Headroom y Análisis sistemico del amp

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Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Negrito » Vie Mar 02, 2012 12:45 pm

En este momento, tengo un amp que estaba reparando y necesitaba de algunos ajustes. A medida que trabajaba se me ocurrío que podía aprovechar para hacer uno de esos artículos medio teórico-prácticos relacionado con el análisis del headroom y generación de la distorsión en el amp. Para ésto se necesita encarar el amp como sistema, analizado cada modulo componente y su relación con los otros módulos del amp.

Hablamos mucho de lo que es el headroom de un amp, pero no siempre nos referimos a lo mismo cuando decimos headroom, por esto me parecia interesante desarrollar un poco del tema. Es un poco largo y puede llevar varios posteos por lo que realmente no me interesa hacer un choclo todo seguido, que quede como el artículo del profesor ciruela y única fuente de saber.

Por lo que les propongo que empecemos posteando entre todos lo que entendemos por headroom de un amp y como modificarlo.

Quiero que sea participativo así que vale todo, copiar/pegar definiciones de wikinerds, afanar de libros etc. Lo importante es que investiguen un cacho. No sean tímidos.

Se enganchan? :D
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor iq01221 » Vie Mar 02, 2012 1:16 pm

Me copa, me copa!!
En la página de Fender hay un lindo texto explicativo, pero está en inglés y ahora estoy saliendo para la facu, así que si alguien lo quiere traducir, mejor, sinó se lee en inglés nomás, se entiende bien :) .
http://www.fender.com/news/index.php?display_article=495
De lo que puedo rescatar a ojo:
[...]"En el mundo de la guitarra, el headroom por lo general se refiere a lo duro que se puede empujar a un amplificador antes de que empiece a distorsionar. Algunos amplificadores de guitarra de tubos están diseñados para sonar muy fuerte y limpio."[...]
paco escribiste:esto que vas a construir es un amplificador valvular, no un trasbordador espacial. nada es tan crucial como para que no sea reemplazado.

un diyer escribiste:...El culo se cura, pero de dónde saco germanios?
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor GV2Valve » Vie Mar 02, 2012 1:43 pm

Lo que yo entiendo como headroom es la "distancia" en la que puede excursionar la señal manteniéndose en la zona lineal del dispositivo, o la máxima amplitud que puede tener la señal de entrada antes de comenzar a recortar los picos. Para aumentar el headroom se podría aumentar B+ manteniendo un bias "centrado"?

Capaz estoy mandando fruta, pero es lo que hasta ahora entiendo :P . Buenísima la idea del thread Negrito!
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Mostro » Vie Mar 02, 2012 2:00 pm

Buena idea Negrito. Yo tengo el circuito del Fender Hot Rod Deluxe, del que hice con Fotoshop varias versiones, una solo la parte del modo limpio, otra solo la parte del modo drive, etc. justamente para analizarlo acá en el foro pero nunca lo postée.
:oops:

La definición que dieron antes está bien, solo agregaría que es la máxima excursión de señal en Voltios que soporta el equipo sin modificar la forma de onda. Pero ahí hay que hablar de THD medida versus percibida. Por ejemplo Marshall si mal no recuerdo especifica la potencia de los equipos a 10% de THD, hay que ver a que "distorsión perceptiva" corresponde eso.
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Negrito » Vie Mar 02, 2012 3:06 pm

Que bueno que se engancharon. :D

GV2Valve escribiste:Lo que yo entiendo como headroom es la "distancia" en la que puede excursionar la señal manteniéndose en la zona lineal del dispositivo, o la máxima amplitud que puede tener la señal de entrada antes de comenzar a recortar los picos. Para aumentar el headroom se podría aumentar B+ manteniendo un bias "centrado"?

