какой класс усилителя лучше для фронта

Чем отличаются усилители D-класса от усилителей АВ-класса

Чем отличаются усилители D-класса от усилителей АВ-класса?

Все наверняка слышали о том, что усилители могут работать в классах А, АВ или, скажем, в классе D. Но, как показывает практика, далеко не все знают о том, что кроется под этими обозначениями. Сейчас мы вам расскажем, что это такое, и постараемся сделать выводы – какой усилитель и в каких случаях подойдёт вашей аудиосистеме лучше всего.

Как работают усилители?

Для начала нужно понимать, как вообще работает любой усилитель. Возможно, вы удивитесь, но на самом деле он… ничего не усиливает. Принцип его работы больше похож на работу обычного водопроводного крана – вы крутите ручку, и вода льётся то сильнее, то слабее, то не льётся совсем.

В усилителях всё происходит точно так же – ток от мощного блока питания пропускается через подключенный к усилителю динамик. Роль «крана» выполняют выходные транзисторы, а управляет их открытием и закрытием сигнал, который поступает на усилитель с головного устройства. И вот то, каким образом работает этот «кран» (выходные транзисторы), как раз и определяет класс усилителя.

Как работают усилители АВ-класса?

Очевидно, что хороший усилитель должен работать без искажений. Иными словами, выходной сигнал своей формой должен в точности повторять входной. Но ничего идеального, к сожалению, не бывает, в том числе и электронных компонентов.

Например, транзисторы имеют свойство – они открываются и закрываются не совсем пропорционально входному сигналу. Иными словами, их работа нелинейна. Это как если вы будете поворачивать ручку крана, вода сначала будет течь слабо, а потом в какой-то момент напор вдруг резко усилится.

По причине такой нелинейности транзисторы в усилителях АВ-класса обычно приходится держать приоткрытыми даже когда сигнала нет. Это нужно, чтобы при появлении даже малейшего сигнала они вступали в работу сразу же, а не ждали, когда сигнал достигнет какого-то уровня. Так усилитель будет работать с минимальными искажениями, и это, казалось бы, решает проблему.

На деле же это означает, что какая-то часть полезной энергии будет тратиться усилителем впустую. Просто представьте, что вы приоткроете все краны у себя в доме, и через каждый них постоянно будет течь струйка воды.

Но и полностью открытыми транзисторы тоже никогда не бывают. Если это происходит, то это означает, что выходной сигнал достиг своего максимума, и дальше усилитель начнёт его просто ограничивать (клиппировать).

В итоге получается, что потери полезной энергии в усилителях АВ-класса будут всегда, а КПД – далёк от идеальных 100%. На практике их эффективность обычно лежит в пределах от 40% до 70%. Невысокий КПД – это и есть главный недостаток усилителей АВ-класса.

Как работают усилители D-класса

Основной принцип работы D-класса абсолютно тот же, что и у АВ-класса – у таких усилителей тоже есть выходные транзисторы, которые умеют открываться или закрываться, регулируя ток через подключенные к ним динамики. Только управляет их открытием сигнал, который своей формой очень далёк от входного.

Сигнал, который пришёл на усилитель от головного устройства, непрерывен, но его амплитуда постоянно меняется. На входе усилителя D-класса он преобразуется в импульсный – амплитуда постоянная, но зато сигнал прерывается. Длительности импульсов и пауз между ними меняются пропорционально входному сигналу. Например, выше амплитуда входного сигнала – импульсы длиннее, ниже амплитуда – импульсы короче.

Именно такой сигнал и подаётся на выходные транзисторы. И очевидно, что в этом случае они будут работать совершенно по-другому – либо полностью открываться, либо полностью закрываться, без промежуточных вариантов. Это означает, что потери на ненужный нагрев будут минимальными, а значит, КПД усилителя D-класса может вплотную приближаться к идеалу в 100%.

Разумеется, подавать такой прерывающийся сигнал сразу же на акустические системы ещё рано, перед этим его нужно «вернуть» в обычную форму. Это делается с помощью специальных элементов – выходного дросселя (катушки индуктивности) и конденсатора. После них на выходе и получается усиленный сигнал, своей формой повторяющий входной. Вот он и идёт на динамики.

