Valvole (denominate in Inglese “valve” o “tube”) di tutte le forme, dimensioni e fatture sono sempre state associate con i molti timbri famosi degli amplificatori Marshall e per una buona ragione – esse sono un componente essenziale nella creazione di ciò che è divenuto conosciuto come il “suono Marshall”. Eppure, nonostante la loro importanza, nella mente del chitarrista medio le valvole sono avvolte in un’aura misteriosa. In effetti, negli anni un’intera mitologia (in parte reale, in parte pura fantasia!) è stata costruita attorno a questi enigmatici componenti elettronici.  Con questo articolo, il primo di una serie su questo soggetto, speriamo di fare un po’ di luce sulla così tanto equivocata valvola. Cominceremo dallo spiegare qualcosa riguardo il come questi vetri incandescenti generatori di timbro lavorano – in termini ‘chitarrista amichevoli’, naturalmente!

 

Un breve antefatto

Nata nel 1904, la valvola è la progenitrice dell’elettronica odierna. Alla fine degli anni ’40 esse erano letteralmente ovunque – nelle radio, nelle televisioni, nei macchinari industriali, nei sistemi telefonici e perfino nei primi computer. Immaginate, il primo computer era a fatica un portatile per qualunque sforzo d’immaginazione – aveva un peso stupefacente di 30 tonnellate ed aveva la dimensione di una grande stanza! Poi, nel 1948, fu inventato il transistor, che lavorava a freddo ed era privo di manutenzione, e questo portò l’inizio della fine delle valvole nella maggior parte delle applicazioni. Infatti, intorno alla metà degli anni ’70 esse erano state virtualmente eliminate da tutti i dispositivi elettronici dell’era moderna, ad eccezione di certi componenti Hi-Fi molto costosi e degli amplificatori rock ‘n’ roll – specialmente del tipo Marshall!

Cosa c’è nel nome?

Il termine ‘valvola’ (in Inglese ‘valve’) è semplicemente la forma abbreviata di ‘valvola termoionica’. Ora, sebbene noi Britannici le chiamiamo valvole, i nostri cugini transatlantici in America preferiscono chiamarle ‘tubi’ (in Inglese ‘tubes’), dove ‘tubo’ è meramente la forma abbreviata di ‘tubo elettronico’. Ironicamente, l’aggiungere i due nomi insieme dà una descrizione abbastanza appropriata di come queste cose lavorano – cioè una valvola che controlla degli elettroni che fluiscono in un tubo di vetro a causa di un’azione termoionica (calore)!

Come lavorano?

La forma più semplice di valvola è chiamata diodo, una parola derivata da ‘dielettrodo’ che significa semplicemente ‘due elementi attivi’ (‘di’ è la parola in Greco per due).

Questi due ‘elementi attivi’ sono chiamati il catodo e la placca (conosciuta anche come anodo) e sono alloggiati all’interno di un contenitore di vetro sigillato dal quale viene rimossa tutta l’aria, creando un vuoto. Proprio vicino al catodo c’è un riscaldatore (conosciuto anche come filamento), che lavora letteralmente come un minuscolo fuoco elettrico. Il lavoro del riscaldatore è, che ci crediate o meno, di riscaldare il catodo! Quando il catodo viene riscaldato fino alla sua temperatura di lavoro, esso emette una nuvola di elettroni persistente – non aspettatevi di vedere questa ‘nuvola’ quando guardate una valvola che lavora però, gli elettroni sono così minuscoli da essere invisibili all’occhio umano.

Ora, come potreste ricordare dalla lezione di scienze a scuola, l’elettricità è fatta di elettroni e quando gli elettroni si muovono da un posto all’altro, creano una corrente. Inoltre, gli elettroni hanno una carica negativa e la corrente elettrica si muove sempre dal negativo al positivo e mai viceversa.

Quindi, la prossima domanda ovvia è: cosa accade alla nuvola di elettroni che il catodo sta emettendo dentro al nostro diodo?

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Gli opposti si attraggono

Un alto voltaggio viene connesso alla placca (il nostro secondo ‘elemento attivo’, ricordate?) che, incidentalmente, è fatta di un tipo di metallo che non emetterà elettroni alla sua temperatura operativa normale.

Come sono sicuro che sappiate, la corrente alternata (CA) che prelevate dall’alimentazione principale dal muro della vostra casa è così chiamata perché alterna tra valori positivi (+) e negativi (-). Fa questo 50 volte al secondo o Hertz (Hz) nella maggior parte di posti al mondo, inclusa l’Inghilterra, 60 Hz in America.

