Un amplificateur audio de classe D est un appareil conçu pour reproduire un signal appliqué à l'entrée de l'appareil à l'aide d'éléments de circuit d'entrée, avec un volume et un niveau de puissance donnés, avec une valeur minimale de dissipation d'énergie et de distorsion. L'utilisation de tels amplificateurs a commencé en 1958, mais récemment, leur popularité a considérablement augmenté. Pourquoi un amplificateur de classe D est-il si bon ? Dans cet article, nous allons essayer de répondre à cette question.
Dans un dispositif d'amplification conventionnel, l'étage de sortie est construit sur des transistors à éléments semi-conducteurs. Ils fournissent la valeur requise du courant de sortie. De nombreux systèmes audio ont des étages d'amplification de classe A, B et AB. Par rapport à l'étage de sortie implémenté en classe D, la dissipation de puissance dans les étages linéaires est importante même lorsqu'ils sont parfaitement assemblés. Ce facteur confère à la classe D un avantage significatif dansla plupart des applications, en raison de la faible génération de chaleur, des dimensions hors tout réduites, du faible coût du produit et de la durée de vie prolongée de l'appareil.
Les amplificateurs audio de classe D ont une dissipation de puissance beaucoup plus faible que les amplificateurs de classe A, B et AB. Les touches de l'étage de sortie d'un tel amplificateur connectent les rails d'alimentation de sortie, négatifs et positifs, créant ainsi une série d'impulsions avec un potentiel positif et négatif. En raison de la forme d'un tel signal, un amplificateur de classe D réduit considérablement la puissance dissipée, car en présence d'une différence de potentiel, le courant ne traverse pratiquement pas les transistors de sortie (le transistor est à l'état fermé). Si le transistor est en mode ouvert et qu'un courant le traverse, une tension négligeable chute à travers lui. La dissipation de puissance instantanée dans ce cas est minime.
Malgré le fait qu'un amplificateur de puissance de classe D dissipe une petite quantité d'énergie thermique par rapport aux amplificateurs linéaires, il existe toujours un risque de surchauffe du circuit. Cela peut se produire lorsque l'appareil fonctionne à pleine puissance pendant une longue période. Pour éviter ce processus, il est nécessaire d'inclure des circuits de contrôle de température dans l'amplificateur de classe D. Dans les circuits de protection élémentaires, l'étage de sortie est désactivé lorsque sa température, mesurée par le capteur intégré, dépasse le seuil de température et ne s'allume que lorsque la température redevient normale. Bien sûr, il est possible d'appliquer des schémas plus complexes pour le contrôle de la température. Par exemple,en mesurant la température, les circuits de contrôle peuvent progressivement réduire le volume, réduisant ainsi la dissipation de chaleur, par conséquent, la température sera maintenue dans les limites requises. L'avantage de tels schémas est que l'appareil continuera à fonctionner et ne s'éteindra pas.
Les amplificateurs de classe D ont un inconvénient: lorsque l'appareil est allumé et éteint, des clics et des craquements se produisent, ce qui peut gêner les utilisateurs. Cet effet peut se produire en cas de "vieillissement" ou d'installation d'un modulateur de mauvaise qualité, ainsi qu'en cas de synchronisation de l'étage de sortie avec l'état du filtre LC lors de l'allumage et de l'extinction de l'appareil.