Главное достоинство усилителей D-класса – высокий КПД, а значит, и более экономное расходование энергии блока питания. При прочих равных усилители D-класса мощнее и компактнее, чем традиционные усилители.

Какой усилитель лучше – D-класса или АВ-класса?

Долгое время считалось, что для подключения акустических систем нужно выбирать усилители АВ-класса, потому что им не нужны большие мощности, и у них меньше искажений. Это было связано с тем, что в усилителях D-класса входной сигнал обычно преобразовывался в импульсный с невысокой частотой, и в итоге они хорошо работали лишь в сабвуферном диапазоне.

Сегодня технологии шагнули далеко вперёд, появились мощные быстродействующие транзисторы, которые умеют переключаться (открываться и закрываться) практически мгновенно. На рынке появилось немало широкополосных усилителей D-класса. Широкополосные – это такие усилители D-класса, которые рассчитаны на использование не только с сабвуферами, но и с акустическими системами. Для тех случаев, когда большая мощность не нужна, такие усилители можно сделать чрезвычайно компактными.

Как выбрать усилитель?

Если позволяет место, для подключения акустических систем вы можете смело выбрать усилитель АВ-класса. Схемотехника таких усилителей за долгие годы хорошо отработана, они имеют высокое качество звучания и, в случае неисправности, их можно легко отремонтировать в ближайшей мастерской.

Когда место для инсталляции усилителя сильно ограничено, обратите внимание на широкополосные модели D-класса. При той же мощности, что и у моделей АВ-класса они намного компактнее, в большинстве своём меньше греются, и их можно установить даже скрытно, с минимальными вмешательствами в штатные элементы автомобиля.

Для подключения сабвуферов больше преимуществ имеют усилители D-класса. Бас – это самый «энергозатратный» частотный диапазон, а потому КПД усилителя может иметь решающее значение. А этом у D-класса конкурентов нет.

Источник

Автозвук: производители объясняют, что такое «класс усилителя»

Что такое «класс усилителя»? На самом деле слово «класс» в данном случае обозначает принцип работы усилителя.

Класс А
Этот класс по праву считается безнадёжно устаревшим. В настоящее время его можно встретить, пожалуй, только в домашней аудиотехнике, да и то всё реже. Главное достоинство таких усилителей — минимальные искажения на малых уровнях сигнала, они прекрасно передают мельчайшие нюансы. А вот на высоких уровнях сигнала всё уже далеко не так прекрасно. К тому же КПД таких усилителей редко превышает 30%, основная часть энергии уходит в тепло, из-за чего они очень сильно греются. В автомобильной технике таких усилителей единицы, и в основном это старые модели.

Класс В
Такие усилители имеют низкий ток покоя (почти не потребляют энергии при отсутствии сигнала). Как следствие, у них более высокий КПД. Но из-за особенностей своей работы имеют и более высокий коэффициент гармонических искажений на малой громкости. Впрочем, на высокой громкости они уже не так заметны. В классе В работают подавляющее большинство недорогих, но мощных автомобильных усилителей, несмотря на то, что на них пишут «Класс АВ».

Класс АВ
«Золотая середина» между классами А и В. Усилители АВ-класса намного эффективнее усилителей А-класса и имеют заметно меньшие искажения, чем усилители B-класса. Оригинальные схемные решения позволили получить в этих моделях очень высокое качество звука при совсем небольшой цене.

Класс D
Многие называют такие усилители «цифровыми», хотя это неправильно. Буква D действительно пошла от слова Digital, но в данном случае оно переводится как «импульсный». В таких усилителях входной сигнал преобразуется в последовательность импульсов разной длительности: выше амплитуда — импульс длиннее, ниже амплитуда — импульс короче.

Импульсный сигнал усиливается, как и в обычных усилителях, но из-за того, что выходные каскады работают в «ключевом режиме» (включено-выключено, без промежуточных значений), потери получаются минимальными, а КПД очень высоким. Перед подачей на динамик импульсный сигнал проходит через LC-фильтр (катушка индуктивности и конденсатор) и снова приобретает исходную непрерывную (аналоговую) форму.