Comunque, come risultato dell’alimentazione CA alla quale è connessa, la placca alterna continuamente tra positivo e negativo. Quindi, ogniqualvolta la placca è positiva, la nuvola di elettroni che fluttua attorno al catodo viene attratta verso di essa e scorre una corrente. Quando invece la placca è negativa, gli elettroni restano dove sono: gli opposti si attraggono!

Traffico a senso unico

Questo significa che la corrente all’interno della valvola sta scorrendo solo in una direzione: questa è chiamata corrente continua (CC). Quindi, ciò che il nostro diodo sta facendo è convertire CA in CC. Dato che un diodo sta effettivamente ‘raddrizzando’ CA in CC è chiamato spesso un raddrizzatore a mezza onda. Perché ‘a mezza onda’? Pensateci un po’ – a causa della corrente alternata, il raddrizzatore è ‘addormentato’ metà del tempo! La valvola GZ34 che trovate nell’alimentazione di potenza del Marshall JTM45 e del Vox AC30 di fatto ospita due raddrizzatori che lavorano in congiunzione con il trasformatore di potenza per creare una maggiore quantità di corrente CC utilizzabile dalla CA. Questo tipo di valvola viene chiamata raddrizzatore a onda intera.

 Brucia piccola brucia

Come chiunque sia stato sfortunato abbastanza da mettere la propria mano vicino alla parte posteriore di un amplificatore valvolare che sia rimasto acceso per un po’ vi dirà, le valvole diventano estremamente calde! Quindi, lasciate sempre che il vostro amplificatore si raffreddi prima di provare a cambiare una valvola – a meno che non amiate il dolore e vi piaccia l’odore della carne che brucia! Ancora maggior cautela dovrebbe essere osservata se state pensando di aprire un amplificatore valvolare ed eseguire del lavoro su di esso. Se non sapete cosa state facendo allora NON FATELO. Nella maggior parte dei progetti comuni ci sono tra i 300 e i 600 volt che vanno alla placca quindi attenzione – tali voltaggi possono e vi lanceranno attraverso la stanza e potrebbero addirittura uccidervi. Per questa ragione noi vi raccomandiamo sempre di fare lavorare sul vostro amplificatore un tecnico esperto e qualificato.

E poi ce ne furono tre

Non passò molto tempo e il diodo evolse nel triodo. Come probabilmente sapete, ‘tri’ è la parola in Greco per tre e quindi, immaginate cosa significa triodo? Già, avete indovinato, ‘tre elementi attivi!’

Quindi, un triodo è un diodo con un elettrodo extra aggiunto – la griglia (conosciuta anche come griglia di controllo). Come il suo nome suggerisce, la griglia assomiglia molto a una rete di fili. Questa aggiunta apparentemente semplice dette versatilità alla valvola perché variando il potenziale (voltaggio) connesso alla griglia, il flusso di elettroni poteva essere aumentato o diminuito. Questo, naturalmente, dà alla valvola l’abilità di amplificare un segnale.

La griglia effettivamente controlla il flusso di elettroni tra il catodo e la placca in un modo molto simile a come girare la manopola della valvola di un rubinetto controlla il flusso di acqua.

Per essere esatti, la griglia è caricata con un voltaggio negativo chiamato il voltaggio di bias (in Italiano traducibile in ‘polarizzazione’, ma lasciamo bias perché in genere si utilizza tale termine anche in Italiano). Questo voltaggio varia su e giù secondo uno schema che corrisponde alle note che immettete suonando dentro all’amplificatore. Come il voltaggio di griglia è reso più positivo (cioè meno negativo), essa permette a più e più elettroni di passarle attraverso verso la placca e la corrente di placca aumenta. Fatta semplice, dato che il relativamente piccolo voltaggio di griglia sta controllando la veramente grande corrente di placca, il vostro debole segnale da chitarra adesso è amplificato!

Dammi il cinque

Non passò molto tempo e  nuovi sviluppi aggiunsero parti extra al triodo allo scopo di renderlo più efficiente e incrementarne anche la capacità di gestire potenza – furono introdotte le valvole di tipo pentodo come le EL84 e le EL34, e i pentodi a fascio, come le 6L6 e le 5881. Dato che ‘pent’ è la parola Greca per cinque, una valvola pentodo ha (aspetta un po’!) cinque ‘elementi attivi’. I due elementi aggiuntivi in una EL34 o una EL84 sono lo schermo e le griglie di soppressione. I due extra nelle 6L6 e nelle 5881 sono una griglia schermo e una placca di formazione del fascio (vedi i corrispondenti diagrammi esplosi). Questi tipi di valvole sono utilizzati negli stadi di uscita degli amplificatori grazie alla loro efficienza e extra potenza.

