O amplificador pessoal de Einstein e o Amplificador Randall

Albert Einstein não projetou este amplificador, na verdade ele recebeu-o de presente. Como se sabe, Albert Einstein era um ardente e dedicado músico e apreciava o violino, do qual era também mestre. A música era uma de suas paixões tão importantes quanto a matemática e a física. (Einstein também gostava de velejar.) Era um excelente apreciador de Mozart e Bach mas não tolerava Wagner. Dizia ele:

"Admiro a inventividade de Wagner todavia vejo uma perda da estrutura arquitetônica de suas músicas como uma decadência. Contudo, para mim a sua personalidade musical é indescritivelmente ofensiva, assim quando ouço Wagner tenho um grande desgosto na maior parte de suas partituras."

*Na verdade, Einstein remava contra a maré. Wagner foi universalmente considerado a apoteose do desenvolvimento musical. Num extrato de Modern Composers of Europe, escrito em 1904 por Arthur Elson:

"No final do século IXX o mundo musical foi eclipsado por um dos poucos gênios que a arte produziu, —Richard Wagner. Parece que ele somou em seus trabalhos todos os níveis de possibilidades musicais—quase como tendo alcançado a Ultima Thule, além do qual não há progresso possível. Ele manipulou os personagens como um verdadeiro gigante, ficando como um expoente aparentemente intocável da escola que ele mesmo fundou e impôs ao público".

Em outras palavras, desde que Wagner chegou ao topo, torna-se inacreditácel que ninguém mais ousou compor. Algo como todos os vencedores de prêmios Nobel da literatura cujos nomes ninguém mais se lembra hoje.

O amplificador pessoal de Einstein é uma grande curiosidade. Ele foi construído por seu amigo Jack Rosenberg do Institute for Advanced Study Electronic Computer que desenvolveu seu projeto em 1949 e lhe ofertou pela passagem de seu 70º aniversário.

Em um fórum, Tyler Rourke contou que conseguira o diagrama original desenhado pelo próprio Jack que lhe foi oferecido pela família Bigelow e George Dyson, herdado de Julian Bigelow que tinha acesso à família de Einstein.

Tyler Rourke reconstruiu o amplificador com o mesmo sistema e considerou-o da mais alta qualidade.

Simplificando, o amplificador foi projetado e construído por Jack Rosenberg em 1949. Rosenberg era engenheiro elétrico que trabalhava em Princeton no inicio dos projetos dos computadores digitais. Era também um audiófilo. Era conhecido entre os colegas como tendo construído um amplificador muito superior aos modelos comerciais existentes. Erwin Panofsky, que era historiador de arte na mesma cidade de Princeton e amigo particular de Einstein, soube do amplificador de Rosenberg e solicitou a ele que o construísse um para "O Professor." Ele concordou, e junto com Oppenheimer foram numa manhã de Domingo entregar pessoalmente o amplificador na casa de Einstein.
Acredita-se que o circuito exatamente como agora apresentado, não foi construído por mais ninguém, uma vez que o desenho original não foi publicado, tendo permanecido nas anotações pessoais de Rosenberg até recentemente. Também não foi publicado em nenhum magazine ou revista, apesar de haver muita coisa semelhante, apenas após muita insistência no blog da internet apareceu um JPG do desenho manual original de Rosenberg.

Na época nosso representante era o Vladimir Ducat homenageado na abertura destas páginas de Audiônica.

O amplificador de Einstein é até bem simples. Note que o diagrama inclui o pré-amplificador também bem simples, uma vez que o conjunto é destinado apenas a um rádio sintonizador e toca discos com cápsula magnética sem maiores complicações. O circuito de potência segue em linhas gerais o famoso amplificador Williamson, com primeira amplificadora, inversora de fase, dois impulsores e duas válvulas de saída, neste caso a 6B4G. O amplificador não usa realimentação negativa. A seguir o mesmo circuito é redesenhado com maior clareza em três etapas: Potência, Fonte e Pré. Este pré-amplificador simplíssimo sem controle de tonalidade dava a resposta descendente para os discos da época, através da realimentação negativa no primeiro triodo. Este possuía apenas um filtro de chiado para evitar o ruído nos discos de 78. A proposta era na verdade inovativa, pois como podemos ver os pré-amplificadores modernos não mais possuem controle de tonalidade.

