O que é um amplificador de classe D?

Frequentemente chamado de amplificador digital, o amplificador de classe D é um dispositivo eletrônico que aumenta o tamanho dos sinais elétricos. O que distingue o amplificador classe D de outros tipos de amplificadores é o seu design, que elimina o risco de distorção aumentada por um nível muito alto de eficiência, permitindo que ele seja menor e mais leve que outros amplificadores. Os amplificadores classe D são mais comumente usados ​​como amplificadores de alto-falante em aplicativos de áudio e são especialmente populares em situações em que o custo ou o tamanho são um fator importante.

Os amplificadores de alto-falante típicos usam pelo menos um transistor, uma pequena parte eletrônica com três fios, normalmente feita de silício, ou chips de circuito integrado (IC) que contêm transistores. Uma alimentação constante entra em seu "coletor", enquanto um pequeno sinal no nível da linha é alimentado em sua "base". O sinal base controla quanto da energia do coletor passa para o "emissor", o condutor do qual o sinal amplificado vem. Os projetos de classe A, classe B e classe AB híbrida constantemente consomem energia para o coletor, se ele precisa ou não. Isso tende a torná-los muito ineficientes, e as grandes quantidades de energia não utilizada são convertidas em calor, que o amplificador dissipa através de grandes e grandes dissipadores de calor. O design de um amplificador de classe D elimina grande parte dessa ineficiência.

Os amplificadores classe D ainda usam transistores ou chips IC, mas em vez de simplesmente aumentar o sinal da base com a energia do coletor, eles usam o sinal da base para ligar e desligar o coletor. Por exemplo, para criar um baixo nível de luz em uma sala sem um interruptor mais escuro, teoricamente, o interruptor pode ser ligado e desligado várias vezes por segundo, fazendo com que o olho registre uma luz mais fraca que uma lâmpada totalmente iluminada. Os amplificadores de classe D funcionam com o mesmo princípio e, quando estão "desligados", eles basicamente não consomem energia.

O nome impróprio "amplificador digital" é aplicado a muitos componentes do amplificador classe D porque os pulsos curtos que eles usam podem vir de uma fonte digital. Por outro lado, eles também podem amplificar sinais analógicos. De fato, o design do amplificador classe D é anterior à tecnologia de áudio digital.

Quando foram introduzidos pela primeira vez, os amplificadores de classe D fizeram uma série de comprometimentos na qualidade do som para alcançar altos níveis de potência de um componente pequeno e barato. Devido a essa limitação, eles ganharam popularidade em aplicações como amplificadores de subwoofer, onde o tipo de distorção criada pelo design era mais difícil de ouvir. À medida que a tecnologia se tornou mais refinada e a qualidade do som melhorou, eles se expandiram para equipamentos de áudio de baixo custo para consumidores e equipamentos portáteis, que exigiam baixo consumo de energia para maximizar a vida útil da bateria. Na segunda década do século XXI, os amplificadores de classe D haviam sido refinados a ponto de começarem a ser usados ​​em aplicações profissionais de áudio, bem como em equipamentos estéreo de alto nível para audiófilos.