Hi-Files vam prinaša v razumljivem jeziku napisan teoretični članek o razredih zvočnih ojačevalnikov, principih delovanja, področjih uporabe in njihovih zvočnih karakteristikah. Takoj na začetku bomo odpravili en dvom: razredi ojačevalcev niso tesno povezani s Hi-Fi; razreda v elektroniki so simboli za način ali princip delovanja ojačevalnih vezij, in sicer njihovih aktivnih elementov – žarnic in tranzistorjev. Ojačevalnike najdemo povsod, kjer je treba informacijo v obliki signala prenesti z enega mesta na drugo, jo ojačati v voltih ali amperih ali kako drugače spremeniti njeno obliko ali lastnost, torej povsod, kjer je električna signal, od daljinsko vodenih igrač do glasbenih instrumentov. Tu se bomo seveda omejili na "glasbene igrače".
Za nestrokovne bralce bomo zaradi jasnosti uporabili osnovne modele signalov in ojačevalnikov. Osnovna in v laboratorijih pogosto uporabljena oblika signala je tako imenovana sinusoida, ki je dobila ime, ker njena oblika ustreza grafičnemu prikazu funkcije y=sin x. Iz slike je razvidno, da ima v prvi polovici svojega trajanja pozitivno vrednost, v drugi pa se zniža na negativno vrednost – zaradi te spremembe polarnosti se imenuje izmenični ali AC signal. Ta ton lahko slišite na testnem zaslonu na televiziji po koncu programa.
Najenostavnejši ojačevalnik, ki ga lahko predstavimo, je tranzistor s tremi poli: emitorjem, bazo in kolektorjem (njegov predhodnik, osnovna ojačevalna cev – trioda, ima ustrezne tri elektrode: katodo, mrežo in anodo). Njihove vloge so naslednje: emiter je priključen na napajalnik, signal, ki ga je treba ojačati, se pripelje do baze, ojačani signal pa gre skozi kolektor (obstajajo tudi drugi načini povezave z elektrodami, vendar se z njimi tukaj ne bomo ukvarjali). Lastnost tranzistorjev ali elektronk je, da z majhnimi spremembami vhodnega signala proizvedejo na izhodu večkratno ojačan rezultat. Gledano drugače bi lahko rekli, da ojačevalnik modulira tj. oblikuje napetost ali tok iz napajanja z uporabo signala. Ker imamo signal in ojačevalnik, je naša naloga ojačati omenjeni sinusni signal in to lahko naredimo na več načinov, torej v več razredih. Recimo, da smo v poenostavljeni shemi priključili napajalnik na emiter, signal na bazo, kolektor pa priključili na osciloskop – bolje kot na zvočnik, pa ne zato, ker s to shemo ne bi dobili zvoka, ampak zato, ker je grafično je dobljeni rezultat lažje razumeti kot poslušati.
Razred B
Ne začnemo po abecednem vrstnem redu, ampak po najpreprostejšem razredu dela v elektroniki. Kot rečeno je tranzistor ojačevalnik, ki daje "povečano sliko" signala iz svojega vhoda na izhod in za to uporablja tok iz napajalnika. V idealnem primeru bi bil ojačani signal "podoba in priložnost" vhodnega signala. Vendar se stvari ne zdijo vedno (pravzaprav nikoli) tako. Prvič, krivulja, ki predstavlja razmerje med osnovno napetostjo in izhodnim tokom tranzistorja, ni nikoli popolnoma ravna. Če to krivuljo razumemo kot povečevalno steklo, to pomeni, da se bo povečani signal med »preslikavo« čez krivuljo do določene mere deformiral, se pravi, da se bodo v zvoku pojavila določena popačenja. Ta krivulja se imenuje transkonduktivnost in predstavlja karakteristiko ojačevalnika. Drugič, tranzistor zaradi svoje konstrukcije potrebuje določeno napetost med emitorjem in bazo, da se vklopi in začne delovati. Ko napetost pade pod to vrednost, se tranzistor izklopi in preneha prevajati. Na bazo je privedena konstantna enosmerna napetost, ki polarizira tranzistor tudi, ko ni signala in je takrat v tako imenovani točki mirovanja (M). 