Tyler Rourke conta como construiu uma replica do hi-fi de Jack Rosenberg oferecido a Albert Einstein em seu 70º aniversário.

Amplificador de Einstein com inspiração de Aikido
Se fossemos solicitados a construir um novo amplificador para Einstein—Que grande honra seria, (a única pessoa viva hoje em dia que justificaria um pedido semelhante e uma prova de honra seria o físico Craver Mead)—o amplificador seria mais o menos assim:

Os resistores de placa de V4 e V5 são análogos ao amplificador original. =47K

O amplificador Aikido (aikidô) tem uma topologia própria. E resulta em grande estilo de soluções básicas. É uma concepção moderna que materializa concepções que já giravam na cabeça de muitos, mas faltava ainda a concretização.

O sistema foi finalmente materializado ou concebido por John Broskie em 2004 e anunciado no Tube CAD Journal (http://www.tubecad.com/2004/blog0011.htm ), e quem o construiu ficou realmente impressionado com os resultados que comentaremos depois. Broskie resolveu nomeá-lo com Aikido usando as palavras japonesas “Ai”,”Ki” e “”Dô” que significam respectivamente “Harmonia (Amor)” “Energia” e “Caminho(correto)” (Undo).

Inspirado na mesma filosofia das artes marciais de Morihei Ueshiba, de mesmo nome, e utilizando a força do oponente para derrotá-lo, Broskie ...

....Reuniu conhecimentos dos amplificadores cascatodinos (ou totem) patenteado pela RCA em 1943, mas que apenas comercialmente começou a ser usado em áudio a partir dos anos 80. É mais conhecido pelos nomes de "SRPP" que pode significar Series Regulated Push-Pull amplifier ou “SEPP” Single-Ended Reflexive Push-Pull amplifier.

A utilização em radiofreqüência iniciou-se ainda na década de 50 nos seletores de canais de televisão e nos boosters de antena em substituição aos pentodos principalmente pelo ganho equivalente, baixa impedância natural na saída, e menor ruído de fundo. Em áudio, provavelmente a primeira aplicação comercial iniciou-se em 1958 nas etapas de saída dos equipamentos da Phillips com 800 Ohms de impedância. Neste caso, utilizando pentodos que tornaram famosos as EL86, EL36, UL41 utilizadas neste estágio.

A grande virtude desta configuração, é que além de possuir as vantagens já aludidas em RF, (alto ganho –semelhante ao pentodo–, baixa impedância natural na saída, e menor ruído de fundo) possui também baixíssima distorção sem necessitar de realimentação negativa, some-se a isto, a mais perfeita reprodução da senóide nos períodos positivos e negativos de sua incursão. O amplificador classe A, que é o melhor conhecido, tem sempre uma pequena compressão na parte negativa da senóide que se nota mais fortemente nas passagens de som em alta intensidade. Hoje, o SRPP é reconhecidamente a melhor configuração em válvulas jamais conhecida.

O circuito Aikido utiliza-se de todas estas propriedades, e mais ainda, balanceia simetricamente o sinal contra triodos desbalanceados (de diferentes características) reduzindo drasticamente as distorções. A extraordinária peculiaridade da configuração é a possibilidade de usar-se o próprio zumbido de fundo (e o ruído natural das válvulas) incorporando-o em fases opostas nos canais de saída simétricos, anulando-os. Desta forma, consegue-se o mais silencioso dos amplificadores que reproduzirá o mais débil dos sinais. O que é absolutamente impossível nos melhores equipamentos digitais.

