Технологія посилення звукових сигналів розвивається вже протягом 15-20 років. Вона має цілком певні переваги перед тією, що реалізована в широко поширених аудіокоректор класів A або AB. Ми маємо на увазі підсилювач D-класу. Його перевага обумовлена перш за все високим ККД.
Класи автомобільних підсилювачів
Підсилювач звуку для авто, що працює в класі А, складається з транзисторних каскадів, які включені (проводять струм) як протягом всього часу дії вхідного аудіосигналу, так і при його відсутності. У нього низький рівень спотворень посиленого вихідного звукового сигналу, оскільки його транзистори працюють на лінійних ділянках своїх характеристик і повністю транслюють вхідні сигнали на вихід схеми, але він при цьому має досить низький ККД. Ці пристрої зазвичай призначені для високоякісних аудіозастосувань, для яких питання втрат потужності не є визначальними. Транзистори підсилювачів класу B проводять тільки або негативні, або позитивні напівхвилі вхідного сигналу. Причому наявність зон нечутливості поблизу нульової позначки призводить до високого рівня спотворень. Однак цей ефект забезпечує набагато кращі характеристики, ніж в пристроях типу A. Підсилювач класу AB комбінує особливості обох попередніх з метою отримання кращого ККД, ніж в класі A, але менших спотворень, ніж в типі B. Хоча ці пристрої добре підходять для малопотужних приладів, або в кращому випадку середньої потужності, тенденцією останніх років стає випуск все більш потужних підсилювачів. Колись 30 Вт вважалося цілком достатньо, щоб задовольнити більшість споживачів. Тепер же цього навряд чи вистачить, щоб створити якісний стереопідсилювач звуку для авто. В результаті були створені нові їх класи, включаючи і клас D, щоб впоратися з цією високою потужністю споживання.
У чому переваги пристроїв D-класу
Архітектура їх повністю відрізняється від підсилювачів інших перерахованих вище класів і аналогічна схемам імпульсних джерел живлення (ІБП). Підсилювач D-класу також заснований на використанні високочастотної широтно-імпульсної модуляції (ШІМ, або англ. PWM) для створення вихідного сигналу. Його транзистори або повністю включені (падіння напруги на них дуже мало), або повністю вимкнені (струм через них близький до нуля). В обох випадках потужність електропотерь (твір струму на падіння напруга) дуже мала, і вони, як правило, втрачають набагато менше енергії у вигляді тепла. Таким чином, ця архітектура добре реалізується на основі дуже малогабаритних і економічних МОП-транзисторів. Підсилювач D-класу може досягати дуже високого рівня енергоефективності, що призводить до значної економії енергії джерела живлення. Однак перетворення вхідного аудіосигналу в ШІМ-сигнал, що супроводжується його квантуванням, саме може викликати більше спотворень на виході, ніж в підсилювачі іншої архітектури. Метою створення пристроїв цього класу було зменшення спотворень на низьких рівнях при збереженні високої енергоефективності.
Порівняння ККД підсилювачів різних класів
На малюнку нижче показана типова залежність ККД від вихідної потужності для пристроїв класів D і AB. 
Теоретична максимальний ККД в D-класі досягає 100%, і понад 90% можна досягти на практиці. Зверніть увагу, що він досягає значень в 90% уже при помірній вихідної потужності, тоді як максимум ККД в класі AB в 78% виходить тільки при повній потужності. У практичному ж посилення музичних сигналів реалізується ККД менш ніж 50%. Підсилювач звуку класу D при високому ККД споживає менше енергії для заданої вихідної потужності, але ще більш важливо, що різко зменшуються вимоги до теплоотводу. Той, хто побудував або бачив потужний аудіокоректор, напевно знає, що для підтримки щодо невисокої температури електроніки необхідні великі алюмінієві радіатори.
навантаження на силовий трансформатор зменшується також на значну величину, дозволяючи використовувати менший його розмір для тієї ж вихідної потужності. Чи можна зібрати підсилювач класу D своїми руками?
На малюнку нижче показано такий пристрій на 400 Вт. 
Кваліфікований радіоаматор не побачить в цій конструкції нічого такого, що змусило б його відмовитися від її власноручним реалізації.
Область переважного використання
Якщо заглибитися в деталі цієї технології, можна помітити, що хороший (низький рівень спотворень, повний діапазон) підсилювач потужності D-класу повинен працювати на досить високих частотах, в діапазоні від 100 кГц до 1 МГц, при використанні високошвидкісних сигнальних пристроїв і відповідних джерел живлення . Спочатку це зумовило використання цього класу там, де не потрібна повна пропускна здатність і припустимо вищий рівень спотворень, тобто в сабвуферах і в пристроях для промислового використання.
Однак з часом все змінилося, і завдяки сьогоднішньому швидкодії транзисторних ключів, використання передової техніки зворотного зв`язку можна розробити пристрої класу D для всіляких застосувань, включаючи і звуковий підсилювач в машину. Вони характеризуються високим рівнем потужності, невеликими розмірами і низьким рівнем спотворень, порівнянним з хорошою конструкцією класу AB.
