Qu'est-ce qu'un amplificateur de voiture de classe D ? Comment fonctionnent-ils et pourquoi sont-ils géniaux

Il existe une large gamme d'amplificateurs de voiture et à première vue, ils se ressemblent presque tous. Cependant, il y a quelques gros différences (et grands avantages) sur lesquelles vous devriez en savoir plus.

Grâce à la technologie moderne, les amplis de voiture de classe D peuvent être l'un des meilleurs choix pour votre argent. Mais qu'est-ce que est un amplificateur de voiture de classe D ? Comment se comparent-ils aux autres, et pourquoi est-ce important ?

Continuez à lire et je vous montrerai !

Infographie - Faits sur les amplis de voiture de classe D

Qu'est-ce qu'un amplificateur de voiture de classe D ?

Vous ne pouvez souvent pas distinguer un ampli de classe D d'un ampli de voiture de classe A/B ordinaire simplement en regardant. C'est parce qu'ils font la même chose, ont les mêmes fonctionnalités et la principale différence - comment ils fonctionnent - est cachée à l'intérieur. Certains sont cependant beaucoup plus petits que d'autres types d'amplis, ils diffèrent donc par leur taille par rapport à un autre ampli avec la même puissance nominale.

Les amplificateurs de voiture de classe D sont des amplificateurs de puissance audio qui utilisent un amplificateur plus efficace basé sur la technologie de modulation de largeur d'impulsion (PWM).

Contrairement à certaines descriptions trompeuses ou mal comprises, les amplificateurs de classe D ne le sont pas "amplis numériques". Au lieu de cela, ils fonctionnent toujours avec des signaux analogiques (non numériques), bien qu'ils utilisent une approche différente.

Dans le passé, en raison des limites de la technologie et de la qualité sonore à l'époque, ils n'étaient utilisés que pour alimenter des subwoofers, car la qualité sonore inférieure qu'ils offraient n'était pas perceptible dans la gamme des basses fréquences des basses de la musique.

La bonne nouvelle est que la technologie audio et l'électronique de la voiture se sont beaucoup améliorées. Vous pouvez désormais trouver une grande variété d'amplis de classe D pour piloter des haut-parleurs large bande, des subwoofers ou les deux, le tout à partir d'un seul petit ampli !

Les avantages des amplificateurs de classe D

Ces types d'amplis sont devenus de plus en plus populaires en raison des avantages qu'ils offrent :

Haute efficacité : Les amplis de classe D ont généralement une efficacité d'environ 85 % lorsqu'ils fonctionnent, ce qui signifie qu'ils utilisent beaucoup moins de courant électrique que les amplis de classe A/B et autres. Cela signifie également que vous pouvez souvent utiliser un calibre plus petit pour le câblage d'alimentation, ce qui permet d'économiser de l'argent.
Taille compacte : Puisqu'ils gaspillent moins d'énergie, ils ne chauffent pas comme les autres amplis et peuvent être plus petits que les amplificateurs de voiture traditionnels. Cela permet également d'économiser de l'argent en réduisant le métal nécessaire pour le châssis de l'ampli.
Plus de puissance pour votre argent : Ils sont capables de fournir plus de puissance car les limitations de puissance des autres amplis rendent cela plus difficile. Les amplis de classe D peuvent fournir beaucoup plus de puissance pour le même prix que les amplis très chers du passé. Étant donné que la chaleur n'est pas un problème, ils peuvent fournir de la puissance (watts RMS, et non "puissance de crête") sans les effets secondaires.
Plus d'options d'installation : Évidemment, un ampli plus petit peut tenir dans plus d'endroits. Cependant, comme ils ne génèrent pas beaucoup de chaleur, cela signifie que vous n'avez pas de risque de surchauffe comme les autres types. Vous pouvez installer un ampli de classe D dans des endroits où il n'y a pas ou très peu de circulation d'air ou d'espace :sous les sièges, à l'intérieur des conteneurs de rangement pour motos et même à l'intérieur d'un tableau de bord près de l'unité principale.