V razredu B bo skozi tranzistor prešla le zgornja polovica sinusnega signala, spodnja polovica pa ne, ker bo v tem času tranzistor zaprt in deluje kot stikalo. V tehničnem smislu je napetost na bazi takšna, da tok teče skozi kolektor le med pozitivnim polciklom signala. S tako odrezanim signalom in samo enim tranzistorjem ni mogoče storiti veliko; če pa ojačevalniku dodamo še en tranzistor nasprotne polarnosti, ki bo s sestavitvijo teh dveh polperio ojačal spodnjo, negativno polperiodo signala, je možno rekonstruirati celotno obliko izhodnega signala. Dva tranzistorja v razredu B, ki delujeta v nasprotni fazi, se imenujeta komplementarni par in tvorita osnovno konstrukcijo tako imenovanih potisnih ojačevalnikov. 
Prednosti: Ker tok teče skozi tranzistor le v času ojačanja, ki traja polovico signala, velja ojačevalnik razreda B za varčnega, saj se le majhen del električne energije pretvori v toploto. Največja teoretična učinkovitost razreda B je 78,5 %, vendar je ta podatek veliko bolj zgovoren v primerjavi z učinkovitostjo razredov A in AB.
Slabosti: Pri delovanju komplementarnega para tranzistorjev je praktično nemogoče doseči popolno povezavo zgornje in spodnje polovice signala na mestu, kjer se srečata na ničli. Namesto tega se pojavi tako imenovano crossover ali prehodno popačenje, ki je slišno in nesprejemljivo za avdio aplikacije.
Uporaba: Razred B se uporablja v radiofrekvenčnih ojačevalnikih, kjer popačenje ni primarnega pomena, pa tudi v starih prenosnih napravah z baterijami, kjer je na prvem mestu ekonomičnost in kvaliteta zvoka ni bistvena. Ojačevalniki razreda B skoraj vedno delujejo kot komplementarni pari.
Razred AB
Če vaš ojačevalnik ni posebej označen, ste lahko skoraj prepričani, da deluje v razredu AB, tako kot velika večina današnjih Hi-Fi ojačevalnikov. Razlog za tako široko uporabo je v tem, da ta razred ponuja odlično razmerje med porabo toka in močjo, ki jo razvije na izhodu, hkrati pa v veliki meri odpravlja težave z izkrivljanjem, ki se pojavljajo v razredu B. Zakaj je poraba tako pomembno? Ojačevalnik prejema tok iz napajalnika, električnega tokokroga, ki je v osnovi sestavljen iz transformatorja, usmernika in kondenzatorja. Napajalnik, ki napaja ojačevalnik z zadostnim in kakovostnim tokom, je pogosto velik in sestavljen iz dragih elementov – pogosto je napajalnik najdražji del ojačevalca, kar je glede na njegovo vlogo pri dobrem zvoku in ceni popolnoma upravičeno. dobrih komponent. Če vemo, da se v tranzistorju del toka pretvori v izhodni signal, preostanek pa se odvede v obliki toplote, je priporočljivo, da za ojačitev porabimo čim več toka in ga izgubimo čim manj.
Kot smo videli, v razredu B ojačevalnik prevaja samo polovico signala in se nato izklopi. Seveda v realnih razmerah ta polovica ni nikoli popolna, pri čemer se je treba zavedati, da ojačevalec rabi določen čas, da se prebudi in vklopi, ter da ustvarja določene motnje v obratnem procesu ugašanja. . Logična rešitev, ki se pojavi, je, da je tranzistor prižgan malo dlje in prevaja malo večji del signala kot polovico. To dosežemo s povečanjem prednapetosti baze, ki je zdaj višja kot v razredu B, vendar še vedno bistveno nižja kot v A. Hkrati se mirna točka M premakne proti linearnemu delu krivulje. Ko drugi tranzistor, ki skrbi za negativno polovico cikla, prevzame svoj del signala, prav tako ne bo prevajal le ene polovice, ampak bo vzel en del signala od svojega pozitivnega para. To ustvari določeno prekrivanje med tema dvema tranzistorjema v območju prehodnega popačenja in tako doseže gladek prehod čez kritično točko. Zanimivo je, da razred AB deluje kot A v enem majhnem segmentu: v območju prekrivanja sta namreč oba tranzistorja vklopljena, kar je značilnost razreda A, ki pa tu resda traja le kratek čas.
