D-luokan äänenvahvistin on laite, joka on suunniteltu toistamaan laitteen tuloon syötetyn signaalin tulopiirielementeillä tietyllä äänenvoimakkuudella ja tehotasolla, ja energiahäviön ja säröjen vähimmäisarvo. Tällaisten vahvistimien käyttö aloitettiin vuonna 1958, mutta viime aikoina niiden suosio on kasvanut huomattavasti. Miksi D-luokan vahvistin on niin hyvä? Tässä artikkelissa yritämme vastata tähän kysymykseen.
Perinteisessä vahvistinlaitteessa lähtöaste on rakennettu puolijohdeelementeille-transistoreille. Ne tarjoavat vaaditun lähtövirran arvon. Monissa audiojärjestelmissä on A-, B- ja AB-luokan vahvistinasteet. Verrattuna D-luokassa toteutettuun pääteasteeseen lineaariportaiden tehohäviö on merkittävä myös täydellisesti koottuna. Tämä tekijä tarjoaa D-luokkaan merkittävän edunuseimmat sovellukset alhaisen lämmöntuotannon, pienten kokonaismittojen, alhaisten tuotekustannusten ja pidentyneen laitteen käyttöiän ansiosta.
D-luokan äänivahvistimilla on paljon pienempi tehohäviö kuin A-, B- ja AB-luokkien vahvistimilla. Tällaisen vahvistimen lähtöasteen näppäimet yhdistävät lähtö-, negatiiviset ja positiiviset tehokiskot luoden näin sarjan pulsseja, joilla on positiivinen ja negatiivinen potentiaali. Tällaisen signaalin muodosta johtuen D-luokan vahvistin vähentää merkittävästi hajaantuvaa tehoa, koska potentiaalieron läsnä ollessa virta ei käytännössä kulje lähtötransistorien läpi (transistori on suljetussa tilassa). Jos transistori on avoimessa tilassa ja virta kulkee sen läpi, sen yli laskee merkityksetön jännite. Välitön tehohäviö on tässä tapauksessa minimaalinen.
Huolimatta siitä tosiasiasta, että D-luokan tehovahvistin haihduttaa pienen määrän lämpöenergiaa verrattuna lineaarisiin vahvistimiin, on silti olemassa vaara piirin ylikuumenemisesta. Tämä voi tapahtua, kun laite on käynnissä täydellä teholla pitkään. Tämän prosessin estämiseksi on tarpeen sisällyttää lämpötilansäätöpiirit D-luokan vahvistimeen. Perussuojapiireissä pääteaste kytketään pois päältä, kun sen lämpötila sisäänrakennetun anturin mittaamana ylittää lämpötilakynnyksen, eikä se käynnisty ennen kuin lämpötila laskee normaaliksi. Tietenkin on mahdollista soveltaa monimutkaisempia järjestelmiä lämpötilan säätöön. Esimerkiksi,lämpötilaa mittaamalla ohjauspiirit voivat asteittain alentaa tilavuutta, mikä vähentää lämmön haihtumista, minkä seurauksena lämpötila pysyy vaadituissa rajoissa. Tällaisten järjestelmien etuna on, että laite jatkaa toimintaansa eikä sammu.
D-luokan vahvistimissa on haittapuoli - kun laitetta käynnistetään ja sammutetaan, siinä tapahtuu napsautuksia ja ponnahduksia, jotka voivat ärsyttää käyttäjiä. Tämä vaikutus voi ilmetä "ikääntymisen" tai huonolaatuisen modulaattorin asennuksen yhteydessä, samoin kuin lähtöasteen synkronoinnissa LC-suodattimen tilan kanssa laitetta kytkettäessä päälle ja pois.
