Ўзмацняльнік D-класа - у чым заключаецца яго папулярнасць?

Гукавы ўзмацняльнік D-класа - гэта прылада, прызначанае для прайгравання сігналу, пададзенай на ўваход прыбора, пры дапамозе элементаў ўваходнага ланцуга, з зададзеным узроўнем гучнасці і магутнасці, з мінімальным значэннем рассейвання энергіі і скажэнняў. Выкарыстанне такіх узмацняльнікаў пачалося яшчэ ў 1958 годзе, але ў апошні час іх папулярнасць прыкметна ўзрасла. Чым жа так добры ўзмацняльнік D-класа? У гэтым артыкуле мы паспрабуем адказаць на гэтае пытанне.

У звычайным ўзмацняльнай прылады выходны каскад пабудаваны на паўправадніковых элементах-транзістарах. Яны забяспечваюць патрабаванае значэнне выхаднога току. Многія аўдыёсістэмы маюць ўзмацняльныя каскады класа А, В і АВ. Калі параўноўваць з выхадных каскадам, рэалізаваным у класе D, рассейваная магутнасць ў лінейных каскадах значная нават пры ідэальнай зборцы. Гэты фактар забяспечвае класу D істотнае перавага ў большасці прыкладанняў, у выніку малога цеплавыдзялення, малых габарытных памераў, нізкай кошту вырабы і павелічэння перыяду працы прылад.

Ўзмацняльнікі гуку класа D маюць рассейваную магутнасць значна ніжэй, чым ўзмацняльнікі А, В і АВ класаў. Ключы ў выходным каскадзе такога ўзмацняльніка злучаюць выхад, адмоўную і станоўчую шыны харчавання, тым самым ствараюцца серыі імпульсаў з станоўчым і адмоўным патэнцыялам. Ўзмацняльнік D-класа дзякуючы форме такога сігналу істотна зніжае рассейваную магутнасць, бо пры наяўнасці рознасці патэнцыялаў ток скрозь выходныя транзістары практычна не праходзіць (транзістар знаходзіцца ў закрытым стане). Калі транзістар ў адкрытым рэжыме і праз яго праходзіць ток, на ім падае нязначнае напружанне. Імгненная рассейваная магутнасць ў такім выпадку мінімальная.

Нягледзячы на тое што ўзмацняльнік магутнасці класа D рассейвае малая колькасць цеплавой энергіі ў параўнанні з лінейнымі ўзмацняльнікамі, усё роўна існуе небяспека перагрэву схемы. Гэта можа адбыцца ў тым выпадку, калі прылада працуе працяглы час у рэжыме поўнай магутнасці. Каб прадухіліць гэты працэс, неабходна ў ўзмацняльнік D-класа ўключыць ланцугу кантролю тэмпературы. У элементарных ахоўных схемах выходны каскад адключаецца ў тым выпадку, калі яго тэмпература, вымераная убудаваным датчыкам, перавышае тэмпературны парог і не ўключыцца да таго часу, пакуль тэмпература не панізіцца да нормы. Вядома, можна выкарыстоўваць і больш складаныя схемы для кантролю тэмпературы. Напрыклад, вымераючы тэмпературу, схемы кіравання могуць паступова паніжаць гучнасць, тым самым знізіцца і цеплавыдзяленне, у выніку тэмпература будзе ўтрымлівацца ў патрэбных межах. Перавага такіх схем заключаецца ў тым, што прылада будзе працягваць працаваць і не будзе адключацца.

Ўзмацняльнікі D-класа маюць недахоп - пры ўключэнні і выключэнні прылады ў ім узнікаюць пстрычкі і трэск, якія могуць раздражняць карыстальнікаў. Гэты эфект можа паўстаць у выпадку «старэння» альбо ўсталявання няякаснага модулятора, а таксама сінхранізацыі выхаднога каскаду са станам LC-фільтра падчас ўключэння і выключэння прыбора.