Puisqu'ils consomment moins de courant électrique (ampères) que les anciens modèles, certains peuvent être installés à l'aide du câblage radio d'usine. Cela signifie que vous éviterez d'avoir à acheter et à installer un câblage supplémentaire comme vous le feriez normalement. Génial !

Que signifie la classe d'amplificateur de voiture ?

Une classe d'amplificateurs est un nom utilisé pour catégoriser un amplificateur selon la technologie utilisée pour le fonctionnement d'un amplificateur. Tous les amplificateurs audio appartiennent à l'une des quelques classes.

Les classes d'amplificateurs existent depuis des décennies et le nombre de classes augmente à mesure que la technologie s'améliore.

En plus de D, voici une liste des autres :

Classe A :Le type d'amplificateur le plus inefficace mais le plus fidèle. Pas si populaire et est généralement réservé à un usage audiophile.
Classe B :pas très courante :une ancienne classe d'amplis où l'amplification divise les moitiés positive et négative du signal audio. Plus efficace que les amplis de classe A mais qualité sonore moindre du fait de son fonctionnement. Ceux-ci ont été utilisés dans certains amplis à lampes à vide il y a des années mais sont maintenant obsolètes.
Classe A/B :depuis de nombreuses années, les plus populaires car elles constituent un bon compromis global entre faible coût, qualité sonore et efficacité. Ces types d'amplis combinent le fonctionnement des conceptions de classe A et de classe B. Cependant, leur efficacité énergétique se situe entre 50 et 65 %, de sorte qu'ils gaspillent encore une bonne quantité d'énergie.

Comment fonctionne un ampli de voiture de classe D ?

Schéma montrant le fonctionnement d'un amplificateur de classe D. Contrairement à d'autres conceptions, celle-ci utilise un circuit de fréquence de commutation à très haute fréquence pour mélanger le signal entrant avec une forme d'onde afin de créer une série marche/arrêt de signaux de modulation de largeur d'impulsion (PWM). Ceci est ensuite utilisé pour piloter des transistors de puissance où il est amplifié. Le résultat amplifié est ensuite "lissé" pour recréer le signal musical d'origine et filtré pour supprimer le bruit haute fréquence ajouté au fur et à mesure.

Comme je l'ai mentionné plus tôt, les amplificateurs de classe D ne sont pas amplificateurs numériques comme on les appelle parfois pour une raison quelconque. Ils ne convertissent pas le signal musical d'une chaîne stéréo en une série numérique de chiffres ; ils utilisent plutôt une conception d'onde carrée analogique basée sur la technologie de modulation de largeur d'impulsion (PWM).

Voici comment fonctionne un ampli de voiture de classe D :

Le signal d'entrée de bas niveau de l'unité principale est modulé, ou modifié, par un circuit haute fréquence qui transforme le signal audio en une série de signaux marche/arrêt carrés dont la largeur varie en fonction du niveau d'entrée.
Ces signaux sont ensuite utilisés pour piloter des transistors de puissance qui les amplifient. Les signaux d'onde carrée sont amplifiés à une tension plus élevée à partir de l'alimentation à découpage de l'ampli et sont désormais capables de fournir une puissance élevée aux haut-parleurs. Parce que les ondes carrées s'allument et s'éteignent rapidement, les transistors ne restent jamais allumés longtemps, ce qui réduit la puissance utilisée et gaspillée.
Les ondes carrées amplifiées sont lissées par des circuits électroniques qui les transforment en une version amplifiée du signal musical incurvé d'origine.
Avant les bornes de sortie des haut-parleurs, les filtres suppriment le bruit haute fréquence du signal de sortie pendant que l'ampli travaille pour l'éliminer de la gamme de sons que vous pouvez entendre. La sortie est une version amplifiée du signal d'entrée avec une capacité de puissance élevée.

