Аудио усилвател от клас D е устройство, предназначено да възпроизвежда сигнал, приложен към входа на устройството, използвайки елементи на входната верига, с даден обем и ниво на мощност, с минимална стойност на разсейване на енергия и изкривяване. Използването на такива усилватели започва през 1958 г., но напоследък популярността им се е увеличила значително. Защо усилвателят от D-клас е толкова добър? В тази статия ще се опитаме да отговорим на този въпрос.
В конвенционалното усилващо устройство изходното стъпало е изградено върху полупроводникови елементи-транзистори. Те осигуряват необходимата стойност на изходния ток. Много аудио системи имат усилвателни стъпала от клас A, B и AB. В сравнение с изходното стъпало, внедрено в клас D, разсейването на мощността в линейните стъпала е значително дори когато са сглобени перфектно. Този фактор осигурява клас D със значително предимство вповечето приложения, в резултат на ниско генериране на топлина, малки габаритни размери, ниска цена на продукта и удължен живот на устройството.
Аудио усилвателите от клас D имат много по-ниско разсейване на мощността от усилвателите от клас A, B и AB. Ключовете в изходния етап на такъв усилвател свързват изходните, отрицателните и положителните захранващи шини, като по този начин създават серия от импулси с положителен и отрицателен потенциал. Поради формата на такъв сигнал, усилвател от клас D значително намалява разсеяната мощност, тъй като при наличие на потенциална разлика токът практически не преминава през изходните транзистори (транзисторът е в затворено състояние). Ако транзисторът е в отворен режим и през него протича ток, върху него спада незначително напрежение. Моментното разсейване на мощността в този случай е минимално.
Въпреки факта, че усилвателят на мощност клас D разсейва малко количество топлинна енергия в сравнение с линейните усилватели, все още съществува опасност от прегряване на веригата. Това може да се случи, когато устройството работи на пълна мощност за дълго време. За да се предотврати този процес, е необходимо да се включат вериги за контрол на температурата в усилвателя от клас D. В елементарните защитни вериги изходното стъпало се изключва, когато температурата му, измерена от вградения сензор, надвиши температурния праг и няма да се включи, докато температурата не падне до нормалното. Разбира се, възможно е прилагането на по-сложни схеми за контрол на температурата. Например,чрез измерване на температурата управляващите вериги могат постепенно да намалят обема, като по този начин намаляват разсейването на топлината, в резултат на което температурата ще се поддържа в необходимите граници. Предимството на такива схеми е, че устройството ще продължи да работи и няма да се изключи.
D-клас усилвателите имат недостатък - когато устройството се включва и изключва, в него се появяват щраквания и изскачания, което може да дразни потребителите. Този ефект може да възникне в случай на „стареене” или инсталиране на модулатор с ниско качество, както и синхронизиране на изходното стъпало със състоянието на LC филтъра по време на включване и изключване на устройството.
