Είδα από αγαπητό μέλος μας ανάρτηση σοβαρού ενισχυτού που λειτουργεί στην προσφιλή τάξη D.
Προς αποφυγή παρεξηγήσεων, περί της λειτουργείας των ενισχυτών της λεγόμενης Τάξεως D, καλό θα είναι να κατανοηθούν τα κάτωθι. Οπότε, αν τα λάβουμε υπ’ όψιν μας, μαζί με την τυχούσα εμπειρία ακροάσεως, δύναται να εξαχθούν συμπεράσματα που θα προσεγγίζουν την αλήθεια.
Πρώτα από όλα η έννοια «ψηφιακός» είναι λάθος αν και πολλάκις ελέγχεται υπο ψηφιακών κυκλωμάτων. Στα δε τελικά στάδια χρησιμοποιεί την τάση και τα ρεύματα ως συνάρτηση του μη κβαντισμένου χρόνου. Η Ρhilips (πάλι αυτή;) ανέπτυξε την τοπολογία UcD την δεκαετία ου 90, που τελικά οδήγησε στην τάξη D, η οποία στις μέρες μας χρησιμοποιείται σχεδόν σε οποιοδήποτε συσκευή απαιτεί ενισχυτή, αλλά και σε τροφοδοτικά ρεύματος.
Εδώ βέβαια θα αναφερθούν, συνοπτικά και απλοποιημένα, μόνο οι εφαρμογές σε ενισχυτικά συστήματα για Audio χρήση.
Ένας ενισχυτής αυτής της τοπολογίας λειτουργεί εντελώς διαφορετικά από τις συνηθισμένες τάξεις Α, Β, και ΑΒ., αν και από ηχητικής αποδόσεως κατατάσσεται σε αυτήν της τάξεως ΑΒ των συμβατικών (ή αλλιώς γραμμικών) ενισχυτών. Οι παραδοσιακές τάξεις Α και ΑΒ λειτουργούν ρυθμίζοντας τα τρανζίστορ εξόδου να άγουν λιγότερο ή περισσότερο ρεύμα σε αναλογία με το εισερχόμενο σήμα.
Οι ενισχυτές D τάξεως λειτουργούν δημιουργώντας μια σειρά από ορθογώνιους παλμούς «σταθερού εύρους» αλλά «ποικίλου πλάτους» και διαχωρισμού ή μεταβαλλόμενου αριθμού ανά μονάδα χρόνου, που αντιπροσωπεύουν τις διακυμάνσεις πλάτους του αναλογικού σήματος εισόδου του σήματος. Δηλαδή λειτουργεί δια «άμεσης μεταγωγής» (Switching), στον οποίο (ως βασική διαφορά) οι συσκευές ενίσχυσης (τρανζίστορ, συνήθως MOSFET) λειτουργούν ως ηλεκτρονικοί διακόπτες και όχι ως συσκευές «γραμμικής απολαβής», όπως στις προαναφερόμενες τάξεις. Φυσικά υπάρχει και μεγάλη διαφορά στην τροφοδοσία του συστήματος, που είναι ο βασικός παράγοντας μειώσεως βάρους και όγκου.
Έτσι, υπάρχει μια ταχεία εναλλαγή μεταξύ των γραμμών της τροφοδοσίας και ελέγχονται από έναν διαμορφωτή που χρησιμοποιεί «πλάτος παλμού», «πυκνότητα παλμού» και κάποιες σχετικές τεχνικές για την κωδικοποίηση του σήματος του ήχου, σε μια σειρά ανάλογων παλμών.
Κατά την διαδρομή ενισχύσεως το σήμα διέρχεται από χαμηλοπερατά φίλτρα τελικώς στην οδήγηση των φορτίων (ηχείων). Οι δε υψίσυχνοι παλμοί που εμπεριέχουν και τον θόρυβο εναλλαγής σε αυτή την φάση αποκόπτονται. Αν αναλογισθούμε ότι τα ζεύγη των τρανζίστορ εξόδου δεν «άγουν» (εργάζονται) ταυτοχρόνως (κάτι τέτοιο θα κατάστρεφε όλη την γραμμή τροφοδοσίας), η ισχύς τους μεταβιβάζεται μόνο στο χαμηλοπερατό φίλτρο. Το καθαρό πλέον σήμα είναι έτοιμο να οδηγήσει τα φορτία που στην προκειμένη περίπτωση είναι τα μεγάφωνα των ηχείων.
Έτσι επιτυγχάνεται μεν απόδοση υπερβαίνουσα το 90 % της συνολικής καταναλωθείσας ενέργειας (εν αντιθέσει με το 60 % της τάξεως ΑΒ) και συνιστάται σε εφαρμογές όπου το βάρος και ο όγκος διαδραματίζουν πρώτιστο ρόλο (εδώ να σημειωθεί ότι μέρος της ενέργειας «εξ επιστροφής» επανέρχεται στις γραμμές τροφοδοσίας για εκ νέου χρήση) και δεν χάνεται θερμικώς, όπως στους γραμμικούς ενισχυτές). Άρα η χρήση τους ενδείκνυται ειδικά για επαγγελματικές εφαρμογές.
