Cos'è un amplificatore auto Classe D? Come funzionano e perché sono ottimi

C'è una grande gamma di amplificatori auto là fuori e a prima vista sembrano quasi tutti uguali. Tuttavia, ci sono alcune differenze grandi (e grandi benefici) che dovreste conoscere meglio.

Grazie alla tecnologia moderna, gli amplificatori auto Classe D possono essere una delle scelte migliori per i vostri soldi. Ma cos'è un amplificatore auto Classe D? Come si confrontano con gli altri, e perché importa?

Continuate a leggere e ve lo mostrerò!

Infografica – Fatti sugli amplificatori auto Classe D

Cos'è un amplificatore auto Classe D?

Spesso non potete distinguere un amplificatore Classe D da un normale amplificatore auto Classe A/B solo guardandolo. Questo perché fanno la stessa cosa, hanno le stesse caratteristiche, e la differenza principale – come funzionano – è nascosta dentro. Alcuni però sono molto più piccoli di altri tipi di amplificatori quindi differiscono in dimensioni vs un altro amplificatore con la stessa potenza nominale.

Gli amplificatori auto Classe D sono amplificatori di potenza audio che usano un amplificatore più efficiente basato sulla tecnologia di modulazione di larghezza d'impulso (PWM).

A differenza di alcune descrizioni fuorvianti o fraintese, gli amplificatori Classe D non sono "amplificatori digitali". Invece, lavorano ancora con segnali analogici (non digitali) anche se usano un approccio diverso.

In passato, a causa delle limitazioni della tecnologia e della qualità sonora del tempo, erano usati solo per alimentare subwoofer poiché la qualità sonora inferiore che offrivano non era percettibile nella gamma di bassa frequenza dei bassi nella musica.

La buona notizia è che la tecnologia audio auto e l'elettronica sono migliorate molto. Ora potete trovare un'ampia varietà di amplificatori Classe D per pilotare altoparlanti full-range, subwoofer, o entrambi – tutto da un piccolo amplificatore!

I vantaggi degli amplificatori Classe D

Questi tipi di amplificatori sono diventati sempre più popolari per i benefici che offrono:

1. Alta efficienza: Gli amplificatori Classe D hanno tipicamente circa 85% efficienza mentre lavorano, significando che usano molta meno corrente elettrica degli amplificatori Classe A/B e altri. Questo significa anche che potete spesso usare un calibro più piccolo per il cablaggio di alimentazione risparmiando soldi.
2. Dimensioni compatte: Poiché sprecano meno potenza, non si scaldano come altri amplificatori e possono essere fatti più piccoli degli amplificatori auto tradizionali. Questo risparmia anche soldi riducendo il metallo necessario per il telaio dell'amplificatore.
3. Più potenza per i vostri soldi: Sono capaci di erogare più potenza poiché le limitazioni di potenza di altri amplificatori rendono questo più difficile. Gli amplificatori Classe D possono fornire molta più potenza per gli stessi soldi di amplificatori molto costosi del passato. Poiché il calore non è un problema, possono erogare potenza (watt RMS, non "potenza di picco") senza gli effetti collaterali.
4. Più opzioni di installazione: Ovviamente, un amplificatore più piccolo sta in più posti. Tuttavia, poiché non generano molto calore, significa che non avete il rischio che si surriscaldino come altri tipi. Potete montare un amplificatore Classe D in posti senza o con pochissimo flusso d'aria o spazio: sotto i sedili, dentro contenitori portaoggetti moto, e persino dentro una plancia vicino all'autoradio.

Poiché assorbono meno corrente elettrica (ampere) dei modelli più vecchi, alcuni possono essere installati usando il cablaggio della radio di fabbrica. Questo significa che eviterete la necessità di comprare e installare cablaggio extra come dovreste normalmente. Bello!

Cosa significa classe di un amplificatore auto?

La classe di un amplificatore è un nome usato per categorizzare un amplificatore dalla tecnologia usata per il funzionamento di un amplificatore. Tutti gli amplificatori audio rientrano in una di poche classi.

Le classi degli amplificatori esistono da decenni con il numero di classi che aumenta man mano che la tecnologia è migliorata.

