Što je pojačalo klase D?

Često nazivano digitalnim pojačalom, pojačalo klase D je elektronički uređaj koji povećava veličinu električnih signala. Ono po čemu se pojačalo klase-D razlikuje od ostalih vrsta pojačala je njegov dizajn, koji nadoknađuje rizik od povećanog izobličenja za vrlo visoku razinu učinkovitosti, što mu omogućuje da bude manje i lakše od ostalih pojačala. Pojačala klase D najčešće se koriste kao pojačala za zvučnike u audio aplikacijama i posebno su popularna u situacijama u kojima je cijena ili veličina glavni faktor.

Tipična pojačala za zvučnike koriste barem jedan tranzistor, mali elektronički dio s tri žice, koji je obično napravljen od silicija, ili čipove integriranog kruga (IC) koji sadrže tranzistore. Konstantno napajanje ide u njegov “kolektor”, dok se mali signal na razini linije dovodi u njegovu “bazu”. Osnovni signal kontrolira koliki dio snage kolektora prolazi do “emitera”, elektrode iz koje dolazi pojačani signal. Dizajn klase-A, klase-B i hibridne klase-AB neprestano crpi snagu za kolektor, bez obzira na to treba li mu to ili ne. To ih čini vrlo neučinkovitima, a velike količine neiskorištene snage pretvaraju se u toplinu, koju pojačalo raspršuje kroz velike i glomazne hladnjake. Dizajn pojačala klase D eliminira većinu ove neučinkovitosti.

Pojačala klase D još uvijek koriste tranzistore ili IC čipove, ali umjesto da jednostavno povećaju signal iz baze pomoću snage iz kolektora, oni koriste signal baze za uključivanje i isključivanje kolektora. Na primjer, da bi se stvorila niska razina svjetla u prostoriji bez prekidača za prigušivanje, teoretski, prekidač za svjetlo bi se mogao uključiti i isključiti više puta u sekundi, uzrokujući da oko registrira svjetlost koja je slabija od potpuno osvijetljene žarulje. Pojačala klase D rade na istom principu, a kada su “isključena”, u suštini ne crpe struju.

Pogrešan naziv “digitalno pojačalo” primjenjuje se na mnoge komponente pojačala klase D jer bi kratki impulsi koje koriste mogli doći iz digitalnog izvora. S druge strane, oni također mogu pojačati analogne signale. Zapravo, dizajn pojačala klase D prethodio je digitalnoj audio tehnologiji.

Kada su prvi put predstavljena, pojačala klase-D napravila su brojne kompromise u kvaliteti zvuka kako bi postigla visoke razine izlazne snage iz male, jeftine komponente. Zbog ovog ograničenja, najprije su stekli popularnost u aplikacijama kao što su pojačala za subwoofer gdje je tip izobličenja koje je dizajn stvorio bilo teže čuti. Kako je tehnologija postajala profinjenija, a kvaliteta zvuka poboljšana, proširili su se na jeftinu potrošačku audio opremu, kao i prijenosnu opremu, koja je zahtijevala nisku potrošnju energije kako bi se produžilo trajanje baterije. Do drugog desetljeća 21. stoljeća, pojačala klase D dotjerana su do te mjere da su se počela koristiti u profesionalnim audio aplikacijama, kao iu vrlo visokoj, audiofilskoj stereo opremi.