Definição Simples de um Amplificador de Classe D

Escrito por j.t. barett | Traduzido por jean santos
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Definição Simples de um Amplificador de Classe D
Muitos aparelhos de entretenimento do lar funcionam com amplificadores de áudio de Classe D (Jupiterimages/liquidlibrary/Getty Images)

Um amplificador classe D é um circuito eletrônico de alta eficiência projetado para aumentar a potência do sinal de entrada. Seu princípio de funcionamento é diferente de outras classes de amplificadores, pois abruptamente muda seus transitores de saída quando ligado ou desligado. Até recentemente, esta característica em amplificadores Classe D tornavam-os inadequados para áudio e música, mas algumas melhorias no circuito tornaram-os uma parte comum dos sistemas modernos de home theater.

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Classes de Amplificadores

Os engenheiros organizaram o design de áudio de amplificadores em várias classes, cada uma designada por uma letra. Quanto mais longe for a letra no alfabeto, maior a eficiência de energia do amplificador, porém o mesmo acontece com a sua distorção. O amplificador de Classe A, por exemplo, tem baixa distorção, mas também baixa eficiência. A distorção de um amplificador de classe AB não é muito pior que a de um classe A, mas tem muito mais eficiência. Tradicionalmente, estas duas classes têm sido o esteio de áudio do público consumidor. As classes B e C são mais eficientes, mas têm muita distorção para um áudio agradável. Um megafone, impulsionado por um amplificador de classe B ou C, produz de forma eficiente um som alto, embora seja bom apenas para a fala simples, não para música. Os primeiros amplificadores Classe D foram adequados para aplicações científicas e industriais, mas distorcem o som, a ponto deste tornar-se irreconhecível.

Eficiência de Amplificação

Você determina a eficiência de um amplificador de áudio através da comparação da energia elétrica que consome e a energia proporcionada ao alto-falante. Um amplificador ideal consome tanta energia quanto trasfere-a ao alto-falante, porém, no mundo real, os amplificadores variam entre 15 e 95% de eficiência. Um amplificador de Classe A, estando numa categoria inferior na escala de eficiência, pode entregar 1 a 2 watts a um alto-falante consumindo 10 watts.

Características do Classe D

Os sinais de áudio são ondas contínuas, como ondulações em uma lagoa. Um amplificador de Classe A segue as curvas de subida e descida dos sinais de entrada e produz uma saída que espelha esta, mas com um grande aumento no poder. Uma classe D, em contraste, passa a sua saída inteiramente quando o sinal de entrada aumenta após um limiar de tensão e cai para zero, quando a entrada diminui para menos do que o valor de limiar. O sinal de saída, embora mais poderoso do que o de entrada e mantendo a mesma frequência, é muito áspero.

Classe D de Alta-frequência

Os amplificadores de áudio Classe D contornam as limitações de seu design original ao se adicionar algumas estruturas complexas. O amplificador utiliza uma mistura de dois sinais: um de entrada de áudio e um gerador de sinais que tem uma frequência fixa de 200 kHz ou mais. O circuito amplifica os dois sinais e filtra a frequência alta do sinal de saída. O resultado final é um sinal de música poderoso, com baixa distorção. A chave para o sucesso da alta frequência do amplificador de classe D é a utilização de circuitos integrados (ou ICs) para o gerador de sinal, além de outros componentes importantes. O ICs tornam o design sonoro confiável e acessível, apesar da sua complexidade.

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