El Range Master Treble Booster de Dallas Arbiter, y también su hermano clónico , el Austin Treble Blaster de GeoFex, son el objeto de éste artículo. Es uno de los efectos más sencillos jamás creado. Un amplificador sintonizado para dar caña sólo en los tonos agudos del diapasón. A partir del quinto traste, sobre todo en las cuerdas altas, la guitarra se amplifica gradualmente, de una forma cremosa, y, si sabemos darle sensibilidad al toque de las cuerdas, llega sin duda, apenas que la ayudemos de un buen amplificador, a "decir cosas", llega al "overdrive apenas rasgado pero con mucha definición" del que presumía Brian May (entre otros) en su época.

El clon que he logrado fabricarme es el Dalace Orbiter Rain Master Treble Booster, un cacharro en el que la robustez, la simplicidad y la facilidad para efectuar su mantenimiento en caso de avería han sido los criterios de diseño básicos. Todo ello le da este aspecto "vintage", manteniéndonos fieles, en lo posible, a las tecnologías de montaje empleadas en la época en la que se diseñó y se fabricó originalmente el efecto, con todos los elementos a la vista, fácilmente accesibles, y a la vez, sólidamente unidos para soportar condiciones de trabajo adversas, a las que siempre se ve sometido un pedal de guitarra, constantemente en movimiento y soportando patadas y "Piso-Tones" de sus brutos usuarios

Este artículo consta de dos partes: En la primera se describe y se analiza el circuito, y pretende ser la parte teórica, y en la segunda, doy mi particular enfoque práctico al asunto y describo cómo fabriqué mi Rainmaster, para que el que quiera lo calque, lo clone, lo copie, tome ideas, le de la vuelta, y se construya uno con garantías de éxito.




PARTE 1. TEORIA DE FUNCIONAMIENTO. (PARA LOS ESTUDIOSOS)

El Rangemaster es un amplificador (booster) que consta de un solo componente activo, un transistor de germanio para pequeña señal, montado en una configuración clásica, la llamada "polarización por divisor de tensión en la base". Este es el esquema:

Si prescindimos de los componentes reactivos, es decir, de los condensadores, cuyo efecto veremos más adelante, el circuito podría quedar reducido al siguiente esquema. Este circuito nos servirá para describir el funcionamiento "estático", es decir, sin señal, a efectos de polarización (bias) de nuestro efecto. A partir de él obtendremos todos los parámetros que definirán el punto de trabajo del transistor.

Formalmente hablando, la etapa consiste en un amplificador en emisor común, polarizado en la base con un divisor de tensión formado por R1=470K y R2=68K, y con resistencias de colector Rc=10K y de emisor Re=3K9 que sitúan el punto de trabajo del transistor para hacer que éste funcione en la región lineal, es decir, que una tensión a la entrada produzca una variación proporcional en la salida. Se ha hablado mucho del "punto dulce" del Rangemaster, y con este análisis pretendemos desmitificar todo lo que de esotérico y misterioso pueda haber sido atribuido a este efecto.

La polarización por divisor de tensión en la base es un diseño clásico. La ventaja principal que tiene es que mantiene una tensión prácticamente constante en la base del transistor, con lo que su corriente de base, y por tanto la correspondiente corriente de colector, se mantienen de alguna manera constantes, proporcionando estabilidad al punto de trabajo del conjunto, contrarrestando en gran parte las variaciones provocadas por la poca consistencia en la ganancia, las fugas y la deriva térmica de los transistores de ésas características. A esta estabilidad se suma el efecto, también beneficioso, de la polarización por resistencia de emisor. Veamos como se consigue esta estabilización.

Si suponemos que la corriente de base es mucho menor que la corriente que circula por el divisor de tensión, podemos simplificar la rama R1-R2 de la siguiente manera:

Sustituyendo los valores de R1,R2 y Vcc, y despreciando el valor de Ib, obtendremos el valor de la tensión de base.

                     I = Vcc/(R1+R2)

                     Vb = IR2

                     Vb = [Vcc/(R1+R2)] R2

                     Vb = [-9/(470+68)] 68 =  -1.13V

Sabemos que la caída de tensión típica en la unión base-emisor de un transistor de germanio son aproximadamente 0.3V. En los de silicio son 0.7V, por lo que deducimos que la tensión de emisor está unos 0.3V mas a tierra que la tensión de base.

                     Ve = Vb - Vbe = -1.13+0.3 = -0.83V

Conociendo los valores de la tensión de emisor y de la resistencia de emisor, podemos calcular la corriente de emisor.