Presque tous les amplificateurs de classe D (contrairement aux modèles de classe A ou A/B) utilisent un circuit intégré (CI) spécial qui gère le hachage du signal audio et la commande des transistors de puissance. Certaines versions miniatures sont conçues pour être un produit « tout en un » et pilotent directement les haut-parleurs. Ceux-ci sont généralement utilisés pour les haut-parleurs d'ordinateur de faible puissance ou les amplis stéréo domestiques miniatures.

Les amplis de voiture économiques utilisent souvent une puce de contrôleur d'ampli de classe D standard, tandis que les marques utilisent plus souvent un circuit intégré personnalisé plus avancé.

Tout comme d'autres amplis, beaucoup offrent également des entrées de haut niveau pour fonctionner avec des unités stéréo d'usine.

Remarque : Vous pouvez voir certains amplificateurs pour la maison et la voiture annoncés comme étant de «classe T», «classe G» ou un nom similaire. Malgré leur son, ce ne sont que des versions renommées de la même conception de base de classe D avec quelques modifications ou ajustements personnalisés.

Les amplificateurs de classe D sont-ils haute fidélité ?

Au sens le plus strict, non, ces types d'amplis ne sont pas haute fidélité contrairement aux amplis de classe A avec des spécifications de distorsion très faibles ou la qualité sonore des conceptions haut de gamme de classe A/B. C'est parce que la fidélité sonore des amplis de classe D doit être un peu compromis pour que nous bénéficiions de l'efficacité qu'ils offrent.

Afin de fournir une clarté sonore de classe mondiale, les amplis de classe A gaspillent beaucoup d'énergie qui est transformée en chaleur. Cependant, ils sont toujours préférés par certaines personnes car ils offrent une amplification audio sans compromis, une distorsion ultra-faible et reproduisent très fidèlement le signal musical.

Les amplis haut de gamme de classe AB, bien qu'ils ne soient pas aussi bons que la classe A, offrent également une excellente qualité sonore au prix supplémentaire d'un prix plus élevé. Même les amplis de classe A/B économiques et de niveau intermédiaire peuvent offrir un son haute fidélité s'ils sont correctement conçus en raison du fonctionnement de la technologie.

Parce que les amplis de classe A/B offrent une bonne qualité sonore en plus d'une efficacité décente et sont peu coûteux à construire, ils sont le type d'amplificateur de voiture le plus courant depuis des années. Malgré cela, les amplis de classe D se sont améliorés et deviennent de plus en plus populaires.

Voici pourquoi les amplis de classe D sont moins fidèles :

Les amplis de classe D utilisent la technologie PWM pour convertir le signal d'origine en ondes carrées et inversement. Cela signifie qu'une petite quantité de fidélité peut être perdue. Chaque fois qu'un signal musical est converti, une certaine précision est perdue.
Pendant qu'ils fonctionnent, plus de bruit est involontairement ajouté au signal sonore que d'autres types d'amplis. Pour cette raison, ces amplis ont souvent un rapport signal sur bruit (SNR) inférieur à celui de leurs homologues. De manière générale, plus le SNR est élevé, mieux c'est.

Ne laissez pas cela vous donner une mauvaise impression, les amplis d'aujourd'hui sont très bons !

Ils se sont beaucoup améliorés, mais la qualité compte !

Il y a 5 à 10 ans, les amplis classe D que j'essayais étaient décevants. La bonne nouvelle est que les amplis d'aujourd'hui sont beaucoup meilleur. Tant que vous magasinez avec soin et faites attention aux détails, vous serez satisfait du son.

Par exemple, l'amplificateur de classe D à 4 canaux Alpine MRV-F300 que j'ai examiné ici est un petit ampli au son exceptionnel que j'ai apprécié.

La plupart des gens trouveront presque impossible de faire la différence de qualité sonore lorsqu'ils comparent un très bon ampli de classe D à un ampli A/B moyen. À moins que vous ne soyez extrêmement pointilleux sur la qualité du son, cela ne devrait pas poser de problème.