Ker je vključen dlje, kot je potrebno, ima tranzistor razreda AB nižji izkoristek kot razred B: teoretično se giblje med 50 % in 100 %, v praksi pa redko doseže več kot 78 %. Kot že ime pove, je to kompromis med razredoma A in B, ki v veliki meri rešuje težave obeh razredov: odpravlja popačenje, povečuje učinkovitost ter zmanjšuje odvajanje toplote in skupne stroške ojačevalnika. V kolikšni meri res uspe, je odvisno od konkretnega projekta in njegove konstrukcije, a na papirju je skoraj popoln recept za srečo.
Razred AB1 pomeni, da je baza tranzistorja vedno pri nižji enosmerni napetosti kot v razredu A. Razred AB2 ima nižjo enosmerno napetost kot razred AB1, vendar z večjim vhodnim signalom. Ko se nivo signala dovolj poveča, se poveča tudi polarizacijski tok in ojačevalnik preklopi v razred AB1.
Prednosti: Visoka učinkovitost, nizko odvajanje toplote in sprejemljiva količina nelinearnih popačenj.
Slabosti: V ožjem smislu obstajajo v primerjavi z razredom A.
Uporaba: Najpogostejši ojačevalniki moči v avdio napravah.
Razred A
Po nepopolnosti dosedanjih principov delovanja pridemo do razreda A, katerega ime, zanimivo, sovpada z oznako vrhunske kakovosti. Znanost in izkušnje lahko potrdijo, da je razred A najboljša rešitev za ojačanje avdio signalov, saj ponuja največ prednosti, medtem ko slabosti njegovega delovanja večinoma izhajajo iz domene samega zvoka in so bolj povezane z okoljem, v katerem ti ojačevalci delajo.
Kot smo videli, ima razred B pomanjkljivost, da en sam tranzistor ne more prenesti celotnega signala, medtem ko komplementarni par povzroča popačenje signala in popačenje, ker je vsak tranzistor polovico časa izklopljen. Razred AB skuša to težavo rešiti z določenim prekrivanjem zgornje in spodnje polovice signala in tranzistor ostane prižgan dlje. V razredu A je tranzistor vedno vklopljen in prevoden, tudi ko na vhodu ni signala. Vrednost prednapetosti v tem primeru ne zadošča le za neprekinjeno delovanje, ampak tudi dvigne mirovalno točko M znatno nad ničlo, na del krivulje, ki je najbolj raven, tj. ki daje največje linearno ojačenje. To pomeni, da lahko zdaj obe polovici sinusoide prehajata skozi tranzistor in da je mogoče zvesto reproducirati celoten signal. Te značilnosti, v preprostem jeziku, naredijo lepoto zvoka značilno za razred A. Konstrukcija, v kateri samo en tranzistor ojača celoten signal, se imenuje enostranski, v nasprotju s komplementarnimi pari, ki smo jih omenili. 
Kaj se še dogaja v pospeševalniku razreda A? Omenjena prednapetost, ki je dovedena na bazo tranzistorja, je konstantna, ni odvisna od nivoja vhodnega signala in preprečuje njegov izklop. V stanju mirovanja, ko na bazi ni signala, teče tudi tok, vendar enosmeren, tako da se celotna energija pretvori v toploto. Pri ojačevalnikih razreda A skorajda ni razlike med porabo energije v mirovanju in pri največji moči, le da se energija različno porazdeli med zvok in toploto, vendar se vedno večji del izgubi kot porabi. V napetostnih ojačevalnikih, kjer so signali majhni, sta poraba energije in sproščanje toplote sorazmerno majhna; Težave pa se pojavljajo pri močnostnih ojačevalnikih, kjer za vsak vat glasbe tranzistor odda vsaj še en vat toplote (teoretični izkoristek razreda A je torej 50-odstoten, v praksi pa le redkokdaj preseže 20-odstoten), kar zahteva visoko napajalnik in veliki hladilniki. Zato so ojačevalci v razredu A majhne moči, ki sega od le nekaj do dvajset vatov. Če želite več vatov od tega, si oglejte Audio Note Ankora, 70-vatni cevni monoblok v čistem razredu A – njegova RRP znaša 19.000 GBP. 
