Distorsión (música)

Los primeros amplificadores de guitarra eran de fidelidad relativamente baja y a menudo producían distorsión cuando su volumen ( ganancia ) se incrementaba más allá de su límite de diseño o si sufrían daños menores. ^{[ 5 ]} Desde 1935, el guitarrista de Western swing Bob Dunn comenzó a experimentar con un tono distorsionado o "sucio". ^{[ 6 ]} Más tarde, alrededor de 1945, el guitarrista de Western swing y miembro de la banda de Bob Wills , Junior Barnard , comenzó a experimentar con una pastilla humbucker rudimentaria y un pequeño amplificador para obtener su característico sonido bluesero "grave y sucio" que permitía acordes más "fluidos y funky". ^{[ 6 ]} Muchos guitarristas de blues eléctrico , incluidos bluesmen de Chicago como Elmore James y Buddy Guy , experimentaron para obtener un sonido de guitarra que se asemejara a la crudeza de cantantes de blues como Muddy Waters y Howlin' Wolf , reemplazando a menudo sus originales con las potentes pastillas Valco "Chicagoan", creadas originalmente para lap-steel, para obtener un tono más fuerte y grueso. ^{[ 7 ]} En la música rock temprana , " Rock Awhile " (1949) de Goree Carter presentaba un estilo de guitarra eléctrica distorsionada similar al de Chuck Berry varios años después, así como " Boogie in the Park " (1950) de Joe Hill Louis . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

A principios de la década de 1950, los sonidos de distorsión de guitarra comenzaron a evolucionar a partir de sonidos creados a principios de la década por daños accidentales a los amplificadores, como en la popular grabación temprana de la canción " Rocket 88 " de Ike Turner and the Kings of Rhythm de 1951 , donde el guitarrista Willie Kizart usó un amplificador de válvulas de vacío cuyo cono de altavoz se dañó ligeramente durante el transporte. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} Los guitarristas eléctricos comenzaron a "manipular" amplificadores y altavoces para emular esta forma de distorsión. ^{[ 14 ]}

El guitarrista de blues eléctrico Willie Johnson de la banda de Howlin' Wolf comenzó a aumentar deliberadamente la ganancia más allá de sus niveles previstos para producir sonidos distorsionados "cálidos". ^{[ 5 ]} Guitar Slim también experimentó con armónicos distorsionados, que se pueden escuchar en su exitosa canción de blues eléctrico " The Things That I Used to Do " (1953). ^{[ 15 ]} El clásico de Chuck Berry de 1955, " Maybellene ", presenta un solo de guitarra con armónicos cálidos creados por su pequeño amplificador de válvulas . ^{[ 16 ]} Pat Hare produjo acordes de potencia fuertemente distorsionados en su guitarra eléctrica para discos como " Cotton Crop Blues " (1954) de James Cotton , así como su "I'm Gonna Murder My Baby" (1954), creando "un sonido de guitarra eléctrica más crudo, desagradable y feroz", logrado girando la perilla de volumen de su amplificador "hasta el final a la derecha hasta que el altavoz gritaba". ^{[ 17 ] [ 18 ]}

En 1956, el guitarrista Paul Burlison del Johnny Burnette Trio desplazó deliberadamente una válvula de vacío de su amplificador para grabar " The Train Kept A-Rollin '" después de que un crítico elogiara el sonido que producía el amplificador dañado de Burlison durante una actuación en directo. Según otras fuentes, el amplificador de Burlison tenía un cono de altavoz parcialmente roto. Los productores de música pop se horrorizaron con ese inquietante sonido "de dos tonos", bastante limpio en los agudos pero fuertemente distorsionado en los graves, pero Burnette insistió en publicar las sesiones, argumentando que "esa guitarra suena como una buena sección de metales". ^{[ 19 ]}

