Amplificatori in classe D

 

Per l'alta efficienza energetica gli amplificatori in classe D per sono  ideali per applicazioni portatili. Gli amplificatori tradizionali in classe D richiedono un filtro esterno passa-basso per estrarre il segnale audio dal segnale PWM d'uscita. Molti amplificatori moderni in classe D, tuttavia, utilizzano avanzate tecniche di modulazione che, in varie applicazioni, eliminano la necessità di un filtraggio esterno e riducono le interferenze elettromagnetiche (EMI)

 Introduzione 

La maggior parte dei progettisti di sistema audio sono ben consapevoli dei vantaggi di efficienza in potenza degli amplificatore in classe D rispetto agli amplificatori audio lineari come l'amplificatore in classe A, B, e AB. Negli amplificatori lineari come quello in classe AB, quantità significative di potenza sono perse a causa della polarizzazione e del funzionamento lineare dei transistor di uscita. Poiché i transistor di un amplificatore in classe D sono utilizzati semplicemente come interruttori per instradare la corrente attraverso il carico, poca potenza è persa a causa dello stadio di uscita. Eventuali perdite di potenza associate ad un amplificatore in classe D sono principalmente dovute alla resistenze dei transistor nello stato ON, alle perdite di commutazione  e alla corrente totale di riposo. La maggior parte della potenza persa in un amplificatore è dissipata in calore. Poiché i requisiti per il dissipatore possono essere notevolmente ridotti o eliminati nella amplificatori di classe D, questi sono ideali per applicazioni ad alta potenza in sistemi compatti. 

In passato, il vantaggio della efficienza in potenza degli amplificatori in classe D basato sulla tecnica PWM, è stato oscurato da costo dei componenti del filtro esterno, dal rispetto delle specifiche EMI/EMC e dalle scarse prestazioni di distorsione armonica (THD + N) rispetto agli amplificatori lineari. Tuttavia, la maggior parte degli amplificatori in classe D di attuale generazione utilizzano avanzate tecniche di modulazione e di retroazione per ridurre questi svantaggi. Recenti sviluppi nella tecniche di modulazione hanno permesso agli amplificatori in classe D di entrare nelle applicazioni in cui dominavano gli amplificatori lineari. I moderni amplificatori in classe D includono tutti i vantaggi degli amplificatori in classe AB (vale a dire, una buona linearità e la minimi requisiti di spazio), con l'aggiunta di bonus di alta efficienza in potenza. Attualmente, ci sono una grande varietà di amplificatori in classe D disponibili, rendendoli adatti per numerose applicazioni. Queste applicazioni vanno dalle applicazioni portatili a bassa potenza (ad esempio, telefoni cellulari, notebook), in cui la durata della batteria, i requisiti di spazio e il rispetto delle specifiche EMI sono di fondamentale importanza, alle applicazioni ad alta potenza (ad esempio, sistemi audio per autoveicoli o per display), dove la minimizzazione dei radiatori per la dissipazione e la generazione di calore è di vitale importanza.