Differenza tra amplificatore Classe A e Classe D

Quando l'inventore statunitense Lee De Forest brevettò il triodo nel 1908, non poteva immaginare l'impatto che avrebbe avuto sul mondo. Il triodo, o valvola termoionica, fu il primo amplificatore elettronico e rivoluzionò prima le comunicazioni di massa, poi la politica e, infine, l'intrattenimento domestico. I metodi di amplificazione elettronica si sono evoluti man mano che nuove applicazioni richiedevano caratteristiche diverse, e i progressi tecnologici hanno portato a migliore qualità sonora, maggiore efficienza energetica e componenti più economici.

Basi dell'amplificazione

Un amplificatore elettronico essenzialmente prende un segnale elettrico analogico — che rappresenta le variazioni di volume e frequenza di un suono o musica — e amplifica questo segnale in modo da poter pilotare un paio di diffusori o cuffie. Tutti gli amplificatori usano due circuiti principali per ottenere questo: lo stadio d'ingresso prende il segnale AC in entrata che rappresenta un suono e lo usa per rilasciare potenza per rappresentare le modulazioni del suono il più fedelmente possibile, prima di passare allo stadio d'uscita, che genera un nuovo segnale elettrico più potente per pilotare i diffusori. Un amplificatore ben progettato ottiene questo con la minima deviazione possibile dal segnale originale.

Definizioni

La Classe A è il tipo più semplice di progettazione di amplificatore elettronico, in cui i transistor dello stadio d'uscita dell'amplificatore hanno corrente elettrica che li attraversa indipendentemente dalla presenza di un segnale in ingresso. Un amplificatore "switching" o Classe D converte il segnale analogico in ingresso in un segnale portante a modulazione di larghezza d'impulso digitale, che viene usato per alimentare l'intero stadio d'uscita on/off come richiesto. Questo segnale portante descrive la frequenza/altezza e l'ampiezza/volume del segnale allo stadio d'uscita dell'amplificatore, dove viene amplificato e poi riconvertito in forma analogica. Un filtro rimuove gli artefatti d'impulso del segnale portante dal segnale amplificato prima di inviarlo ai diffusori.

Differenze

Gli amplificatori Classe A sono intrinsecamente inefficienti in termini di consumo energetico, con un'efficienza media del 20%, ma hanno livelli di distorsione inferiori a qualsiasi altra classe di amplificatore elettronico. Gli amplificatori Classe D sono altamente efficienti per progettazione, con un'efficienza energetica media dell'85-95%. Per natura della loro progettazione, gli amplificatori Classe D sono più propensi a degradare la qualità del segnale in ingresso in un modo che gli amplificatori Classe A non fanno. Dipendono pesantemente dalla progettazione e qualità dei loro sistemi di filtraggio per rimuovere gli artefatti ad alta frequenza del segnale portante dallo spettro udibile, il che non avviene sempre perfettamente.

Considerazioni

Gli amplificatori Classe D si classificano come scelta allettante per la loro estrema efficienza e versatilità, con alcuni modelli capaci di accettare un ingresso digitale direttamente, eliminando la necessità di un convertitore digitale-analogico a monte. Mentre le loro capacità sonore possono rimanere dietro ai design Classe A come regola generale, la tecnologia sta maturando rapidamente, con amplificatori Classe D prodotti in grande volume per applicazioni mobile, home theater e audio consumer. Come tecnologia pienamente matura e meno sofisticata, i design Classe A contemporanei sono generalmente più diffusi in applicazioni high-end dove la qualità sonora è fondamentale.