A extraordinária redução de ruído é apenas meia vantagem do desenvolvimento do circuito Akido , veja aqui usando-se na Eletrônica os mesmos princípios da luta marcial. Válvulas tais como as 6BL7, 6BX7, 6SL7, 6SN7, 12SL7, 12SN7, 12SX7, B65, e a ECC32 que possuem a mesma conexão de base, mas de características diversas, operam diretamente na configuração Aikido sem necessidade de mudança de valores, apesar de originalmente o sistema ter sido projetado para as 6SN7. Outra vantagem é que a polarização dos triodos se faz automaticamente tanto para triodos novos como bastante usados o que também oferece uma extraordinária sobrevida às válvulas.

Outra característica notável é a independência das variações de picos de sinal oriundos da fonte de alimentação ou da própria rede elétrica, causada pelos surtos instantâneos de entrada em funcionamento de motores, ar condicionado geladeiras etc. na sua própria residência ou residência dos vizinhos. E estes sinais não aparecem no áudio, pois são simetricamente dispostos no circuito.

O amplificador Aikido também não produz pops no início de seu funcionamento enquanto as válvulas se aquecem, também não reproduzem o sibilo da fonte parecendo que o sistema é alimentado por baterias e totalmente independente da rede a que estamos acostumados.

Em rápidas palavras o princípio se baseia em não usar uma carga linear como um resistor para a válvula de amplificação mas sim um outro triodo similar que se comporta simetricamente ao outro dando o que existe de mais próximo à verdadeira lineardade.

Na verdade, por um custo bem baixo o amplificador Aikido oferece: baixo ruído, baixa distorção baixa impedância de saída por conjugar um seguidor de catodo em sua configuração, não necessita de realimentação negativa, proporcionando um alto ganho de tensão. Resultado: Um som bem mais natural sem necessiade de compensações o que sempre introduz distorção.

Suas peculiaridades não acabam aí, em circuitos de estereofonia, pode-se aplicar um simples recurso de reforço de separação ou mistura entre os canais, fazendo variar a base de audiência nas gravações estéreo.

Como funciona?

Com um simples interruptor H-H como o da figura abaixo poderemos controlar a impressão espacial das gravações. O sistema poderá ser usado nas separações monofônicas para audiência em pseudo-estéreo através e um retardo de fase e também nas quadrafônicas, mas isto será um capitulo a parte a ser visto na seção de quadrifonia.

A colocação de um controle requer apenas o interruptor H-H com descanso central e dois resistores. Uma posição expandida, Uma posição normal, e uma posição estreita O que proporciona uma grande diferença na audição das gravações existentes. Fatalmente o audiófilo puritano vai desaprovar a “invenção” porque estes não querem saber de nenhuma “impureza” na gravação tais como amplificação extra, processamento, mixagem, compressão, expansão, equalização, inversão de fase, encodificação etc.…

Conforme vimos acima, o amplificador Aikido tem a configuração que mostramos no amplificador Einstein melhorado.

Ao diagramarmos dois estágios de entrada para um amplificador estéreo, teremos os controles de fusão e separação como mostrados na figura acima. Na prática descobrimos que o resistor de 47K entre os catodos dos triodos superiores é o que mais atende a função de fusão. A separação se efetua pelo resistor R que é ligado entre os dois catodos das válvulas inferiores que são as de entrada do sinal. A prática demonstrou (e a teoria também) que o melhor valor é aquele igual ao valor dos resistores de polarização de catodo.

O resistor de separação não é tão óbvio, fato é que ½ sinal de A é injetado em B Neste momento o ½ sinal de A que é mais forte que o sinal equivalente que está gravado em B é também injetado na grade de B (pela própria gravação). Neste caso efetua-se uma realimentação negativa em B anulando o sinal equivalente que não será mais ouvido no canal B , será ouvido apenas em A, abrindo a base de audiência entre os dois canais. Tudo muito interessante, não acham?