Si vous prévoyez d'utiliser uniquement un ampli pour les basses, la qualité du son n'a pas vraiment d'importance car nous ne pouvons pas entendre la différence pour les basses fréquences. C'est pourquoi ils n'étaient utilisés que pour les amplis subwoofer avant que la technologie ne s'améliore.

Qu'est-ce qu'un amplificateur de voiture mono de classe D ?

Les amplificateurs de voiture mono de classe D sont conçus pour fournir beaucoup de puissance aux subwoofers pour des basses à volume élevé qui claquent vraiment. Contrairement aux amplificateurs pleine gamme, ils sont limités à seulement produire des basses.

La plupart des amplificateurs de voiture mono ont des caractéristiques communes :

Impédance inférieure des enceintes (Ohms) :beaucoup peuvent supporter jusqu'à 2 ohms, voire 1 ohm, pour une puissance maximale.
Non compatible avec la gamme complète. La plupart ne peuvent pas être utilisés pour les haut-parleurs coaxiaux ou composants, par exemple. L'audio qu'ils peuvent produire est limité à une gamme de basses uniquement.
Puissance de sortie élevée :de nos jours, les amplis de voiture mono de classe D ont des puissances nominales telles que 500 W RMS, 750 W RMS et même 1 000 watts ou plus ! Ceci est rendu possible par l'efficacité de la classe D.
Contrôle du niveau du subwoofer :certains modèles disposent d'un bouton rotatif pour régler le volume de l'ampli depuis votre tableau de bord.
Filtre de basses réglable :généralement, même s'ils ne peuvent pas produire de son au-dessus de 250 Hz environ, vous pouvez régler la coupure de sortie du filtre entre 20 et 250 Hz, en fonction de l'ampli concerné.

Bien qu'ils utilisent une seule sortie de canal monoaural (mono), certains ont un ensemble supplémentaire de bornes d'enceintes pour faciliter la connexion de plusieurs sous-marins si vous le souhaitez.

Les amplis de classe D conviennent-ils aux sous-marins ?

Le plus important, ce qu'il faut comprendre, c'est que ces amplis mono (également appelés amplis "monobloc") sont conçus uniquement pour fournir beaucoup de puissance élevée au subwoofer et rien de plus. À cet égard, ils sont excellents pour les sous-marins !

Ils offrent une valeur en watts par dollar plus élevée que tout autre type d'amplificateur. En fait, vous pouvez en trouver aujourd'hui qui peuvent fournir 500 watts RMS (ou plus !) Pour 100 $ et moins.

Est-ce qu'un amplificateur de classe D est meilleur ?

Il n'y a pas de véritable "meilleure" classe d'amplificateurs - du moins pas actuellement. Chacun a ses forces et ses faiblesses, ce qui signifie qu'il s'agit de ce qui est le mieux pour vous. Par exemple, si vous êtes comme la plupart des gens et que vous voulez un bon son mais le meilleur rapport qualité-prix, alors oui, c'est probablement mieux dans ce cas.

Cependant, lorsqu'il s'agit de ce qui compte pour la plupart des gens, les amplis de voiture de classe D sont meilleurs dans la plupart des catégories qui comptent, mais pas dans toutes.

Voici une comparaison des différentes classes d'amplificateurs et de leurs avantages et inconvénients :

Schéma de comparaison des classes d'amplis de voiture

Un schéma comparant les principaux éléments qui vous intéressent avec les amplis audio. Comme je l'ai mentionné précédemment, les amplis de classe A/B sont un bon compromis entre qualité sonore, coût et puissance. Cependant, comme vous pouvez le voir ici, les amplis de classe D de nos jours sont d'un meilleur rapport qualité-prix et offrent plus pour l'argent. They’re a better all-around choice for most people who don’t need audiophile-level sound quality.

Like I mentioned before, class D amps now are becoming more and more popular along with being a better value for most people. Unless you’re after the best possible sound quality you can buy, you’ll get more power for your dollar, an affordable price, and easier installation for your money.

As you can see in my diagram above, class A amps excel in sound quality (they’re ultra-low in distortion and do a great job of reproducing the musical signal) but fall short in nearly all other areas.

