РЕВОЛЮЦИЯ ОТ NATIONAL SEMICONDUCTOR ПРОДОЛЖАЕТСЯ.  

Получив весной пресс-релиз и образцы новых микросхем от National Semiconductor Co (NSC), я не мог не обратить внимание на LME49810, и сразу же приступил к проекту, который окрестил рабочим названием «GainClone-2007». Название это пришло мне на ум сразу же, поскольку не заметить привлекательность этой микросхемы было просто не возможно. Одного изучения пресс-релиза было достаточно, чтобы увидеть, что LME49810 это не просто микросхема, LME49810 это истребитель левинзонов, брайстонов, креллов, акуфейзов, линксов, и всего сущего на дискрете! J.  Я предвижу для нее самое светлое будущее и не меньшую популярность, чем получила в свое время LM3886, ставшая основой первого Gainсlone’а – самого популярного для повторения усилителя в мире. 

LME49810

Так что же такое эта LME49810.  В апреле-мае 2007 года NSC представила для специалистов свою новейшую разработку и свое «секретное оружие» на рынке электронных компонентов – мощный драйвер LME49810 для аудио усилителей, призванный установить новые стандарты в Hi-End Audio и PRO Studio электронике. Вдохновленная количеством предварительных заказов, NSC решила совершить беспрецедентный маркетинговый ход и сняла с этой микросхемы запрет о нераспространении служебной тайны. 23 июля 2007 года на сайте NSC был опубликован информационный материал:  http://www.national.com/news/item/0,1735,1269,00.html и даташит в открытом доступе: http://cache.national.com/ds/LM/LME49810.pdf .  Имеется также и двухканальная версия LME49820 и несколько других более мощных версий, в частности LME49830, которая позволяет обходиться без составных транзисторов на выходе, но они, к сожалению, пока остаются секретны.

Как уже говорилось, LME49810 представляет собой одноканальный драйвер выходного каскада мощных аудио усилителей. Диапазон напряжений питания LME49810 от +-20 до +-100 Вольт и выходной ток не менее 50 мА, позволяет создавать на ее основе аудио усилители с выходной мощностью до 500 Вт на нагрузке 8 Ом, при высочайшем качестве звучания.  NSC позиционирует данный продукт, как электронный компонент для создания усилителей в категориях Hi-End и PRO, что вполне подтверждается заявленными параметрами этой микросхемы – искажения (THD+N) не превышают 0.0007%, а скорость нарастания выходного напряжения не менее 50 В/мкСек.  LME49810 имеет встроенную сложную тепловую защиту, обеспечивающую работоспособность микросхемы при температуре до 150С, встроенную систему софтклипинга, предохраняющую от повреждения акустические системы, встроенный светодиодный клип-индикатор, а также схему mute, заглушающую сигнал при размыкании соответствующей цепи. Встроенная в LME49810 система софтклипинга, или система «Baker Clamp» (с англ. «Зажим Бакера») представляет собой не что иное как предложенную R.H.Baker’ом схему, выводящую драйверные транзисторы из насыщения и препятствующую резкому росту высоких гармоник на выходе, при достижении входным сигналом предельного уровня. Именно применение такой схемы ранее было одним из предметов гордости конструкторов дорогих топ-усилителей на дискретных элементах, для хай-энд и профессионального применения. Теперь им больше нечем гордиться J. После появления LME49810, вообще нет никакого смысла тратить время на «изобретение велосипедов» в виде сложнейших усилителей напряжения. Все перечисленное позволяет предполагать, что LME49810 ожидает просто бешеная привлекательность и популярность, как среди  профессиональных разработчиков, так и среди любителей. Отпускная цена LME49810 от изготовителя - 8.15 долларов США,  при покупке от 100 штук.

Усилитель.

