Wat is een klasse-D-versterker?
Vaak aangeduid als een digitale versterker, is de Class-D-versterker een elektronisch apparaat dat de grootte van elektrische signalen verhoogt. Wat de klasse-D-versterker onderscheidt van andere soorten versterkers, is het ontwerp, dat het risico van verhoogde vervorming afhandelt voor een zeer hoog niveau van efficiëntie, waardoor deze kleiner en lichter kan zijn dan andere versterkers. Klasse-D-versterkers worden het meest gebruikt als sprekersversterkers in audiotoepassingen en zijn vooral populair in situaties waarin kosten of grootte een belangrijke factor zijn.
Typische luidsprekerversterkers gebruiken ten minste één transistor, een klein elektronisch deel met drie draden, die typisch gemaakt van siliconen of geïntegreerde circuit (IC) chips die transisters bevatten. Een constante vermogensfeed gaat naar zijn "verzamelaar", terwijl een klein lijnniveau-signaal wordt ingevoerd in zijn "basis". Het basissignaal regelt hoeveel van het vermogen van de verzamelaar doorgaat naar de "emitter", de leiding waaruit het versterkte signaal komt. KlemS-A, Class-B en Hybrid Class-AB ontwerpen trekken voortdurend stroom voor de collector, of deze nu nodig heeft of niet. Dit maakt ze de neiging om ze zeer inefficiënt te maken, en de hoge hoeveelheden ongebruikte kracht worden omgezet in warmte, die de versterker weggaat door grote en omvangrijke koellichamen. Het ontwerp van een Class-D-versterker elimineert veel van deze inefficiëntie.
Class-D-versterkers gebruiken nog steeds transistoren of IC-chips, maar in plaats van het signaal van de basis groter te maken met vermogen van de collector, gebruiken ze het signaal van de basis om de collector in en uit te schakelen. Om bijvoorbeeld een laag lichtniveau in een kamer te creëren zonder een dimmer, kan theoretisch de lichtschakelaar meerdere keren per seconde worden aan en uit, waardoor het oog licht registreert dat dimmer is dan een volledig verlichte lamp. Class-D-versterkers werken volgens hetzelfde principe, en wanneer ze "uit" zijn, tekenen ze in wezengeen kracht.
De verkeerde benaming "digitale versterker" wordt toegepast op veel class-D-versterkercomponenten omdat de korte pulsen die ze gebruiken uit een digitale bron kunnen komen. Aan de andere kant kunnen ze ook analoge signalen versterken. In feite dateert het Class-D-versterkerontwerp dateert van digitale audiotechnologie.
Toen ze voor het eerst werden geïntroduceerd, maakten Class-D-versterkers een aantal compromissen in geluidskwaliteit om hoge vermogensuitgangsniveaus te bereiken van een kleine, goedkope component. Vanwege deze beperking werden ze voor het eerst populair in toepassingen zoals subwoofer versterkers waarbij het type vervorming dat het ontwerp creëerde moeilijker te horen was. Naarmate de technologie meer verfijnd werd en de geluidskwaliteit verbeterde, breidden ze zich uit naar goedkope audioapparatuur voor consumenten en draagbare apparatuur, waarvoor een lage stroomafvoer vereist om de levensduur van de batterij te maximaliseren. Tegen het tweede decennium van de 21e eeuw waren klasse-D-versterkers verfijnd tot het punt dat ze in professionele audio begonnen te worden gebruiktToepassingen en in zeer high-end, audiofiel-grade stereo-apparatuur.