Thread sulla Classe-D (fondamentale) 2025

[oblomov]

....
Ora, senza voler entrare nel dettaglio delle sue considerazioni tecniche - le potete trovare sul web e su YouTube (basta cercare “Ralph Karsten and Class D”) - rilevo che lentamente, molto lentamente come si addice a questo settore, le cose stanno cambiando. E mentre i progettisti di amplificatori tradizionali, sostanzialmente, applicano piccole modifiche a schemi e tecnologie consolidate da decenni, nell'ambito della Classe D esistono ancora molti margini di sviluppo, certamente non alla portata di tutti perché, per dirla con le parole di Karsten, un conto è capire un circuito tradizionale in classe A o A/B e un altro capire tutta la matematica necessaria per progettare ex-novo un circuito in Classe D. Detto da uno che ha da sempre progettato amplificazioni OTL a valvole ciò inviterebbe a più di una riflessione.
....
https://www.tnt-audio.com/editoriali/ottobre25_3.html

[doc elektro]

la classe D può fare moltissimo. Specialmente per quanto riguarda l'efficienza. Anche se quando lo vai a dire a certi audiofili che hanno la 300b in classe A dicono che i soldi per pagare la bolletta li hanno.

Finora quello che si è visto sia in campo pro che (già meno) audiofilo sono soltanto piccoli assaggi. Potremmo fare il paragone con la tecnologia allo xeno,nata per sostituire i carboni nei proiettori cinema e poi adattata (e male) alle auto ....cosa fatta quando c'era già il led disponibile.
o ai freni delle mtb passate da vari sistemi a pattini quando c'erano già i dischi disponibili.

Ho sempre creduto che solo i bei bigliettoni verdi fruscianti (quelli con la faccia di giorgio washington ) possano muovere e tanto la ricerca. E se è possibile (e senz'altro lo è) tirare fuori un ampli in classe D che suoni più setoso di un valvolare a triodi....bè è solo questione di prezzo e nulla più.

Si devono fare ricerche,prove test e via così.

E' ,meglio che non si sappia che la classe d negli ampli arriva "copiando " gli azionamenti industriali e che il comando di un altoparlante non differisce molto (come principio) da un brushless che magari ci sta montando le lamiere della punto a mirafiori.

Salvo solo per la PRECISIONE e la risposta ai transienti.

Sicuramente con le GIUSTE induttanze di frenatura e i GIUSTI filtri di uscita i risultati che finora abbiamo visto con i beringer i nuke che suonano oltre 6,5 K come le saldatrici a inverter sono sicuramente pronti per essere migliorati. In qualche caso possono mandare fuori frequenze malate che influenzano la psiche? LO si diceva anche del cd ma basta evitare di prendere quei lettori da 29 E e tutto migliora e tanto,dall'esperienza nel giostrume non c'è cd dal suono ospedaliero e metallico di emme che un buon filtro a 18 K a tre-quattro celle non gli raddrizzi la gobba.

Sto a vedere fiducioso ma intanto mi godo un bell'ampli in classe AB con veri transistor al silicio da uomo (ovviamente di mio progetto) senza protezioni e una vera alimentazione a trasfomatore con lamierini.

[F.Calabrese]

Monnezza ben pubblicizzata, che costa pochissimo a livello di produzione e che ha difetti macroscopici e del tutto udibili...

...ma gli appassionati di oggi tendono a bersi qualsiasi panzana.

Eppure esistono configurazioni circuitali che hanno la stessissima efficienza (se serve...) dei Classe D, e suonano incredibilmente meglio.

Ma nessuno le propone, perché perderebbe troppo tempo (e risorse) per spiegarne i pregi... ed anche perché nessuno noterebbe questi stessi pregi, ascoltando.

La prova...??? Beh... chi non avverte gli ENORMI problemi dei Classe-D, perché mai dovrebbe accorgersi del fatto che esiste di meglio...?

Se il paragone è lecito, è come chiedere a qualcuno di schiacciare una zanzara sul muro, quando costui non vede un elefante che sta in mezzo.

------- ------- ------- -------


Saluti
F.C.

[doc elektro]

vedremo se i veri ascoltatori sapranno capire se sono ciofeche o continueranno a dire che basta quel tal cavo o quel tal piedistallo per farli suonare bene.