Підсилювач класу D: схема структурна
Він може бути реалізований в аналоговій або цифровій формі. Аналоговий варіант зазвичай складається з компаратора, генератора трикутного сигналу і декількох блоків для перетворення вхідного сигналу перед подачею його на вихідні МОП-транзистори. Схема такого аудіо підсилювача показана на малюнку нижче. 
Звуковий сигнал спочатку перетвориться в імпульсний широтно-модульований (скорочено ШІМ). Подібно сигналам в схемах цифрових пристроїв, які приймають лише два рівня - логічних 1 і 0, він також має всього два рівні - високий і низький. Однак змінний рівень вхідного аудіосигналу міститься в такому його параметрі, як тривалість імпульсу. Чим більше вхідний сигнал, тим менше триває імпульс. Звичайно, така заміна аналогового сигналу, здатного приймати нескінченне число значень на будь-якому інтервалі тривалості імпульсу ШІМ-сигналу, всього однієї величиною цієї тривалості призводить до втрати інформації. Але чим бльше частота проходження імпульсів, тим точніше відтворюється згодом звук. Як же саме перетворює його підсилювач класу D? Схема його містить вихідний каскад на польових транзисторах, показаний окремо на малюнку нижче. 
Вони підсилюють вхідні імпульси, не вносячи в їх форму практично ніяких спотворень. Посилений ШІМ-сигнал, проходячи далі через вихідний фільтр нижніх частот, знову перетвориться в аналогову форму, що представляє посилений вхідний сигнал.
Ще раз про потужності, що розсіюється вихідними транзисторами
Простий підсилювач звуку (класу A або AB) має принаймні одне з вихідних пристроїв (у вигляді біполярного або польового транзистора), яке проводить струм в будь-який момент часу. Поточний через нього струм I проходить через перехід колектор-емітер (або стік-витік), де є деяке падіння напруги U. Навіть якщо немає вихідного сигналу, невелика кількість струму має протікати через транзистор. Оскільки величина P = U * I визначає рассеиваемую потужність, то деякий теплове розсіювання на ньому має місце. Зі збільшенням вихідної напруги рівень заряду на транзисторі буде падати, але поточний струм при цьому збільшиться. При насиченні (відсічення) напруга між колектором і емітером (стоком-витоком) буде низьким, але поточний струм стане досить високим. І навпаки, при низькому рівні вихідної потужності поточний струм невеликої, але найбільше падіння напруги. Це призводить до кривої розсіюється, яка залежить нелінійно від вихідної потужності. Існує нульове мінімальне теплове розсіювання (мінімальний ККД) і точка, де досягається ККД близько 78% в пристрої чистого класу AB, і 25% або менше - в класі A.
Простий підсилювач звуку класу D, з іншого боку, засновує свою роботу на перемиканні вихідного транзистора між двома станами, а саме «Включено» і «Виключено». Перш ніж обговорювати конкретні подробиці схем, ми можемо сказати, що в стан «Включено» певну кількість струму протікає через пристрій, в той час як теоретично на переході втік-витік практично не падає напруга, що подається від джерела живлення (та, майже кожен пристрій класу D використовує МОП-транзистори), отже, розсіює потужність теоретично дорівнює нулю. У вимкненому стані падіння напруги дорівнюватиме повного напрузі харчування, так що транзистор подібний розімкненим ділянці ланцюга, через який струм не тече (що дуже близько до реальності).
Що таке ШІМ-сигнал?
Вихідні транзистори підсилювача D-класу можуть створювати на виході підсилювального каскаду всього два рівня напруги, що відповідають двом вищезгаданим станів. В такому випадку синусоїда не може бути представлена цими двома можливими рівнями. Насправді аудіосигнал модулює тривалість вихідних прямокутних імпульсів, які тривають від одного стану транзистора до іншого, так що інформація про нього все ж зберігається. Тепер нам потрібно зрозуміти, як робиться подібна модуляція і як відновити посилений звуковий сигнал з імпульсного. Найбільш поширеним способом, використовуваним в пристроях класу D, є ШІМ прямокутних імпульсів. Хоча частота проходження останніх фіксована, тривалість їх змінюється в залежності від вхідного звукового сигналу. Таким чином, коли вхідний сигнал збільшується, тривалість імпульсів наростає, а паузи між ними скорочуються, і навпаки.
Схема, яка генерує ШІМ-сигнал
Він зазвичай генерується шляхом порівняння вхідного сигналу з послідовністю імпульсів трикутної форми. Обидва сигнали подаються на вхід компаратора, як це показано на малюнку нижче. 