A finales de la década de 1950, el guitarrista Link Wray comenzó a manipular las válvulas de vacío de sus amplificadores para crear un sonido "ruidoso" y "sucio" para sus solos tras un descubrimiento igualmente accidental. Wray también perforó los conos de sus altavoces con lápices para distorsionar aún más su tono, utilizó cámaras de eco electrónicas (que entonces solían emplear los cantantes), las potentes y contundentes pastillas humbucker Gibson, y controló la retroalimentación ( efecto Larsen ). El sonido resultante se puede escuchar en sus influyentes temas instrumentales de 1958 , " Rumble " y "Rawhide". ^{[ 20 ]}

En 1961, Grady Martin logró un éxito con un tono difuso causado por un preamplificador defectuoso que distorsionaba su interpretación del bajo de seis cuerdas en la canción " Don't Worry " de Marty Robbins . Más tarde ese año, Martin grabó una pieza instrumental bajo su propio nombre, utilizando el mismo preamplificador defectuoso. La canción, del sello Decca, se tituló "The Fuzz". A Martin se le suele atribuir el descubrimiento del "efecto fuzz". ^{[ 21 ]} El ingeniero de grabación de las sesiones de Martin, Glenn Snoddy , se asoció con su colega ingeniero de radio de WSM, Revis V. Hobbs, para diseñar y construir un dispositivo independiente que crearía intencionalmente el efecto fuzz. Los dos ingenieros vendieron su circuito a Gibson , quien lo presentó como el Maestro FZ-1 Fuzz-Tone en 1962, uno de los primeros pedales de guitarra producidos en masa con éxito comercial. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

Poco después, la banda estadounidense de rock instrumental The Ventures le pidió ayuda a su amigo, el músico de sesión y entusiasta de la electrónica Orville "Red" Rhodes para recrear el sonido "fuzz" de Grady Martin. ^{[ 21 ]} Rhodes les ofreció a The Ventures un pedal de distorsión que había fabricado, el cual utilizaron para grabar "2000 Pound Bee" en 1962. ^{[ 25 ]}

En 1964, un sonido borroso y algo distorsionado ganó gran popularidad después de que el guitarrista Dave Davies de The Kinks usara una cuchilla de afeitar para cortar los conos de sus altavoces para el sencillo de la banda " You Really Got Me ". ^{[ 26 ]}

En mayo de 1965, Keith Richards usó un Maestro FZ-1 Fuzz-Tone para grabar " (I Can't Get No) Satisfaction ". ^{[ 27 ]} El éxito de la canción impulsó enormemente las ventas del dispositivo, y todo el stock disponible se agotó a finales de 1965. ^{[ 28 ]} Otros primeros fuzzbox incluyen el Rush Pepbox (1964), el Mosrite FuzzRITE y el Arbiter Group Fuzz Face usados ​​por Jimi Hendrix , ^{[ 29 ]} el Electro-Harmonix Big Muff Pi usado por Hendrix y Carlos Santana , ^{[ 30 ]} y el Vox Tone Bender usado por Paul McCartney para tocar el bajo fuzz en " Think for Yourself " y otras grabaciones de los Beatles. ^{[ 31 ]}

En 1966, Jim Marshall, de la compañía Marshall Amplification, comenzó a modificar los circuitos electrónicos de sus amplificadores para lograr un sonido "más brillante y potente" y mayores capacidades de distorsión. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

A finales de la década de 1960 y principios de la de 1970, bandas de hard rock como Deep Purple , Led Zeppelin y Black Sabbath forjaron lo que eventualmente se convertiría en el sonido del heavy metal a través de un uso combinado de altos volúmenes y fuerte distorsión. ^{[ 34 ]}

La distorsión de válvulas se logra mediante la sobrecarga de las válvulas de un amplificador. ^{[ 43 ]} En términos sencillos, la sobrecarga consiste en llevar las válvulas más allá de su límite máximo nominal. Los amplificadores de válvulas, especialmente aquellos que utilizan triodos de clase A, tienden a producir un recorte suave asimétrico que genera armónicos pares e impares. Se considera que el aumento de los armónicos pares crea efectos de sobrecarga con un sonido cálido. ^{[ 40 ] [ 44 ]}

