Bộ khuếch đại âm thanh hạng D là thiết bị được thiết kế để tái tạo tín hiệu được áp dụng cho đầu vào của thiết bị bằng cách sử dụng các phần tử mạch đầu vào, với mức âm lượng và công suất nhất định, với giá trị tiêu tán và biến dạng năng lượng tối thiểu. Việc sử dụng các bộ khuếch đại như vậy bắt đầu từ năm 1958, nhưng gần đây mức độ phổ biến của chúng đã tăng lên rõ rệt. Tại sao một bộ khuếch đại hạng D lại tốt như vậy? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng trả lời câu hỏi này.
Trong thiết bị khuếch đại thông thường, tầng đầu ra được xây dựng trên các phần tử bán dẫn-bóng bán dẫn. Chúng cung cấp giá trị yêu cầu của dòng điện đầu ra. Nhiều hệ thống âm thanh có tầng khuếch đại hạng A, B và AB. So với giai đoạn đầu ra được thực hiện trong lớp D, sự tiêu tán công suất trong các giai đoạn tuyến tính là đáng kể ngay cả khi được lắp ráp hoàn hảo. Yếu tố này cung cấp cho hạng D một lợi thế đáng kể tronghầu hết các ứng dụng, do sinh nhiệt thấp, kích thước tổng thể nhỏ, giá thành sản phẩm thấp và tuổi thọ thiết bị kéo dài.
Bộ khuếch đại âm thanh Class D có công suất tiêu tán thấp hơn nhiều so với các bộ khuếch đại Class A, B và AB. Các phím trong giai đoạn đầu ra của bộ khuếch đại như vậy kết nối đầu ra, đường ray công suất âm và dương, do đó tạo ra một chuỗi xung với điện thế dương và âm. Do hình dạng của tín hiệu như vậy, bộ khuếch đại lớp D làm giảm đáng kể công suất tiêu tán, bởi vì trong sự hiện diện của sự khác biệt tiềm năng, dòng điện thực tế không đi qua các bóng bán dẫn đầu ra (bóng bán dẫn ở trạng thái đóng). Nếu bóng bán dẫn ở chế độ mở và dòng điện chạy qua nó, một điện áp không đáng kể sẽ giảm trên nó. Tản nhiệt tức thời trong trường hợp này là tối thiểu.
Mặc dù thực tế là bộ khuếch đại công suất lớp D tiêu tán một lượng nhỏ nhiệt năng so với bộ khuếch đại tuyến tính, vẫn có nguy cơ làm mạch quá nóng. Điều này có thể xảy ra khi thiết bị hoạt động hết công suất trong một thời gian dài. Để ngăn chặn quá trình này, cần phải đưa các mạch điều khiển nhiệt độ vào bộ khuếch đại lớp D. Trong các mạch bảo vệ sơ cấp, giai đoạn đầu ra bị tắt khi nhiệt độ của nó, được đo bằng cảm biến tích hợp, vượt quá ngưỡng nhiệt độ và sẽ không bật cho đến khi nhiệt độ giảm xuống bình thường. Tất nhiên, có thể áp dụng các sơ đồ phức tạp hơn để kiểm soát nhiệt độ. Ví dụ,bằng cách đo nhiệt độ, các mạch điều khiển có thể giảm dần âm lượng, do đó giảm tản nhiệt, kết quả là nhiệt độ sẽ được giữ trong giới hạn yêu cầu. Ưu điểm của các chương trình như vậy là thiết bị sẽ tiếp tục hoạt động và sẽ không tắt.
Bộ khuếch đại hạng D có một nhược điểm - khi thiết bị được bật và tắt, các tiếng tách và tiếng tách xảy ra trong đó, có thể làm phiền người dùng. Hiệu ứng này có thể xảy ra trong trường hợp "lão hóa" hoặc cài đặt bộ điều chế chất lượng thấp, cũng như đồng bộ hóa giai đoạn đầu ra với trạng thái của bộ lọc LC trong khi bật và tắt thiết bị.
