The Champ
Circuito electrónico |
El diseño electrónico
...y aquí es cuando entro yo en la fiesta. Me "invitaron" al jolgorio y yo les ayudaba en la parte electrónica. Me fué imposible rechazar la oferta así que aquí estoy contando toda esta historia.
En principio recabé toda la información que pude, sobre todo de los libros
A Desktop Reference of Hip Vintage Amps de Gerald Weber e
Inside Tube Amps de Dan Torres,
dos libros que recomiendo encarecidamente a cualquiera que quiera meterse en estos líos, sobre todo el segundo. También encontré muchísima información en la web, claro.
Además jugábamos con ventaja, pues disponíamos nada menos que de un Champ original del año '57 del amigo Lapsteel, quien se ofreció a hacer un montón de fotos del exterior e interior, así como de medidas de tensiones:
Fender Champ del '57 de Lapsteel.
Las fotos del "ruteo" interior de cables nos fueron de muchísima ayuda. Podéis ver todas las fotos el la página del
Champ de Lapsteel.
Tradicionalmente se considera como mejor champ de todos al modelo 5F1 ("Narrow Panel Tweed" y altavoz de 8") y apuesto a que la leyenda viene principalmente del libro de Gerald Weber, en el que cuenta que el mejor Champ que ha oido en su vida es uno de estos. El Champ de Lapsteel es un modelo "de transición" en el que el circuito es del tipo 5E1 pero sin transformador de choque, como en el 5F1. El caso es que decidimos seguir el esquema del 5F1 pero con un pequeño guiño al 5E1 (FBL o feedback loop) que nos dió estupendos resultados.
Sin embargo decidimos que queríamos que el ampli fuese más versátil que un simple Champ. Queríamos que no solo admitiese una válvula de potencia 6V6 sino que también pudiésemos poner una 6L6 o alguna de sus equivalentes mejoradas (5881) para obtener algo más de potencia y diferente "tono".
En lo que sí que estuvimos de acuerdo es en que no queríamos "enmascarar" el sonido de un Champ en pura clase "A" con controles de tono, conmutadores de triodo y cosas por el estilo que le quitarían gracia al sonido y que terminarían por ser superfluos.
Fuimos más allá y decidimos que tuviese una sola entrada de guitarra lo cual sabíamos que nos iba a limitar un poco el espectro de guitarras a usar, pues el diseño original del Champ tiende a sonar demasiado sucio y saturado cuando usamos pastillas de alta señal como humbuckers calentitas. Decidimos que este iba a ser un ampli fundamentalmente para "Singlecoils" aunque, como veréis más tarde, tampoco se comporta mal con pastillas dobles.
También quisimos que el diseño añadiese un interruptor de "Stand-By" y dos fusibles por seguridad, uno general de 1A y otro de "Alta Tensión" de 0.5A, ambos de tipo "lento". Suelen representarse con una "T" (Timed).
Esquema
NOTA (2024): A los 20 años del inicio de este proyecto, original de 2004, decidí que ya iba siendo hora de renovarle los condensadores electrolíticos, revisar todo un poco y mejorar un par de cosillas. Aproveché la ocasión para aumentar los valores de los condensadores electrolíticos de filtro y así se cambiaron por tres de 22uF y 500V (Tube Amp Doctor). Esta modificación, ampliamente usada en este tipo de amplificadores desde hace bastante tiempo, mejora bastante el hum propio de los amplificadores clase A single ended como este y además refuerza los graves. Una modificación muy recomendable. Por lo tanto decidí hacer un nuevo esquema que es el que aquí os muestro a continuación, más claro y fácil de seguir que el anterior, el cual aún podéis ver pinchando aquí.
Esquema del amplificador "The Champ" modelo 5F1+ (5F1 modificado).
En verde todos los componentes opcionales.
Pincha en la imagen para verla a tamaño real.
Como podéis ver en el esquema, es una versión actualizada y ampliada del Fender Champ 5F1 con unos notables añadidos:
Una sola entrada de instrumento emulando la entrada "1" del original
Dos fusibles (1A y 0.5A lentos)
"Stand-By"
Mayor nivel de filtrado de D.C. Los tres condensadores son ahora de 22uF.
Conmutador "Fat" de condensador de cátodo del primer triodo (5E1)
Conmutador "Bright" de condensador en pote de volumen mediante potenciómetro "Push-Pull".
