Para muitos guitarristas, o rico, O som quente de um amplificador de válvula overdrive - pense nos tons rítmicos crocantes de Marshall do AC / DC ou nos leads alimentados por Mesa Boogie de Carlos Santana cantando - não pode ser superado.

Mas por que o som da válvula é tão procurado? David Keeports, um professor de física do Mills College, na Califórnia, olhou para a ciência dos amplificadores valvulados para o jornal Educação Física , para explicar por que seu som é 'melhor' aos ouvidos de tantos guitarristas.

O professor Keeports disse:"Embora diodos de estado sólido e transistores sejam mais baratos, mais prático, e tecnologicamente mais avançado do que as válvulas de vidro, as válvulas sobrevivem porque muitos guitarristas são exigentes quanto ao tom, e preferem o som que um amplificador valvulado lhes dá. "

"Em seu nível mais fundamental, isso ocorre porque um amplificador de válvula com overdrive moderado produz fortes harmônicos pares, que adicionam uma complexidade adoçante a um som. Um amplificador transistorizado com overdrive, por outro lado, cria fortes harmônicos ímpares, o que pode causar dissonância. "

O professor Keeports explorou a física de por que até mesmo os harmônicos enriquecem um som, e por que o timbre do som de um amplificador valvulado muda quando uma guitarra é tocada mais alto.

Primeiro, ele executou uma onda senoidal de 200 Hz - uma onda pura com uma única frequência - por meio de um pequeno amplificador híbrido Bugera, apresentando um pré-amplificador de válvula e um amplificador de potência de estado sólido. Ele testou os dois 'lados' do amplificador; primeiro aumentando o botão de ganho, que controla o pré-amplificador de válvula enquanto o botão de volume principal (controlando o amplificador de potência de estado sólido) foi definido como baixo. Ele então repetiu o processo com o pré-amplificador ajustado para baixo e o master ligado.

Usando o software de produção musical Logic Pro X, ele examinou as ondas sonoras resultantes nos domínios da frequência e do tempo.

O professor Keeports disse:"A saída do amplificador mostrou que um pré-amplificador de válvula com overdrive moderado produziu 2ª e 4ª harmônicas proeminentes em 400 e 800 Hz, e apenas um 3º harmônico muito fraco em 600 Hz. Para o amplificador de potência de estado sólido, esse padrão foi revertido. Todo esse comportamento é consistente com a afirmação comum sobre os harmônicos que os amplificadores de válvula e de estado sólido produzem. Mas a história não é tão simples. Ultrapassar o pré-amplificador de válvula com mais força produz harmônicos estranhos e fortes. "

"A mudança em direção a harmônicos estranhos no ganho crescente é uma característica dos amplificadores valvulados que explica ainda mais seu apelo. Um guitarrista pode fazer overdrive em um amplificador de duas maneiras:aumentando o controle de ganho do amplificador, e atacando as cordas da guitarra com mais força. Guitarristas experientes não tocam apenas sua guitarra - eles também tocam o amplificador. Ao tocar as cordas com mais ou menos força, eles podem mudar o timbre junto com o volume. "

E por que um amplificador de válvula se comporta dessa maneira?

"A física simples da função da válvula triodo explica tudo, "disse o professor Keeports." As válvulas têm duas maneiras de aplainar uma onda senoidal. Overdrive uma válvula moderadamente, e aplaina apenas o topo da onda para formar uma onda assimétrica rica em harmônicos pares. Overdrive a válvula com mais força, e também aplaina a parte inferior da onda para produzir uma onda simétrica cheia de harmônicos estranhos. "

"Os harmônicos pares fornecem o complexo, caloroso, som rico que tantos guitarristas desejam. Adicione a isso a capacidade de um amplificador valvulado de produzir sons um tanto dissonantes, mas estimulantes, quando um guitarrista ataca as cordas com mais força e transforma a execução do ritmo em solo, e a função de válvula cria exatamente os harmônicos de que um guitarrista de rock precisa. "