O que é um amplificador de classe D e para que eles são úteis?

Se você está comprando componentes de home theater, pode ter visto amplificadores classe D mencionados. Mas o que são e para que servem? Vamos mergulhar mais fundo nessas maravilhas altamente eficientes.

Uma introdução à amplificação

No nível mais básico, um amplificador tradicional é um amplificador de sinal. Dê-lhe um sinal de entrada, e ele usa eletricidade e vários estágios de ganho para aumentar a amplitude até que você acabe com um sinal muito mais alto do que o que entrou. O resultado final: um sinal mais alto que o sinal de entrada.

Existem vários tipos de amplificadores como classe A, classe B e classe AB. As classes A e B têm suas próprias vantagens e desvantagens, enquanto os amplificadores da classe AB combinam elementos de cada uma para maximizar os benefícios e minimizar as desvantagens de cada uma. Durante anos, a grande maioria dos eletrônicos de consumo, como receptores A/V e sistemas de home theater, usaram amplificadores classe AB.

Por que estamos gastando tanto tempo falando sobre outros amplificadores se este artigo é sobre amplificadores classe D? Porque eles funcionam de forma muito diferente.

Como funcionam os amplificadores de classe D

Um amplificador classe D também é conhecido como amplificador de comutação. Em vez de aumentar o sinal de entrada por meio de estágios de ganho linear, um amplificador classe D usa um conceito conhecido como modulação por largura de pulso.

Este é um assunto complicado, mas converte o sinal de entrada em pulsos. O estágio de saída então alterna para frente e para trás em alta frequência, correspondendo aos pulsos nos quais o sinal foi convertido. Este sinal amplificado é então processado e passa por um filtro passa-baixa para retornar à forma de onda original e remover o ruído de alta frequência.

Essa conversão de e para outro tipo de sinal é um pouco semelhante à forma como funciona a conversão digital para analógico e de volta, mas isso é muito menos complexo. Dito isto, o processo (provavelmente combinado com o “D” na classe d) leva as pessoas às vezes a se referirem erroneamente aos amplificadores classe D como amplificadores “digitais”.

O que torna os amplificadores de classe D especiais?

Como a modulação de largura de pulso permite que a amplificação ocorra em frequências muito mais altas do que o normal, os amplificadores de classe D requerem transformadores de potência muito menores do que os amplificadores de classe AB. Isso significa que você pode compactar muito mais amplificação em um espaço menor.

Esses amplificadores são altamente eficientes, produzindo mais volume usando menos energia. Amplificadores de classe D frequentemente têm valores de eficiência máxima possíveis de 90 por cento ou mais, enquanto amplificadores de classe AB raramente atingem mais de 60 por cento de eficiência.

É claro que os amplificadores classe D não são perfeitos. Por causa do filtro passa-baixas, que se destina a filtrar ruídos desagradáveis, os agudos podem sofrer, então eles não são ótimos para uso de audiófilos. Alguns amplificadores classe D também podem apresentar distorção, e algumas pessoas, audiófilos em particular, simplesmente não são fãs do som desses amplificadores em geral.

Mesmo com as desvantagens, essa combinação de alta eficiência e tamanho pequeno torna os amplificadores classe D perfeitos para determinadas aplicações.

Usos comuns de amplificadores de classe D

Como você pode imaginar, os amplificadores classe D são uma ótima opção para qualquer projeto de áudio em que tamanho e eficiência de energia – pense na duração da bateria – são importantes. Por causa disso, você verá frequentemente amplificadores de classe D empregados dentro de alto- falantes Bluetooth .

Os fones de ouvido Bluetooth também são um bom candidato para amplificadores de classe D, embora, como os requisitos de volume são bastante baixos, outros tipos de amplificadores também funcionem para esse caso específico. Você também encontrará amplificadores classe D em muitos outros produtos, incluindo amplificadores de fones de ouvido portáteis e até amplificadores estéreo.

Uma área importante onde os amplificadores de classe D são frequentemente usados ​​são os subwoofers. Olhando para os prós e contras dos amplificadores classe D, quase parece que eles foram criados para subwoofers. Isso ocorre porque os problemas de áudio desaparecem essencialmente quando o amplificador é usado apenas para frequências graves, e o tamanho pequeno e a eficiência permitem que você coloque uma potência enorme em um subwoofer.

Dê uma olhada em nossa lista dos melhores subwoofers que você pode comprar e, se for alimentado, há uma boa chance de que o subwoofer esteja usando um amplificador classe D.