                     Ie = Ve/Re  = -0.83/3.9 = -0.213mA (el valor negativo en la corriente indica que circula en sentido contrario)

Con lo que, sabiendo que la corriente de emisor es el resultado de sumar las corrientes de colector y de base, obtenemos la tensión de colector para la que fue diseñado el circuito:

                     Vc = Vcc - (IcRc) = -9 - (- 0.213 * 10) = -6.87V

Que es aproximadamente el valor "mágico" del que todo el mundo habla, los famosos -7V en el colector. El "punto dulce" donde reside el mojo del efecto. Nada de misterio, son sólo matemáticas. Fijaos que en ningún momento hemos usado el parámetro hfe (ganancia en corriente continua), que por supuesto tendrá su efecto, pero que será despreciable en comparación con los producidos por las redes de polarización. El punto de trabajo tiende a ser estable INDEPENDIENTEMENTE del valor de la ganancia hfe del transistor. Si tenemos un transistor con unas fugas que no sean excesivas, y con una buena figura de ruido (es decir, que no sea muy ruidoso), siempre podremos buscar el punto de trabajo apropiado para que funcione aproximadamente en el centro de la recta de carga, donde la excursión ("swing" de la señal) pueda ser máxima justo hasta el punto donde comienza a entrar en corte o en saturación. Además, con el trimmer podremos lograr que el clipping (véase el estupendo artículo en la página de Piso Tones) sea asimétrico justamente a nuestro gusto. Además, este tipo de polarización se comporta de una manera muy estable ante los cambios de temperatura. Otra ventaja.

Para conseguir este punto de trabajo, hemos fabricado nuestro Rain Master sustituyendo dos resistencias fijas por trimmers, resistencias ajustables, que nos permitan variar en un amplio margen los valores de polarización de la tensión de base y de la corriente de emisor. Hemos sustituido R2 por un trimmer de 100K y Re por un trimmer de 25K. El procedimiento es ajustar R2 hasta conseguir aproximadamente la tensión nominal en la base y después ajustar Re para obtener esos 7V en el colector. Una vez ajustados los valores, podemos sustituir uno o ambos trimmers por sus correspondientes resistencias fijas, del valor obtenido al hacer las pruebas. Yo he dejado R2 en 68K (fija) y Re en 25K (trimmer)

En cuanto al trimmer de 25K, R.G. Keen indica que si el valor de esa resistencia supera los 5.1K es que el transistor tiene demasiadas fugas. Lo he dejado así de amplio para usar el Rainmaster como banco de pruebas para todos los transistores que tengo. Bien es cierto que nunca pasa de la mitad con un transistor decente, pero con otros que parecen ser mas "fugosos" he necesitado mas recorrido en el trimmer que uno de 5K. Aún así, algunos de éstos que en teoría parecen "fallidos" suenan muy bien a pesar de lo que se mide en ellos. Mas vale que sobre antes que falte...

Ojo, estas tensiones y estos valores de resistencia son orientativos. Dependiendo del comportamiento del transistor, pueden haber puntos de trabajo "alternativos" en el que el efecto suene bien. Si tienes un osciloscopio, úsalo para ver la señal al mismo tiempo que escuchas el sonido del circuito. Si no lo tienes, usa la oreja para ajustarlo donde suene mejor. Y punto. No te comas el coco con ajustes ultra-precisos o intentando llegar a los valores del circuito original. La única prueba válida es el sonido. Los transistores de germanio son componentes muy caprichosos.....

En la parte reactiva nos encontramos con Cout, que simplemente acopla en alterna (bloquea en continua) la salida del efecto. Ce se comporta como un cortocircuito ante las variaciones de la tensión de base, con lo que toda la señal de entrada se aplica de manera efectiva al transistor. Cf es un filtro de alimentación. Cin es el condensador que va a cortarnos las bajas frecuencias y va a permitir el paso de las altas. Cuanto más alto su valor, más grave será la respuesta del Rain Master.

Por lo demás, el único misterio (que no es tal) de este efecto está en el transistor. Un antiguo modelo PNP de germanio con su natural saturación "suave y redonda", junto con una correcta elección del punto de trabajo y un valor adecuado del condensador de entrada, obrarán sin más problemas el "milagro Rangemaster", ganancia unidad en frecuencias bajas y el "punch" de 20 o 30 dB en la parte aguda del diapasón de la guitarra, saturando en un elegante "overdrive" al alcanzar este rango alto de frecuencias. Yo he usado un OC410 fabricado por la legendaria marca Intermetall a principios de los 60, nuevo de remesa antigua, lo que los gringos llaman "NOS".

