Amplificateurs classe D vs amplificateurs linéaires

Les amplificateurs de classe D et les amplificateurs linéaires sont tous deux des circuits électroniques conçus pour augmenter la puissance de signaux d'entrée de bas niveau. Les amplificateurs linéaires suivent les règles traditionnelles de conception électronique, utilisant transistors ou tubes pour contrôler en douceur un courant de sortie. Bien que plus complexes, les amplificateurs de classe D fonctionnent en commutant les transistors complètement allumés et éteints à haute vitesse. Cette approche inhabituelle produit des puissances de sortie élevées avec un rendement très élevé.

Rendement

Un amplificateur linéaire augmente la tension ou le courant d'un signal d'entrée proportionnellement au signal lui-même. Le signal entrant est une onde, et l'ampli la rend plus grande. Pour ce faire, un tube ou transistor contrôle un courant de sortie comme une vanne, augmentant et diminuant le courant en réponse au signal d'entrée. Cette approche a des rendements de 20 % ou moins ; pour envoyer 20 watts à une enceinte, l'ampli consomme 100 watts. Une conception de classe D opère à un rendement entre 50 et 90 %.

Complexité

Les amplificateurs linéaires ont des conceptions très simples, utilisant seulement quelques transistors par canal. Une conception appelée amplificateur de classe A a un seul transistor par canal. Les amplis de classe D, par contraste, sont bien plus complexes, nécessitant des douzaines de transistors en plus d'autres composants. C'est un système de plusieurs circuits, incluant un générateur de signal haute fréquence, un comparateur et un driver de grille. Les fabricants d'électronique ont implémenté ces fonctions dans des circuits intégrés, rendant la classe D plus pratique qu'elle ne le serait autrement.

Distorsion

Une conception de classe D simplifiée produit de grandes quantités de distorsion. L'ampli fonctionne en commutant un transistor complètement allumé et éteint sans contenu de signal entre les deux extrêmes. La sortie est essentiellement une onde carrée, et vous auriez du mal à reconnaître de la musique jouée à travers. Une version plus sophistiquée de la classe D réduit grandement la distorsion, en amplifiant un mélange de musique et d'une onde carrée de fréquence entre 250 et 750 kHz. Un circuit de sortie filtre l'onde carrée du signal, laissant la musique intacte. Les conceptions d'amplificateurs linéaires ont une distorsion intrinsèquement faible. Contrairement à la classe D, elles reproduisent le signal proportionnellement et n'ont pas besoin de systèmes de circuits complexes pour fournir une bonne fidélité.

Puissance

La puissance de sortie pour amplis linéaires et classe D est comparable ; les deux conceptions peuvent atteindre des milliers de watts. Grâce au rendement supérieur de la classe D, il est plus facile de faire un ampli grand public de 1 000 watts, car ses besoins de refroidissement sont plus raisonnables. Les amplis linéaires pour audio domestique produisent rarement plus de quelques centaines de watts ; pour plus de puissance, l'équipement nécessite refroidissement forcé, voire à eau.