Una válvula triodo básica (tubo) consta de un cátodo , una placa y una rejilla. Al aplicar un voltaje positivo a la placa, una corriente de electrones con carga negativa fluye hacia ella desde el cátodo calentado a través de la rejilla. Esto aumenta el voltaje de la señal de audio , amplificando su volumen. La rejilla regula la magnitud de este aumento del voltaje de la placa. Un pequeño voltaje negativo aplicado a la rejilla provoca una gran disminución del voltaje de la placa. ^{[ 45 ]}

La amplificación de la válvula es más o menos lineal, lo que significa que los parámetros (amplitud, frecuencia y fase) de la señal amplificada son proporcionales a la señal de entrada, siempre que el voltaje de la señal de entrada no exceda la "región lineal de operación" de la válvula. La región lineal se encuentra entre

1. La región de saturación: los voltajes en los que la corriente de placa deja de responder a los aumentos positivos en el voltaje de la red, y
2. Región de corte: los voltajes en los que la carga de la rejilla es demasiado negativa para que fluya corriente a la placa. Si una válvula está polarizada dentro de la región lineal y el voltaje de la señal de entrada excede esta región, se producirá una sobrecarga y un recorte no lineal. ^{[ 43 ] [ 46 ]}

Se pueden conectar en cascada varias etapas de ganancia/recorte de válvulas para producir un sonido de distorsión más denso y complejo. En términos sencillos, un músico conecta un pedal de fuzz a un amplificador de válvulas que está saturado; de esta forma, el músico obtiene la distorsión del fuzz, que luego se amplifica aún más con el amplificador. Durante la década de 1990, algunos guitarristas grunge de Seattle conectaron hasta cuatro pedales de fuzz en cadena para crear una densa " pared de sonido " de distorsión.

En algunos efectos de válvulas modernos, el tono "sucio" o "áspero" no se consigue mediante un alto voltaje, sino haciendo funcionar el circuito con voltajes demasiado bajos para sus componentes, lo que resulta en una mayor no linealidad y distorsión. Estos diseños se conocen como configuraciones de "placa saturada" y producen un sonido que puede dañar gravemente el amplificador.

Los amplificadores de estado sólido que incorporan transistores y/o amplificadores operacionales pueden diseñarse para producir recorte duro. Cuando son simétricos, esto añade armónicos impares adicionales de alta amplitud, creando un tono "sucio" o "áspero". ^{[ 40 ]} Cuando son asimétricos, producen armónicos pares e impares. Electrónicamente, esto se suele conseguir amplificando la señal hasta un punto en el que se recorta por la limitación de voltaje de CC de la línea de alimentación, o recortando la señal con diodos. Muchos dispositivos de distorsión de estado sólido intentan emular el sonido de las válvulas de vacío sobrecargadas mediante circuitos de estado sólido adicionales. Algunos amplificadores (en particular el Marshall JCM 900) utilizan diseños híbridos que emplean componentes tanto de válvulas como de estado sólido.

La sección de preamplificación de un amplificador de guitarra amplifica la señal débil del instrumento hasta un nivel que pueda alimentar el amplificador de potencia. A menudo también incluye circuitos para moldear el timbre, como ecualización y controles de ganancia . Con frecuencia se emplean varias etapas de ganancia/recorte en cascada para generar distorsión. Dado que el primer componente de un amplificador de válvulas es una etapa de ganancia de válvulas, el nivel de salida de los elementos anteriores de la cadena de señal influye notablemente en la distorsión que produce dicha etapa. El nivel de salida de las pastillas de la guitarra, el ajuste del potenciómetro de volumen, la fuerza con la que se pulsan las cuerdas y el uso de pedales de efectos de aumento de volumen pueden sobrecargar esta etapa y generar mayor distorsión.