Существует стереотип, что усилители класса D уступают качеством звучания традиционным усилителям класса АВ. И так действительно было лет десять-пятнадцать тому назад. Но сегодня даже консервативный домашний High End вовсю строится на D-классе. Причина проста — современная элементная база позволяет поднять несущие частоты (частоты следования импульсов) до 400 и даже выше килогерц. Более того, D-класс сейчас даже лучше подходит для систем, ориентированных на аудиоформаты высокого разрешения (Hi-Res Audio).

Источник

Усилители низкой частоты классов: А, B, AB, D, G, H

Здравствуй, Хабр!

В данной статье мы рассмотрим звуковые усилители классов: А, B, AB, D, G, H

Сначала рассмотрим классы по положению рабочей точки. Каждый транзистор имеет выходную характеристику, которую можно найти в DataSheet.

Пример характеристики на рисунке ниже.

Выходная характеристика транзистора.

Именно с помощью данной характеристики мы сможем выбрать класс усилителя по положению точки покоя.

Выходная характеристика показывает какой ток нам нужно задать базе транзистора, для того чтобы получить определённый класс усилителя, также мы узнаем Iк.

Класс А

Класс А — это такой режим работы усилительного элемента, при котором входные значения, проходя через усилительный элемент не прерывается. То есть точно повторяет входной сигнал.
Усилительный элемент приоткрыт всегда и точно повторяет отрицательную и положительную волну.

Класс B

Элемент, работающий в данном классе способен усиливать только одну полуволну, положительную либо отрицательную.

Такой класс используют в двухтактных усилителях, где положительную полуволну усиливает один транзистор, а отрицательную другой.

Двухтактный усилительный каскад класса В. Но на выходе усилителя работающего в данном классе мы имеем искажение. Данное искажение называется «Ступенькой».

Для устранения данного искажения нужно перейти к классу АВ. На рисунке ниже показаны два класса усилителя В и АВ и их выходные сигналы относительно входным.

Класс D

Принцип действия данного класа. В данном режиме работы, транзистор либо открыт либо полностью заперт. Это достигается с помошью модулятора ШИМ сигнала. Именно это дает такому каскаду кпд свыше 90% (практически на любых мощностях).

Минусом данного каскада являются искажения. Они вознакают из-за способа модуляции так-как существует «мертвый» период который необходим для предотвращения сквозных утечек.

Также сильными источниками искажений являются L и C элементы в фильтре (НЧ).

Усилители класса G и H

Сначала поговорим о питании усилителей. Для получения большой мощности, необходимо иметь большое напряжение питания.

Но сигнал входной и соответственно выходной не всегда обладают большой амплитудой и на маленькой мощности большое напряжение питания не является необходимым, более того КПД данного усилителя на маленькой мощности падает.

Отсюда и вытекают классы усилителей G и H.

Отличие данных усилителей заключается в питании, напряжение которого меняется при необходимости, а в зависимости какой класс G или H оно меняется либо ступенчато, либо плавно.

В усилителе класса H напряжение питания меняется плавно то есть транзисторы находятся в усилительном режиме, а в классе G оно меняется ступенчато, транзисторы в данном классе находятся в ключевом режиме (полностью открыты или полностью заперты).

Усилитель класса H

Усилитель класса G

Вывод: Усилители для комфортного прослушивания звукового тракта в домашних условиях должны работать в классе А, АB или D.

Источник

Как выбрать усилитель звука в машину

Зачем нужен автомобильный усилитель звука?

Сегодня многие автомобили оснащаются аудиосистемой еще на заводе. Большинству автолюбителей возможностей штатной аудиосистемы вполне достаточно, и, если вы не испытываете дискомфорта от качества звучания штатной магнитолы, и у вас никогда не возникало желания выкрутить регулятор громкости на максимум, то усилитель вам не нужен. Но если качество стандартного звука вас не устраивает, или если вам хочется поставить в машину сабвуфер и «зажигать» на «тусовках» и «фестах», то без усилителя звука не обойтись.

