Nuestro objetivo era diseñar y construir un amplificador valvular de guitarra eléctrica de 50W de potencia de salida, con dos canales de preamplificación (un sonido limpio basado en el Fender Twin Reverb 65′ y otro con mayor distorsión armónica basado en el Marshall JCM800). La etapa de salida es de tipo push-pull y está basada en el Marshall JCM800.

Está diseñado por módulos: etapa de alimentación, etapas de preamplificación, etapa de potencia.

Se puede encontrar la documentación completa, incluyendo la memoria del proyecto y los ficheros de diseño, en este enlace.

Este proyecto fue parte de un Trabajo de Fin de Grado para la obtención del Grado en Ingeniería de Sonido e Imagen en Telecomunicación de la Universidad de Extremadura.

Está basado en tecnología valvular, que ha sido reemplazada en la mayoría de sus ámbitos (excepto en los amplificadores de guitarra eléctrica entre otros pocos campos) debido a su característica respuesta.

Para la realización de este proyecto se ha usado formación y conceptos de distintos áreas de conocimiento tales como diseño circuitos y PCBs; simulación de circuitos electrónicos; uso de programas destinados a máquinas de control numérico (CNC); software de diseño gráfico; herramientas destinadas al análisis del comportamiento del amplificador (osciloscopio, multímetro, generador de funciones, etc.).

En la electrónica de este proyecto se trabaja con altos valores de tensión: alrededor de los 400 VDC.

Es muy importante respetar todas las medidas de seguridad, tener estudiado el circuito y saber qué se está haciendo en todo momento.

Algunas referencias interesantes:

[1] 20W JCM800 – Filter capacitance (2017, diciembre 3). Che_Guitarra, consultado el 6 de febrero de 2022 en https://groupdiy.com/threads/20w-jcm800-filter-capacitance.67636/
[2] Adams HiFi. Consultado el 5 de febrero de 2022 en https://www.adamshifi.com/
[3] Control Presence de los Amplificadores (2015, mayo 14). Foro Musiquiatra, consultado el 31 de enero de 2022 en https://www.musiquiatra.com/index.php?/forums/topic/92129-control-presence-de-los-amplificadores/
[4] Designing Tube Preamps for Guitar and Bass, Merlin Blencowe, 2ª Edición, Wem Publishing (2013).
[5] El Twin Reverb (2002, noviembre). Musicasa, consultado el 31 de enero de 2022 en http://www1.dragonet.es/users/musicasa/musicasa.net/fender_twin_reverb.htm
[6] Fender, La Historia de un Imperio (2020, agosto 7). LaCarneMagazine, consultado el 31 de enero de 2022 en https://lacarnemagazine.com/fender-la-historia-de-un-imperio/
[7] JCValvular. Consultado el 5 de febrero de 2022 en https://jcvalvular.com/
[8] KiCad EDA. KiCad, consultado el 5 de febrero de 2022 en https://www.kicad.org/
[9] Las válvulas. (2004-2022). Electronicafacil, consultado el 31 de enero de 2022 en https://www.electronicafacil.net/tutoriales/Valvulas.html
[10] Los 16 Amplificadores de Guitarra Clásicos Más Icónicos de la Historia, (2021, septiembre 1). Guitarriego, consultado el 31 de enero de 2022 en https://guitarriego.com/amplificador-de-guitarra/los-16-amplificadores-de-guitarra-clasicos-mas-iconicos-de-la-historia/
[11] Los Pentodos de Audiofrecuencia. (2020, agosto 22). EA4ESF, consultado el 31 de enero de 2022 en Foro Unión Radioaficionados Españoles
[12] LTSpice. Linear Technology, consultado el 5 de febrero de 2022 en https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html
[13] MatLab (1948-2022). Mathworks, consultado el 7 de febrero de 2022 en https://es.mathworks.com/products/matlab.html
[14] Mouser. Mouser Electronics, consultado el 5 de febrero de 2022 en https://www.mouser.es/
[15] Normas de seguridad (2004). Pisotones, consultado el 5 de febrero de 2022 en http://www.pisotones.com/TheChamp/Seguridad.htm
[16] OD3 Guitar Amp. SloCloneForum, consultado el 31 de enero de 2022 en http://slocloneforums.com/
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[17] SaintSmart. SaintSmart, consultado el 7 de febrero de 2022 en https://www.sainsmart.com/products/dso212-2-ch-handheld-mini-digital-oscilloscope
[18] Santafé Analog. Consultado el 5 de febrero de 2022 en http://www.santafeanalog.com/
[19] Smart Open Lab. Consultado el 5 de febrero de 2022 en http://smartopenlab.com/
[20] Tek. Tektronix, consultado el 7 de febrero de 2022 en https://www.tek.com/en
[21] Valve Amplifiers, Morgan Jones, 4ª Edición Newnes (2012).
[22] Válvula termoiónica. (2019, agosto 11). EcuRed, consultado el 31 de enero de 2022 en https://www.ecured.cu/index.php?title=V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nica&oldid=3497481.
[23] Válvulas, Teoría y Fundamentos (2008, diciembre 12). Guitarristas.info, consultado el 31 de enero de 2022 en https://www.guitarristas.info/tutoriales/valvulas-teoria-fundamentos/178
[24] VCarve Pro. Vectric, consultado el 5 de febrero de 2022 en https://www.vectric.com/products/vcarve-pro
[25] Velleman Instruments. Velleman, consultado el 7 de febrero de 2022 en https://www.velleman.eu/
[26] What Do the Terms “Push-Pull” and “Single-Ended” Mean? (2014, febrero 18). Aikeneamps, consultado el 31 de enero de 2022 en https://www.aikenamps.com/index.php/what-do-the-terms-push-pull-and-single-ended-mean