Durante las décadas de 1980 y 1990, la mayoría de los amplificadores de válvulas contaban con un control de "volumen maestro", un atenuador ajustable entre la sección de preamplificación y el amplificador de potencia. Cuando el volumen del preamplificador se ajusta a un nivel alto para generar altos niveles de distorsión, el volumen maestro se reduce, manteniendo el volumen de salida en niveles manejables.

Demostración de un Big Muff^ⓘ

Los pedales de efectos se encuentran entre las herramientas más antiguas y utilizadas para producir distorsión intencional en la interpretación de guitarra eléctrica. En comparación con los amplificadores de válvulas, los pedales de efectos ofrecen una forma más asequible, portátil y versátil de lograr una amplia gama de tonos de overdrive, distorsión y fuzz.

Los pedales de efectos analógicos funcionan con principios similares a la distorsión de un preamplificador. Dado que la mayoría de los pedales de efectos están diseñados para funcionar con voltajes de batería, el uso de válvulas de vacío para generar distorsión y overdrive resulta poco práctico; en su lugar, la mayoría de los pedales utilizan transistores de estado sólido, amplificadores operacionales y diodos. ^{[ 3 ]} Algunos ejemplos clásicos de pedales de efectos de distorsión incluyen la serie Boss OD (overdrive), el Ibanez Tube Screamer (overdrive), el Electro-Harmonix Big Muff Pi (fuzz box) y el Pro Co RAT (distorsión).

Aunque los términos a veces se usan indistintamente, los guitarristas y fabricantes suelen distinguir entre overdrive , distorsión y fuzz . ^{[ 2 ] [ 30 ] [ 47 ]} Generalmente, los pedales de overdrive buscan simular el sonido de un amplificador de válvulas llevado a la saturación, proporcionando una respuesta dinámica a la intensidad de la púa. Los primeros pedales de efectos comercializados estrictamente como "overdrive" estaban dirigidos a los músicos que querían el tono característico de "distorsión de amplificador" sin tener que tocar a niveles de volumen muy altos o arriesgarse a dañar su equipo. Los pedales de distorsión producen un tono coloreado, más comprimido y fuertemente saturado, menos dependiente de la dinámica de la interpretación; por lo tanto, a menudo se combinan con amplificadores relativamente limpios para que el pedal proporcione la mayor parte de la distorsión. Los pedales de fuzz, que datan de la década de 1960, utilizan recorte extremo para generar un sonido zumbante y armónicamente rico que puede asemejarse a una onda cuadrada.

Ejemplos clásicos de pedales de overdrive incluyen el Ibanez Tube Screamer y la serie Boss OD. Los pedales de distorsión incluyen el Pro Co RAT ^{[ 48 ]} y el Boss DS-1 , que se utilizaron en música más pesada basada en la guitarra, como el grunge y el rock alternativo, mientras que los pedales de fuzz como el Electro-Harmonix Big Muff Pi crean un sonido sostenido y armónicamente rico.

La mayoría de los pedales de efectos de distorsión se pueden usar de dos maneras: un pedal puede usarse como un "boost" con un amplificador ya saturado para llevarlo aún más a la saturación y "colorear" el tono, o puede usarse con un amplificador completamente limpio para generar todo el efecto de saturación/distorsión. Con cuidado y pedales elegidos adecuadamente, es posible "apilar" varios pedales de saturación/distorsión, permitiendo que un pedal actúe como un "boost" para otro. ^{[ 49 ]}

Los pedales de fuzz y otras distorsiones fuertes pueden producir disonancias no deseadas al tocar acordes. Para evitar esto, los guitarristas (y tecladistas) que usan estos efectos pueden limitar su interpretación a notas individuales y acordes de quinta simples (fundamental, quinta y octava). De hecho, con los pedales de fuzz más extremos, los músicos pueden optar por tocar principalmente notas individuales, ya que el fuzz puede hacer que incluso las notas individuales suenen muy densas y pesadas. La distorsión fuerte también tiende a limitar el control de la dinámica (volumen y suavidad) del músico, de forma similar a las limitaciones impuestas a un organista de Hammond (los órganos Hammond no producen sonidos más fuertes o más suaves según la fuerza con la que el intérprete toque las teclas; sin embargo, el intérprete aún puede controlar el volumen con los tiradores y el pedal de expresión). La música heavy metal ha evolucionado en torno a estas restricciones, utilizando ritmos y tiempos complejos para la expresión y la emoción. Se pueden usar distorsiones y overdrives más suaves con acordes triádicos y acordes de séptima; además, un overdrive más suave permite un mayor control de la dinámica.