Esta definición entiendo que está bien con la excelente acotación de Mostro, ya que habria que definir cuanto es la distorsión máxima que vamos a tolerar o mejor dicho cuando empezamos a considerar que la onda empieza a recortar. Hay que recordar que en la válvula la transición es mas o menos suave en la zona en la que deja de ser lineal (obviamente dependiendo del circuito donde este funcionando). Esto es mas o menos ( y con algunas aclaraciones) lo que técnicamente conocemos como rango dinámico y asociado fuertemente con headroom en electrónica y HiFi.

Ahora, tomando el link que puso IQ de Fender. Primero pone

headroom is more simply a term used to denote and describe how much power your amp can provide before the sound starts to break up and distort.
Headroom es simplemente un término para describir cuanta potencia puede entregar tu amp antes de distorcionar.

Y luego aclara, bah es casi lo mismo:
In the guitar world, headroom usually refers to how hard you can push an amp before it starts to distort.
En el mundo de la guitarra, headroom usualmente se refiere a cuan duro puedes empujar un amp antes de que empiece a distorcionar

Ahora esto puesto solo así pareciera que un amp tiene más headroom si saca más potencia limpia, o sea mido cuanta distorsión tengo en la señal de salida con respecto a la de entrada y si pongo un límite igual para todos los amps que mida es como medir la potencia máxima de salida del amp, no? después de todo la potencia de salida se mide como máxima escurción con un máximo de distorsión. O sea comparar headroom es simplemente comparar cuanta potencia de salida se le puede sacar a un amp? Puede ser que un amp de 80W tenga menos headroom que un amp de 40W?
Ahora cuando empieza a poner ejemplos para explicar el concepto tiene que caer en la comparación de dos magnitudes. Una es el nivel normal, necesario y usual de de señal en el amp, otro el máximo que se puede obtener antes de saturar y por último define el headroom como la diferencia o espacio entre el nivel normal en el que se usa el equipo y el nivel máximo que se le puede sacar al amp sin distorsionar.
Esta definición de Fender es lo que nosotros guitarrista normalmente entendemos como headroom, pero realmente es confusa y poco técnica y headroom se convierte en algo medio vago. Por ejemplo si tomara con ojos de técnico este concepto, podría llegar a concluir que un mismo amp tiene diferente headroom según quien lo use. Si yo lo uso siempre al palo no tengo headroom, mientras que mi hermano lo usa siempre en el baño en 1 y está lleno de headroom.

Es lo mismo la definición de Fender con lo que bien pone G2Valve? Aumetar el B+ puede aumentar el headroom en ambas definiciones (siempre que se pueda, ovbio). Pero bajar la ganancia aumenta el headroom según la dos formas levemente diferentes de ver la cosa?

Saludos :D
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Mostro » Vie Mar 02, 2012 7:14 pm

Bueno, hice este esquema de un ampli típico (valvular, aunque no necesariamente hay que limitar este análisis a los valvulares), a ver si sirve para el análisis.
Si quieren se le pueden agregar mas detalles o partes, si les parece más útil para eso.

Imagen

Después con más tiempo, quizás intente un análisis con mis (limitadas) herramientas y conceptos.
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor stratocasterceleste » Vie Mar 02, 2012 7:50 pm

Yo creo que hay que diferenciar el "headroom" de una etapa (máx señal de entrada vpp antes de saturar o estar en corte -o llegar a x porcentaje de distorsión armónica- en la etapa), y el headroom como lo entiende el violero: cuánta señal necesito sacar de la viola para que el ampli sature alguna etapa y ya no suene limpio.

Ej: está clarísimo que si analizo sola, per se, la etapa de potencia de un slo y un deluxe, el slo tiene mayor headroom en la misma. Sin embargo, en un slo hace falta una pendejésima de amplitud de señal de la viola para que el sistema sature, mientras que en un deluxe, pese a aceptar menor amplitud vpp en la etapa de potencia, necesito mayor señal en la entrada para que empieze a saturar y/o recortar la primer etapa en hacerlo. Creo que esto segundo es lo que entiende por headroom el violero. Cuánta señal puedo meter al input de este ampli antes de que deje de estar "limpio".