Ho sempre il mio primo ampli fatto con i tda 2003 ,magari da mettere nascosto e vedere l'altro acceso....ma suona divinamente. E te credo non è lui che suona!

[NicolaSforza]

Allora, secondo me qui si stanno mescolando piani diversi: il gusto personale (legittimo) e le caratteristiche tecniche reali delle implementazioni moderne in classe D.

Che esistano Classe D “monnezza” è ovvio. Come esistono finali A/B e valvolari oggettivamente penosi. Ma prendere il peggio della categoria e usarlo per bollare tutta la tecnologia nel 2025 non è più una posizione tecnica, è solo resistenza al cambiamento.

Oggi quando si parla seriamente di Classe D non si parla né di T-Amp, né di moduli cinesi da 30 €, né di Behringer sparati al limite. Si parla di:

stadi di potenza con dead-time compensation attiva

feedback post-filtro LC, non solo pre-filtro

loop a banda larga con guadagno in anello sufficiente a linearizzare lo stadio switching

modulazioni proprietarie (non il solito PWM primitivo) con noise-shaping e controllo dello jitter.

Tradotto: il “difetto macroscopico udibile” che qualcuno sente spesso non è della Classe D in sé, ma di una implementazione specifica fatta al risparmio o con topologie di 15–20 anni fa.

Se guardiamo i numeri di un progetto serio in D (quelli che hanno in testa gente come Karsten, Hypex, Purifi & co), i parametri sono questi:

THD+N: 0,000X–0,001% in banda audio su 4–8 Ω

IMD (SMPTE/CCIF): praticamente al di sotto del rumore di fondo

fattore di smorzamento: spesso > 1000–1500

rumore residuo in uscita: nell’ordine delle decine di microvolt

risposta in frequenza e in fase poco sensibili al carico, proprio grazie al feedback post-LC.

Confrontiamoli con un buon A/B tradizionale o con un valvolare OTL: THD di ordini di grandezza più alta, damping factor molto più basso, maggiore dipendenza dal carico. Che poi possano piacere di più per come “colorano” il segnale è un altro discorso, ma tecnicamente la partita non è più così scontata.

Sul punto “la Classe D deriva dagli azionamenti industriali / brushless di Mirafiori”: è vero che il principio è quello (chopper PWM che comanda un carico induttivo), ma questo non è un argomento contro, anzi. In ambito industriale si lavora da decenni su:

controllo vettoriale

riduzione del ripple di corrente

tempi di commutazione ridottissimi

gestione accurata del dead-time.

Portare quelle competenze in audio, con in più filtri di uscita ottimizzati e feedback profondo, ti dà esattamente ciò che serve: controllo sul carico, risposta ai transienti e riduzione delle non-linearità dello stadio di potenza.

Il discorso delle “frequenze malate che influenzano la psiche” lascia un po’ il tempo che trova se non è accompagnato da:

misure serie in banda audio e fuori banda

analisi degli spettri di intermodulazione

confronto a parità di condizioni con A/B e valvolari.

Le emissioni RF residue di uno stadio Classe D ben filtrato e con feedback post-LC sono abbattute di decine di dB e sono fuori banda; se si sostiene che producano “problemi macroscopici udibili”, bisogna dimostrare come rientrano in banda utile e con quali livelli.

Karsten è uno che ha passato una vita sulle OTL a valvole. Se uno così si mette a progettare D da zero, senza affidarsi a moduli di terze parti, e arriva a dire che la tecnologia è matura e competitiva, forse il problema non è che “gli audiofili si bevono tutto”, ma che la tecnologia è andata avanti anche fuori dall’orticello valvolare.

Poi è normalissimo che uno dica: “A me piace di più il suono della 300B in A single-ended, con i suoi watt sudati e il suo modo di distorcere”. Ma quello è gusto, non un’equazione universale del tipo “Classe D = monnezza con difetti ENORMI”.

Se vogliamo tenere la discussione su un piano tecnico, secondo me oggi ha senso parlare così:

Quale topologia in D stiamo valutando?

Quali misure ha (THD+N, IMD, risposta in frequenza, fase, damping factor, rumore residuo)?

Quali condizioni di carico e di potenza?

