Che cos'è un amplificatore di classe D?

Spesso denominato amplificatore digitale, l'amplificatore di classe D è un dispositivo elettronico che aumenta la dimensione dei segnali elettrici. Ciò che distingue l'amplificatore di classe D da altri tipi di amplificatori è il suo design, che compensa il rischio di una maggiore distorsione per un livello molto elevato di efficienza, consentendogli di essere più piccolo e leggero rispetto ad altri amplificatori. Gli amplificatori di classe D sono più comunemente utilizzati come amplificatori per altoparlanti in applicazioni audio e sono particolarmente popolari in situazioni in cui sia il costo che le dimensioni sono un fattore importante.

I tipici amplificatori per diffusori utilizzano almeno un transistor, una piccola parte elettronica a tre fili, che in genere è realizzata in silicio, o circuiti integrati (IC) che contengono transistor. Un'alimentazione costante entra nel suo "collettore" mentre un piccolo segnale a livello di linea viene immesso nella sua "base". Il segnale di base controlla la quantità di energia del collettore che passa attraverso l '"emettitore", il cavo da cui proviene il segnale amplificato. I progetti di classe A, classe B e ibrida di classe AB assorbono costantemente energia per il collezionista, che ne abbia bisogno o meno. Questo tende a renderli molto inefficienti e le elevate quantità di energia non utilizzata vengono convertite in calore, che l'amplificatore dissipa attraverso dissipatori di calore grandi e voluminosi. Il design di un amplificatore di classe D elimina gran parte di questa inefficienza.

Gli amplificatori di classe D usano ancora transistor o chip IC, ma invece di aumentare semplicemente il segnale dalla base con l'alimentazione del collettore, usano il segnale della base per accendere e spegnere il collettore. Ad esempio, per creare un basso livello di luce in una stanza senza un dimmer, in teoria, l'interruttore della luce potrebbe essere attivato e disattivato più volte al secondo, facendo sì che l'occhio registri una luce più debole di una lampadina completamente illuminata. Gli amplificatori di classe D funzionano con lo stesso principio e quando sono "spenti" non assorbono sostanzialmente energia.

Il termine "amplificatore digitale" improprio viene applicato a molti componenti dell'amplificatore di classe D perché i brevi impulsi che usano potrebbero provenire da una sorgente digitale. D'altra parte, possono anche amplificare i segnali analogici. In effetti, il design dell'amplificatore in classe D precede la tecnologia audio digitale.

Quando sono stati introdotti per la prima volta, gli amplificatori di classe D hanno fatto una serie di compromessi nella qualità del suono per raggiungere livelli di uscita di potenza elevati da un componente piccolo ed economico. A causa di questa limitazione, hanno prima guadagnato popolarità in applicazioni come amplificatori subwoofer in cui il tipo di distorsione che il design creato era più difficile da ascoltare. Man mano che la tecnologia diventava più raffinata e la qualità del suono migliorava, si espansero in apparecchiature audio di consumo a basso costo e apparecchiature portatili, che richiedevano un consumo ridotto di energia per massimizzare la durata della batteria. Entro la seconda decade del 21 ° secolo, gli amplificatori di classe D erano stati perfezionati al punto da iniziare a essere utilizzati in applicazioni audio professionali e in apparecchiature stereo di fascia alta di livello audiofilo.