Sigo el postre, saludos
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Negrito » Vie Mar 02, 2012 9:32 pm

Buenísimo Mostro. Nos va a servir.
Primero vemos que el ampli está formado por varios módulos enlazados en los que podemos definir o encontrar que headroom tiene cada etapa y luego decir que el headroom de todo el sistema será condicionado por la etapa que tenga menos headroom, no?
Ahora algo que está bueno es que incluíste el parlante. Si nos ajustamos a la definición que usa Fender en su página el parlante no afecta el headroom ya que habla de máxima potencia de salida (esto deja fuera el efecto del parlante). Sin embargo el parlante puede distorsionar antes que el amp, incluso puede tener distinta sensibilidad y hacer que un ampli con no mucha potencia de salida en el punto que empieza a saturar tenga una notable diferencia de volumen percibido por el que escucha (o SPL). Como se lleva esto entonces con el concepto que tiene el guitarrista del eadroom de un amp?

stratocasterceleste escribiste:Yo creo que hay que diferenciar el "headroom" de una etapa (máx señal de entrada vpp antes de saturar o estar en corte -o llegar a x porcentaje de distorsión armónica- en la etapa), y el headroom como lo entiende el violero: cuánta señal necesito sacar de la viola para que el ampli sature alguna etapa y ya no suene limpio.
Ej: está clarísimo que si analizo sola, per se, la etapa de potencia de un slo y un deluxe, el slo tiene mayor headroom en la misma. Sin embargo, en un slo hace falta una pendejésima de amplitud de señal de la viola para que el sistema sature, mientras que en un deluxe, pese a aceptar menor amplitud vpp en la etapa de potencia, necesito mayor señal en la entrada para que empieze a saturar y/o recortar la primer etapa en hacerlo. Creo que esto segundo es lo que entiende por headroom el violero. Cuánta señal puedo meter al input de este ampli antes de que deje de estar "limpio".

En realidad, no veo mucho la diferencia entre las dos, pero lo interesante de esta definición es que vos lo ligas con la entrada (en la linea de lo que plantea G2Valve), o sea cuanto espacio tiene la señal de entrada para crecer sin hacer que la salida sature. Mientras que Fender lo asocia con la potencia de salida y algunos guitarristas normalmente, lo asocián con el nivel de volumen limpio que pueden sacar de un amp.

Repregunto entonces:

Aumentar la tensión de placas con el bias centrado en la etapa de potencia. Me hace necesariamente aumentar el Headroom?
Bajar la ganancia de una etapa del amp. Me hace necesariamente aumentar el headroom?

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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor NEDVED » Vie Mar 02, 2012 10:35 pm

Ahora como bien dicen en esos comentarios...
El maximo headroom final es la suma de los maximos de cada etapa.Si analizamos cada valvula y sus parametros maximos,yo diria que no a las dos ultimas preguntas de Negrito,de que me sirve achicar una etapa previa si despues la tengo que levantar o poner grandes valores tension,si despues tengo que repolarizar porque sino mato a la valvula(si bien esta tecnica es verdadera,creo)
Como dije,si estimamos un valor total de fuente y los datos tecnicos de cada valvula se puede polarizar a esta una centesima antes del recorte y de ahi pasar a la siguiente etapa.
Obviamente no es tan facil,tambien tenemos el efecto de componentes pasivos(gain,vol,tonestack).
En resumen,con la hoja de datos de cada valvula puedo calcular que maximo admite y que maximo da con el valor de tension aplicada,por eso lo de los graficos de cada tubo,no?!.
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Negrito » Sab Mar 03, 2012 7:15 am

Como acota NEDVED el hedroom del amp está limitado por la etapa que sature primero. Si se quiere aumentar el headroom del amp, es allí donde se debe trabajar. Una vez que se aumentó el headroom de esa etapa puede pasar que sea otra la etapa que empiece a saturar primero (o la misma).

Sin embargo es muy comun escuchar que cambiando la primer válvula por una de menor ganancia en, por ejemplo un deluxe aumenta el headroom. El primer y segundo triodo de un Deluxe no saturan jamas. Entonces como es esto?

