LME49811 HiFi Power Amplifier MK-4

Ampli ini menggunakan IC Driver LME49811 yang menurut orang National Semiconductor punya suara yang paling bagus diantara driver lainnya seperti LME49810 dan LME49830. Dan juga lebih mudah dibuat pada PCB single layer.

Dengan beberapa penyesuaian terhadap komponen yang ada dan pertimbangan lainnya terhadap skema bawaan di dalam datasheet LME49811.

Beberapa komponen yang kritis adalah :

• C4, adalah kapasitor kompensasi (Miller Capacitor), nilainya tidak boleh terlalu rendah (Slew Rate meninggi) karena LME49811 rawan osilasi. Nilainya sebaiknya sekitar 27pF / 30pF / 33pF. Kalau bisa gunakan Ceramic NP0 bertegangan tinggi (katakanlah 200V keatas). Kalau tidak dapat menemukan ceramic NP0 tegangan tinggi maka gunakan Silver Mica yang biasanya punya tegangan 500V.

• C5 dan R11 membantu menstabilkan LME49811 seperti yang disarankan oleh alm. Bob Pease. Aslinya mempunyai nilai 3k3 dan 75pF, tapi karena saya tidak punya 75pF maka saya gunakan 100pF dan nilai resistor R11 menyesuaikan untuk mendapatkan resonan yang sama (harusnya 2k4 & 100pF, tapi adanya 2k61, dan ternyata masih OK).

• C9 dan C12 sebaiknya pakai MKP/MKT/MKS saja, tidak perlu menggunakan tipe Ceramic.

Untuk C1 bisa menggunakan 1µF ~ 4µ7.
HPF -3dB @ 1µF = 4,42Hz
HPF -3dB @ 1.5µF = 2,95Hz
HPF -3dB @ 2.2µF = 2,01Hz
HPF -3dB @ 3.3µF = 1,34Hz
HPF -3dB @ 4.7µF = 0,94Hz

C6 juga sebaiknya gunakan ceramic jenis NP0/C0G, atau Silver Mica, atau kalau nemu polysterene tegangan tinggi juga bisa. kapasitor jenis MKS juga bisa. Jangan gunakan kapasitor ceramic biru tipe X atau Y seperti X7R, kapasitannya akan naik-turun seiring tegangan yang masuk. Tidak cocok untuk bagian kapasitor kompensasi (C4; C5; C6).

R4 dan C3 tidak ada hubungannya dengan Bass boost. R4 disana untuk membantu menurunkan DC Offset, C3 membantu menurunkan noise karena penambahan R4. C3 sebaiknya tipe bipolar maupun non-polar, bisa digunakan nilai dari 1-4,7µF. Jika menggunakan Elco, maka kaki positif Elco yang menuju ke Pin 5.

Catatan untuk R4 :

Belum tentu semua IC LME49811 mempunyai karakteristik DC yang sama, dalam hal ini Input Offset Voltage & Input Bias Current, bahkan walaupun IC tersebut punya nomor batch yang sama.

Contohnya kedua IC LME49811 ini tidak mempunyai Input Offset Voltage yang sama, salah satunya punya Input Offset Voltage 1,4mV (IC yang lainnya hanya -0,2mV), yang menyebabkan Output DC Offset Voltage sekitar 45mV karena Input Offset Voltage ikut dikuatkan karena Ampli yang saya buat tidak menggunakan DC Blocking capacitor di jalur Negative Feedback. Di sinilah peran R4, untuk meminimalisir Output DC Offset Voltage, dengan memanipulasi impedance(DC) di pin 5 sehingga input offset voltage juga berubah (karena input bias current relatif tetap dan tegangan di R4 akan menggeser DC bias voltage pin 5). Jika menemui Output DC Offset Voltage tinggi (di atas ±10mV), coba ganti R4 dengan trimpot 50k, kemudian putar trimpot sampai mendapatkan Output DC Offset Voltage terendah. Kemudian ganti trimpot tersebut dengan nilai resistor terdekat.

Dalam kasus saya R4 bisa 0 Ω atau dijumper untuk mendapatkan nilai terendah. Tapi untuk membuat "tampilan" tetap ~sama, saya gunakan resistor yang ada yaitu 33 Ω, dan Output DC Offset Voltage sekarang hanya sekitar -9.5mV. Sementara IC yang satunya (R4 33k) Output DC offset Voltage hanya sekitar 6.5mV.

Anda mungkin bertanya, kenapa tidak menggunakan DC Blocking Capacitor saja di NFB ? Jawabannya karena dulu sering saya perhatikan ampli-ampli saya bahwa tanpa menggunakan DC Blocking capacitor di NFB, suaranya lebih natural. Bahkan orang National Semiconductor pun bilang (pada Application Note AN-1490 untuk LM4702) untuk tidak menggunakan DC Blocking Capacitor di jalur sinyal, karena akan menurunkan kualitas suara.

Penguatan tegangan ditentukan oleh R5 dan R6 yaitu 31x (29,8 dB).

R7 bisa 3k3 / 3k6 / 3k9 / 4k3 / 4k7 1W. Lebih kecil lebih baik, agar tegangan zener lebih cepat naik.

Zener D1 gunakan zener 12V 1W.

R8 bisa 5k6 / 6k2 / 6k8 / 7k5. Saya hanya coba 5k6 dan ampli ini tidak ada bunyi "dug" saat dihidupkan maupun saat dimatikan. Ntapz!

R12 & R13 bisa 100 / 120 / 130 / 150 Ω ¼W. Lebih dari 150 Ω maka Tr Driver dan Tr Output menjadi lebih lambat dan jadi rawan osilasi.

Kalau menggunakan 100 Ω maka tiap Tr driver akan panas sekitar 270mW. Kalau menggunakan 150 Ω maka tiap Tr Driver akan panas sekitar 180mW.

Jika R12 & R13 menggunakan 130 / 150 Ω maka R10 ganti jadi 1k2, jika R12 & R13 menggunakan 120 Ω maka ganti R10 jadi 1k.

Anda mungkin berpikir kenapa R17 dan R18 nilainya tidak sama?

Ada beberapa alasan :

1. Arus di jalur supply positif dan jalur supply negatif ke LME49811 tidak sama (lebih besar di jalur supply positif), maka jika menggunakan nilai resistor yang nilainya sama, maka tegangan supply yang sampai ke LME49811 juga akan tidak sama. Untuk membuat tegangan yang sampai ke LME49811 ±lebih simetris, maka nilai R17 dan R18 disesuaikan tersendiri, yang akhirnya saya gunakan nilai 10 Ω dan 15 Ω.

2. Power Supply Rejection Ratio (PSRR) pada LME49811 tidak sama, pada sisi supply negatif PSRR-nya sedikit lebih buruk daripada PSRR di supply positif (-72dB vs -80dB @20kHz). Dengan menggunakan R18 yang lebih tinggi daripada R17, maka ini akan meningkatkan PSRR di jalur negatif dan akhirnya kedua PSRR (positif dan negatif) punya nilai PSRR yang sedikit lebih simetris.

Dioda Bridge dipasang ke Chasis (sebagai heatsink).

PCB Board Amplifier dan Power Supply bisa didownload di Mediafire.com :

Download

atau dari Files.im :

Download

Berisi :

• File Gerber dan Excellon untuk dicetak di pabrik.

• atau gambar PNG untuk diprint sendiri.

• File PDF Daftar komponen.

• File PDF Panduan perakitan.

Ukuran PCB Amplifier LME49811 : 80x80 mm.

Ukuran PCB Power Supply : 123x90 mm.

* Pertama mulai prototyping tahun 2017.