E se V. puser o resistor de 47K entre os catodos? Bem, a explicação é mais difícil, mas a realimentação torna-se positiva e v. terá efeitos como uma fusão semelhante ao caso anterior.

Outro truque será limitar a separação das altas freqüência colocando um capacitor de baixo valor (até 500p) em paralelo com o resistor de 47K entre os catodos superiores, isto porque o ouvido necessita de menos separação nas altas freqüências por serem as mesmas mais direcionais que as baixas.

Três técnicas de Aikido superam os problemas de fonte de alimentação. (apenas dois estão demonstrados no esquema) O estágio de entrada com carga simétrica leva os mesmos resistores de catodo nos dois triodos. Isto divide pela metade a tensão de alimentação e também o riple (ondulação na fonte), mas duplica o sinal de áudio. Este sinal, é injetado nos dois lados do impulsor , via capacitor à sua grade e via diodo ao seu catodo, anulando o sinal, de zumbido mas não o de áudio. Por outro lado, o riple do +B é também injetado como sinal de áudio na “pernalonga”(o triodo de carga entre os catodos comuns do inversor) do inversor, e o sinal da fonte é injetado com igual intensidade e em oposição de fase nos dois lados do push pull , então eles são conduzidos até a saída de áudio anulando-se mutuamente.

As duas figuras acima mostram a injeção de ripple na grade e no catodo da válvula seguinte e a injeção do ripple da fonte na “pernalonga” do inversor de fase. Analise “Aikido-Inspired Power Amplifier for Albert Einstein”.

Poderemos escolher para válvulas de saída as 2A3s ou 6B4s ou #300Bs. E em classe-A teremos a qualidade sobrepujando a potencia.

Mantendo-se a simplicidade, a possibilidade de correção para quaisquer curvas de resposta, bem como os cortes para as altas freqüências na medida do desejo do ouvinte, além da coerência absoluta com o sistema da filosofia Aikido, vamos apresentar o Super Pré-Amplificador para Albert Einstein abaixo diagramado.

Mantendo o seu centro eletrônico intacto, Diezel dá duas mexidas, uma na entrada e outra na saída; ambas com idéias semelhantes. Sabendo-se que as válvulas com toda a fidelidade que possam reproduzir sempre possuem “colorações”, ele usa na entrada dois pré-amplificadores com duas 12AX7 em lugar das 6SL7 originais uma com ganho médio/baixo e outro com alto ganho o primeiro para dinâmica musical e a outra com curva preparada para voz (sem os extremos do espectro) –reposta de 300 a 3000Hz apenas, com isto alcança uma grande audibilidade e inteligibilidade principalmente em música de cordas.

O destino proposto não é ouvir música clássica, mas musica popular gravada, ou utilizar o amplificador para guitarra, introduzindo novos recursos que não sejam os conhecidos como distorção, tremolo, reverberação ou uau. Ele propõe a Coloração Controlada.

Em primeiro lugar, os dois pré-amplificadores com respostas diferenciadas são introduzidas num controle de balanço em que v. poderá ressaltar a voz do cantor ou sobrepuja-la com a música. Na etapa de saída usam-se dois push pull diferenciados. Que hão de necessitar duas fontes de alimentação, a normal e uma extra para a segunda etapa. Para se conseguirem as mais variadas combinações de reposta, que podem ir do grotesco ao sublime, usam-se duas etapas diferenciadas uma em triodo e a outra em pentodo em configuração Ultra-linear ou simples.

A EL34 é a que produz maior distorção. Na verdade as 6CA7 tem graves mais fortes.

A 6L6/5881 produz bons graves (atenção; mas é em troca de alguma perda de agudos)

Eis que Diezel sugere a variação e mistura de pares, na etapa de saída (lembre-se que cada par complementar deve ser simétrico) e nos dá uma tabelinha técnica de correntes e valores dos resistores de polarização de catodo para as diversas válvulas estejam elas em ligação triodo ou pentodo. Nota: As válvulas indicadas possuem todas as bases com mesma pinagem.