A/B class amps were for many years the best all-around choice. They offer very good sound quality even with budget models, fair power availability, they’re affordable, but they’re not as compact. Class A amplifiers aren’t commonly available for car audio much anymore so they’re not really a competitor.

Class D amplifiers as you can see have more pros than they do cons – they’re smaller, you can get more power for the money, and they use less electrical current, but aren’t audiophile-level in their sound quality. When shopping you can find 4 x 100 watts RMS power model vs a 4 x 50 watts RMS power A/B amp, for example.

Ultimately, for most people class D amps are great and the best choice if you’re not very picky about sound quality. Don’t get me wrong – today’s models have very good sound quality – just not high-end, audiophile-level sound. If that’s not what you’re after you’ll find them very enjoyable.

Class D vs class A/B car amplifiers

A diagram comparing the operation of class A/B vs class D amps. Unlike class D amps, A/B models don’t change the original signal but instead, amplify it and split it into a positive and negative half to drive output stages. Class D amps take advantage of PWM principles and only drive them part of the time, reducing power use.

What is a class AB car amplifier?

Class A/B amps have been around for decades and range in price from both super-budget levels to high-end designs. In all cases the basic design used is the same:the input signal is used to drive output transistors with a positive and a negative half, boosting the input using the amp’s internal power supply voltage to drive speakers.

Due to how they work, some power is wasted (around 45-35% or so, depending) and ends up as heat that warms the heatsink (heavy metal chassis). They offer very good sound quality as they don’t change the audio signals but instead only amplify them.

Class D circuitry uses PWM principles to save power wasted as they only switch the power output transistors part of the time. Unlike class A/B amps, they do change the input signal:it’s converted to square waves that are converted back to smooth waves just like the input signal as they leave the amplifier.

Are Class D amps better than AB?

Class D amps can offer more power and/or more amp channels in the same or smaller size than class A/B. This Pioneer 5 channel amp, for example, can deliver more power to 4 speakers and a dedicated subwoofer channel than A/B amps of the same size. For that reason, you could say it’s better.

There’s a slight difference in sound quality that varies by brand and the quality of the design. As a compromise, the signal-to-noise ratio is somewhat worse than A/B designs. For example, 90dB or so is more typical for good ones while A/B amps often start at 90dB and 100dB isn’t uncommon.

It’s not really the case that class D amps are better than A/B but to most people they are. For example, not that many people care about finer sound quality specifications like noise or SNR.

They care more about the power they’ll get for their money – in this regard, D class amps are meilleur. They’re also easier to install in many cases since they’re smaller.

I think the best response is to say they’re better for power, size, and value than most A/B amps. They’re not better for higher-end sound quality. There are, however, some class D amps with excellent sound quality.

You’ll have to spend more for those as they’re more advanced designs in order to produce a higher level of sound quality than most.

Some class D amps like this one from JL Audio offer excellent sound quality that can compete with most A/B amps. They’re more expensive, though.

Can I use a marine class D amplifier in a car?

A marine amp installed for in-vehicle use &testing. Don’t hesitate to use a class D amp yourself if you like!

Yes, you can install a marine amp in your car, truck, or motorcycle!

As a matter of fact, they offer some great installation options you might not have otherwise!

Here’s a list of some great options possible and problems they solve:

Class D marine mini-amps are excellent for reliable power and great sound in motorcycles since they can fit in smaller spaces and won’t overheat.
A marine amp is suitable for outdoor vehicles and is far more affordable than specialty amps from the vehicle manufacturer.
You can build a sound system without a stereo! Some class D marine amps have a built-in Bluetooth receiver &controller option that makes this possible.

Marine amps offer some excellent solutions for some special case installations like in classic cars. Rather than spend a ton of money for custom fabrication or metalwork you can use an amp for a direct, easy-to-install sound that works great.

There really aren’t any “cons” to worry about, aside from the cosmetic color and style. Additionally, when shopping that means it’s possible to have even more options and you can possibly find a great deal.