Трикутні імпульси визначають амплітуду вхідного аудіосигналу для повної модуляції і частоту перемикання вихідних транзисторів. «Цифровий» вихід компаратора використовує стандартні логічні рівні, де 0 В відповідає логічному нулю, а 5 В - логічній одиниці. Через цю квазіоціфровкі ШІМ-сигналу підсилювачі, що використовують його, іноді помилково називають цифровими підсилювачами. Насправді весь процес є більше аналоговим, ніж цифровим. Швидше за все, ШІМ-сигнал можна віднести до дискретним сигналам, а частота проходження його імпульсів є частотою дискретизації вихідного аналогового сигналу.
Як генерується ШІМ-сигнал
Наведений нижче малюнок ілюструє, як звуковий сигнал перетворюється в форму ШІМ з використанням компаратора, який порівнює аудіосигнал, що складається з синусоїдальних хвиль-гармонік порівняно низької частоти, з трикутним сигналом набагато більш високої частоти. 
На виході компаратора формується високий рівень, якщо миттєве напруга трикутної хвилі нижче, ніж у звукового сигналу, або низький, якщо воно вище. Логіка даного перетворення може бути і зворотною. Тоді високий рівень сформується, якщо трикутний сигнал перевищить синусоїдальний, а найнижчий - в зворотному випадку, як показано на малюнку нижче.
У будь-якому випадку вихід компаратора складається з серії імпульсів, чия ширина змінюється в залежності від миттєвого рівня вхідного сигналу. Середній рівень ШІМ-сигналу має ту ж форму, як і вихідний звуковий сигнал.
Як відновити аудіосигнал з ШІМ-сигналу
Щоб отримати з дискретного ШІМ-сигналу точну копію вхідного аналогового напруги, частота його дискретизації повинні бути набагато вище, ніж максимальна частота в його спектрі. Згідно з теоремою Найквіста (у вітчизняній теорії електрозв`язку використовується її аналог - теорема Котельникова), це перевищення має бути, принаймні, подвійним, проте в високоякісних підсилювачах з низьким рівнем спотворень використовують велику кратність (зазвичай від 5 до 50).
ШІМ-сигнал, посилений вихідним транзисторним каскадом, містить низькочастотні компоненти, які повністю відтворюють спектр вхідного аудіосигналу. Але він також містить компоненти з частотою дискретизації (і її гармоніки), які повинні бути видалені для того, щоб відновити оригінальний модулирующий звуковий сигнал. Потужний фільтр нижніх частот необхідний для досягнення цієї мети. Зазвичай в його якості використовується пасивний LC-фільтр, тому що в ньому майже немає втрат, і він має мале або майже відсутнє розсіювання. Хоча завжди повинні бути деякі втрати, на практиці вони є мінімальними.
цифрова реалізація
Цифровий підсилювач D-класу складається з блоків обробки і передачі цифрових даних, реалізованих на мікроконтролері, і блоку генерування ШІМ-сигналу. Він може бути реалізований як зовнішнє, автономний пристрій до вже готової аудіосистеми. Однак це веде до додаткових витрат (потрібно придбати і припаяти мікросхеми) і потенційному зростанню вартості налагодження інтерфейсу між джерелом вхідного аудіосигналу і підсилювачем.
Підсилювач звуку на мікросхемі мікроконтролера характеризується наступним:
• частота ШІМ-сигналу (дискретизації) повинна бути не менше ніж в 10 разів вище, ніж максимальна частота вхідного сигналу, щоб можна було його адекватно реконструювати на виході підсилювача;
• високою роздільною здатністю процесу управління шириною ШІМ-імпульсів для запобігання спотворень квантування вихідного сигналу;
• наявністю методу взяття вибірок вхідного аналогового сигналу;
• швидкодіючим ядром для цифрової обробки та управління даними;
• інтерфейсом для передачі ШІМ-сигналу на зовнішні MOSFET-транзистори.
Прикладом реалізації пристрою, здатного задовольнити всі ці вимоги, є 32-розрядний мікроконтролер типу SiM3U1xx з швидкодіючими периферійними пристроями введення / виведення виробництва компанії Silicon Labs (Остін, Техас, США). Ці мікроконтролери однозначно підходять для нетрадиційних додатків типу підсилювачів потужності класу D, безпосередньо підключаються до динаміків. Єдині зовнішні компоненти, необхідні для аудіо підсилювача на SiM3U1xx, є дросель і кілька конденсаторів. Пристрої введення-виведення також мають програмований обмеження струму, дозволяють використовувати до 16 рівнів гучності без необхідності прошивки для масштабування аудіо, економлячи при цьому час і обсяг пам`яті. Оскільки вони запитані окремим від решти частини пристрою напругою, то їх можна підключати до зовнішніх потужним МОП-транзисторів.
SiM3U1xx-пристрої також включають USB-трансивер, сумісний з USB-аудіоінтерфейсом, вбудовану флеш-пам`ять на 256 Кб, два 12-розрядних аналого-цифрових перетворювача, що здійснюють оцифровку потокового аудіо з ПК або портативного музичного програвача. Структурна схема пристрою показана на малюнку. Воно цілком може використовуватися як підсилювач в машину.