Očitno je, da se v razredu A težave povečujejo z močjo. Uskladitev obeh zahtev ponuja dinamični razred A, ojačevalnik, ki deluje v razredu A do določene moči, običajno do deset vatov; ko nadaljujete s pospeševanjem, naprava samodejno preklopi v razred AB in tako doseže večjo moč na izhodu (primer: Unison Research Unico II). Obstajajo tudi ojačevalniki, ki ponujajo izbiro razreda prek stikala.
Prednosti: Razred A popolnoma odpravi prehodno popačenje. Poleg tega ponuja najbolj linearno ojačanje vhodnega signala, tj. najbolj zvesta reprodukcija.
Slabosti: Glavna pomanjkljivost razreda A je veliko toplote in malo vatov ter zato omejena moč. Delovanje tranzistorja pri visokih vrednostih sočasne napetosti in toka povzroči popačenje do 0,1 %, kar je 10- do 100-krat več kot nekateri AB ojačevalniki. Slabo rešen termični odtok lahko resno poškoduje ostale elemente, elektrolite in tiskano vezje ter jim večkrat skrajša življenjsko dobo. Morda je tudi prevroče za uporabo v toplejših mesecih.
Uporaba: Skoraj praviloma se uporabljajo v napetostnih ojačevalnikih in linijskih tokokrogih, kjer so vrednosti signala majhne, kot tudi v vrhunskih izhodnih ojačevalnikih, kjer je kakovost zvoka nujna, moč pa manj pomembna.
Razred C
Ojačevalnik tega razreda prevaja celo manj kot razred B: medtem ko razred B ojača polovico sinusnega signala, razred C prepušča še manj kot to. Posledično ima razred C še več popačenja, zaradi česar je popolnoma neuporaben v avdio aplikacijah. Njegova dobra stran pa je, da dosega zelo visok izkoristek, tudi do 90%, zato se uporablja za ojačanje velikih moči in signalov, pri katerih popačenje ni velikega pomena, kot so radijski oddajniki. V teh napravah ojačevalnik razreda C ojača zelo ozek spekter frekvenc v resonančnih vezjih, neželena popačenja pa odpravimo z ustrezno elektroniko. 
Prednosti: visoka učinkovitost in nizko odvajanje toplote.
Slabosti: Nesprejemljivo visoka popačenja za ojačanje zvoka.
Uporaba: Razred C se uporablja v radijskih oddajnikih, pa tudi v megafonih, kjer je veliko bolj pomembno, da nas slišijo glasno kot avdiofilsko.
Razred D
Tu govorimo o tipu ojačevalnika, ki deluje bistveno drugače od prejšnjih razredov. Njihovo pravo ime je preklopni ojačevalniki, pri čemer črka "D" ne pomeni, da so ti ojačevalniki digitalni, ampak je to naslednja črka v abecedi za C. Pri preklopnih ojačevalnikih tranzistor pozna le dve stanji – vklopljeno in izklopljeno – med ki ga preklopi na zelo visoko frekvenco. Ko je tranzistor izklopljen, seveda deluje kot stikalo, ko je vklopljen, pa skozenj teče tok vedno enake moči, ne glede na nivo signala na vhodu. Če ta signal povežemo z osciloskopom, dobimo monoton pulzni signal kvadratne oblike. V redu, ampak kako se lahko uporabi za ojačanje sinusnega signala? Da bi to dosegli, je pred samim ojačevalnikom nameščeno posebno vezje, v katerem se modulira vhodni signal, na primer sinusni val, tj. oblikuje četrtek na poti ven. Modulacijo lahko izvajamo na več načinov, v razredu D pa se največkrat uporablja pulznoširinska modulacija (Pulse Width Modulation). Ko na vhod ojačevalnika pride signal, tranzistor spremeni svoje obnašanje na naslednji način: ne bo več polovico časa vklopljen in drugo polovico izklopljen, kot v tihem načinu, ampak bo "vklopljen" in "izklopljen" intervali se bodo podaljševali in krajšali glede na nivo signala. Z drugimi besedami, vsaka vrednost vhodnega signala ustreza določenemu časovnemu intervalu vklopa in izklopa, to je različni širini impulza. Za ponazoritev si predstavljajte tranzistor brez signala, ki se vklopi in izklopi vsako sekundo – pol sekunde je vklopljen in polovica izklopljen, kar ustreza ravni signala nič. Na pozitivnem vrhu sinusoide bo vklopljen celo sekundo. Ko signal pade proti ničli, se bo čas "vklopa" skrajšal in čas "izklopa" povečal, tako da bo pri negativnem vrhu izklopljen za celo sekundo. Prav zaradi tega nenehnega preklapljanja med obema stanjema te ojačevalce zmotno imenujemo digitalni, čeprav je celoten proces precej bolj analogne narave. Na izhodu digitalnega ojačevalnika torej dobimo v preklopno frekvenco ojačevalnika vtisnjeno sinusoido – slednje ne potrebujemo in jo zato odstranimo z ustreznim filtrom.