Conmutador de "Negative Feedback Loop" (NFL).
Eliminación de condensador de "Hot Chassis" en la entrada de red
Zócalo de enchufe de red con toma de tierra.
Jack de altavoz de tipo conmutado.
Otras válvulas.
Vayamos uno por uno:
Una sola entrada de instrumento emulando la entrada "1" del original. La forma de "emular" os puede parecer curiosa. Lo lógico habría sido sustituir ese par de resistencias de 68K por una sola equivalente de 34K o más bien de 33K que es el valor normalizado más cercano. Lo hice así para poder cambiar fácilmente de un valor a otro. El resultado es que con 34K las pastillas singles suenan maravillosamente bien y ni con 68K suenan del todo bien las humbuckers de alta ganancia, así que he dejado las dos resistencias en paralelo y sólo uso el ampli con singles y humbuckers más "suaves". En las anteriores fotos de las placas aún no aparece la segunda resistencia pero más abajo podréis ver otra foto en la que se aprecia que sí que está puesta. Probad con las dos opciones. A mí personalmente me gusta más con las dos resistencias de 68K pues dá algo más de "alegría". Estrictamente hablando, el combo de una sola resistencia de 68K junto a la resistencia de 1M a masa no es exactamente igual que la entrada "2" del Champ original, que realmente era de 68K a la rejilla del primer triodo y 1M + 68K (la otra resistencia) a masa pero a efectos prácticos, esos 1.068M equivalen al 1M de aquí. Mirad el esquema original y veréis de lo que estoy hablando.
Dos fusibles. El original tenía sólo uno. De este modo se protege aún más el ampli frente a fallos de la válvula rectificadora o de los condensadores de filtro.
"Stand-By". La válvula original 5Y3 y la 5V4 tienen un tiempo muy corto de encendido y entregan alta tensión demasiado rápido para las otras dos válvulas. Además, un interruptor de Stand-By también tiene la utilidad mantener las válvulas calientes mientras hacemos una pausa. Esto ayuda a alargar su vida. La GZ34 tarda bastante más en encenderse y haría menos necesaria esta función.
Mayor nivel de filtrado de D.C.
Inicialmente puse condensadores de 16uF, 10uF y 10uF en vez de los 16uF, 8uF y 8uF originales. Se hizo por dos razones: el nivel de filtrado original es un poco escaso pues, no lo olvidemos, se trataba de un ampli barato para principiantes (entonces estos condensadores eran bastante caros) y además, hoy en día es difícil encontrar condensadores de este tipo en 8uF. El valor normalizado es de 10uF. En honor a la verdad, esos 2uF + 2uF tampoco son muy significativos que digamos. Sin embargo, como ya conté un poco más arriba, en la actualización que hice a finales de 2024, los cambié por tres de 22uF, lo cual ha supuesto una notable mejora.
Los tres nuevos condensadores de filtro TAD de 22uF y 500V
Son de 105º de límite de temperatura, lo que los hace mucho más resistentes que los normales de 85º.
Conmutador "Fat" de condensador de cátodo del primer triodo (5E1). La versión original 5E1 lo llevaba y la 5F1 no. Produce un aumento de respuesta de graves y de ganancia al mismo tiempo, pero se hace aún más difícil el obtener un sonido algo limpio. Es un condensador de 25uF y 25V idéntico al otro que lleva el cátodo de la válvula de potencia. Si notáis que hace "pop" cuando se activa, se puede añadir en paralelo con el condensador una
resistencia "Pull Down"
de alto valor. Unos 100K (1W) serán suficientes.
Conmutador "Bright" de condensador en el control de volumen mediante potenciómetro "Push-Pull". Este ampli es algo "oscuro" de tono si lo comparamos con otros diseños de Fender. El viejo truco del "Pull Bright" de tantos de esos amplificadores Fender se añadió como un método de darle algo más de versatilidad al ampli. "Tirando" del pote de volumen se activa este condensador de mica de 500V y de 47pF (leed el capítulo de "Modificaciones") dando un tono más brillante al ampli, más "abierto" y en general más bonito. Podéis jugar con valores entre los 47pF y 120pF a vuestro gusto. Personalmente considero que los valores por encima de los 68pF son demasiado brillantes pero cada uno puede hacer lo que más le plazca. Los de "Silver-Mica" tienen un sonido más puro y los cerámicos de "disco" suenan más "gruñones". Eso sí, que los condensadores sean de 400V por lo menos. En el capítulo de modificaciones doy más detalles acerca de esto.
