Felles for klasse A, AB og D er at strømmen som går ut til høyttaleren går gjennom utgangstransistorene. I en klasse A eller AB skjer dette ved at transistoren opptrer som en motstand, mens i en klasse D skjer dette ved at transistoren opptrer som en av/på-bryter. I en klasse A/AB kan maksimal strøm leveres når transistoren er helt åpen, men kapasiteten faller dramatisk straks maksimal strøm skal leveres når transistoren ikke er helt åpen. Når transistoren ikke er helt åpen har vi et betydelig spenningsfall over transistoren, og da skal det omsettes flere hundre watt i en liten metallbit (den funksjonelle delen av transistoren) man får plass til veldig mange av på en lillefingernegl, da må noe gi etter (#blårøyk).
Når vi kobler til en resistiv testlast er strøm og spenning i fase, det vil si at de trekkes samtidig. En klasse A/AB vil da kunne levere sin maksimale strøm. Men en høyttaler vil på sin side for det meste ikke være resistiv, noe som betyr at strøm og spenning ikke er helt i takt. Da skal maksimal strøm leveres når det er et visst spenningsfall over utgangstransistorene. Kapasiteten til å levere strøm og effekt faller dramatisk. Ikke bare med noen prosent, men ved litt vanskelige laster snakker vi om langt forbi 50% fall.
For at en klasse A/AB skal kunne levere nok strøm til en reaktiv last i 2,5 ohm (vi ser sjelden lavere impedanse enn dette i høyttalere i dag) må den ha et stort overskudd av strøm. La oss si den trenger 35A i denne lasten, og for å klare dette ved reaktiv last må man opp i 2-3 ganger så mye strømkapasitet i resistiv last, så la oss si 100A.
En klasse D på sin side leverer alltid strøm gjennom en helt åpen transistor. Om strøm og spenning er i fase betyr nesten ingen ting for de fleste klasse D. Egentlig kan man si at klasse A/AB har en gradvis degradering som starter med en gang fasen avviker fra null, mens klasse D har en definitiv grense, og alt opp til den grensen behandles nær identisk. Med andre ord, det som har ført oss til begrepet "vanskelig last" er ikke et særtrekk ved selve lasten, men heller et særtrekk ved klasse A/AB-forsterkere.
Om vi ser på forsterkere i praksis så er det mange som snakker om denne doblingen av effekt. La oss da si at vi lager en klasse D som kan levere 10A i 1 ohms last, og la oss for enkelhets skyld kalle det en RMS-verdi. Dette vil da si at man har 10V ut av forsterkeren og effekten er 100W. Det er jo heftig for en forsterker som i utgangspunktet selges som en 25W i 4 ohm forsterker. "Ja, det er ikke så mye effekt, men den dobler helt ned til 1 ohm!" Imponerende vil mange tenke, men hva om man hadde litt mer spenning tilgjengelig? For eksempel 40V? Da kunne man jo dratt nytte av disse 10A også i 4 ohm, og hatt ikke mindre enn 400W å leke med, i stedet for puslete 25W? "Vel, men vi snakker om forsterkere som har nok effekt i 8 og 4 ohm til å begynne med". Ja, greit nok det, men hva skal vi med at forsterkeren kan levere 250W i 8 ohm og 2000W i 1 ohm, annet enn å skryte av det? 2000W i 1 ohm betyr altså at den kan levere 8 ganger så mye strøm som vi behøver i en 8 ohms last. Greit nok, dersom dette er en margin som krymper straks vi begynner å koble til laster fra virkeligheten (høyttalere), men det er jo ikke situasjonen for en klasse D.
Etter å ha jobbet en del med å designe aktive ting, spesielt til PA, så viser det seg at det man først går tom for oftere er spenning enn strøm. Denne 250W i 8 ohm-forsterkeren er sikkert kjekk nok til hifialteret, men straks man trenger litt seriøst med effekt så er spenning helt avgjørende. Hvis en klasse D har 250W i 8 ohm og 2000W i 1 ohm vil rett og slett situasjonen være den at man mangler spenning, og forsterkeren er forholdsvis lite fleksibel med mindre den skal brukes til en helt spesifikk sær applikasjon der man trenger 2kW i 1 ohm.
Og som påpekt over, typisk for klasse A/AB er at de drukner i forvrengning når man trekker for mye strøm. For klasse D er det en kontrollert strømbegrenser som lukker utgangstransistorene for å hindre at de går i stykker. Opp til denne grensen skjer det fint lite, så her kan man faktisk bruke hele spekteret, til og med sammen med kraftig reaktive laster.
www.adam-audio.com