Glavni slabosti zgodnjih ojačevalnikov tega razreda sta bili neenakomeren frekvenčni odziv v zvočnem spektru, ki je imel odstopanja tudi do 10 dB, ter nezadostno dobro filtriranje na izhodu, ki je dajalo oster in trd zvok, zaradi česar so bili nekoč pogosto izogibajo za avdio aplikacije. Kljub temu je razred D služil kot dobra podlaga za številne nadgradnje (glej "Atipični razredi"), ki so bolj ali manj uspele odpraviti pomanjkljivosti osnovne ideje in uvedle razred D v avdiofilsko areno, čeprav ga številni avdiofili še vedno nočejo sprejeti. danes.. Dejstvo je, da avdiofilska konstrukcija v razredu D cenovno ne zaostaja za primerkom v tradicionalnem razredu AB.
Prednosti: Teoretični izkoristek razreda D je 100 %, v praksi pa je možno doseči preko 90 %. Ti ojačevalniki praktično ne oddajajo toplote in so zelo majhni. Za povprečne zvočne zahteve so razmeroma poceni, zato ima njihova izhodna moč pogosto več ničel kot njihova cena.
Slabosti: Ta ojačevalnik je predvsem občutljiv na elektromagnetne motnje. Nato se na vhodu lahko pojavijo kvantizacijske napake v procesu pretvorbe signala, pa tudi odstopanje v preklopni frekvenci – slednja, če je le milijardinka sekunde, lahko povzroči celo 1% popačenje zvoka . Nazadnje, neenakomeren frekvenčni odziv in samo popačenje zahtevata uporabo povratne informacije. Vsi ti pojavi lahko dajo "ne-avdiofilski" zvok.
Uporaba: Sprva so bili uporabljeni za natančno krmiljenje manjših enosmernih elektromotorjev, danes pa se vse bolj uporabljajo kot izhodni ojačevalniki. Zaradi visoke učinkovitosti in nizke impedance jih najpogosteje najdemo v nizkotonskih zvočnikih, predvsem v avtozvočniških sistemih. 
Netipični razredi
Nekaj razredov ojačevalcev, ki se redko uporabljajo, in označb, ki so bolj marketinška imena za izume nekaterih proizvajalcev kot ločeni in popolnoma novi principi delovanja.
AA
Oznaki »Novi razred A« in »razred AA«, ki sta se nekoč pojavljali na napravah Technics, nimata nobene zveze s pravim razredom A. V prvem primeru gre za posebno, mikroprocesorsko krmiljeno prednapetost tranzistorja, da bi prepreči prehodno popačenje, medtem ko je razred AA pravzaprav sklop dveh izhodnih ojačevalnikov v razredu A in B in zato ni "več kot razred A", kot pove ime. 
E
Vrsta preklopnega ojačevalnika, kjer je preklopna frekvenca tako visoka, da je ojačevalnik skoraj vedno odprt. Na vhodu in izhodu uporablja določena nihajna vezja, ki sodelujejo z ojačevalnim tranzistorjem in ga z reakcijo na signal vklapljajo in izklapljajo. Uporablja se za ojačanje kvadratnega signala, predvsem pri prenosu podatkov, in deluje na frekvencah, višjih od 1 GHz.
