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Amplificatore classe D: cos'è, come è fatto, come funziona

Amplificatore classe D: cos'è, come è fatto, come funziona

Categoria : Amplificatori

Caratteristiche e funzionamento di un amplificatore classe D

Nelle descrizioni di apparecchi audio spesso si sente parlare di amplificatore in classe D. Può capitare nelle schede prodotto di casse acustiche attive, o di altri dispositivi per l'ascolto.

Oggi, allora, vogliamo fornire qualche informazione in più su questa tipologia di prodotto, che può realmente trasformare il suono dei propri diffusori, migliorandolo e rendendolo unico.

Amplificatore classe D: cos'è e cosa significa

Un amplificatore in classe D è un apparecchio a commutazione che ha il compito di generare impulsi successivamente all’emissione di un segnale che va da analogico a digitale, riformulando in seguito una conversione nella direzione opposta, ovvero da digitale ad analogica.

Si tratta di apparecchi dall'alta efficienza energetica, ed è anche per questo che molto spesso vengono identificati come l'opzione migliore per i sistemi audio domestici, portatili e per auto.

I primi amplificatori del genere prevedevano la presenza di un filtro esterno (il cosiddetto passa-basso), che in sostanza andava a favorire l'estrazione del segnale audio dal flusso in uscita. Oggi, invece, i modelli più moderni non richiedono il filtraggio, ed eliminano in maniera più efficiente le eventuali interferenze elettromagnetiche.

Lo schema di funzionamento prevede l'ingresso di un segnale analogico, che viene riformulato in DAC e fatto uscire sempre in forma analogica per andare alle casse.

Amplificatore classe D in primo piano

Le caratteristiche degli amplificatori in classe D

Scendendo nel dettaglio di questi specifici amplificatori, va detto che il loro approccio è differente da quello degli altri apparecchi.

Non a caso, una delle prime cose che si sente dire in molte discussioni sui classe D è che questi sono molto più efficienti degli amplificatori di classe A, B o AB. Queste ultime tipologie vengono definite lineari, e si caratterizzano per delle perdite di potenza, dovute soprattutto alla polarizzazione e ai transistor in uscita, che operano appunto in maniera lineare.

Nei classe D, invece, è come se i transistor funzionassero come degli switch, interruttori che devono inviare la corrente in direzione del carico. Questo consente di lasciare per strada pochissima potenza, perché le poche perdite sono dovute alle resistenze dei transistor, alla commutazione e alla corrente di riposo.

In aggiunta, va detto che gli amplificatori in classe D di norma presentano dissipatori piccoli, o in alcuni casi non ne presentano affatto. Anche per questo, gli ampli di questo tipo sono particolarmente indicati a trovare spazio un po' dappertutto, dagli smartphone agli impianti hifi per auto.

I vantaggi degli amplificatori in classe D

Come detto in precedenza, il vantaggio più evidente dei classe D è legato alla loro alta efficienza, che molto spesso si aggira sul 90%. Un dato più alto degli ampli in classe AB, che pur offrendo prestazioni molto spesso ottime si avvicinano a una efficienza che va dal 50% al 70%.

Per tradurre tutto in numeri, si può pensare a un amplificatore di potenza nominale di 600 W. Nel caso di un classe D, la potenza effettiva (quella che poi viene erogata davvero dalle casse) si aggira sui 540 W. Vale la pena specificare che, in teoria, il grado di efficienza dovrebbe essere del 100%, ma molto spesso il dato reale si aggira, come visto, sul 90%.

Microfono collegato a un amplificatore classe AB o classe D

Amplificatori a commutazione e lineari: differenze

I classe D vengono definiti amplificatori a commutazione. Questo perché ci si riferisce al funzionamento stesso dell'apparecchio.

Questi dispositivi prelevano il segnale in ingresso analogico, ricreandone una sorta di replica di tipo PWM (pulse-width modulation, acronimo di modulazione di larghezza d'impulso). Si tratta di una sequenza di impulsi che corrisponde ad ampiezza e frequenza del segnale di ingresso.

Il segnale PWM viene amplificato da una fase di uscita, che funziona appunto in modalità di commutazione. Ciò significa che ogni impulso PWM viene ricondotto a due stati, attivo e disattivo. Qui sta la differenza con gli amplificatori lineari. In questi, gli stadi di uscita costituiscono una forma continua (superiore alla forma d'onda nei classe AB e pari alla forma d'onda nei classe A), riducendo sì la generazione di calore, ma anche l'efficienza.

Tornando alla forma d'onda PWM, questa viene infine trasferita alle casse con un processo che è di natura analogica: in sostanza, il pacchetto di impulsi viene ricreato in forma di segnale audio.

Come suonano gli amplificatori in classe D?

Quando si parla di dispositivi di amplificatori in classe D, è ovvio che le domande maggiori sono: che prezzo hanno? Come suonano? Come rendono la mia musica preferita?

Cercando di analizzare la situazione nella maniera più chiara possibile, dobbiamo dire che dare un giudizio in assoluto ci sembra veramente complicato. Nel mondo dell'hifi, stabilire la qualità di un amplificatore è forse uno degli argomenti che va incontro alle maggiori interpretazioni soggettive.

E non potrebbe essere altrimenti. Va considerata la propria configurazione audio, la quantità di apparecchi hifi, o magari di strumenti musicali. Magari anche di device digitali o bluetooth.

E quindi, c'è qualcosa che può aiutare a capire come suonano i classe D rispetto agli altri ampli? La risposta più sensata, secondo noi, corrisponde a una delle regole base dell'hifi: ascoltare con le proprie orecchie e farsi un'idea.

Varrebbe a poco stare qui a bollare questi ampli in un certo modo, magari dire "sono assolutamente neutri" o "possono pilotare al meglio qualsiasi cassa esistente su questo pianeta".

Pertanto, preferire a priori i classe AB a discapito dei classe D (e viceversa) non sembra essere l'approccio più giusto. Solo l'esperienza e l'ascolto possono fornire una risposta, che ancora una volta però può essere soggetta a forti valutazioni personali.

Qual è il migliore amplificatore classe D?

Per rispondere a questa domanda, dovremmo fare lo stesso preambolo del paragrafo precedente. Che sarebbe: non è corretto dire qual è il migliore amplificatore classe D, perché nella scelta intervengono così tanti fattori che è veramente difficile decidersi. Si tratta di un discorso che abbiamo avuto modo di fare anche nostro articolo dedicato alle cuffie chiuse.

L'amplificatore in classe D McIntosh MI 254

Un possibile consiglio, in ogni caso, potrebbe essere il McIntosh MI 254. Un finale di potenza importante, che pilota diffusori su impedenza di 4 ohm e 8 ohm, offre connessioni bilanciate e sbilanciate e tecnologie esclusive per prevenire sovraccarichi e altre interferenze. Ovviamente, poi, c'è da considerare tutto il fascino degli apparecchi del brand americano, con i suoi famosi VU meter e un delizioso stile vintage.

In ogni caso, il migliore amplificatore classe D è quello che suona esattamente secondo le proprie preferenze: per cercarlo, potete affidarvi alle proposte di Hi-Fi Prestige. Offriamo amplificatori stereo, finali, integrati, preamplificatori e sintoamplificatori delle migliori marche.

Date pure uno sguardo al nostro catalogo, e non esitate a richiedere informazioni per qualsiasi dubbio o curiosità.

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