Las válvulas de potencia (tubos) pueden saturarse de la misma manera que las válvulas de preamplificación, pero debido a que estas válvulas están diseñadas para entregar más potencia, la distorsión y el carácter que añaden al tono de la guitarra son únicos. Durante la década de 1960 y principios de la de 1970, la distorsión se creaba principalmente saturando las válvulas de potencia. Acostumbrados a este sonido, muchos guitarristas prefieren este tipo de distorsión y, por lo tanto, ajustan sus amplificadores al máximo para saturar la sección de potencia. Muchos amplificadores de válvulas de uso común tienen una configuración de salida push-pull en su sección de potencia, con pares de tubos emparejados que controlan el transformador de salida . La distorsión del amplificador de potencia suele ser completamente simétrica, generando predominantemente armónicos de orden impar.

Dado que forzar tanto las válvulas de potencia también implica un volumen máximo, difícil de controlar en un espacio pequeño de grabación o ensayo, han surgido muchas soluciones que desvían parte de la salida de las válvulas de potencia de los altavoces, permitiendo al músico generar distorsión sin un volumen excesivo. Estas soluciones incluyen atenuadores de potencia integrados o externos , así como atenuación de potencia basada en la fuente de alimentación, como un VVR (regulador de voltaje variable), que reduce el voltaje en las placas de las válvulas para aumentar la distorsión a la vez que disminuye el volumen. Guitarristas como Eddie Van Halen ya utilizaban variacs antes de que se inventara la tecnología VVR. También se utilizan amplificadores de válvulas de baja potencia (de un cuarto de vatio o menos), cajas de aislamiento para altavoces y altavoces de guitarra de baja eficiencia para controlar el volumen.

La distorsión de válvulas de potencia también puede producirse en un amplificador de potencia de válvulas dedicado para montaje en rack. Una configuración modular para montaje en rack suele incluir un preamplificador , un amplificador de potencia de válvulas y una carga ficticia para atenuar la salida al volumen deseado. Algunos pedales de efectos generan distorsión de válvulas de potencia internamente, incluyendo una carga ficticia opcional para usarla como pedal de distorsión. Estas unidades de efectos pueden usar una válvula de preamplificador como la 12AX7 en una configuración de circuito de válvulas de potencia (como en el Stage Hog de Stephenson), o una válvula de potencia convencional, como la EL84 (como en la unidad compacta de sobremesa H&K Crunch Master). Sin embargo, debido a que estas suelen colocarse antes del preamplificador en la cadena de señal, contribuyen al tono general de una manera diferente. La distorsión del amplificador de potencia puede dañar los altavoces.

Una señal de inyección directa (DI) permite capturar la distorsión de las válvulas de potencia sin la coloración directa que producen un altavoz y un micrófono de guitarra. Esta señal DI se puede mezclar con la de un altavoz de guitarra microfoneado, de modo que la señal DI proporciona un sonido más presente, inmediato y brillante, mientras que el altavoz microfoneado ofrece un sonido más oscuro, distante y con mayor coloración. La señal DI se puede obtener de una entrada DI en el amplificador de guitarra o de la salida de línea de un atenuador de potencia.