Suena como los ángeles. No esperéis encontrar algo así todos los días. Pero con paciencia y cacharreando en aparatos viejos, conseguiréis alguno que suene aceptable. Pero que sea viejo, no de los que venden actualmente en las tiendas de electrónica. (Ved el artículo Reciclando Chatarra).

Bueno, ya vale de formulitas y pasemos al tajo. Compra los componentes y pon a calentar el soldador. Prepara kilómetros de estaño y sumérgete en el mundo del metal fundido.... Terminator Skeleton ha llegado del pasado para definir el sonido analógico del futuro.....

PARTE 2. REALIZACIÓN PRÁCTICA. (PARA LOS MANITAS).

La realización de este proyecto toma como compromisos de diseño las siguientes pautas:

Sencillez: Tanto en el aspecto constructivo como en el operativo. Un jack de entrada, un jack de salida, un control boost, y un conmutador de pie son todos los elementos visibles y utilizables en el aparato. Hemos prescindido de señalización LED por el simple hecho de que este efecto no hace falta "señalizarlo" para saber que está funcionando. Cuando está conectado, se nota que lo está. No hace falta que una lucecita lo indique. Si quieres ponérsela, es opcional. Yo lo prefiero así. También he prescindido del conector de alimentación exterior. El consumo total del circuito es tan pequeño, que una sencilla pila (de carbón, por supuesto), nos dará muchas horas de servicio sin problemas.

Robustez: Que aguante golpes. Todo soldado y bien soldado. La regleta de conexiones bien rígida. Bien soldada al alambre principal y a los jacks. Que la columna vertebral del esqueleto de nuestro Terminator esté bien conformada y bien soldada es fundamental. Monta los componentes grandes (jacks, regleta, pila, DPDT, potenciómetro, etc) dentro de la caja, con sus tuercas bien apretadas.

Busca un trozo grueso de alambre de cobre, toma medidas, dale forma y construye un chasis que una los dos jacks con la primera pata de la derecha de la regleta con un buen punto de soldadura, que será el punto común o masa del aparato (usa un soldador algo potente para soldar el alambre). He usado cables rígidos de colores para interconectar el resto de los componentes. Si te esmeras un ratillo en doblarlos a medida, soldarlos bien y luego atarlos firmemente, obtendrás un conjunto que se sostendrá por sí solo sin necesidad de alojarlo en una caja. El tema adquiere rigidez y fortaleza. Al final, suelda los componentes pequeños (transistor, resistencias, trimmers, condensadores, etc.) y listo. En el artículo PDF de Geo-Fex, en las páginas finales, viene una descripción paso a paso de como y donde soldar los componentes a la regleta.

La masa del efecto va unida a la caja a través del potenciómetro, pues en este caso los jacks son totalmente de plástico. Se suelda la pata de masa a la carcasa del pote y ésta queda atornillada a la caja en un solo punto común, para evitar bucles de masa.

Reparabilidad y modificabilidad: Pues eso, que al estar todo a la vista, si se avería tardas 10 minutos en repararlo. Si quieres modificar algo, está todo al alcance, en la misma punta del soldador. Observad que he usado un zócalo para el transistor. Si tenéis varios, es conveniente disponer de este sistema para intercambiar los transistores con facilidad, para seleccionar el que mejor suene. Conviene también seleccionar el valor del condensador de entrada para tener la respuesta en frecuencia adecuada de un "treble booster". Nunca están de más unas resistencias pull-down para evitar el molesto "pop" al conmutar. Por lo demás, el efecto está construido siguiendo las instrucciones del artículo de Geo-Fex.

Aspecto visual. Me encanta un aparatejo montado punto a punto. Sobre todo si es un amplificador a válvulas o un efecto con transistores de germanio. Tienen una pinta estupenda esas cosas que no llevan PCBs. Hay quein afirma que montar un Range Master o un Fuzz Face en una placa es un sacrilegio, una herejía. Y si no hay regleta, nos la fabricamos (ver el artículo Fabricación de Regletas para montaje 'Punto a Punto' en las paginas de Piso-Tones). Además, conseguimos los famosos efectos vintage de los que todo el mundo habla. Fidelidad a la tecnología del montaje original y todo eso. No sé si suena mejor un punto a punto que un PCB, pero según mi apreciación personal, el punto a punto queda más bonito, aunque es cierto que es más laborioso si queremos hacerlo bien.

Bien, pues siguiendo las instrucciones de la página de Piso Tones y observando el aspecto terminado de mi Rain Master, espero que os animéis a construir uno. Es sencillo. Un poco de paciencia y un puñado de componentes es todo lo que necesitáis.

Un saludo.