Was ist ein Klasse-D-Verstärker und wozu dient er?

Eine Klasse-D-Stereo-Verstärkereinheit auf weißem Hintergrund.JV Korotkova/Shutterstock.com

Wenn Sie Heimkinokomponenten gekauft haben, haben Sie vielleicht die erwähnten Klasse-D-Verstärker gesehen. Aber was sind sie und wozu dienen sie? Lassen Sie uns tiefer in diese hocheffizienten Wunder eintauchen.

Eine Einführung in die Verstärkung

Auf der einfachsten Ebene ist ein herkömmlicher Verstärker ein Signalverstärker. Geben Sie ihm ein Eingangssignal und verwenden Sie Elektrizität und verschiedene Verstärkungsstufen, um die Amplitude zu erhöhen, bis Sie am Ende ein viel lauteres Signal als das, was hineingegangen ist, erhalten. Das Endergebnis: ein stärkeres Signal als das Eingangssignal.

Es gibt mehrere Arten von Verstärkern wie Klasse A, Klasse B und Klasse AB. Klasse A und B haben ihre eigenen Vor- und Nachteile, während Klasse-AB-Verstärker Elemente von beiden kombinieren, um die Vorteile zu maximieren und die Nachteile von jedem zu minimieren. Seit Jahren verwendet die überwiegende Mehrheit der Unterhaltungselektronik wie A/V-Receiver und Heimkinosysteme Class-AB-Verstärker.

Warum verbringen wir so viel Zeit damit, über andere Verstärker zu sprechen, wenn es in diesem Artikel um Klasse-D-Verstärker geht? Denn sie funktionieren sehr unterschiedlich.

Funktionsweise von Klasse-D-Verstärkern

Ein Klasse-D-Verstärker wird auch als Schaltverstärker bezeichnet. Anstatt das Eingangssignal durch lineare Verstärkungsstufen zu verstärken, verwendet ein Klasse-D-Verstärker ein Konzept, das als Pulsweitenmodulation bekannt ist.

Dies ist ein kniffliges Thema, aber dies wandelt das Eingangssignal in Impulse um. Die Ausgangsstufe schaltet dann mit hoher Frequenz hin und her, entsprechend den Impulsen, in die das Signal umgewandelt wurde. Dieses verstärkte Signal wird dann verarbeitet und tiefpassgefiltert, um es in seine ursprüngliche Wellenform zurückzubringen und hochfrequentes Rauschen zu entfernen.

Diese Konvertierung zu und von einem anderen Signaltyp ähnelt in gewisser Weise der Umkehr- und Digital-Analog-Konvertierung, ist jedoch viel weniger komplex. Allerdings führt der Prozess (wahrscheinlich kombiniert mit dem „D“ in Klasse D) dazu, dass Leute manchmal fälschlicherweise Klasse-D-Verstärker als „digitale“ Verstärker bezeichnen.

Was macht Class-D-Verstärker so besonders?

Da die Pulsweitenmodulation eine Verstärkung bei viel höheren Frequenzen als normal ermöglicht, benötigen Klasse-D-Verstärker viel kleinere Leistungstransformatoren als Klasse-AB-Verstärker. Das bedeutet, dass Sie viel mehr Verstärkung auf kleinerem Raum unterbringen können.

Diese Amps sind sehr effizient und erzeugen mit weniger Leistung mehr Lautstärke. Class-D-Verstärker haben oft maximal mögliche Wirkungsgradwerte von 90 Prozent und mehr, während Class-AB-Verstärker selten 60 Prozent Wirkungsgrad überschreiten.

Natürlich sind Klasse-D-Verstärker nicht perfekt. Durch den Tiefpassfilter, der unangenehme Störgeräusche herausfiltern soll, können die Höhen leiden, daher sind sie für den audiophilen Einsatz nicht optimal. Einige Klasse-D-Verstärker können auch Verzerrungen aufweisen, und einige Leute, insbesondere Audiophile, sind einfach keine Fans des Klangs dieser Verstärker im Allgemeinen.

Trotz der Nachteile macht diese Kombination aus hohem Wirkungsgrad und geringer Größe Class-D-Verstärker perfekt für bestimmte Anwendungen.

Übliche Anwendungen für Klasse-D-Verstärker

Wie Sie sich vorstellen können, sind Klasse-D-Verstärker eine gute Wahl für jedes Audioprojekt, bei dem Größe und Energieeffizienz (denken Sie an die Batterielebensdauer) wichtig sind. Aus diesem Grund werden Sie oft Class-D-Verstärker sehen, die in Bluetooth-Lautsprechern eingesetzt werden.

Bluetooth-Headsets sind auch ein guter Kandidat für Klasse-D-Verstärker, obwohl aufgrund der recht geringen Lautstärkeanforderungen auch andere Verstärkertypen für diesen speziellen Fall geeignet sind. Sie finden Class-D-Verstärker auch in vielen anderen Produkten, darunter tragbare Kopfhörerverstärker und sogar Stereoverstärker.

Subwoofer-Anschlüsse am A/V-Receiverkris wok

Ein wichtiger Bereich, in dem Class-D-Verstärker häufig eingesetzt werden, sind Subwoofer. Wenn man sich die Vor- und Nachteile von Class-D-Verstärkern ansieht, scheint es fast so, als wären sie für Subwoofer geschaffen worden. Dies liegt daran, dass Audioprobleme im Wesentlichen verschwinden, wenn der Verstärker nur für niedrige Frequenzen verwendet wird, und die geringe Größe und Effizienz es Ihnen ermöglichen, massive Leistung in einen Subwoofer zu packen.

Werfen Sie einen Blick auf unsere Liste der besten Subwoofer, die Sie kaufen können, und wenn er mit Strom versorgt wird, besteht eine gute Chance, dass der Subwoofer einen Klasse-D-Verstärker verwendet.