Αν και θεωρητικά οι θερμοκρασίες της τάξεως αυτής (ειδικά σε κατάσταση Idling είναι χαμηλότερες των γραμμικών ενισχυτών (Α, Β, ΑΒ τάξεως) , στην πραγματικότητα κατά την πλήρη λειτουργία τους είναι πολύ υψηλές (βέβαια εδώ παίζει ρόλο αφ’ ενός, η τεράστια ισχύ που αναπτύσσουν και αφ’ εταίρου, τα πολύ δύσκολα φορτία των τεράστιων επαγγελματικών ηχείων που οδηγούν). Εμείς, που κάνουμε (ως επαγγελματίες) χρήση τέτοιων ενισχυτικών συστημάτων, κατά την λειτουργία τους «βλέπουμε» υψηλότατες θερμοκρασίες, που αντιμετωπίζονται με τεχνίτη λειτουργία απαγωγής θερμότητας
Το βασικό μειονέκτημα της τοπολογίας αυτής παραμένει ως οι λεγόμενοι «νεκροί χρόνοι» και της γραμμικής λειτουργίας κατά την «εναλλαγή», οπότε εισάγει σχετική «σκληρότητα» στον ήχο μειωμένο Headroon, και φυσικά ευάλωτη συμπεριφορά σε διακυμάνσεις ισχύος του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας (οι οποίες αυξάνουν τον χρόνο μεταγωγής και επεμβαίνουν δυσμενώς επι της «γραμμής τροφοδοσίας». Επίσης οι ενισχυτές της τάξης αυτής είναι ευαίσθητοι και σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Καθότι η βαθμίδα ισχύος μεταγωγής παράγει υψηλά dV/dt και dI/dt, που φυσικά προκαλούν κάποια εκπομπή ακτινοβολίας
Έτσι, το στάδιο της τελικής εξόδου ή αλλιώς ισχύος του ενισχυτή της D τάξεως δεν εξαρτάται μόνο από το «περιεχόμενο» του διαμορφωμένου σήματος PWM. Η τάση τροφοδοσίας ρεύματος διαμορφώνει άμεσα το πλάτος, αλλά και διαμορφώνει την τάση εξόδου, τα σφάλματα λοιπόν του λεγόμενου «χρόνου μεταγωγής» καθιστούν την σύνθετη αντίσταση εξόδου μη γραμμική , οπότε το φίλτρο εξόδου έχει μια απόκριση συχνότητας που δυστυχώς εξαρτάται κατά πολύ και από το φορτίο.. Η σύνθετη αντίσταση εξόδου δεν μπορεί να ελεγχθεί με άλλο τρόπο παρά μόνο μέσω ανάδρασης με όλα τα μειονεκτήματα που συνεπάγει τέτοια τοπολογία.
Εδώ να σημειωθεί ότι υπάρχουν και άλλοι τρόποι σχεδιαστικής αντιμετώπισης οι οποίοι φυσικά ανεβάζουν κάθετα το κοστολόγιο. Οπότε κάποιες πολύ ποιοτικές και ακριβές εφαρμογές κατόρθωσαν με υβριδικές και λοιπές προηγμένες τοπολογίες να επιτύχουν καλά έως άριστα αποτελέσματα στους τομείς όπου υπήρχαν τα προβλήματα αυτά.!
Oπότε τα τελευταία έτη είδαμε να παρουσιάζονται ενισχυτές που συμβίβασαν με υπέροχο τρόπο: απόδοση, αξιοπιστία, ποιότητα και ευχρηστία με λογικό βάρος και όγκο.
Αν και έκαναν την εμφάνισή τους ενισχυτές D τάξεως που προορίζονται για το οικιακό Audio, είναι κάπως νωρίς να εξαχθούν συμπεράσματα, σε άμεση σύγκριση με τους γραμμικούς και μάλιστα κατηγορηματικά. Υπάρχουν βέβαια μουσικόφιλοι και κριτικοί οι οποίοι υποστηρίζουν ότι κάποιες εξαιρετικές κατασκευές έχουν άριστα ηχητικά αποτελέσματα.
Και εδώ φυσικά παίζει μέγιστο ρόλο η σωστή σχεδίαση, τα ποιοτικά υλικά και η μέθοδος κατασκευής.
Ίδωμεν, λοιπόν!
Να σημειωθεί ότι η τάξη D εξελισσόμενη οδήγησε σε άλλες όπως της Crown με την εξαιρετική σειρά (και τάξη) Ι, που θεωρούνται οι «Βασιλείς» του ήχου αυτής της τοπολογίας. Η οποία, όμως, μαζί με αυτούς διατήρησε στην παραγωγή και τους συμβατικούς Macro-Tech, που από πολλούς μηχανικούς ήχου θεωρούνται το Hi- End του PA.
Ενδεικτικά. Ανωτέρω εικονίζεται ένας εξαιρετικός ενισχυτής X-Series. της Powersoft που κάνει εδώ και 2 δεκαετίες χρήση τέτοιας τεχνολογίας, λίαν επιτυχώς.

Πηγή : Vintage Hi-Fi Radio Πικάπ Ενισχυτές Συλλεκτικά & High-End Stereo Equipment (Ομάδα στο  Facebook  από τον Νικο Παραγοντα)