Какой выбрать?

Усилитель по своим характеристикам обязательно должен соответствовать подключаемым к нему динамикам. Несоответствие мощностей и сопротивления динамиков возможностям усилителя могут привести к выходу из строя усилителя или заметному снижению качества звучания. Входное сопротивление динамиков ни в коем случае не должно быть ниже поддерживаемого усилителем.

Прежде чем перейти к подбору усилителя по характеристикам, следует подготовиться к тому, что покупка выйдет дорогостоящей: усилители относятся к тем видам техники, в которых дорогая модель может быть плохой, но дешевая модель хорошей быть не может. Даже суммарная стоимость одних комплектующих (качественные разъемы, тяжелый алюминиевый радиатор, силовые полупроводниковые приборы) уже тянет на немаленькую сумму. И, чтобы не потратить зря деньги, настоятельно рекомендуется обратить внимание на проверенных производителей аудиотехники, таких как Alpine и Hertz. Либо на более бюджетные, но пока еще качественные модели от Swat, JBL, Pioner, Kenwood, Sony и т.д.

Характеристики усилителей.

Класс усилителя. Несмотря на большое количество типов усилителей (A, B, C, D, AB) сейчас наибольшее распространение имеют AB и D классы.

50% мощности выделяется в виде тепла на мощных транзисторах выходного каскада и это тепло необходимо рассеять с помощью радиаторов).

В усилителях класса D мощные транзисторы не используются. При одной с AB-классом потребляемой мощности такой усилитель будет иметь большую выходную мощность и намного меньшие габариты. КПД усилителей D-класса доходит до 95%. К сожалению, при одной мощности с усилителем AB-класса, самый дешевый усилитель D-класса будет стоить заметно больше и выдавать при этом менее качественный звук. Зато усилители D-класса бывают очень мощными при небольших размерах: с помощью такого усилителя можно будет подключить к автомобильной аудиосистеме самый мощный сабвуфер.

Количество каналов. Это, проще говоря, количество выходов, к каждому из которых можно подсоединить по динамику.

Хотя можно и к двум каналам подсоединить один более мощный динамик по «мостовой схеме», и к одному каналу подсоединить два динамика, посчитав суммарное сопротивление по соответствующей формуле.

Одноканальные усилители (моноблоки) обычно предназначены для подключения сабвуфера к имеющейся аудиосистеме. Соответственно, при выборе такого усилителя важны те параметры, которые пригодятся при подключении сабвуфера. Наличие фильтра высоких частот в моноблоке не обязательно (нет смысла подключать к нему высокочастотные «пищалки»), а вот наличие НЧ-фильтра практически обязательно. Диапазон воспроизводимых частот в таких усилителях обычно смещен вниз, и максимальная частота редко превышает 250 Гц. Для подключения мощных сабвуферов желательно наличие в усилителе фильтра сверхнизких частот (subsonic) для «срезания» неслышимых ухом, но вредных и для оборудования и для организма человека частот ниже 20 Гц. Регулировка уровня баса также будет нелишней, особенно если её нет в штатной магнитоле.

Двухканальные усилители – более универсальный вариант. Могут использоваться как для подключения двух колонок, так и для подключения одной мощной колонки (сабвуфера) по мостовой схеме. Усиление в них производится уже во всем слышимом диапазоне: 20-20000 Гц. Соответственно, обычно оснащены как НЧ, так и ВЧ-фильтрами.

Трехканальные усилители предназначены для подключения двух колонок и сабвуфера. Такие усилители зачастую имеют дополнительные возможности для работы с сабвуфером, вроде subsonic фильтра или регулировки баса.