Oltre alla D, ecco una lista delle altre:

• Classe A: Il tipo di amplificatore più inefficiente ma con fedeltà più alta. Non molto popolare e solitamente riservato per uso audiophoile.
• Classe B: Non molto comune – una vecchia classe di amplificatore dove l'amplificazione divide le metà positive e negative del segnale audio. Più efficiente degli amplificatori Classe A, ma qualità sonora inferiore come risultato del modo in cui funziona. Questi erano usati in alcuni amplificatori a valvole anni fa ma sono obsoleti ora.
• Classe A/B: Per molti anni, la più popolare perché sono un buon compromesso tuttofare tra basso costo, qualità sonora ed efficienza. Questi tipi di amplificatori combinano il modo in cui i design Classe A e Classe B funzionano. Tuttavia, la loro efficienza energetica è intorno al 50-65% quindi sprecano ancora una discreta quantità di potenza.

Come funziona un amplificatore auto Classe D?

Diagramma che mostra come funziona un amplificatore Classe D. A differenza di altri design, questo usa un circuito a frequenza di commutazione molto alta per mescolare il segnale in ingresso con una forma d'onda per creare una serie di segnali di modulazione di larghezza d'impulso (PWM) on/off. Questo è poi usato per pilotare transistor di potenza dove viene amplificato. Il risultato amplificato è poi "lisciato" per ricreare il segnale musicale originale curvo e filtrato per rimuovere il rumore ad alta frequenza aggiunto mentre lavora.

Come accennato prima, gli amplificatori Classe D non sono amplificatori digitali come sono chiamati a volte per qualche motivo. Non convertono il segnale musicale di uno stereo in una serie digitale di numeri; piuttosto, usano un design ad onda quadra analogico basato sulla tecnologia di modulazione di larghezza d'impulso (PWM).

Ecco come funziona un amplificatore auto Classe D:

1. Il segnale d'ingresso a basso livello dall'autoradio è modulato, o alterato, da un circuito ad alta frequenza che cambia il segnale audio in una serie di segnali on/off quadri che variano in larghezza basandosi sul livello d'ingresso.
2. Questi segnali sono poi usati per pilotare transistor di potenza che li amplificano. I segnali ad onda quadra sono amplificati a una tensione più alta dall'alimentatore a commutazione dell'amplificatore e ora sono capaci di erogare alta potenza agli altoparlanti. Poiché le onde quadre si accendono e spengono rapidamente, i transistor non rimangono accesi a lungo riducendo la potenza usata e sprecata.
3. Le onde quadre amplificate sono lisciate da circuiti elettronici che le trasformano di nuovo in una versione amplificata del segnale musicale originale curvo.
4. Prima dei terminali d'uscita altoparlanti, i filtri rimuovono il rumore ad alta frequenza dal segnale d'uscita mentre l'amplificatore lavora per eliminarlo dalla gamma di suoni che potete sentire. L'uscita è una versione amplificata del segnale d'ingresso con un'alta capacità di potenza.

Quasi tutti gli amplificatori Classe D (a differenza dei modelli Classe A o A/B) usano un circuito integrato (IC) speciale che gestisce lo spezzettamento del segnale audio e la guida dei transistor di potenza. Alcune versioni miniature sono progettate per essere un prodotto "tutto in uno" e pilotare gli altoparlanti direttamente. Questi sono solitamente usati per altoparlanti per computer a bassa potenza o amplificatori stereo domestici miniaturi.

Gli amplificatori auto economici spesso usano un chip controller Classe D off-the-shelf mentre le marche note più spesso usano un IC personalizzato più avanzato.

Proprio come altri amplificatori, molti offrono anche ingressi ad alto livello per funzionare con unità stereo di fabbrica.

Nota: Potreste vedere alcuni amplificatori domestici e auto pubblicizzati come "Classe T", "Classe G", o nomi simili. Nonostante come suonano, quelli sono anche solo versioni rinominate dello stesso design base Classe D con alcune personalizzazioni o ritocchi.

Gli amplificatori Classe D sono alta fedeltà?

Nel senso più stretto, no, questi tipi di amplificatori non sono alta fedeltà come gli amplificatori Classe A con specifiche di distorsione super-basse o la qualità sonora di design Classe A/B di fascia alta. Questo perché la fedeltà sonora degli amplificatori Classe D deve essere compromessa un po' per permetterci di beneficiare dell'efficienza che offrono.