Potenciómetro "ALPHA" de 1M Log. y DPDT. Lo tienen en Amptek.
Eliminación del "Negative Feedback Loop". Como ya comenté antes, tengo una sospecha acerca de este bucle. Este tipo de añadido en un circuito se hace para aplanar la curva de respuesta y evitar distorsiones, eso si, a costa de algo de potencia. Quizá Leo Fender tuvo que añadir esto como consecuencia de usar un altavoz muy simple y barato, con poca respuesta y potencia que debería saturarse si no limitaba un poco la curva del ampli. El caso es que lo probé con el Vintage-30 y el resultado es poco menos que espectacular. Con el "feedback" activado el ampli se vuelve bastante "soso" y anodino. Con el bucle desactivado todo se hace mucho más vivo y "cantarín" además de ganar en potencia. Por eso aparece la línea de puntos en el esquema. El circuito conserva la resistencia de 22K pero no está conectada al jack de altavoz. Al principio pensé en poner un conmutador para elegir si lo activaba o no pero la enorme diferencia de respuesta del V-30 con respecto al altavoz original hace que sea completamente innecesario este bucle. Probé con diferentes valores de esa resistencia pero siempre sonaba mejor sin ella. Este fué un añadido de última hora por lo que no se aprecia en las fotos. En el capítulo de modificaciones doy más detalles de esto también.
Zócalo de enchufe de red con toma de tierra. En los tiempos del Champ original no solía haber enchufes con toma de tierra, pero hoy en día no es así. De este modo nos protegemos contra fugas y reducimos hum.
Eliminación de condensador de Hot Chassis en la entrada de red. Como acabo de decir, hoy en dia, con la generalización de "tomas de tierra" es algo que no sólo es superfluo sino que, al igual que siempre ha sido, es muy peligroso. Si por alguna razón se perforase este condensador y se cortocircuitase, tendríamos el chasis directamente a 230V y el calambrazo que nos llevaríamos sería importante. Mejor no ponerlo.
Jack de altavoz de tipo conmutado. Otra modificación que añadí en 2024. El jack de entrada sí que estaba conmutado en el original pero no así el de altavoz. Lee un poco más abajo cuando hable de este tipo de jacks, su construcción y por qué hay que usarlos así.
Otras válvulas. El diseño original usaba
- Rectificadora: 5Y3GT
- Previo: 12AX7
- Potencia: 6V6GT
Hemos optado por
Dos válvulas 5V4: Sylvania y Zenith.
También hay que recalcar unos cuantos truquitos al uso:
Las tripas del Champ.
Esta es una foto de un estado "beta" del circuito. Luego se adecentó mucho más y se acortaron cables y se dejó todo más ordenado.
Ante todo y LO MAS IMPORTANTE que tenéis que tener en cuenta es que trabajar con este tipo de circuitos es PELIGROSO así que revisad lo que vimos en el capítulo de
Normas de Seguridad.
Como ya dije allí recalco que tras haber leído y entendido dicho capítulo, de importancia vital (no lo toméis a broma, por favor), hay que repetir que en este tipo de montajes no valen las chapuzas. Si no estáis dispuestos a trabajar pulcramente, con mucho orden y cuidado, no empecéis pues no os quedará bien.
Mucho cuidado con las soldaduras. Han de quedar bien hechas y brillantes pues si no las hacéis bien tendréis problemas de "arcos eléctricos" (esto es alta tensión, no como los 9V de los pedales) o zumbidos y ruidos.
NUNCA encendáis el amplificador sin tener conectado el altavoz pues se podría quemar el transformador de salida y/o la válvula de potencia.
Retorced entre sí los cables de los filamentos. Cuanto más trenzados y apretados estén, mejor. Hay dos "escuelas" de ruteado de estos cables, la de llevarlos todo lo pegados posible al chasis y la de llevarlos levantados por encima del circuito lo más alejados posible de los zócalos. Esta última es la que he elegido yo y me ha ido muy bien. Apenas hay zumbido a pesar de ser AC.
