Para muchos guitarristas, los ricos, sonido cálido de un amplificador de válvulas saturado - piense en los crujientes tonos rítmicos Marshall de AC / DC o en los solistas de Carlos Santana cantando Mesa Boogie - es inmejorable.

Pero, ¿por qué el sonido de la válvula es tan buscado? David Keeports, un profesor de física de Mills College en California, examinó la ciencia de los amplificadores de válvula para la revista Educación física , para explicar por qué su sonido es "mejor" para los oídos de tantos guitarristas.

El profesor Keeports dijo:"Aunque los transistores y diodos de estado sólido son más baratos, mas practico, y tecnológicamente más avanzado que las válvulas de vidrio, las válvulas sobreviven porque muchos guitarristas son exigentes con su tono, y prefieren el sonido que les da un amplificador de válvulas ".

"En su nivel más fundamental, Esto se debe a que un amplificador de válvula moderadamente saturado produce fuertes armónicos uniformes, que añaden una complejidad endulzante a un sonido. Un amplificador de transistores saturado, por otro lado crea fuertes armónicos extraños, que puede causar disonancia ".

El profesor Keeports exploró la física de por qué incluso los armónicos enriquecen un sonido, y por qué el timbre del sonido de un amplificador de válvulas cambia cuando una guitarra se toca más fuerte.

Primero, pasó una onda sinusoidal de 200 Hz, una onda pura con una sola frecuencia, a través de un pequeño amplificador híbrido Bugera, con un preamplificador de válvula y un amplificador de potencia de estado sólido. Probó ambos "lados" del amplificador; primero girando la perilla de ganancia, que controla el preamplificador de la válvula mientras que la perilla de volumen principal (que controla el amplificador de potencia de estado sólido) estaba en un nivel bajo. Luego repitió el proceso con el preamplificador bajo y el maestro subió.

Usando el software de producción musical Logic Pro X, examinó las ondas sonoras resultantes en los dominios de frecuencia y tiempo.

El profesor Keeports dijo:"La salida del amplificador mostró que un preamplificador de válvula moderadamente saturado producía un segundo y cuarto armónicos prominentes a 400 y 800 Hz, y solo un 3er armónico muy débil a 600 Hz. Para el amplificador de potencia de estado sólido, este patrón se invirtió. Todo este comportamiento es consistente con la afirmación común sobre los armónicos que producen los amplificadores de estado sólido y válvulas. Pero la historia no es tan sencilla. Sobrecargar el preamplificador de válvula con más fuerza produce fuertes armónicos impares ".

"El cambio hacia armónicos extraños al aumentar la ganancia es una característica de los amplificadores de válvula que explica aún más su atractivo. Un guitarrista eléctrico puede saturar un amplificador de dos maneras:subiendo el control de ganancia del amplificador, y atacando las cuerdas de la guitarra con más fuerza. Los guitarristas experimentados no solo tocan su guitarra, también tocan el amplificador. Golpeando las cuerdas más fuerte o más suave, pueden cambiar el timbre junto con el volumen ".

¿Y por qué un amplificador de válvula se comporta de esta manera?

"La simple física de la función de la válvula triodo lo explica todo, "dijo el profesor Keeports." Las válvulas tienen dos formas de aplanar una onda sinusoidal. Overdrive una válvula moderadamente, y aplana solo la parte superior de la onda para crear una onda asimétrica rica en armónicos uniformes. Overdrive la válvula con más fuerza, y también aplana la parte inferior de la onda para producir una onda simétrica llena de armónicos extraños ".

"Los armónicos pares proporcionan el complejo, cálido, sonido rico que muchos guitarristas desean. Agregue a eso la capacidad de un amplificador de válvulas para producir sonidos algo disonantes pero potentes cuando un guitarrista ataca las cuerdas con más fuerza y ​​convierte la ejecución rítmica en ejecución principal. y la función de válvula crea los armónicos que necesita un guitarrista de rock ".