Come si comporta a bassissimi livelli, vicino al rumore di fondo?

Senza questi dati, dire che “la Classe D fa schifo” vale quanto dire che “tutte le valvole suonano molli e lente” perché uno ha sentito un push-pull montato male.

Io personalmente sono molto più tranquillo con una posizione del tipo:
la Classe D economica o progettata alla buona può suonare come una saldatrice; la Classe D di livello, progettata con matematica seria, ha oggi tutti i numeri per giocarsela – e a volte superare – A/B e valvole.
Il resto è, appunto, forum.

[F.Calabrese]

...
loop a banda larga con guadagno in anello sufficiente a linearizzare lo stadio switching

modulazioni proprietarie (non il solito PWM primitivo) con noise-shaping e controllo dello jitter.
...

Un delle obiezioni fondamentali a carico dei Classe-D è proprio la larghezza di banda del loop di controreazione, che eleva il rumore e -conseguentemente- sacrifica la risoluzione ai bassi livelli. Una caratteristica ben udibile, sia pure nelle implementazioni più economiche (ma nessuno la può escludere anche da quelle costose, semplicemente perché causata da un fatto fisico: vedi la formula KTBR).

Quanto al noise-shaping ed all'(ipotetico) controllo del Jitter, siamo sempre in un campo dove l'informazione tecnica è solo e soltanto quella fornita dal produttore... E si comprende bene come gli eventuali problemi e difetti siano facilmente e sistematicamente sottaciuti.

Siamo concreti: in questi anni abbiamo tutti visto dei finali in Classe-D con specifiche mirabolanti in termini di potenza, distorsione, ecc... Ma nessun costruttore ha ammesso (se non in mezza riga nei data-sheet, introvabile) che TUTTI i Classe-D possono erogare la loro potenza massima SOLO E SOLTANTO per pochi millisecondi. E questo per ineludibili problemi di dissipazione, oltre al fatto che le eventuali protezioni intervengono -nei Classe-D- con una velocità semplicemente stratosferica, che esclude anche il minimo margine. A riprova: basta leggere qual è l'assorbimento massimo, di solito riportato accanto al cavo di rete o alla vaschetta VDE. (vedi foto qui sotto).

Guardiamoci in faccia: esistono configurazioni circuitali che hanno più o meno la stessa efficienza dei Classe-D, senza assolutamente alcun problema di quelli sopra citati. Perché non le troviamo negli ampli Hi-End...? Semplice: la Classe-D costa veramente due spicci, anche se implementata nel migliore dei modi. Ed è per questo che da tutte le parti si preme per imporla.

Quanto a me, le poche esperienze che ho avuto con (diversi) ampli in Classe-D sono state TUTTE assolutamente desolanti. E questo a fronte di cosa...? Forse del risparmio sulle alette o sui devices attivi, quando poi si spendono follie per lucidare a specchio i soliti diffusori copia-della-copia-della-copia...???

Saluti
F.C.

A800 abs spec.png (1.04 MiB) Visto 38869 volte

Bahringer NX-6000 back.png (600.36 KiB) Visto 38869 volte

[NicolaSforza]

il problema non è la fisica ma il metodo: si parte da un finalino Behringer da poche centinaia di euro, si estrapola la cosa all’intera tecnologia Classe D, e si conclude che “tutta la Classe D è desolante”.
Così non si discute di ingegneria, ma di impressioni derivate da implementazioni economiche.
Vado per punti, restando sulla tecnica vera, non sulle sensazioni.

1. “Larghezza di banda del loop ristretta comporta rumore elevato ai bassi livelli”
Vero… nel 2005 o nelle implementazioni economiche come quelle nelle foto (A800 e NU3000), che usano:
- PWM semplice,
- feedback pre-LC,
- dead-time fisso,
- loop a banda relativamente stretta,
- filtri di uscita non compensati.

Ma questa non è la Classe D moderna di riferimento. Le topologie attuali – Hypex NCore, Purifi Eigentakt, Orchard Starkrimson, Aavik, il progetto Atma-Sphere e altri – usano:
- feedback post-LC (che elimina la maggior parte del rumore residuo),
- loop di controllo a larga banda,
- dead-time adaptive,
- noise-shaping multibanda.