Четырехканальные – наиболее универсальный вариант, чаще всего использующийся для построения аудиосистемы целиком. Представляет собой два двухканальных усилителя, объединенных в одном корпусе. Чаще всего каждый усилитель имеет свой кроссовер (комплект раздельных фильтров), что позволяет использовать усилитель как для подключения четырех динамиков, так и для подключения двух динамиков и сабвуфера. Впрочем, в некоторых моделях для снижения цены одна пара каналов предназначена для воспроизведения высоких частот, другая – низких (обычно обозначены как «front» – «передняя» – для ВЧ и «rear» – «задняя» – для НЧ). Соответственно, ВЧ-фильтра, к примеру, на задней паре может не оказаться.

Пятиканальные предназначены для подключения четырех колонок и сабвуфера.

Номинальная выходная мощность. Один из важнейших показателей усилителя. Производители это понимают и нередко пытаются ввести покупателя в заблуждение, указывая на корпусе усилителя числа, либо относящиеся к пиковой мощности, либо к потребляемой, либо вообще не имеющие никакого отношения к реальной мощности устройства.

Номинальная выходная мощность (RMS) – это мощность, с которой усилитель может работать продолжительное время (минимум 1 час). Пиковая мощность – мощность, которую усилитель может выдавать кратковременно, длительная работа с такой мощностью усилитель гарантированно повредит.

Выходная мощность усилителя обратно пропорциональна внутреннему сопротивлению подключенных динамиков: при увеличении сопротивления динамиков вдвое, мощность также падает вдвое. Поэтому номинальная мощность приводится обязательно с упоминанием внутреннего сопротивления (импеданса) подключенных динамиков.

Если вы собираетесь использовать пару каналов для включения сабвуфера в мостовом режиме, убедитесь, позволяет ли усилитель такое подключение и выясните, каково минимальное сопротивление динамика при таком подключении.

Минимальная и максимальная воспроизводимая частотаобычно охватывает весь слышимый диапазон – от 20 до 20000 Гц. Превышение этих пределов в обе стороны встречается, но практического смысла не имеет. Скорее, диапазон в 10-50000 Гц указывается на шкале амплитудно-частотной характеристики некоторых усилителей, как свидетельство того, что в слышимом диапазоне (20 Гц-20 кГц) АЧХ ровная и усиление сигнала производится независимо от частоты. В моноблоках, предназначенных исключительно для подключения сабвуферов, максимальная частота часто урезана до 250-300 Гц. Это нормально, более высокие частоты сабвуферу воспроизводить незачем.

Для ценителей качества большое значение имеют такие показатели, как коэффициент гармонических искажений и соотношение сигнал-шум.

Гармоническое искажение – это привносимый в сигнал гармонический шум (периодический сигнал отличающейся от самого сигнала частоты). Высокий уровень гармонических искажений проявляется пропаданием чистоты звука, звук становится глухим, шипящим, что особенно хорошо заметно на высоких частотах. Коэффициент гармонических искажений – это отношение амплитуды вносимых гармоник к амплитуде полезного сигнала. Для качественного звучания необходимо, чтобы он был не более 1% на всех частотах. Для Hi-Fi техники принято иметь коэффициент гармонических искажений в районе 0,5-0,7%, а топовые Hi-End модели могут похвастаться показателем в сотые и тысячные доли процента, хотя большого смысла в этом нет: гармоники амплитудой менее 0,5% сигнала человеческих ухом неразличимы.

Кроме гармоничного шума, усилитель привносит в сигнал еще и шум случайный, источником которого служит множество факторов: тепловой шум, низкая разрядность АЦП, паразитные связи, самовозбуждение и т.д. Уровень такого шума, вносимого усилителем, характеризуется соотношением сигнал/шум. Параметр этот, грубо говоря, показывает, насколько сильный будет шум при нулевом сигнале на входе усилителя. Параметр этот не должен быть ниже 75 дБ, а для высококачественной техники – не ниже 95 дБ.

Чувствительностьюназывается та величина входного сигнала, при которой усилитель еще способен выдать сигнал номинальной мощности. Автомобильные усилители часто оснащают регулятором чувствительности («gain», «input level», «input sensitivity»), чтобы их сопряжение с разномастными аудиосистемами не вызвало проблем. Если вы собираетесь подключать усилитель на выход предусилителя аудиосистемы, на выход другого усилителя или отдельного кроссовера, убедитесь, что выбранный усилитель имеет регулируемую чувствительность и что выходной сигнал предыдущего устройства в цепочке находится в пределах чувствительности усилителя.