Evitad en lo posible que los cables que lleven señal y los que lleven alimentación vayan en paralelo. Lo ideal es que, donde hayan de cruzarse, lo hagan a 90º.
Masa en "estrella" y con punto único de unión al chasis. Se vé claramente en la foto que está fijado al chasis aprovechando un tornillo de sujeción del transformador de alimentación. Con respecto a esto, hay que hacer unos comentarios concretos:
- Hemos utilizado jacks "Switchcraft" metálicos con masa a chasis. Esto rompe el esquema de "masa en estrella" sin embargo hemos decidido usarlos por estética y porque además son los mejores que hay disponibles. Lo que no deberemos hacer NUNCA es utilizar el chasis como vía de masa de la señal, por eso hemos llevado un cable desde la toma de masa de cada jack al punto central de masa en estrella y lo mismo en el potenciómetro de volumen.
- Hablando de jacks, lo correcto es usar jacks con cortocircuito a masa del vivo cuando no están conectados. De ese modo el jack de entrada dejará la rejilla del primer triodo a masa, eliminando zumbidos y también en el jack de altavoz pues así mantendrá una carga cuando desconectemos el macho, aunque esto nunca se debe hacer con el amplificador encendido y la válvula de salida puesta. Es tan sólo una medida de precaución que nos puede salvar el transformador de salida o la válvula de potencia.
Jack conmutado Switchcraft.
Se puede cablear de modo que al quitar el jack macho el vivo quede conectado a masa.
- Mención especial merece el primer condensador de filtro. Si os fijáis en la
vista posterior de las placas de circuito,
las masas de los tres condensadores de filtro están unidas entre sí. Pues bien, al final separé el primer condensador de 22uF (16uF en el original) del resto y tiré un cable de masa al punto en estrella. Si os fijáis en la foto, salen dos cables negros. Uno es exclusivo del primer condensador y el otro es del resto de la placa (parte inferior derecha de la placa en la foto). Esto ayuda a eliminar el hum
- Aseguráos de que la unión del punto único de masa en estrella a chasis se haga con buen contacto eléctrico. Sugiero el poner una arandela de presión para que "muerda" tanto el chasis como el propio punto en estrella pero, ¡ojo!... hay arandelas de estas que no conducen bien la corriente eléctrica. Medid bien con el óhmetro el que sea realmente conductora. En honor a la verdad, lo ideal sería soldar directamente a chasis pero el tipo de chasis que hemos usado hace que esto no sea nada fácil.
- Los puristas recomiendan no unir la toma de tierra al punto en estrella, sino directamente al chasis en otro sitio. Yo no lo he hecho (es el cable verde en la foto) pero vosotros podéis hacerlo sin problemas utilizando una hembrilla en, por ejemplo, los propios tornillos de sujeción del enchufe de corriente al chasis.
Punto de masa en estrella del chasis: una hembrilla "Faston" en un tornillo del trafo de alimentación.
Dejad los cables lo más cortos posible para evitar captación de ruidos. En teoría haría falta usar cables apantallados para las vías de audio. Yo lo intenté de los dos modos pero, como no oí diferencia apreciable de ruido dejé los cables simples.
Si respetáis estas reglas no tendréis problemas de hum en vuestro amplificador, pero que conste que algo siempre habrá. Tened en cuenta que la simpleza de este circuito no incluye sistemas de eliminacion de ruidos sofisticados, como jacks aislados de chasis, tensión rectificada y filtrada de filamentos... además estamos tratando un ampli single ended que por definición siempre tendrá más hum que uno push-pull en el que se produce un efecto de cancelación de zumbidos similar al humbucking de pastillas.
Tensiones
Si os fijáis, las tensiones de referencia que da Fender en su esquema, están por encima de los máximos absolutos aceptables por una válvula 6V6GT (lo de GT es Glass Tube o "tubo de cristal" y es una indicación más de apariencia física que de sus características) pero no tanto para una 6L6. Las tensiones que obtuvimos en nuestro circuito son algo superiores a las indicadas si bien hay que recalcar que en el esquema se hace referencia a que las tolerancias pueden ser de un 20% arriba o abajo... ¡nada menos!. En nuestro caso la desviación fué menor (unos 360V en B+ en vez de los 340V que indica Fender) sin embargo debéis tener en cuenta un fenómeno típico de estos montajes que quizá os asuste al principio si no lo conocéis bien: la "formación" de los condensadores de filtro.
