al punto que deseamos esa tensión (normalmente se habla de amplificadores de Bias fijo, por que no tienen un ajuste directo y hay que modificar el circuito). En otros amplificadores el diseño incluye un potenciometro o resistor variable que nos permite ajusta de forma fácil esa resistencia (normalmente conocidos como amplificadores con Bias variable).

Como ajustar el Bias al cambiar las válvulas/valvulas 2 articulos

Como ajustar el Bias al cambiar las válvulas/valvulas 2 articulos

Como ajustar el Bias al cambiar las válvulas/valvulas 2 articulos

Hay algunas excepciones como por ejemplo amplificadores que tienen fuentes reguladas para el Bias con diodos zener u otros métodos.

Si nuestra fuente para la tensión de Bias no es regulada, como ocurre en la gran mayoría de amplificadores, hay que tener en cuenta además, que normalmente la fuente de alimentación tiene una regulación y que la tensión variará de forma no lineal. Esto es por que al variar la tensión de reja a un punto, la corriente de las válvulas de potencia variará y esto hará que las tensiones de transformador varíen ligeramente debido a la caída de tensión en sus devanados.

¿Como elegimos la tensión de Bias?

la regla del 70%

Normalmente, podemos leer que el Bias hay que ajustarlo a un 70%. Esto significa, calcular la potencia de disipación de la placa en reposo, con al formula que doy anteriormente y ajustar la tensión de reja (tensión de Bias) hasta el punto de que la potencia de disipación de la placa sea un 70% de la máxima potencia de disipación de placa de la válvula.

¿Por que un 70?

Es importante entender que la máxima disipación de placa, no se da para la máxima potencia de salida del amplificador. De echo, la potencia de disipación de placa variará y puede ser mucho menor a potencias de salida altas debido a que la corriente y tensión no van en fase y que resulta dependiente de la impedancia de salida de las válvulas y la impedancia reflejada del transformador.

La regla del 70% implica un ajuste estático, sin señal, que establece un ajuste seguro (hablando de disipación de potencia y trabajo seguro de las válvulas) para el trabajo dinámico del amplificador.

En un amplificador en clase AB1 o AB2 con unos parámetros de tensión de placa normales y una impedancia en el transformador dentro de parámetros normales,

Como ajustar el Bias al cambiar las válvulas/valvulas 2 articulos

En este gráfico, se ha hecho un ajuste en estático al 70% en una etapa Push Pull con EL34 (disipación máxima de 25W). Con una onda cuadrada la potencia de disipación de placa máxima se da aproximadamente al 50% de la potencia de salida y es interesante ver como al aumentar la potencia de salida, disminuye la disipación de placa.

El ajuste al 70% es un ajuste “a ojo” donde se le da un ajuste estático dentro de un margen de seguridad para que no se supere la máxima potencia de disipación de  placa.

Si el amplificador no fuese en clase AB y fuese en clase A, la disipación estática se debería ajustar en un 100%, ya que es en estático el punto de mayor disipación de placa de la válvula.

Estos parámetros varía en función del diseño del amplificador y cada etapa trabaja de forma diferente. Así pues la regla del 70% es como mínimo incompleta. Puede ser una buena regla, en etapas de potencia de clase AB donde las impedancias del transformador no fuese demasiado bajas y donde no se trabaje con unas fuentes de alimentación que suministre una tensión al central del transformador de salida demasiado alta.

Ajustar el Bias con un osciloscopio

Otra de las formas de ajustar el Bias es usar un osciloscopio. Esto es sencillo, se inyecta una señal, y se ve la respuesta del amplificador y se ajusta el Bias para la que sea óptima la respuesta.

En un amplificador Push Pull siempre está el fantasma de la distorsión de cruce. Si el Bias es demasiado bajo, señales débiles no serán suficientes para que las válvulas empiecen a conducir y esto generará distorsión de cruce y el paso por cero hará que la señal sea incompleta.

Se puede ajustar el Bias hasta el punto en el que la distorsión de cruce sea nula, pero deberíamos ver que el ajuste de Bias no haya obligado a sobrepasar los limites de la válvula.

Es un método interesante para usarlo conjuntamente con el del 70% ya que abordan el ajuste de Bias desde un punto de vista muy diferente. Por un lado teniendo en cuenta la disipación de potencia de las válvulas y por otro lado evitar la distorsión de cruce en etapas Push Pull.

Metodo de ajuste de Bias avanzado.

Hay algo importante en el ajuste de Bias. De el depende directamente la distorsión armónica que generará la etapa y esto es por que las válvulas no son lineales y el punto de polarización hará trabajar la válvula en una zona más lineal o menos lineal.

Usando una carga ciega y un analizador amónico, podemos variar el punto de ajuste de las válvulas y analizar su evolución en cuanto a distorsión armónica. Deberíamos ajustar el punto de Bias que nos proporcione el menor punto de distorsión armónica. Este método nos estará evitando directamente la distorsión de cruce, aunque es interesante usar el método del osciloscopio conjuntamente y así asegurarnos que no hay distorsión de cruce.

Como ajustar el Bias al cambiar las válvulas/valvulas 2 articulos

Además es necesario usar el método avanzado, junto con el método del osciloscpio y la regla del 70% para asegurarnos la disipación de potencia. La unión de los 3 métodos será la forma correcta de hacer un buen ajuste de Bias y darle el punto exacto de polarización.

El ajuste de Bias a veces se toma a la ligera, no se le da la importancia que tiene y aunque en si el ajuste supone un gesto sencillo (soldar una resistencia o ajustar un potenciometro) elegir el punto de polarización es realmente complejo y tiene muchos matices y deberíamos tener un conocimiento complejo y avanzado del funcionamiento de las etapas Push Pull.

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