Проверьте, какие защиты включил производитель в выбранный вами усилитель. Считается хорошим тоном наличие защит от короткого замыкания и от перегрузки.

Также обратите внимание на размеры выбранного усилителя. Мощные АВ-усилители могут иметь довольно большие размеры и лучше сразу предусмотреть для них место в машине – защищенное от брызг и пыли с улицы, но со свободным доступом воздуха для охлаждения радиатора.

Варианты выбора.

Если вы желаете подключить сабвуфер к уже имеющейся аудиосистеме, оптимальным выбором будет приобретение одноканального усилителя. Такой обойдется вам в 6000-15000 рублей в зависимости от производителя и мощности сабвуфера.

Если вам нужен недорогой усилитель для создания аудиосистемы с парой динамиков и опциональным сабвуфером не самой большой мощности, обратите внимание на трех- и четырехканальные усилители АВ-класса по цене от 3000 до 10000 рублей.

Источник

Классы усилителей. Устройство и принципы работы

Содержание

Содержание

Усилители принято делить на классы в зависимости от режима работы активных элементов. будь то лампы или транзисторы. Считается, что от класса усилителя зависит качество звука, и в большинстве случаев покупатели ориентрируются больше на этот показатель чем на реальные технические характеристики. Эта заметка немного прольет света на значимость класса при выборе усилителя.

Усилители класса А

Считаются эталоном качества звука, из-за того, что режим работы выбирается на линейном участке, это позволяет достичь высокого качества звучания минимальным схемотехническим решением.

Первый каскад усилителей других классов обязательно работают именно в этом классе, так как искажения и шум первого каскада усиливаются последующими каскадами. Но именно этот режим работы выделяет на транзисторе максимальное количество тепла. Как следствие появляются громоздкие системы охлаждения и большие сложности в создании мощного усилителя, не считая того, что усилителю надо время на прогрев и большого потребления электроэнергии.

Усилители класса B

Рабочая точка последнего каскада выбирается в основании вольтамперной характеристики транзистора, что позволяет снизить нагрев устройства. Недостатком является ступенька, в области тихих сигналов, из-за чего применялся в низкокачественных портативных устройствах и был полностью вытеснен классом D.

Усилители класса AB

Точка покоя выбирается чуть дальше от нуля, это позволяет достичь некоторого баланса между качеством звука и нагревом. Прочие классы (G или H) так или иначе развивают эту идею. Из-за относительно простой схемотехники, не особо требовательной к качеству компонентов, встречается повсеместно — от недорогих портативных устройств, до концертных усилителей и аудиофильских штучек.

Усилители класса С, H, G

Рабочая точка в усилителях класса C, по сравнению с классом B, еще больше смещена относительно центра линейного участка ВАХ-транзистора. В звуковых устройствах из-за слишком больших искажений не используются.

В усилителях H-G классов, по сути, представляющих из себя класс AB, используется дополнительный источник напряжения, подключаемый прямо на лету к выходному каскаду. Это позволяет немного повысить КПД.

Усилители класса D

В отличии от других классов, транзистор работает в ключевом режиме — 2 устойчивых состояниях либо открыт, либо закрыт. Иногда применяют положительную обратную связь для ускорения смены состояний — немыслимый трюк для других классов, приводящий к самовозбуждению.

Так как тепло в основном выделяется при переключении из одного состояния в другое, транзистор очень мало нагревается. Более высоким КПД обладают только режимы E и F, где переключение транзистора происходит в тот момент, когда через него не проходит ток (за счет работы в резонансе с нагрузкой). Но для звуковых усилителей такой режим не подходит из-за слишком больших искажений. Дурную славу эти усилители получили по самым первым дешевым представителям класса.

На самом деле качество усилителя класса D зависит от типа и частоты модуляции. А уже от этого зависит сложность схемотехники, необходимое качество компонентов и, соответственно, цена. Мощные транзисторы, способные работать на большой частоте в ключевом режиме, как и высококачественные аналогово-цифровые преобразователи (ADC) могут стоить весьма внушительно.