Quindi l'argomento “il loop stretto sacrifica la risoluzione” è vero solo per i Classe D economici (come quelli che stai mostrando in foto).
Perché infatti non stai portando uno schema serio tipo Eigentakt…?
Esattamente: perché lì quel problema non c’è più.

2. Formula KTBR e “rumore fisico”
La formula KTBR riguarda il rumore termico dei resistori, presente in TUTTI gli amplificatori, incluse le valvole.
Non è un limite specifico della Classe D.
Paradossalmente:
- i valvolari lavorano con impedenze molto più alte hanno più rumore;
- gli A/B con bias variabile hanno rumore di corrente (shot noise + flicker).
- Il riferimento a KTBR è totalmente fuori contesto se si parla di differenze tra topologie. È come dire che “la gravità esiste quindi la Ferrari non può andare più veloce di una Panda”.

3. “Il noise-shaping e il jitter li racconta solo il costruttore”
Questo è semplicemente sbagliato. Le misure indipendenti (Audio Precision, Audio Science Review, Stereophile, HifiCompass, Archimago, ecc.) mostrano:
- rumore ai bassi livelli pari o inferiore ai migliori A/B,
- jitter fuori banda audio e irrilevante,
- assenza di spurie significative,
- risposta in frequenza piatta indipendente dal carico,
- intermodulazione bassissima.

Questi dati non arrivano “dal marketing”, ma da laboratori esterni.

4. “La potenza massima dura pochi millisecondi”
Questo accade per:
- Behringer economici,
- moduli switching entry-level,
- amplificatori pro progettati per massima potenza nominale “da brochure”.
Ma non è un limite della classe D come topologia. È un limite delle alimentazioni economiche.

Progetti seri come:
- Hypex NC400/500/1200,
- Purifi 1ET7040SA,
- Pascal,
- Peachtree GaN,
- Atma-Sphere class D,

possono erogare potenza continua perché hanno:
- PSU sovradimensionate,
- thermal derating progressivo,
- MOSFET con SOA ampia,
- controllo termico predittivo.

Prendere come esempio un Behringer A800 (vedi l'assorbimento massimo dichiarato!) e dire “questo vale per TUTTA la Classe D” non è serio.
È come giudicare tutti i valvolari partendo da un kit cinese con trasformatori ridicoli.

5. “La Classe D costa due spicci”
Questo è proprio il contrario della realtà moderna. I moduli Purifi costano centinaia di euro solo il modulo, e gli amplificatori completi vanno dai 2.000 ai 10.000 €. Gli Orchard con MOSFET GaN costano molto più di tanti A/B. Gli Aavik classe D arrivano a decine di migliaia di euro. Dire che “costa due spicci” equivale a non conoscere il mercato attuale. Che poi la Classe D consumer costi poco è un altro discorso. Ma lo stesso vale anche per gli A/B cinesi con 4 transistor e un toroidale da 20 €.

6. “Io ho sentito diversi Classe D ed erano desolanti”
Sì, ma quali Classe D? Perché tra: un Behringer NU3000, un modulo TPA3116 da 12 €, un Purifi 1ET400A, un Atma-Sphere class D, un Hypex NC1200, ci passa la stessa differenza che c’è tra: un push-pull EL34 fatto in garage e un valvolare OTL top di gamma. L’esperienza d’ascolto isolata non è un argomento tecnico.

7. “Perché non usare altre topologie con la stessa efficienza?”
Perché non esistono.
La Classe G/H migliora leggermente l’efficienza dell’A/B ma non arriva ai livelli della D.
La tecnologia GaN in A/B sarebbe inefficiente quanto quella Si.
Le valvole hanno efficienza imbarazzante.
Le topologie switching alternative (AASH, saturated rail modulator, rail tracking) non hanno stabilità, costi o affidabilità adeguate.

La realtà è semplice: per avere efficienza alta serve uno stadio switching. E uno stadio switching è… Classe D. Fine.

Conclusione: la discussione non è “Classe D sì / Classe D no”, ma quale Classe D. Usare un Behringer come esempio dei limiti della tecnologia è come dire che i DAC fanno schifo perché hai sentito un convertitore USB da 18 €. Se vogliamo parlare di limiti tecnici della Classe D moderna, parliamone pure: distorsione fuori banda, EMI, complessità del loop, saturazione ad alta potenza… Ma tirare in ballo KTBR, il jitter di moduli economici e Behringer come prova generale non regge proprio.