El transformador de salida se sitúa entre las válvulas de potencia y el altavoz, y sirve para adaptar la impedancia . Cuando el núcleo ferromagnético de un transformador se satura electromagnéticamente, se produce una pérdida de inductancia, ya que la fuerza contraelectromotriz depende de un cambio en el flujo del núcleo. Al alcanzar la saturación, el flujo se estabiliza y no puede aumentar más. Sin cambios en el flujo, no hay fuerza contraelectromotriz y, por lo tanto, no hay impedancia reflejada. La combinación de transformador y válvula genera entonces grandes armónicos de tercer orden. Mientras el núcleo no se sature, las válvulas recortarán de forma natural al disminuir la tensión disponible entre ellas. En sistemas de un solo extremo, los armónicos de salida serán en su mayoría de orden par debido a las características relativamente no lineales de la válvula ante grandes oscilaciones de señal. Sin embargo, esto solo es cierto si el núcleo magnético no se satura. ^{[ 50 ]}

Los primeros amplificadores de válvulas utilizaban fuentes de alimentación no reguladas . Esto se debía al alto coste asociado a las fuentes de alimentación de alta tensión y calidad. La fuente de alimentación típica del ánodo (placa) consistía simplemente en un rectificador , un inductor y un condensador . Cuando el amplificador de válvulas funcionaba a un volumen alto, la tensión de la fuente de alimentación caía, reduciendo la potencia de salida y provocando atenuación y compresión de la señal. Este efecto de caída se conoce como "sag" y es buscado por algunos guitarristas eléctricos. ^{[ 51 ]} El sag solo se produce en los amplificadores de clase AB . Esto se debe a que, técnicamente, el sag resulta de una mayor corriente extraída de la fuente de alimentación, lo que provoca una mayor caída de tensión en la válvula rectificadora. Los amplificadores de clase AB extraen la mayor potencia tanto en el punto máximo como en el mínimo de la señal, lo que supone una mayor exigencia para la fuente de alimentación que los de clase A, que solo extraen la potencia máxima en el pico de la señal.

Como este efecto es más pronunciado con señales de entrada más altas, el ataque más fuerte de una nota se comprimirá más que la caída de menor voltaje, lo que hará que esta última parezca más fuerte y, por lo tanto, mejorará el sustain . Además, como el nivel de compresión se ve afectado por el volumen de entrada, el músico puede controlarlo mediante la intensidad de su interpretación: tocar con más fuerza produce mayor compresión o "caída". En contraste, los amplificadores modernos suelen utilizar fuentes de alimentación de alta calidad y bien reguladas.

Los altavoces para guitarra tienen un diseño diferente al de los altavoces estéreo de alta fidelidad o los altavoces de sistemas de megafonía. Mientras que los altavoces de alta fidelidad y los de megafonía están diseñados para reproducir el sonido con la menor distorsión posible, los altavoces para guitarra suelen diseñarse para modificar o colorear el tono de la guitarra, ya sea realzando ciertas frecuencias o atenuando las no deseadas. ^{[ 52 ]}

Cuando la potencia suministrada a un altavoz de guitarra se acerca a su potencia nominal máxima, el rendimiento del altavoz se degrada, provocando que se produzca una distorsión, lo que añade más distorsión y coloración a la señal. Algunos altavoces están diseñados para tener un amplio margen de ganancia limpia , mientras que otros están diseñados para distorsionarse prematuramente y ofrecer un sonido más crudo y potente.

Los dispositivos y programas de modelado de amplificadores de guitarra pueden reproducir diversas características de distorsión específicas de la guitarra, asociadas a una amplia gama de pedales y amplificadores populares. Estos dispositivos suelen utilizar procesamiento digital de señales para recrear el sonido de conectar la guitarra a pedales analógicos y amplificadores de válvulas saturados. Los dispositivos más sofisticados permiten al usuario personalizar los resultados simulados, obteniendo diferentes combinaciones de preamplificador, válvula de potencia, distorsión de altavoz, caja acústica y ubicación del micrófono. Por ejemplo, un guitarrista que utilice un pequeño pedal de modelado de amplificador podría simular el sonido de conectar su guitarra eléctrica a un potente amplificador de válvulas vintage y a una pila de cajas acústicas de 8 × 10 pulgadas.