Простейшие представители класса D основаны на усилении широтно-импульсной модуляции с частотой ниже 50 кГц. По сути они являются аналоговыми устройствами.

Такая схема достаточно проста, и делается из дешевых компонентов, но отсутствие обратной связи отрицательно сказывается на восприимчивость к помехам по питанию.

Именно такие усилители и стали причиной мифов о плохом качестве звука всего класса. Первые усилители класса А, работающие на лампах с плохим вакуумом и с железным трансформатором тоже не особо блистали характеристиками, но об этом предпочитают не вспоминать.

Да, такой усилитель годится только для сабвуферов, но даже в этом применении его главным достоинством является низкий уровень нелинейных искажений.

В отличии от обычных усилителей класса AB, для которых высокий уровень нелинейных искажений уже на половине заявленной мощности и откровенный клипинг на максимальной — практически норма.

Для усилителей класса D низкий уровень искажений сохраняется практически во всем рабочем диапазоне громкости. Для сабвуфера эта разница не столько в качестве звука, сколько в меньшем нагреве катушки.

В моделях, произведенных с упором на качество, используется дельта-сигма-модуляция. Благодаря обратной связи схема делает поправки на ошибки квантования, что в сумме с нойз-шейпингом или дитерингом выводит шумы в область ультразвука. Работу этих алгоритмов для звука можно наглядно продемонстрировать на изображении:

В области звуковых частот соотношение сигнал/шум после таких преобразований доходит до очень высоких значений, и они не уступают другим классам. Такой усилитель уже можно назвать цифровым (из-за цифровых алгоритмов обработки модулированного сигнала).

Маломощные усилители D-класса получили распространение в мобильной и портативной технике, Bluetooth-колонках. Зачастую представляют из себя одну микросхему, которой даже не требуются дополнительные фильтры на цепях питания — обратная связь компенсирует не только искажения в самой схеме, но и пульсации питания. А за счет с высокой частоты модуляции, индуктивности катушки динамика хватает для фильтрации паразитных высоких частот.

Даже мощным усилителям класса D не надо время на прогрев для достижения паспортных характеристик (для класса А может достигать получаса). Именно благодаря этому профессионалы так полюбили усилители класса D. Такая аппаратура не создает фонового шума, мало греется и готова работать сразу же.

Но и это не все. больше всего этот тип усилителей проявляет себя в работе с цифровым сигналом. Конверторы формата PCM в DSD, встроенные в усилитель, позволяют избегать лишних преобразований из аналога в цифру и обратно. Звук проходит через усилитель в цифровом виде до самого последнего транзистора, которые в Hi-end устройствах могут работать на частотах порядка десятков мегагерц.

Современные устройства пошли еще дальше. В цепь цифрового сигнала добавляют цифровой сигнальный процессор (DSP) для компенсации фазово-частотных искажений, вносимых как динамиком, так и помещением. Искажения замеряются микрофоном, а DSP искажения компенсирует. В итоге такая связка цифрового усилителя и цифровой обработки позволяет добиться максимального качества звука, на которое способен динамик. Именно это и делает усилители класса D любимчиками профессионалов, обращающих внимание в первую очередь на результат.

А для аудиофилов класс D производители тщательно маскируют под названиями других классов, например, Z. Или используют их в качестве источников напряжения для усилителей класса A, AB, хотя при взгляде под другим углом такая схема выглядит как активный фильтр искажений для класса D. А то и вовсе умалчивают о принципах работы усилителя. Как это делает Yamaha:

Но даже беглым взглядом можно сразу заметить характерный для класса D фильтр паразитных частот — катушки индуктивности возле мощных транзисторов редкий гость в усилителях других классов.

Заключение

Любой усилитель, независимо от класса, может быть плохим или хорошим. Конкретное схемотехническое решение влияет на звук больше, чем класс усиления.

Отличительная и неизменная черта классов усилителей — это КПД. И самый большой КПД, порядка 90%, в классе D.

Источник