Per fornire chiarezza sonora di livello mondiale, gli amplificatori Classe A sprecano molta potenza che si trasforma in calore. Tuttavia, sono ancora preferiti da alcune persone perché offrono amplificazione audio senza compromessi, distorsione ultra-bassa e riproducono il segnale musicale molto fedelmente.

Gli amplificatori Classe AB di fascia alta, pur non essendo buoni come la Classe A, offrono anche un'eccellente qualità sonora all'aggiunto costo di un prezzo più alto. Anche gli amplificatori Classe A/B budget e di fascia media possono offrire suono ad alta fedeltà se sono progettati correttamente per come funziona la tecnologia.

Poiché gli amplificatori Classe A/B offrono buona qualità sonora in aggiunta a discreta efficienza e sono economici da costruire, sono stati il tipo più comune di amplificatore auto per anni. Nonostante ciò, gli amplificatori Classe D sono migliorati e stanno diventando più popolari.

Ecco perché gli amplificatori Classe D sono a fedeltà inferiore:

• Gli amplificatori Classe D usano la tecnologia PWM per convertire il segnale originale in onde quadre e di nuovo indietro. Questo significa che una piccola quantità di fedeltà può essere persa. Ogni volta che un segnale musicale è convertito si perde un po' di accuratezza.
• Mentre lavorano, più rumore viene involontariamente aggiunto al segnale sonoro che altri tipi di amplificatori. Per questo, questi amplificatori spesso hanno un rapporto segnale-rumore (SNR) inferiore dei loro counterpart. In generale, più alto è l'SNR, meglio è.

Non lasciate che questo vi dia l'impressione sbagliata, però – gli amplificatori di oggi sono molto buoni!

Sono migliorati molto – ma la qualità importa!

5-10 anni fa, gli amplificatori Classe D che provai erano deludenti. La buona notizia è che gli amplificatori di oggi sono molto migliori. Finché fate acquisti con attenzione e fate caso ai dettagli, sarete contenti del suono.

Per esempio, l'amplificatore Alpine MRV-F300 4 canali Classe D che ho recensito qui è un ottimo piccolo amplificatore che ho apprezzato.

La maggior parte delle persone troverà quasi impossibile notare la differenza in qualità sonora confrontando un ottimo amplificatore Classe D con un amplificatore A/B medio. A meno che non siate estremamente esigenti sulla qualità sonora, non dovrebbe essere un problema.

Se state pianificando di usare un amplificatore solo per i bassi la qualità sonora non importa davvero poiché non sentiamo la differenza per le frequenze dei bassi. È per questo che erano usati solo per amplificatori subwoofer prima che la tecnologia migliorasse.

Cos'è un amplificatore auto mono Classe D?

Gli amplificatori auto mono Classe D sono progettati per erogare molta potenza ai subwoofer per bassi ad alto volume che colpiscono davvero. A differenza degli amplificatori full-range, sono limitati a solo produrre bassi.

La maggior parte degli amplificatori auto mono hanno alcune caratteristiche comuni:

• Classificazione d'impedenza altoparlante (Ohm) più bassa: Molti possono gestire fino a 2 Ohm o anche 1 Ohm per la massima erogazione di potenza.
• Non full-range. La maggior parte non può essere usata per altoparlanti coassiali o componenti, per esempio. L'audio che possono produrre è limitato solo a una gamma bassa di bassi.
• Alta potenza d'uscita: Oggi, gli amplificatori auto mono Classe D hanno potenze nominali come 500W RMS, 750W RMS, e anche 1.000 watt o più! Questo è reso possibile dall'efficienza Classe D.
• Controllo livello subwoofer: alcuni modelli forniscono una manopola rotativa per regolare il volume dell'amplificatore dalla plancia.
• Filtro bassi regolabile: Tipicamente, anche se non possono produrre suoni sopra 250Hz o così, potete regolare il taglio d'uscita del crossover da 20 a 250Hz, a seconda dell'amplificatore particolare.

Mentre usano un'unica uscita monaurale (mono), alcuni hanno un set extra di terminali altoparlanti per rendere più facile collegare più sub se volete.

