Un amplificator audio clasa D este un dispozitiv conceput pentru a reproduce un semnal aplicat la intrarea dispozitivului folosind elemente de circuit de intrare, cu un volum și un nivel de putere date, cu o valoare minimă a disipării și distorsiunii energiei. Utilizarea unor astfel de amplificatoare a început în 1958, dar recent popularitatea lor a crescut considerabil. De ce este un amplificator de clasa D atât de bun? În acest articol, vom încerca să răspundem la această întrebare.
Într-un dispozitiv de amplificare convențional, treapta de ieșire este construită pe elemente semiconductoare-tranzistoare. Ele furnizează valoarea necesară a curentului de ieșire. Multe sisteme audio au trepte de amplificare din clasa A, B și AB. În comparație cu treapta de ieșire implementată în clasa D, puterea disipată în treptele liniare este semnificativă chiar și atunci când este asamblată perfect. Acest factor oferă clasa D un avantaj semnificativ înmajoritatea aplicațiilor, ca urmare a generării reduse de căldură, dimensiunilor generale mici, costurilor reduse ale produsului și duratei de viață extinse a dispozitivului.
Amplificatoarele audio din clasa D au o putere disipată mult mai mică decât amplificatoarele din clasa A, B și AB. Cheile din etapa de ieșire a unui astfel de amplificator conectează șinele de ieșire, negative și pozitive, creând astfel o serie de impulsuri cu un potențial pozitiv și negativ. Datorită formei unui astfel de semnal, un amplificator de clasă D reduce semnificativ puterea disipată, deoarece în prezența unei diferențe de potențial, curentul practic nu trece prin tranzistoarele de ieșire (tranzistorul este în stare închisă). Dacă tranzistorul este în modul deschis și curentul curge prin el, o tensiune neglijabilă scade pe el. Disiparea instantanee a puterii în acest caz este minimă.
În ciuda faptului că un amplificator de putere clasa D disipează o cantitate mică de energie termică în comparație cu amplificatoarele liniare, există totuși pericolul de supraîncălzire a circuitului. Acest lucru se poate întâmpla atunci când dispozitivul funcționează la putere maximă pentru o perioadă lungă de timp. Pentru a preveni acest proces, este necesar să includeți circuite de control al temperaturii în amplificatorul de clasă D. În circuitele de protecție elementare, treapta de ieșire este oprită atunci când temperatura sa, măsurată de senzorul încorporat, depășește pragul de temperatură și nu se va porni până când temperatura scade la normal. Desigur, este posibil să se aplice scheme mai complexe pentru controlul temperaturii. De exemplu,prin măsurarea temperaturii, circuitele de control pot scădea treptat volumul, reducând astfel disiparea căldurii, ca urmare, temperatura va fi menținută în limitele cerute. Avantajul unor astfel de scheme este că dispozitivul va continua să funcționeze și nu se va opri.
Amplificatoarele de clasa D au un dezavantaj - atunci când dispozitivul este pornit și oprit, apar clicuri și pop-uri în el, ceea ce poate enerva utilizatorii. Acest efect poate apărea în cazul „îmbătrânirii” sau instalării unui modulator de calitate scăzută, precum și în cazul sincronizării treptei de ieșire cu starea filtrului LC în timpul pornirii și opririi dispozitivului.
