Erősítő osztályok

Az erősítők körében rengeteg tévhit terjed, például, hogy az erősítő osztálya a minőségét írja – az A osztály a legjobb minőség, utána B, és a többi az már csak nagyon rossz hangminőségű lehet. Másik gyakori tévhit, hogy a D osztály egyet jelent a digitálissal.

A piacon digitálisként árult erősítők nagy részének köze nincs a digitális hanghoz. A D osztályban akkor dolgozik egy erősítő, ha a végtranzisztorok vagy csak teljesen ki vannak kapcsolva, vagy teljesen be vannak kapcsolva. A D-osztályú erősítőkben emiatt elméletben nincsen veszteség, és a gyakorlatban is nagyságrenddel kisebb vesztességgel dolgozik, mint egy B osztályú erősítő.

Hogyan működik egy D-osztályú erősítő?

Nagyban. Ábra forrása: sound.westhost.com

Egy tipikus D-osztályú erősítő PWM, azaz impulzus-szélesség modulált jellel működik. A bemeneten a bejövő audió jelet összehasonlítja egy háromszögjellel, egy komparátor segítségével. Amennyiben a bemeneti jel pillanatnyi értéke nagyobb a háromszögjelnél, akkor a komparátor kimenet egységnyi, amennyiben kisebb úgy nulla. Ha nincs bejövő jel, akkor 50%-os kitöltési tényezőjű négyszögjelet kapunk, a kitöltési tényező folyamatosan változik a bejövő jeltől függően. Az így kapott négyszögjelet erősíti fel a D-osztályú erősítő többi része, mégpedig úgy hogy az alacsony értékhez a negatív tápfesz, a magas értékhez a pozitív tápfeszt rendeli. A kimeneten egy aluláteresztő szűrő található, amely tipikusan egy LC elemből áll. Az LC elem demodulálja a PWM jelet úgy, hogy a kimeneten csak a hangfrekvenciás jelet kapjuk vissza.

Miért nem digitális egy átlagos D-osztályú erősítő?

Az előbbi működésből látszik, hogy bár a bemenet mintavételezett, a kitöltési tényező lényegében 0 és 100% (gyakorlatban: kb. 10-90%) között bármilyen tetszőleges, köztes értéket felvehet, a jel nem kvantált, míg egy digitálisan kódolt hangjel csak diszkrét értékeket vehet fel.

Mikor digitális tényleg egy D-osztályú erősítő?

Léteznek olyan erősítők, ahol a bemenetet ADC után mikrokontrollerrel alakítják PWM jellé. Ilyen erősítők esetében beszélhetünk digitális erősítőről, ez az 1-bites technika. Ennek a hátránya az, hogy egy nagyfrekvenciás jelet kell MCU kimenetén előállítani, ráadásul úgy, hogy a kitöltési tényezőt lehetőleg elég kicsi lépésekben tudjuk változtatni, így hihetetlen gyors adatfeldolgozásra van szükség (az MCU kimenetnek több MHz körül kell kapcsolgatnia). Az előny ebben az esetben az, hogy például digitális keverő digitális kimenetét, (digitális effekten keresztül…) közvetlenül köthetjük a végfokba, szóval teljesen digitális átviteli láncaink lesznek.