Saludos :D
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Mostro » Sab Mar 03, 2012 9:36 am

Antes de ir a laburar me meto.
Queda claro que el límite de headroom lo da la etapa del ampli que primero satura. Ahora respondiendo a la última pregunta de Negrito, eso tiene que ver con dos cosas (digo yo..):
1 - La ganancia o amplificación de la señal de sucesivas etapas no se suma sino que se multiplica. Por ejemplo si tomamos el esquemita y pensamos que las dos primeras etapas de ganancia tienen ganancia 100, la ganancia TOTAL sería 100 x 100: 10.000. Ahora si la primera etapa de ganancia tiene ganancia, digamos, 50 la ganancia total sería 50 x 100: 5.000. Y así a lo largo de la cadena de partes del ampli.

2 - Como puse en el esquema, el ampli tiene etapas de ganancia pero también etapas de "pérdida" (donde dice Divisor resistivo, tono, vol) donde la señal se reduce. Entonces según el orden en que estén dispuestas etapas de ganancia y de pérdida, se reduce la posibilidad de que una etapa de ganancia sature o deforme la forma de onda. Por ejemplo el típico Fender tiene un esquema así: E.G.-->E.P.--> E.G., entonces la ganancia de la primera etapa es atenuada por la etapa de pérdida y no llega a saturar la segunda etapa de ganancia: sonido sin saturar. El típico Marshall tiene E.G.--> E.G.-->E.P., entonces la primera etapa de ganancia "se multiplica, sin ser atenuada, con la segunda, y el equipo (el pre en este caso) "satura" más rápido.

Por supuesto, para que se entienda mejor todo esto, habría que explicar bien como llega a saturar un tríodo. Excelente explicación de esto en la página de Valve Wizard, acá:

http://www.freewebs.com/valvewizard1/gainstage.html

Hay un PDF muy claro y didáctico, pero en inglés. Se puede traducir, por lo menos lo esencial...
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Negrito » Sab Mar 03, 2012 10:41 am

Es mas o menos correcto lo que acota Mostro aunque con un comentario.
La primer etapa en un circuito típico the Fender de la era blackface, sí llega a saturar y por mucho la segunda etapa si pudieramos aumentar la amplitud de señal de entrada todo lo que quisieramos.
Ahora a las siguientes preguntas:
Aumentar la tensión de placas con el bias centrado en la etapa de potencia. Me hace necesariamente aumentar el Headroom?
Bajar la ganancia de una etapa del amp. Me hace necesariamente aumentar el headroom?

NEDVED respondió que no. Alguien más tiene ganas de aportar un respuesta?

Con respecto a
Sin embargo es muy comun escuchar que cambiando la primer válvula por una de menor ganancia en, por ejemplo un deluxe aumenta el headroom. El primer y segundo triodo de un Deluxe no saturan jamas. Entonces como es esto?

Mostro hizo un comentario aunque no me queda clara su conclusión. Afecta el headroom del deluxe cambiar la primera etapa por una válvula de menor ganacia o no? En caso afirmativo, porque?

La idea no es hacer un concurso, sino pensar juntos. Aunque sean hipótesis no del todo exactas, son válidas para el proposito de entender. Animense y participen.

Saludos
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor stratocasterceleste » Sab Mar 03, 2012 3:55 pm

Negrito escribiste:Con respecto a
Sin embargo es muy comun escuchar que cambiando la primer válvula por una de menor ganancia en, por ejemplo un deluxe aumenta el headroom. El primer y segundo triodo de un Deluxe no saturan jamas. Entonces como es esto?


A mí me siguen sin quedar claros los límites a la cancha, Ricardo.
Lo que no me queda claro es si hablamos desde lo técnico o desde cómo lo puede percibir el músico.