La Classe D economica è un mondo.
La Classe D seria è un altro.
E confonderli non aiuta nessuno.

[F.Calabrese]

Nicola Sforza, temo tu non ne abbia azzeccata una...

Ti risponderò più tardi.

Grazie, comunque, per gli interessanti spunti di discussione.


Segue
F.C.

[F.Calabrese]

(...)
1. “Larghezza di banda del loop ristretta comporta rumore elevato ai bassi livelli”
Vero… nel 2005 o nelle implementazioni economiche come quelle nelle foto (A800 e NU3000), che usano:
- PWM semplice,
- feedback pre-LC,
- dead-time fisso,
- loop a banda relativamente stretta,
- filtri di uscita non compensati.

Ma questa non è la Classe D moderna di riferimento. Le topologie attuali – Hypex NCore, Purifi Eigentakt, Orchard Starkrimson, Aavik, il progetto Atma-Sphere e altri – usano:
- feedback post-LC (che elimina la maggior parte del rumore residuo),
- loop di controllo a larga banda,
- dead-time adaptive,
- noise-shaping multibanda.

Quindi l'argomento “il loop stretto sacrifica la risoluzione” è vero solo per i Classe D economici (come quelli che stai mostrando in foto).
Perché infatti non stai portando uno schema serio tipo Eigentakt…?
Esattamente: perché lì quel problema non c’è più...

E cosa sarebbe cambiato...?

I classe-D più recenti operano a frequenze più elevate, per cui la banda sulla quale opera il feedback è più ampia... e questo comporta maggiore rumore e minore risoluzione. Non dimentichiamo che la rete di attenuazione che permette la comparazione del segnale in uscita con quello in ingresso è fatta -come sempre- da resistenze, e non da partitori capacitivi o da autotrasformatori.

Quindi siamo dinanzi al solito modo di operare dei pubblicitari più astuti: si ammette un difetto e si afferma di averlo corretto... ma solo a chiacchiere, perché nulla vieta che sia stato addirittura peggiorato...

Segue
F.C.

P.S.: Notate l'affermazione secondo la quale la controreazione serve -nei Classe-D- ANCHE per compensare le variazioni della tensione di alimentazione... (e per questo ne occorre davvero tanta, anzi tantissima...)

CLASS-D tipico.png (50.85 KiB) Visto 38753 volte

[F.Calabrese]

...
2. Formula KTBR e “rumore fisico”
La formula KTBR riguarda il rumore termico dei resistori, presente in TUTTI gli amplificatori, incluse le valvole.
Non è un limite specifico della Classe D.
Paradossalmente:
- i valvolari lavorano con impedenze molto più alte hanno più rumore;
- gli A/B con bias variabile hanno rumore di corrente (shot noise + flicker).
- Il riferimento a KTBR è totalmente fuori contesto se si parla di differenze tra topologie. È come dire che “la gravità esiste quindi la Ferrari non può andare più veloce di una Panda”...

Vedo che non comprendi un concetto pur semplice.

La controreazione funziona comparando il segnale di ingresso con un campione attenuato del segnale in uscita: l'ampli in pratica amplifica la DIFFERENZA tra i due, limitando al minimo la distorsione.

Il punto critico -dal punto di vista del rumore- è quindi duplice: da un lato c'è il rumore termico (casuale) introdotto dalle due resistenze che formano il partitore che attenua il segnale campionato dal terminale di uscita dell'ampli. Dall'altra parte c'è la concreta possibilità che la seconda resistenza (quella che "va a terra") sia collegata ad un terminale che in realtà fluttua, magari per colpa delle correnti impulsive dell'alimentazione.

Chi è davvero esperto di ampli conosce bene anche la differenza all'ascolto tra le varie configurazioni, che è quanto mai prevedibile.

Ma spesso i progettisti -anche di ampli- tengono per sé le nozioni veramente importanti a livello di progettazione. E' il loro lavoro, che dà loro il pane quotidiano, per cui vanno compresi.

Segue
F.C.