Como informação complementar e a título de padronização para aceitação de todas as válvulas de potência maiores que 25Watts (tipos indicados) – Equalização dos transformadores de saída em 5K Ohms. Usar duas saídas de 4 Ohms em série e uso de falantes de 8 Ohms. Padronizar a tensão de Placa em 390V, para que não sejam excedidos os limites máximos em nenhuma das versões.

Aqui cabe uma nota: a idéia de Diezel baseia-se no “Doppel-Dinamisch” que é um amplificador com controle de tonalidade e de intensidade de harmônicos pares demonstrado no segmento apropriado.

Eis que Diezel sugere a variação de pares simétricos, na etapa de saída segundo a configuração abaixo.

Note-se que serão necessárias duas fontes com terra comum e altas tensões ligadas respectivamente em B+a e B+b.

B+a alimenta todo resto do amplificador. A fonte de alimentação é comum a todas as variantes do amplificador Einstein.

Tipos de vàlvulas	Resistores de catodo em Ohms Conexão Triodo Conexão Pentodo
KT77	235	220
EL34	130	130
6550	200	140
KT88	335	310
6L6 5881 7027	350	250
KT66	560	345
Valores apenas para satisfazer desenho acima. Respeitando o limite máximo de tensões.

A história do Randall

Os Amplificadores Randall tem seu nome de Don Randall, que era sócio de Leo Fender e responsável pelos projetos já desde os idos dos anos 1940. Cansado dos circuitos já bastante convencionais, Don decidiu iniciar uma nova empresa para comercializar novos projetos radicais. Este foi o início da Randall Amplifier Company.

A Randall Amplifer Company foi fundada em 1970 pelo mesmo Don Randall, que durante sua vida foi sempre um grande entusiasta em radio e amplificação. Durante a Segunda Guerra, Randall serviu no Army Corps of Engineers, no Signal Corps, e nas Army Air Forces. Ao témino da Guerra, ele foi gerente da Radio & Television Equipment, um distribuidor de produtos eletrônicos no atacado. Nestas condições, descobriu que Fender fabricava guitarras metálicas e pequenos amplificadores em sua oficina em Harbor Boulevard na Califórnia.

Fender queria expandir seus negócios e foi receptivo quando em 1946 Randall sugeriu que a Radio & Television Equipment poderia distribuir suas guitarras e amplificadores. In Fevereiro de 1953 foram fundadas a Fender Sales Corporation e a Fender Electric Instrument Company. Randall, ficou cm a icumbência de vendas e novos projetos. Finalmente em 1969 Randall desligou-se da Fender e fundou a Randall Amplifiers em 1970. Em paralelo com vários modelos em estado sólido estes que aqui apresentamos foram os primeiros modelos valvulados que introduziam alta potencia em etapas simples, sendo, portanto pioneiros no chamado SE, pelo menos nos Estados Unidos, uma vez que Alemães, Russos, Poloneses e Búlgaros já construíam sistemas semelhantes desde a década de 60, mas sempre se limitavam às EL84 e suas análogas. Muitos artistas Americanos e Ingleses optaram pelos amplificadores Randall.

Os amplificadores são diretos sem pré-amplificadores, exigindo uma unidade de controle. Possui unidade amplificadora de tensão, impulsor de baixa impedância, e saída paralela para manter alta potência com baixa impedância de placa.

São circuitos bem simples, onde a maior virtude é casar bem com os vários tipos de alto-falantes evitando os picos de ressonância e problemas comuns com divisores de freqüência quando operando em saída simples.

Temos aqui duas variantes de amplificador de potência que compartilham a mesma fonte. A versão com 3 x 2A3 exige menor impedância de excitação do impulsor por isto é usada uma 6BL7 para contrabalancear o excesso de capacitância interna das 2A3. Abaixo damos especificações gerais do circuito e detalhes construtivos.

O Amplificador Randall Amplifier a válvulas possui as seguintes caracteristicas: