Клас D
Цей тип пристроїв дає можливість створювати свої модульні системи. За допомогою обладнання відбувається високоякісна обробка всього вихідного потоку. Проектування підсилювачів потужності звукової частоти дозволяє створити свою мультимедиасистему для роботи або розваг. Однак тут є свої нюанси. Часто помилково звані цифровим посиленням, перетворювачі класу D являють собою гарантію ефективності блоку і при цьому у реальних випробуваннях досягаються коефіцієнти, що перевищують 90 %.
Спочатку варто розібрати питання, чому це відноситься до класу D, якщо «цифрове посилення» є неправильним. Це була просто наступна буква в алфавіті, з класом C, використовуваним в аудіосистемах. Що ще більш важливо, як 90%+ ефективність може бути досягнута. У той час як всі раніше згадані класи підсилювачів мають одне або кілька вихідних пристроїв, які постійно активні, навіть коли перетворювач фактично перебуває в режимі очікування, блоки класу D швидко переводять їх у стан «вимкнено» і «увімкнено». Це досить зручно і дає можливість задіяти модуль лише в потрібні моменти.
Наприклад, розрахунок підсилювачів звукової частоти класу T, які є реалізацією класу D, розробленого Trіpath, на відміну від базового пристрою, використовують частоти перемикання близько 50 МГц. Вихідні пристрої зазвичай управляються широтно-імпульсною модуляцією. Це коли прямокутні хвилі різної ширини генеруються модулятором, який представляє аналоговий сигнал для відтворення. При строгому контролі пристроїв виводу таким способом теоретично можлива ефективність 100% (хоча, очевидно, вона недосяжна в реальному світі).
Заглибившись у світ підсилювачів звукової частоти класу D, можна також знайти згадку про аналогових і цифрових керованих модулях. Ці блоки з керуванням мають аналоговий вхідний сигнал і аналогову систему управління, зазвичай з деякою ступенем корекції помилок зворотного зв’язку. З іншого боку, підсилювачі класу D з цифровим перетворенням використовується цифрове управління, яке змінює ступінь потужності без контролю помилок. Це рішення також знаходить схвалення, згідно з відгуками багатьох покупців. Однак ціновий сегмент тут набагато вище.
Дослідження підсилювача звукової частоти показало, що аналогово-керований клас D має перевагу в продуктивності в порівнянні з цифровим аналогом, так як він зазвичай пропонує більш низький вихідний імпеданс (опір) і поліпшений профіль спотворень. Це підвищує вихідні значення системи при її максимальному навантаженні.
Параметри підсилювачів звукової частоти при цьому набагато вища, ніж у базових моделей. Варто розуміти, що подібні розрахунки потрібні тільки для створення музики в студії. Звичайним покупцям ці характеристики можна пропускати.
Зазвичай це L-ланцюг (індуктор і конденсатор), розміщена між підсилювачем і гучномовцями для зменшення шуму, пов’язаного з роботою класу D. Фільтр має велике значення. Поганий дизайн може поставити під загрозу ефективність, надійність і якість звуку. Крім того, зворотній зв’язок після вихідного фільтра має свої переваги. Хоча конструкції, які не використовують зворотний зв’язок на цьому етапі, можуть налаштовувати свій відгук на певний імпеданс, коли такі підсилювачі мають складну навантаження (тобто гучномовець, а не резистор), частотна характеристика може значно змінюватись в залежності від навантаження на динамік. Зворотній зв’язок стабілізує цю проблему, забезпечуючи плавне реагування на складні навантаження.
У кінцевому рахунку складність підсилювачів електричних звукових частот класу D має свої переваги. Ефективність і, як наслідок, меншу вагу. Оскільки відносно мало енергії витрачається на тепло, потрібно набагато менше витрат енергії. Таким чином, багато підсилювачі класу D використовуються в поєднанні з імпульсними джерелами живлення (SMPS). Як і вихідний каскад, сам джерело живлення можна швидко вмикати і вимикати для регулювання напруги, що приводить до подальшого підвищення ефективності та здатності знижувати вагу щодо традиційних аналогових/лінійних джерел харчування.
У сукупності навіть потужні підсилювачі класу D можуть важити всього кілька кілограмів. Недолік джерел живлення SMPS порівняно з традиційними лінійними джерелами полягає в тому, що перші зазвичай не мають великого динамічного запасу.
Випробування і численні тестування підсилювачів звукової частоти класу D з лінійними джерелами живлення в порівнянні з модулями SMPS показали, що це дійсно так. Коли два підсилювача обробляли номінальну потужність, але один з лінійним джерелом живлення міг створювати більш високі динамічні рівні потужності. Тим не менш, дизайн SMPS стає все більш поширеним явищем, і в магазинах можна очікувати побачити більш якісні блоки класу D наступного покоління, що використовують подібні форми.