Desde el punto de vista técnico, el headroom del sistema, creo, viene determinado por la máxima amplitud de señal sin tener una cantidad de dist arm X a que pueda llegar el ampli cmo sistema total.
Desde ese punto de vista, por ejemplo, cambiar V1 en el deluxe por una 12au7 no tiene efecto a ese sentido, porque ningún tríodo de V1 es el primero en saturar, y el headroom sigue siendo el mismo.

Pero desde el punto de vista del lego -el violero promedio-, la cosa cambia bastante. ¿Por qué? Porque poner una 12au7 en V1 significa que el bias se corre a -2,3vgk o -2,5vgk, y que castiga con menos señal al segundo tríodo (que también amplía la "entrada"). Ahora bien, si venís con una cadena de pedales de boosters, overdrives y toda la bocha que usan estos flacos que no se la bancan con la viola y el ampli solos :mrgreen: , lo que vas a notar es que con los mismos seteos de esos pedales, va a ser más difícil saturar el preamplificador. La distorsión que van a escuchar va a ser distinta, probablemente sin demasiado componente del pre, y van a decir: "sí, con 12au7 hay más headroom, cuando piso el overdrive el ampli comprime y distorsiona menos que antes de hacer el cambio".
Y aunque técnicamente no sea correcto decir que cambió el headroom del ampli (sí de esas dos etapas), esa diferencia de comportamiento lo deben achacar a algo. Y ponerle un nombre. Headroom, por ejemplo.

¿Me fuí de tema, lo entendí como el tujes?
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Mostro » Sab Mar 03, 2012 10:19 pm

Rápido y conciso:

Cambiar la primer etapa de ganancia por una de menor ganancia afecta el rango dinámico del ampli o punto de saturación porque esa etapa es parte de una cadena, entonces de acuerdo a lo que yo decía antes, de que las ganancias se multiplican, la ganancia total del sistema va a ser más baja. Iba para ese lado tu pregunta Negrito?

Me parece que para este análisis hay que olvidarse de etapas de ganancia entre la guitarra y el ampli (boosters, etc.) y tomar una señal de guitarra normalizada, por ej, siempre pensar en una señal de 1V pico a pico, si no son tantos elementos que es un quilomb... ehh, muy complicado el análisis.
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Re: Headroom y Análisis sistemico del amp

Notapor Negrito » Dom Mar 04, 2012 7:13 am

Mostro escribiste:Cambiar la primer etapa de ganancia por una de menor ganancia afecta el rango dinámico del ampli o punto de saturación porque esa etapa es parte de una cadena, entonces de acuerdo a lo que yo decía antes, de que las ganancias se multiplican, la ganancia total del sistema va a ser más baja. Iba para ese lado tu pregunta Negrito?
Me parece que para este análisis hay que olvidarse de etapas de ganancia entre la guitarra y el ampli (boosters, etc.) y tomar una señal de guitarra normalizada, por ej, siempre pensar en una señal de 1V pico a pico, si no son tantos elementos que es un quilomb... ehh, muy complicado el análisis.

Es correcto, al bajar la ganancia del sistema, necesito una señal de entrada con mayor amplitud para poder llevar la señal de salida al punto en que empieza a estar saturada.
Es lógico lo que planteas hacerca de que desde el punto de vista del amp, no importa si hay pedales entre la viola y la entrada. Si consideramos como sistema el amp y vamos a analizar el headroom del amp, la entrada es el jack y la señal de entrada es lo que entra en ése jack.

Leandro encontró la punta del ovillo. Mis preguntas son un poco tramposas, ya que no hay respuesta errada o correcta. Todo depende de lo que consideres como Headroom. Primero habría que definir que es headroom para saber como modificarlo o analizarlo. Y ahí está gran parte del problema.

En general y para amplis de instrumento hay dos interpretaciones de headroom:

La primera tiene que ver con cuan grande puede ser la señal de entrada antes de saturar el sistema.


La segunda tiene que ver con cuanto volumen limpio se puede sacar del amp.

Para cada una de ésas dos interpretaciones del headroom. Reducir la ganancia de la primer etapa me dá mas headroom?

Saludos :D
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