F
Izboljšana različica razreda E, kjer je čas povečanja prepolovljen. Vsebuje kompleksnejšo elektroniko kot razred E, predvsem na izhodu, ki dosega boljše karakteristike glede prenosa, ojačanja in ustvarjanja lastnih harmonikov. Ima podobno uporabo pri prenosu podatkov kot razred E.
gospod
Razred G je učinkovitejša varianta razreda AB, ki namesto ene uporablja več napajalnih napetosti po naraščajoči napetosti, ki jih vklopi glede na signalno napetost na vhodu. Na ta način se vsaka napajalna napetost optimalno izkoristi, toplotne izgube pa se zmanjšajo. Z drugimi besedami, učinkovitost ojačevalnika se poveča, njegova skupna poraba pa se zmanjša. 
H
Razred H izpopolnjen z neomejeno rastočo paleto napajalnikov. To dosežemo z modulacijo napetosti, tako da je napajalnik v vsakem trenutku le nekaj voltov nad signalno napetostjo, kar pomeni, da ojačevalnik vedno dosega maksimalno izkoriščenost, t.j. učinkovitost. Slabosti te topologije so zelo kompleksni napajalniki in nekoliko večja harmonska popačenja na izhodu. 
ICEPower
Patent podjetja Bang & Olufsen. Modificiran razred D s trojno korekcijo napak: signal na vhodu ojačevalnika se primerja z izhodom modulatorja, nato z izhodom ojačevalnika in na koncu s končnim rezultatom na sponkah zvočnikov, kar bistveno zmanjša napake in njihove učinke na zvok. Na voljo je izključno proizvajalcem in ni na voljo na prostem trgu.
T
Izum podjetja Tripath, proizvajalca znamenitega T-amp. Je modificiran razred D z izboljšano zvestobo zvoka v celotnem zvočnem območju s pomočjo posebej zasnovanega modulatorja. Razred T deluje pri frekvenci 650 kHz.
TD
"Sledeni" razred D je patent Lab Gruppen, ki skenira obliko vhodnega signala in optimizira ojačitev med delovanjem ter tako odpravi nekatere pomanjkljivosti razreda D.
Z
Digitalni ojačevalnik z neposredno digitalno povratno informacijo. Blagovna znamka Zetex Semiconductor.
Slovar izrazov
Anoda – pozitivna elektroda cevi, predstavlja njen izhod.
Osnova – elektroda tranzistorja, na katero se dovaja signal, ustreza mreži na cevi.
Bias – enosmerni tok, ki teče med oddajnikom in kolektorjem pod vplivom enosmerne napetosti na bazi. Uporablja se za odpiranje tranzistorja in izbiro najbolj ploščatega dela prevodnosti.
Popačenje – popačenje, popačenje izhodnega signala glede na vhod. Predstavlja napako v ojačevalcu, še posebej, če je popačenje tako veliko, da postane slišno.
Emiter – tranzistorska elektroda, priključena na napajanje.
Katoda – negativna elektroda cevi, priključena na napajanje.
Kolektor – tranzistorski izhod, v katerem se seštejejo tokovi iz napajalnika in baze.
Linearnost – sposobnost ojačevalnika, da ojača signal s čim manjšim popačenjem njegove prvotne oblike.
Push-pull – ojačevalnik, pri katerem dva komplementarna elementa ločeno ojačata pozitivno in negativno polperiodo, ki se na izhodu združita v celoten signal.
Mreža – elektroda cevi, na katero se napaja signal, ki ga je treba ojačati.
Single-ended – ojačevalnik, v katerem en tranzistor ali cev ojača obe polperiodi signala. Nasprotno načelo push-pull.
Transconductance – krivulja, ki prikazuje odvisnost toka na izhodu tranzistorja od prednapetosti na bazi. Njen najbolj raven del se uporablja za ojačitev. (Glej linearnost.)
Reakcija – vpliv izhoda na vhod ojačevalnika skozi zanko. Uporablja se za korekcijo ojačanja.