Los ficheros de diseño y la memoria completa del proyecto pueden encontrarse en su github.

Como posibles mejoras a añadir:

• Para darle un uso intensivo a nuestro amplificador, montar todos los componentes, PCBs y transformadores en un chasis metálico, que irá montado en un mueble de madera. A este mueble podremos colocar el altavoz que queramos, obteniendo sonidos distintos.
• Diseñar una PCB que incluya todo el circuito amplificador. De esta manera evitaremos ruidos y simplificaremos el conexionado.
• Instalar un pedal conmutador para seleccionar qué canal activar, junto con un led en el panel principal del amplificador. Esta conmutación podría ser analógica usando relés o digital usando MIDI y microcontroladores.
• Instalar con relés algún sistema que permita modificar la etapa de potencia para que la señal de retroalimentación sea mayor cuando se active el Canal 1 tipo Fender (pues estos amplificadores funcionan con más retroalimentación que los de tipo Marshall). De esta manera, el amplificador podría sonar mejor con el Canal 1 tipo Fender activado.
• Instalar varios jacks de 6,3 mm a la salida del conmutador de impedancias, para realizar diferentes juegos de conexiones de altavoces en serie o paralelo.
• Digitalizar los potenciómetros del amplificador para controlar el sonido desde un dispositivo externo como podría ser un smartphone o un ordenador, y guardar varios bancos de sonidos con diferentes configuraciones, todo ello usando protocolo MIDI.

Diseño de PCBs usando KiCad, simulación del amplificador a través de LTSpice. Construcción de las PCBs mediante una máquina CNC usando vectores (InkScape) para generar ficheros gcode para VCarve Pro). Soldadura de componentes, testeo del amplificador en banco de pruebas usando herramientas como multímetro, osciloscopio y generador de señales.

El coste del proyecto difícil de calcular, pues hemos desarrollado los circuitos y gastado algún material extra al realizar los modelos en CNC, ha sido necesaria la sustitución de algunos componentes electrónicos mientras que algunos materiales ya estaban disponibles en el laboratorio (fusibles, cables, resistencias, etc). No obstante, podemos calcular un precio de entre 400 y 500€, con los transformadores y las válvulas incluidas.

El tiempo invertido ha sido aproximadamente de tres meses, entre estudio y trabajo.

Tras la realización del proyecto, consideramos que se ha obtenido un amplificador de gran calidad sonora. Se ha probado con diferentes guitarras, pedales de efectos y altavoces, obteniendo un resultado muy similar a los amplificadores valvulares comerciales que hay en el mercado.

Sin embargo, el coste de este proyecto es bastante más reducido que el de los amplificadores valvulares de similares características que podemos encontrar. En concreto, (a día de hoy) el Marshall JCM800 2205 (de 50W) se encuentra en el mercado con un precio en torno a los 1300€, y el Fender Twin Reverb 65’ podemos encontrarlo a un precio alrededor de 1700€. En este proyecto se ha invertido un presupuesto de entre 400 y 500€, aunque no se tienen en cuenta otros factores como la mano de obre, el acabado del mueble, el chasis, etc.

Como hemos comprobado en la medida del amplificador, el canal Fender tiene mayor ganancia y menor distorsión que el Marshall. Debemos tener en cuenta que la etapa de potencia que de nuestro amplificador está diseñada para el preamplificador Marshall, por tanto, nuestro amplificador jamás sonará igual que un amplificador Fender.

No obstante, este proyecto es bastante interesante para aquellos que buscan un sonido Marshall incluyendo la opción de tener otro canal que ofrezca un sonido mucho más “limpio” y “comprimido”. En este caso podríamos sacar el máximo rendimiento a nuestro amplificador.

Álvaro Domínguez Moreno (adominguezm17@gmail.com)

Tutor: Antonio Gordillo Guerrero (anto@unex.es)