Amplificatori Classe D vs Lineari
Sia gli amplificatori Classe D che quelli lineari sono circuiti elettronici progettati per aumentare la potenza di segnali d'ingresso a basso livello. Gli amplificatori lineari seguono le regole tradizionali di progettazione elettronica, usando transistor o valvole per controllare fluidamente una corrente di uscita. Sebbene più complessi, gli amplificatori Classe D funzionano accendendo e spegnendo completamente i transistor ad alta velocità. Questo approccio insolito produce alte potenze di uscita con efficienza molto elevata.
Efficienza
Un amplificatore lineare aumenta la tensione o corrente di un segnale d'ingresso in proporzione al segnale stesso. Il segnale in entrata è un'onda, e l'amplificatore rende l'onda più grande. Per fare questo, una valvola o transistor controlla una corrente di uscita come una valvola, aumentando e diminuendo la corrente in risposta al segnale d'ingresso. Questo approccio ha efficienze del 20% o meno; per inviare 20 watt a un diffusore, l'amplificatore consuma 100 watt di potenza. Un design Classe D opera a un tasso che varia tra il 50 e il 90% di efficienza.
Complessità
Gli amplificatori lineari hanno design molto semplici, usando solo pochi transistor per canale. Un design chiamato amplificatore Classe A ha un singolo transistor per canale. Gli amplificatori Classe D, al contrario, sono molto più complessi, richiedendo dozzine di transistor oltre ad altri componenti elettronici. È un sistema di diversi circuiti, inclusi un generatore di segnale ad alta frequenza, comparatore e gate driver. I produttori di elettronica hanno implementato queste funzioni in circuiti integrati, rendendo la Classe D più pratica di quanto non sarebbe altrimenti.
Distorsione
Un design Classe D semplificato produce grandi quantità di distorsione. L'amplificatore funziona accendendo e spegnendo completamente un transistor senza contenuto di segnale tra i due estremi. L'uscita dell'amplificatore è essenzialmente un'onda quadra, e faresti fatica a riconoscere la musica riprodotta attraverso di essa. Una versione più sofisticata della Classe D riduce notevolmente la distorsione, tuttavia, in quanto amplifica una miscela di musica e un'onda quadra con frequenza tra 250 e 750 kHz. Un circuito d'uscita filtra l'onda quadra dal segnale, lasciando la musica intatta.
I design di amplificatori lineari hanno distorsione intrinsecamente bassa. A differenza della Classe D, riproducono il segnale proporzionalmente e non hanno bisogno di fare affidamento su complessi sistemi di circuito per fornire buona fedeltà.
Potenza
La potenza di uscita per amplificatori lineari e Classe D è comparabile; amplificatori con entrambi i design possono raggiungere migliaia di watt. A causa della maggiore efficienza della Classe D, tuttavia, è più facile realizzare un amplificatore consumer da 1.000 watt, poiché i suoi requisiti di raffreddamento sono più ragionevoli. Gli amplificatori lineari per home audio raramente producono più di qualche centinaio di watt; per più potenza, l'equipaggiamento necessita di raffreddamento ad aria forzata e persino ad acqua.