Qu'est-ce qu'un amplificateur de classe D?

Souvent appelé amplificateur numérique, l'amplificateur de classe D est un dispositif électronique qui augmente la taille des signaux électriques. Ce qui distingue l’amplificateur de classe D des autres types d’amplificateurs, c’est sa conception, qui réduit le risque d’augmentation de la distorsion contre un niveau d’efficacité très élevé, ce qui lui permet d’être plus petit et plus léger que les autres amplificateurs. Les amplificateurs de classe D sont le plus souvent utilisés comme amplificateurs de haut-parleur dans les applications audio et sont particulièrement populaires dans les situations où le coût ou la taille est un facteur majeur.

Les amplificateurs de haut-parleur classiques utilisent au moins un transistor, une petite partie électronique à trois fils, généralement en silicium, ou des puces de circuit intégré contenant des transistors. Une alimentation constante alimente son "collecteur", tandis qu'un petit signal de niveau ligne est introduit dans sa "base". Le signal de base contrôle la quantité de puissance du collecteur transmise à "l'émetteur", le fil d'où provient le signal amplifié. Les conceptions de classe A, de classe B et de classe AB hybride consomment constamment de l'énergie pour le collecteur, qu'il en ait besoin ou non. Cela tend à les rendre très inefficaces, et les grandes quantités d'énergie inutilisée sont converties en chaleur, que l'amplificateur dissipe par le biais de dissipateurs de chaleur volumineux et encombrants. La conception d'un amplificateur de classe D élimine en grande partie cette inefficacité.

Les amplificateurs de classe D utilisent encore des transistors ou des puces de circuits intégrés, mais au lieu de simplement augmenter le signal de la base avec l’alimentation du collecteur, ils utilisent le signal de la base pour allumer et éteindre le collecteur. Par exemple, pour créer un faible niveau de lumière dans une pièce sans gradateur, l’interrupteur peut être actionné et allumé plusieurs fois par seconde, ce qui permet à l’œil d’enregistrer une lumière plus faible qu’une ampoule entièrement éclairée. Les amplificateurs de classe D fonctionnent sur le même principe, et quand ils sont "éteints", ils ne consomment pratiquement pas d’énergie.

Le terme "amplificateur numérique" est abusif et appliqué à de nombreux composants d’amplificateurs de classe D car les impulsions courtes qu’ils utilisent pourraient provenir d’une source numérique. D'autre part, ils peuvent également amplifier les signaux analogiques. En fait, la conception de l'amplificateur de classe D est antérieure à la technologie audio numérique.

Quand ils ont été introduits pour la première fois, les amplificateurs de classe D ont fait de nombreux compromis en termes de qualité sonore pour atteindre des niveaux de sortie de puissance élevés à partir d'un composant petit et peu coûteux. En raison de cette limitation, ils ont d'abord gagné en popularité dans des applications telles que les amplificateurs de subwoofer où le type de distorsion créé par la conception était plus difficile à entendre. Au fur et à mesure que la technologie s'affinait et que la qualité du son s'améliorait, ils se sont développés pour devenir des équipements audio grand public peu coûteux, ainsi que des équipements portables, nécessitant une faible consommation d'énergie pour maximiser la durée de vie de la batterie. Dès la deuxième décennie du 21e siècle, les amplificateurs de classe D ont été perfectionnés au point d’être utilisés dans les applications audio professionnelles ainsi que dans les équipements stéréo de très haute qualité destinés aux audiophiles.