Gli amplificatori Classe D sono buoni per i sub?

La cosa più importante da capire è che questi amplificatori mono (chiamati anche amplificatori "monoblock") sono progettati solo per erogare molta alta potenza al subwoofer e nient'altro. In questo senso, sono eccellenti per i sub!

Offrono un valore watt-per-dollaro più alto di qualsiasi altro tipo di amplificatore. In effetti, potete trovarne alcuni oggi che possono erogare 500 watt RMS (o più!) per $100 e sotto.

Un amplificatore Classe D è migliore?

Non c'è un vero "migliore" classe di amplificatore – almeno non attualmente. Ognuno ha punti di forza e debolezze, significando che si riduce a cosa è meglio per voi. Per esempio, se siete come la maggior parte della gente e volete buon suono ma il miglior valore per i vostri soldi, allora sì, è probabile che sia meglio in quel caso.

Tuttavia, quando si tratta di ciò che conta per la maggior parte delle persone, gli amplificatori auto Classe D sono migliori nella maggior parte ma non in tutte le categorie che contano.

Ecco un confronto delle diverse classi di amplificatori e i loro pro e contro:

Diagramma confronto classi amplificatori auto

Un diagramma che confronta le cose principali che vi interessano sugli amplificatori audio. Come accennato prima, gli amplificatori Classe A/B sono un buon compromesso tra qualità sonora, costo e potenza. Tuttavia, come potete vedere qui, gli amplificatori Classe D oggi sono un valore migliore e offrono di più per i soldi. Sono una scelta migliore tuttofare per la maggior parte delle persone che non hanno bisogno di qualità sonora audiophoile.

Come ho detto prima, gli amplificatori Classe D ora stanno diventando sempre più popolari insieme a essere un valore migliore per la maggior parte della gente. A meno che non siate dopo la migliore qualità sonora possibile che potete comprare, otterrete più potenza per i vostri soldi, un prezzo accessibile e un'installazione più facile per i vostri soldi.

Come potete vedere nel mio diagramma sopra, gli amplificatori Classe A eccellono in qualità sonora (sono ultra-bassi in distorsione e fanno un ottimo lavoro riproducendo il segnale musicale) ma mancano in quasi tutte le altre aree.

Gli amplificatori Classe A/B sono stati per molti anni la scelta migliore tuttofare. Offrono ottima qualità sonora anche con modelli budget, discreta disponibilità di potenza, sono accessibili, ma non sono così compatti. Gli amplificatori Classe A non sono comunemente disponibili per audio auto più quindi non sono davvero un concorrente.

Gli amplificatori Classe D come potete vedere hanno più pro che contro – sono più piccoli, potete ottenere più potenza per i soldi, usano meno corrente elettrica, ma non sono a livello audiophoile nella qualità sonora. Quando fate acquisti potete trovare modelli 4 x 100 watt RMS vs un 4 x 50 watt RMS A/B, per esempio.

In definitiva, per la maggior parte della gente gli amplificatori Classe D sono ottimi e la scelta migliore se non siete molto esigenti sulla qualità sonora. Non fraintendetemi – i modelli di oggi hanno una qualità sonora molto buona – solo non di fascia alta, livello audiophoile. Se non è quello che cercate li troverete molto piacevoli.

Amplificatori Classe D vs Classe A/B per auto

Un diagramma che confronta il funzionamento di amplificatori Classe A/B vs Classe D. A differenza degli amplificatori Classe D, i modelli A/B non cambiano il segnale originale ma invece lo amplificano e lo dividono in una metà positiva e una negativa per pilotare gli stadi d'uscita. Gli amplificatori Classe D sfruttano i principi PWM e li pilotano solo per parte del tempo, riducendo l'uso di potenza.

Cos'è un amplificatore auto Classe AB?

Gli amplificatori Classe A/B esistono da decenni e vanno di prezzo da livelli super-budget a design di fascia alta. In tutti i casi il design base usato è lo stesso: il segnale d'ingresso è usato per pilotare transistor d'uscita con una metà positiva e una negativa, boostando l'ingresso usando la tensione d'alimentazione interna dell'amplificatore per pilotare gli altoparlanti.

