A L'amplificatore audio di classe D è un dispositivo progettato per riprodurre un segnale applicato all'ingresso del dispositivo utilizzando elementi del circuito di ingresso, con un determinato volume e livello di potenza, con un valore minimo di dissipazione e distorsione di energia. L'uso di tali amplificatori è iniziato nel 1958, ma recentemente la loro popolarità è aumentata notevolmente. Perché un amplificatore di classe D è così buono? In questo articolo cercheremo di rispondere a questa domanda.
In un dispositivo di amplificazione convenzionale, lo stadio di uscita è costruito su transistor-elementi semiconduttori. Forniscono il valore richiesto della corrente di uscita. Molti sistemi audio hanno stadi amplificatori di classe A, B e AB. Rispetto allo stadio di uscita implementato in classe D, la dissipazione di potenza negli stadi lineari è notevole anche se assemblati perfettamente. Questo fattore fornisce alla classe D un vantaggio significativo inla maggior parte delle applicazioni, a causa della bassa generazione di calore, delle ridotte dimensioni complessive, del basso costo del prodotto e della maggiore durata del dispositivo.
Gli amplificatori audio di classe D hanno una dissipazione di potenza molto inferiore rispetto agli amplificatori di classe A, B e AB. I tasti nello stadio di uscita di un tale amplificatore collegano i binari di alimentazione di uscita, negativo e positivo, creando così una serie di impulsi con un potenziale positivo e negativo. A causa della forma di un tale segnale, un amplificatore di classe D riduce significativamente la potenza dissipata, perché in presenza di una differenza di potenziale, la corrente praticamente non passa attraverso i transistor di uscita (il transistor è nello stato chiuso). Se il transistor è in modalità aperta e la corrente scorre attraverso di esso, una tensione trascurabile scende attraverso di esso. La dissipazione di potenza istantanea in questo caso è minima.
Nonostante il fatto che un amplificatore di potenza in classe D dissipi una piccola quantità di energia termica rispetto agli amplificatori lineari, esiste ancora il pericolo di surriscaldamento del circuito. Ciò può accadere quando il dispositivo funziona a piena potenza per molto tempo. Per prevenire questo processo, è necessario includere i circuiti di controllo della temperatura nell'amplificatore di classe D. Nei circuiti di protezione elementari, lo stadio di uscita si spegne quando la sua temperatura, misurata dal sensore integrato, supera la soglia di temperatura e non si accenderà fino a quando la temperatura non torna alla normalità. Naturalmente, è possibile applicare schemi più complessi per il controllo della temperatura. Per esempio,misurando la temperatura, i circuiti di controllo possono abbassare gradualmente il volume, riducendo così la dissipazione del calore, di conseguenza, la temperatura sarà mantenuta entro i limiti richiesti. Il vantaggio di tali schemi è che il dispositivo continuerà a funzionare e non si spegnerà.
Gli amplificatori di classe D hanno uno svantaggio: quando il dispositivo viene acceso e spento, si verificano clic e scoppi, che possono infastidire gli utenti. Questo effetto può verificarsi in caso di "invecchiamento" o installazione di un modulatore di bassa qualità, nonché sincronizzazione dello stadio di uscita con lo stato del filtro LC durante l'accensione e lo spegnimento del dispositivo.
