Підсилювач D-класу - в чому полягає його популярність?

Звуковий підсилювач D-класу - це пристрій, призначений для відтворення сигналу, поданого на вхід приладу, за допомогою елементів вхідного ланцюга, із заданим рівнем гучності і потужності, з мінімальним значенням розсіювання енергії і спотворень. Використання таких підсилювачів почалося ще в 1958 році, але останнім часом їх популярність помітно зросла. Чим же такий хороший підсилювач D-класу? У цій статті ми спробуємо відповісти на це питання.

У звичайному усилительном пристрої вихідний каскад побудований на напівпровідникових елементах-транзисторах. Вони забезпечують необхідне значення вихідного струму. Багато аудіосистеми мають підсилювальні каскади класу А, В і АВ. Якщо порівнювати з вихідним каскадом, реалізованим в класі D, розсіює потужність в лінійних каскадах значна навіть при ідеальній збірці. Цей фактор забезпечує класу D істотну перевагу в більшості додатків, в результаті малого тепловиділення, малих габаритних розмірів, низької вартості виробу і збільшення періоду роботи пристроїв.

Підсилювачі звуку класу D мають рассеиваемую потужність набагато нижче, ніж підсилювачі А, В і АВ класів. Ключі у вихідному каскаді такого підсилювача з'єднують вихід, негативну і позитивну шини харчування, тим самим створюються серії імпульсів з позитивним і негативним потенціалом. Підсилювач D-класу завдяки формі такого сигналу істотно знижує рассеиваемую потужність, адже за наявності різниці потенціалів струм крізь вихідні транзистори практично не проходить (транзистор знаходиться в закритому стані). Якщо транзистор у відкритому режимі і через нього проходить струм, на ньому падає незначне напруга. Миттєва розсіює потужність в такому випадку мінімальна.

Незважаючи на те що підсилювач потужності класу D розсіює малу кількість теплової енергії в порівнянні з лінійними підсилювачами, все одно існує небезпека перегріву схеми. Це може відбутися в тому випадку, коли пристрій працює тривалий час в режимі повної потужності. Щоб запобігти цьому процесу, необхідно в підсилювач D-класу включити ланцюга контролю температури. В елементарних захисних схемах вихідний каскад відключається в тому випадку, коли його температура, виміряна вбудованим датчиком, перевищує температурний поріг і не включиться до тих пір, поки температура не знизиться до норми. Звичайно, можливо застосовувати і більш складні схеми для контролю температури. Наприклад, вимірюючи температуру, схеми управління можуть поступово знижувати гучність, тим самим знизиться і тепловиділення, в результаті температура буде утримуватися в необхідних межах. Перевага таких схем полягає в тому, що пристрій буде продовжувати працювати і не буде відключатися.

Підсилювачі D-класу мають недолік - при включенні і виключенні пристрою в ньому виникають клацання і тріск, які можуть дратувати користувачів. Цей ефект може виникнути у випадку «старіння» або установки неякісного модулятора, а також синхронізації вихідного каскаду зі станом LC-фільтра під час включення і виключення приладу.