Um amplificador de áudio D-class é um dispositivo projetado para reproduzir um sinal aplicado à entrada do dispositivo usando elementos do circuito de entrada, com um determinado volume e nível de potência, com um valor mínimo de dissipação de energia e distorção. O uso de tais amplificadores começou em 1958, mas recentemente sua popularidade aumentou acentuadamente. Por que um amplificador de classe D é tão bom? Neste artigo, tentaremos responder a essa pergunta.
Em um dispositivo de amplificação convencional, o estágio de saída é construído em elementos-transistores semicondutores. Eles fornecem o valor necessário da corrente de saída. Muitos sistemas de áudio têm estágios amplificadores de classe A, B e AB. Comparado ao estágio de saída implementado na classe D, a dissipação de potência nos estágios lineares é significativa mesmo quando montados perfeitamente. Este fator confere à classe D uma vantagem significativa emmaioria das aplicações, como resultado da baixa geração de calor, pequenas dimensões gerais, baixo custo do produto e vida útil estendida do dispositivo.
Os amplificadores de áudio classe D têm uma dissipação de potência muito menor do que os amplificadores classe A, B e AB. As chaves no estágio de saída de tal amplificador conectam os trilhos de saída, negativo e positivo, criando assim uma série de pulsos com potencial positivo e negativo. Devido à forma de tal sinal, um amplificador de classe D reduz significativamente a potência dissipada, porque na presença de uma diferença de potencial, a corrente praticamente não passa pelos transistores de saída (o transistor está no estado fechado). Se o transistor estiver em modo aberto e a corrente fluir através dele, uma tensão desprezível cai sobre ele. A dissipação instantânea de energia neste caso é mínima.
Apesar do fato de um amplificador de potência classe D dissipar uma pequena quantidade de energia térmica em comparação com amplificadores lineares, ainda existe o perigo de superaquecimento do circuito. Isso pode acontecer quando o dispositivo está funcionando com potência máxima por um longo tempo. Para evitar este processo, é necessário incluir circuitos de controle de temperatura no amplificador de classe D. Nos circuitos de proteção elementares, o estágio de saída é desligado quando sua temperatura, medida pelo sensor embutido, excede o limite de temperatura e não liga até que a temperatura caia ao normal. Claro, é possível aplicar esquemas mais complexos para controle de temperatura. Por exemplo,medindo a temperatura, os circuitos de controle podem diminuir gradualmente o volume, reduzindo assim a dissipação de calor, como resultado, a temperatura será mantida dentro dos limites exigidos. A vantagem de tais esquemas é que o dispositivo continuará funcionando e não será desligado.
Os amplificadores de classe D têm uma desvantagem - quando o dispositivo é ligado e desligado, ocorrem cliques e estalos nele, o que pode incomodar os usuários. Este efeito pode ocorrer em caso de “envelhecimento” ou instalação de um modulador de baixa qualidade, bem como sincronização do estágio de saída com o estado do filtro LC durante a ativação e desativação do dispositivo.
