ClassDEndstufen

Class-D-Endstufen, meist als Class-D-Verstärker bezeichnet, sind eine Bauart von Endstufen, die statt linear arbeitender Leistungstransistoren Schalttransistoren verwenden. Durch eine hohe Schaltfrequenz wird das Eingangssignal in ein Pulsweitenmodulations- (PWM) oder Pulsfrequenzmodulationssignal übertragen, das von einer Brückenschaltung aus MOSFETs oder Bipolartransistoren wieder in eine analoge Ausgangsspannung umgesetzt wird.

Am Ausgang erfolgt die Bildung der gewünschten analogen Spannung durch das Zusammenwirken von Schalttransistoren und einem Filter. Oft wird ein externes LC-Filter verwendet; in Filterless-Class-D-Designs dient das angeschlossene Lautsprechersystem selbst als Teil des Filters. Zur Verbesserung der Linearität kommen verschiedene Feedback-Architekturen zum Einsatz, die globale oder lokale Rückführung nutzen, um Verzerrungen zu reduzieren.

Vorteile von Class-D-Endstufen sind der hohe Wirkungsgrad, typischerweise deutlich über 90 Prozent bei Bedarf, geringe Wärmeentwicklung und die Möglichkeit zu kompakteren Bauformen. Das macht sie besonders attraktiv für Heimkino-, Auto- und tragbare Audiolösungen. Nachteile bestehen in der elektromagnetischen Störung (EMI/RFI) durch das Schalten, weshalb sorgfältiges Layout, Abschirmung und geeignete Entstörung nötig sind. In billigen Designs kann es zu hörbaren Verzerrungen oder Rauschen kommen, wenn die Architektur unzureichend optimiert ist.

Class-D-Endstufen sind heute in vielen Anwendungen verbreitet, von Verstärkern in Heimkino-Receivern bis hin zu Car-Audio-Systemen. Der technologische Fortschritt in Halbleitertechnik, Feedback-Algorithmen und integrierten Shielding-Lösungen hat die Leistungsdichte und Klangqualität weiter verbessert.