Los condensadores electrolíticos tardan un cierto tiempo en adquirir sus propiedades definitivas una vez que se usan por primera vez. Se tienen que "formar" por dentro y mientras tanto los valores que den pueden variar notablemente. Normalmente se utiliza un "variac" para esta tarea de modo que se quitan todas las válvulas menos la rectificadora (o incluso se sustituye esta temporalmente por un puente de diodos), se aplica poco a poco tensión al circuito hasta lentamente llegar a los 230V de la red normal. Cuando hice este montaje yo no tenía aún un variac así que tuve que optar por una de las dos típicas soluciones:
La bombilla en serie: se intercala en el cable de red (los 230V) una bombilla de 220V y 100W y se enciende de modo que actúe como un limitador de corriente que "frene" un poco el primer contacto de los condensadores con la red. Algunos recomiendan bombillas de mucha menos potencia (unos 15W) porque se magnifica el efecto y, al no tener válvulas conectadas (y sus filamentos) el consumo es mínimo.
Poner entre la salida de la rectificadora y el primer condensador de B+ una resistencia en serie de 100K y 2W también temporalmente mientras se "forman" los condensadores. Esto fué lo que hice.
Ambos métodos son para reducir la corriente que llega a los condensadores. Una vez transcurridas un par de horas como mucho, se deshace todo esto y se deja como estaba. Esto es para el caso de condensadores de nueva fabricación... digamos de menos de 5 años. Si sospecháis que los condensadores puedan llevar fabricados más tiempo que este, el tiempo de "formación" será mayor... incluso mucho mayor como un día entero.
Si no hacéis esto os podéis encontrar con un par de cosas raras:
Al principio veréis que la tensión B+ puede ser mucho más alta... como de 430V o así por lo que es mejor no hacerles pasar ese trago a las pobres válvulas.
El ampli sonará muy mal hasta que se "formen" los condensadores. Dejadlo una horita o dos enchufado y sin guitarra conectada y tras ese tiempo ya veréis lo que es sonar bien.
BIAS
El circuito original está pensado para "apretar" una 6V6GT de las buenas. Excede tanto en tensión de placa como en corriente de bias a los parámetros máximos recomendados por los fabricantes. La gran calidad de las válvulas antiguas usadas por Fender permitían estas alegrías pero tened mucho cuidado con las actuales que puede que no estén a la altura.
Los valores recomendados por Dan Torres en su libro Inside Tube Amps son los siguientes:
| Tensión de ánodo
|
|---|
| Válvula | 340V | 350V | 360V | 370V
|
|---|
| 6V6 | 33.5mA | 32.6 | f.d.e. | f.d.e.
|
|---|
| 6L6-5881 | 53.1mA | 51.6mA | 50.1mA | 48.8mA
Tabla de BIAS en clase "A"
|
|---|
"f.d.e" = "Fuera de especificaciones".
Para ajustar el bias debéis jugar con el valor de la resistencia de cátodo de la válvula de salida, de 470Ω y 2W en el esquema original. Para más seguridad se podría utilizar una resistencia cerámica de 5W pero no es necesario. Si queréis ajustar fino podéis usar un potenciómetro bobinado de por lo menos 2W y en serie con esta resistencia (de menor valor) del siguiente modo:
Potenciómetro de bias.
La resistencia de 330Ω y la de 1Ω han de ser de un mínimo de 2W. Esta última es para poder tomar medidas de corriente (mA) con un voltímetro en paralelo tal y como se ve en el dibujo y así no tener que usar un amperímetro que debería ir en serie. Mediante la ley de Ohm, lo que leamos en mV D.C. equivaldrá a mA D.C. Para calcular la medida correcta que debe dar en mV, usad esta fórmula:
(Pa max * 0.9) / Va
Pa max = Disipación máxima de placa de la válvula de potencia.
Va = Tensión de placa de la válvula de potencia.
Por último, no estaría de mal el utilizar un conmutador doble para el interruptor general de encendido. De este modo cuando se apague el ampli se desconectan ambas tomas eléctricas (Fase y Neutro) eliminando posibles problemas. En Amptek tenéis también interruptores DPDT de bola con el mismo aspecto que los simples. Esta es una modificación que hice hace ya tiempo.
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