A causa di come funzionano, un po' di potenza è sprecata (intorno al 45-35% o così, a seconda) e finisce come calore che scalda il dissipatore (telaio metallico pesante). Offrono ottima qualità sonora perché non cambiano i segnali audio ma li amplificano soltanto.

La circuitazione Classe D usa i principi PWM per risparmiare potenza sprecata poiché commutano i transistor di potenza d'uscita solo per parte del tempo. A differenza degli amplificatori Classe A/B, fanno cambiare il segnale d'ingresso: viene convertito in onde quadre che vengono convertite di nuovo in onde lisce proprio come il segnale d'ingresso mentre lasciano l'amplificatore.

Gli amplificatori Classe D sono migliori degli AB?

Gli amplificatori Classe D possono offrire più potenza e/o più canali amplificatore nella stessa o minore dimensione rispetto alla Classe A/B. Questo amplificatore Pioneer 5 canali, per esempio, può erogare più potenza a 4 altoparlanti e un canale subwoofer dedicato degli amplificatori A/B della stessa dimensione. Per quel motivo, potreste dire che è migliore.

C'è una leggera differenza in qualità sonora che varia per marca e qualità del design. Come compromesso, il rapporto segnale-rumore è un po' peggiore dei design A/B. Per esempio, 90dB o così è più tipico per quelli buoni mentre gli amplificatori A/B spesso partono da 90dB e 100dB non è uncommon.

Non è davvero il caso che gli amplificatori Classe D siano migliori degli A/B ma per la maggior parte della gente lo sono. Per esempio, non così tanta gente si preoccupa di specifiche di qualità sonora più fini come rumore o SNR.

Gli importa più della potenza che otterranno per i loro soldi – in questo senso, gli amplificatori Classe D sono migliori. Sono anche più facili da installare in molti casi poiché sono più piccoli.

Penso che la risposta migliore sia dire che sono migliori per potenza, dimensioni e valore della maggior parte degli amplificatori A/B. Non sono migliori per qualità sonora di fascia alta. Ci sono, però, alcuni amplificatori Classe D con eccellente qualità sonora.

Alcuni amplificatori Classe D come questo di JL Audio offrono eccellente qualità sonora che può competere con la maggior parte degli amplificatori A/B. Sono più costosi, però.

Posso usare un amplificatore marino Classe D in un'auto?

Un amplificatore marino installato per uso in veicolo e test. Non esitate a usare un amplificatore Classe D voi stessi se vi piace!

Sì, potete installare un amplificatore marino nella vostra auto, camion o moto!

Di fatto, offrono alcune ottime opzioni di installazione che potreste non avere altrimenti!

Ecco una lista di alcune ottime opzioni possibili e problemi che risolvono:

• I mini-amplificatori marini Classe D sono eccellenti per potenza affidabile e ottimo suono nelle moto poiché stanno in spazi più piccoli e non si surriscaldano.
• Un amplificatore marino è adatto per veicoli all'aperto ed è molto più accessibile degli amplificatori speciali dal produttore del veicolo.
• Potete costruire un sistema audio senza uno stereo! Alcuni amplificatori marini Classe D hanno un ricevitore Bluetooth e controller integrato che rende questo possibile.

Gli amplificatori marini offrono alcune eccellenti soluzioni per alcuni casi di installazione speciali come nelle auto d'epoca. Piuttosto che spendere un sacco di soldi per fabbricazione personalizzata o lavorazione metalli potete usare un amplificatore per un suono diretto, facile da installare che funziona benissimo.

Non ci sono davvero "contro" di cui preoccuparsi, a parte il colore e lo stile estetico. Inoltre, quando fate acquisti significa che è possibile avere anche più opzioni e potete possibilmente trovare un ottimo affare.

Altri articoli su amplificatori e altoparlanti

Ho qualche altro ottimo info per aiutarvi a imparare di più:

• Ecco una spiegazione dettagliata di come funziona un amplificatore.
• Differenze tra amplificatori marini e auto
• Ecco come collegare il filo altoparlanti a spine banana, altoparlanti, e persino estenderlo per più lunghezza.
• Avete bisogno di più potenza con il vostro amplificatore per subwoofer? Ecco come fare il bridge di un amplificatore.