Итак, усилитель. Для первого опыта с этой микросхемой я решил не особенно мудрить и построить схему по мотивам даташита. LME49810 микросхема одноканальная, и это радует, поскольку на мой взгляд, именно двухканальность предшественника – драйвера LM4207 делала его, в ряде случаев, не очень удобным для применения.  Кроме того, в отличие от LM4207, LME49810 имеет хороший диапазон питающих напряжений до +-100 В и выходной ток >50 мА, в отличие от 3-10 мА LM4207. В общем, налицо прогресс, работа изготовителя над прежними ошибками, и как результат, прекрасный продукт на выходе. Не смотря на то, что LME49810 имеет очень неплохое подавление помех по цепям питания и в принципе, может обходится нестабилизированным источником, для получении более высоких качественных показателей, я решил питать ее от стабилизатора +-100 Вольт. Не знаю, насколько LME49810 подвержена влиянию наводок по питанию через цепи «Mute», но на всякий случай цепи «Mute» и «Clip», также будут питаться от отдельного параллельного стабилизатора на TL431. Учитывая, что это мой первый опыт работы с LME49810, - был ли я прав, идя по пути стабилизации всего, чего только можно, или нет, покажут измерения и прослушивания. При проектировании входных цепей, меня просто подмывало применить инвертирующее включение, убрать конденсатор на входе и добавить к схеме интегрирующий сервоусилитель, но я решил пока не рисковать. В этом варианте усилителе входные цепи усилителя построены в не инвертирующем включении. 

Второй эксперимент который мне хотелось провести, это поставить LME49810 на общий радиатор с выходными транзисторами и отказаться от транзистора VT1 обеспечивающего термостабилизацию, т.е. заставить LME49810 поработать всей свой заявленной сложной схемой термостабилизации, в комплексе с выходными транзисторами, но этот вариант я также приберегу для следующих версий усилителя. Выходной каскад построен по классической комплементарной схеме на двойках Дарлингтона. В качестве выходных транзисторов VT3-VT5, VT7-VT9 применены три параллельные пары известных своими высокими звуковыми качествами транзисторов MJL21195/96, вместе с драйверными MJE15032/33.  Вполне достойная компания для LME49810.

Блок питания.

Выходной каскад питается от нестабилизированного источника +-75 В,  LME49810 от стабилизатора +-100 В.  В каждом канале усилителя применен отдельный трансформатор мощностью 600 Вт, имеющий 4 вторичных обмотки – две по 57 Вольт 5А, и две по 95 Вольт, 0,3А.  Конечно можно учесть пик-фактор реального музыкального сигнала и использовать трансформаторы вдвое меньшей мощности, но я строю усилитель топ-класса, и хочу выжать из LME49810 все, что в нее заложили разработчики и производители. Для облегчения пусковых процессов при заряде конденсаторов большой емкости, в БП применена схема мягкого пуска на термисторах Rt1, Rt2. При включении усилителя термисторы NTC имеют высокое сопротивление, что ограничивает пусковой ток, затем они разогреваются и уменьшают сопротивление, плавно повышая напряжение на трансформаторах. Через 1-2 секунды термисторы блокируются контактами реле К1 и усилитель переходит в рабочий режим.  Схема мягкого пуска и задержки подключения нагрузки питается от отдельного трансформатора TR2, общего для двух каналов усилителя.  Задержка для мягкого старта 1-2 секунды формируется таймером DA1 NE555 управляющим реле К1, задержка подключения нагрузки 7-8 секунд – аналогичным таймером DA2, который управляет реле К2 и К3.  Не будет лишним дополнить сервисную часть усилителя так же и схемой защиты, но чтобы не утяжелять статью и схему, этот узел я пока не рассматриваю. Оставлю его для дополнительных публикаций.

Мне не терпится услышать как звучит LME49810, и вот усилитель собран на макете. Замеры выходной мощности показали расчетные 250 Вт на 8-омной нагрузке и THD около 0.001%, что очень близко к заявленному производителем.  Приберегу восторги и эпитеты на потом, для прослушивания готовой конструкции, но и макет вполне дает понять, что усилия и ожидания направлены в верном направлении. Звучание макета «GainClone-2007» дает возможность говорить о начале новой эры в конструировании полупроводниковых УМЗЧ высочайшего класса. Что ж, подождем и послушаем как зазвучит усилитель в железе после финальной сборки. 

DATASHIT LME49810
Скачать схему подключения, БП и др.
Обсуждение даной статьи на форуме

Продолжение следует.
Во второй части читайте описание конструкции, настройки и результаты замеров.

Юрий Новиков (a.k.a. Mr. Golfinger)
mr.goldfinger [собака] mail.ru