Dette er ikke noen spørsmål man kan svare veldig enkelt på, men jeg skal forsøke på en litt begrenset forklaring. Jeg vil måtte bruke en del eksempler som bare er delvis dekkende for virkeligheten for å gjøre det oversiktlig.
Watt er enkelt definert av den utspenningen signalet har og den impedansen lasten har under forutsetning at forsterkeren kan levere det nødvendige antallet ampere.
Til å begynne med bruker jeg rene DC-eksempler for å forklare dette forholdet:
En forsterker med en utgangsspenning på 16Volt kobles til en høyttaler på 4 ohm.
U/R=I => 16V/4ohm=4A, og UxI=P 16Vx4A=64W.
Det vil si at for å omsette 64W RMS i 4 ohm må man ha en spenning ut av forsterkeren på 16V RMS. Dette krever en strømkapasitet på 4Ampere.
Om vi tar en stor forsterker som eksempel kan vi ha følgende tall:
U/R=I => 80V/4ohm=20A, og UxI=P 80Vx20A=1600W.
Det vil si at for å omsette 1600W RMS i 4 ohm må man ha en spenning ut av forsterkeren på 80V RMS. Dette krever en strømkapasitet på 20Ampere.
Man kan oppleve at det er strømkapasiteten som er begrensningen i en del tilfeller. Dersom vi ser på forsterkeren som en strømforsyning kan vi beskrive dens strømkapasitet som en funksjon av en motstand som sitter på utgangen av denne "strømforsyningen". Jo større denne "motstanden" er jo mindre strøm kan "strømforsyningen" levere før spenningsfallet over motstanden blir for stort til at man klarer å opprettholde den ønskede spenningen ut til lasten. Dersom forsterkeren i utgangspunktet har kapasitet til å levere 80V, men et strømtrekk på 20A fører til at spenningen dropper for lavt til at en utgangsspenning på 80V kan leveres, da vil signalet bli klippet, eller mer eller mindre hele kurveformen blir komprimert dynamisk.
En slik dynamisk transientkompresjon er typisk for rørforsterkere, mens en ren klipping er mer typisk for transistorforsterkere. Det er også vanlig at rørforsterkere har en midre definert overgang mellom relativt uforvrengt signal og ren klipping. Klasse D-forsterkere er som regel enda mer upåvirket enn klasse AB transistor inntil de klipper, dette fordi matningsspenningen er totalt adskilt fra resten av signalbehandlingen i kretsen.
Men vi hører stadig om forsterkere som kan levere 50 og 100A. Dette på forsterkere som "bare" kan levere for eksempel 40 V RMS ut, og derfor i 2 ohm bare skulle behøve en strøm på 20A. Evnen til å levere disse 50-100A er derimot bare reell når den såkalte elektriske fasen er null, det vil si, når høyttaleren trekker strømmen helt i takt med spenningen. En del av selve strømkapasiteten er begrenset i hvor mye effekt man får lov til å omsette i en transistor før den brenner opp, eller avvikene i transistorens egenskaper blir uforholdsmessig store. Om man har en fasedreining på 90 grader elektrisk betyr det at spenningen på utgangen er 0 Volt når høyttaleren krever sin maksimale strøm. Litt forenklet kan man da si at 20A skal gå gjennom transistoren som da har et spenningsfall fra forsyningsspenningen og ut på utgangen på 40V. Den taper da 800W momentant før noe som helst leveres ut til høyttaleren. Man må med andre ord dimmensjonere både utgangstransistorer og strømforsyning til denne ekstra belastningen, og man oppnår en stor peak strømkapasitet.
På klasse D-forsterkere fungerer dette på en litt annen måte i praksis. Selve spenningsfallet over transistoren vil aldri bli vesentlig endret da denne enten er helt åpen (tilnærmet 0 Volt) eller helt lukket (tilnærmet 0 Ampere), noe som resulterer i at UxI blir tilnærmet null watt i tap. Dette gjør at kretsen langt på vei ikke merker forskjell på når strømmen trekkes i forhold til når spenningstoppen leveres. Om denne ligger 90 grader ute av fase, og man har 0 Volt ut, leveres allikevel strømmen uten særlig spenningstap i transistoren. Man vil da heller ikke trekke denne ekstra strømmen fra selve strømforsyningen og man bringer ikke utgangstransistorene vesentlig nærmere noen grenseverdi for hva de kan klare.
En høyttaler representerer normalt en vesentlig vanskelig last, altså en last der strømtrekket er ute av fase med spenningssvinget ut av forsterkeren, ved:
- Impedanstoppene som ligger rett over og rett under avstemningsfrekvensen for en bassreflekskasse.
- Eventuelt en mildere impedanstopp ved resonanfrekvensen for en lukket kasse.
- Resonansfrekvensen til elementene, såfremt denne ikke ligger langt under delefrekvensen.
- Ved overgangen mellom elementer som jobber med ulik impedans.
- Ved en del delefrekvenser der filtrene ikke summerer i null rent elektrisk.
- Ved bruk av elektriske sugekretser som ligger nær delefrekvensen, eller inne i elementets arbeidsområde.
- Ved lokale resonanser og refleksjoner i selve elementet, og i noen tilfeller også i samspill med kabinettet.