Quale valvola fa cosa in un amplificatore?

La sezione pre-amplificatrice di un amplificatore valvolare prende il relativamente piccolo segnale dalla vostra chitarra e lo amplifica a un livello sufficiente per pilotare la sezione amplificatrice di potenza.

E lungo il percorso essa modella anche il suono della vostra chitarra in base a come i controlli di tono per i bassi, medi ed alti sono regolati. La maggior parte dei preamplificatori permetteranno anche all’utilizzatore di controllare la quantità di guadagno (distorsione) aggiunto. In effetti, nei moderni amplificatori, la quantità di guadagno in offerta è spesso imponente! Il tipo di valvole utilizzate in tutti gli stadi di pre-amplificazione Marshall è il doppio triodo ECC83 o 12AX7 [ECC83 è il nome Inglese per questa valvola, 12AX7 è quello Americano – ulteriore prova che noi siamo due paesi separati da un linguaggio comune!). Come ci si può aspettare, doppio triodo significa che ci sono due valvole di tipo triodo alloggiate in un contenitore. La ragione per la quale noi utilizziamo le ECC83? Esse hanno un suono grandioso ed offrono il guadagno massimo.

Ovviamente, non c’è bisogno di dire che le valvole da sole non fanno grande un amplificatore. Il lavoro di progettazione effettivo coinvolge tutta la circuiteria associata che accoppia tutte le valvole insieme. È solo assicurando che ogni stadio riceva la giusta quantità di segnale, sia in termini di livello che di spettro tonale, che il progettista otterrà una resa ottimale dell’amplificatore.

Una volta che il pre-amplificatore ha tirato su, modellato e (se desiderato) distorto il segnale della vostra chitarra, esso viene inviato all’amplificatore di potenza che gli dà il potere fisico richiesto per pilotare il sistema degli altoparlanti. Oltre ad aggiungere ulteriore muscolatura al segnale della vostra chitarra, se desiderato l’amplificatore di potenza di un amplificatore valvolare Marshall può anche essere spinto al punto che aggiunga una desiderabile distorsione armonica e compressione. Questa è (sorpresa, sorpresa) chiamata distorsione dell’amplificatore di potenza! La distorsione dell’amplificatore di potenza crea un suono grande e veramente aperto, e buoni esempi di essa in azione possono essere ascoltati nei primi pochi dischi di Van Halen e in quasi qualsiasi cosa dei Cream o degli AC/DC.

Nella sezione di amplificazione di potenza troverete di solito due tipi di valvole che vengono impiegate. All’ingresso troverete un altro doppio triodo, di solito un ECC83, che funziona come un divisore di fase o invertitore. Messa semplice, come il nome suggerisce, il lavoro di questa valvola è di dividere il segnale della vostra chitarra (che si presenta come un’onda sinusoidale) in due metà. Perché? Perché le nerborute valvole che fanno il resto dell’amplificazione di potenza (di solito EL34, EL84, 5881 o 6L6) lavorano insieme in coppie in quella che è conosciuta come configurazione push-pull (tradotto in Italiano sarebbe pigia-tira, ma normalmente si utilizza push-pull), ecco perché! La porzione dell’onda al di sopra della linea centrale è trattata da una valvola di potenza (o un gruppo di esse) mentre la porzione al di sotto è trattata dall’altra valvola (o valvole).

Nel corso degli anni, l’amplificazione Marshall ha utilizzato tutti i tipi di tubi di potenza sopramenzionati ed anche svariati altri. Come vi aspettereste, ogni tipo ha la sua propria caratteristica tonale. Quella più associata con il suono Marshall è, naturalmente, la grande EL34. Ciò detto, uno dei suoni Marshall più famoso di sempre, fu il grandioso ‘woman tone’ di Eric Clapton nel leggendario album ‘Bluesbreaker’ e le valvole di uscita nel combo 1962 ‘Bluesbreaker’ che stava usando erano KT66.

Dovrebbe essere notato anche che ogni tipo di valvola di uscita ha un limite di potenza utilizzabile finito. Questo è il perché un amplificatore Marshall valvolare da 50 Watt contiene sempre una coppia di EL34 o 5881 mentre uno da 100 Watt alloggerà un quartetto. Allo stesso modo, il nuovo combo DSL201, 20 Watt, 1×12 alloggia due EL84, mentre il suo fratello maggiore, il DSL401 da 40 Watt, contiene quattro di queste piccole prepotenti sonore!

Speriamo che questo abbia contribuito a dissipare un po’ del mistero che circonda le valvole. La prossima volta discuteremo ‘cura e alimentazione’.