فئات مكبرات الطاقة

في مجال الإلكترونيات ، تُستخدم رموز حرفية لتصنيف أنواع مكبرات الطاقة المختلفة. ويُعطي هذا التصنيف مؤشراً عاماً على كفاءة المكبر ، وخطيته، وخصائصه الأخرى.

بشكل عام، كلما تقدمت عبر الأبجدية، تصبح المضخمات أكثر كفاءة ولكنها أقل خطية، ويتم التعامل مع انخفاض الخطية من خلال وسائل أخرى.

تتعلق الفئات الأولى، A وAB وB وC، بالفترة الزمنية التي يمرر فيها جهاز التضخيم النشط التيار، معبرًا عنها كجزء من دورة شكل موجة الإشارة المطبقة على المدخل. ^{[ 1 ]} يُعرف هذا المقياس بزاوية التوصيل (${\displaystyle \theta }$يقوم مضخم من الفئة أ بتوصيل التيار خلال الفترة الكاملة للإشارة (${\displaystyle \theta =360}$°)؛ الفئة ب فقط لنصف فترة الإدخال (${\displaystyle \theta =180}$°)، الفئة C لفترة أقل بكثير من نصف فترة الإدخال (${\displaystyle \theta <<180}$°). تقع الفئة AB بين الفئتين A و B (${\displaystyle \theta =ca200}$°);

تعمل مكبرات الصوت من الفئة D و E على تشغيل جهاز الإخراج الخاص بها بطريقة التبديل؛ يمكن ضبط جزء الوقت الذي يقوم فيه الجهاز بالتوصيل بحيث يمكن الحصول على خرج تعديل عرض النبضة (أو تعديل آخر قائم على التردد) من المرحلة.

يتم تحديد فئات حروف إضافية لمضخمات الصوت ذات الأغراض الخاصة، مع عناصر نشطة إضافية، أو تحسينات في مصدر الطاقة، أو ضبط الإخراج؛ وفي بعض الأحيان يستخدم المصنع رمز حرف جديد للترويج لتصميمه الخاص.

بحلول ديسمبر 2010، سيطرت الفئتان AB وD على معظم سوق مكبرات الصوت، حيث حظيت الفئة الأولى بتفضيل في مشغلات الموسيقى المحمولة وأنظمة الصوت المنزلية والهواتف المحمولة نظرًا لانخفاض تكلفة رقائق الفئة AB. ^{[ 2 ]}

في الرسوم التوضيحية أدناه، يظهر ترانزستور ثنائي القطبية كجهاز تضخيم. ومع ذلك، توجد نفس الخصائص في ترانزستورات MOSFET أو الصمامات المفرغة .

في مضخم الفئة أ، يتم استخدام 100% من إشارة الإدخال (زاوية التوصيل)${\displaystyle \theta =360}$°). يبقى العنصر النشط موصلاً باستمرار. ^{[ 3 ]} يتم تحيز ترانزستورات مرحلة الإخراج الخاصة بها للعمل في الفئة A، مما يؤدي إلى تيار تصريف مستمر. هذا يعني أن مكبرات الصوت من الفئة A ذات كفاءة منخفضة، وتتولد حرارة في الترانزستور، مما يتطلب عادةً إدارة حرارية.

تُستخدم الفئات الفرعية A1 و A2 أحيانًا للإشارة إلى مضخمات الصمامات المفرغة من الفئة A التي تُشغل الشبكة بشكل سلبي أو إيجابي قليلاً على التوالي عند ذروات الإشارة للحصول على طاقة أكبر قليلاً من الفئة A العادية. ^{[ 4 ] [ 5 ]} ومع ذلك، فإن هذا يؤدي إلى تشويه إشارة أعلى.

في مضخم الفئة B، يعمل الجهاز النشط لمدة 180 درجة من الدورة (زاوية التوصيل θ = 180°). ولأن نصف الموجة فقط يُضخّم، يظهر تشوه توافقي كبير في إشارة الخرج. لذلك، تُشغّل مضخمات الفئة B عادةً بحمل مضبوط، حيث تُوصل التوافقيات بالأرض عبر سلسلة من الرنانات. وهناك طريقة أخرى لتقليل التشوه، خاصةً عند الترددات الصوتية، وهي استخدام ترانزستورين في تكوين دفع-سحب. يعمل كل منهما لمدة نصف دورة الإشارة (180°)، وتُدمج تيارات الجهازين بحيث يكون تيار الحمل مستمرًا. ^{[ 12 ]}

في نطاق الترددات الراديوية ، إذا كان التوصيل بالحمل يتم عبر دائرة رنانة ، يُمكن استخدام جهاز واحد يعمل في الفئة B، لأن الطاقة المخزنة في الدائرة الرنانة تُغطي النصف "المفقود" من شكل الموجة. تُستخدم الأجهزة العاملة في الفئة B في المضخمات الخطية، التي سُميت بهذا الاسم لأن قدرة خرج الترددات الراديوية تتناسب طرديًا مع مربع جهد الإثارة الداخل. يُمكن فهم ذلك بسهولة أكبر إذا قيل: "جهد الخرج يتناسب طرديًا مع جهد الدخل، وبالتالي فإن قدرة الخرج تتناسب طرديًا مع قدرة الدخل". تمنع هذه الخاصية تشويه الإشارات المُعدّلة السعة أو الترددية التي تمر عبر المضخم. تبلغ كفاءة هذه المضخمات حوالي 60%. ^{[ 13 ]}

عندما تُضخّم مُضخّمات الفئة B الإشارة باستخدام جهازين نشطين، يعمل كل منهما خلال نصف الدورة. وتكون الكفاءة أفضل بكثير من مُضخّمات الفئة A. ^{[ 14 ]} كما تُفضّل مُضخّمات الفئة B في الأجهزة التي تعمل بالبطاريات، مثل أجهزة الراديو الترانزستورية . وتبلغ الكفاءة النظرية القصوى للفئة B π/4 (≈ 78.5%). ^{[ 15 ]}

تُعدّ مرحلة الدفع والسحب ، كما في ترتيب الزوج التكميلي المبسط الموضح على اليمين، مثالًا عمليًا على الدوائر التي تستخدم عناصر من الفئة B. يُستخدم كل جهاز تكميلي لتضخيم النصف المقابل من إشارة الدخل، والتي يُعاد تجميعها عند الخرج. يُحقق هذا الترتيب كفاءة جيدة، ولكنه عادةً ما يُعاني من عيب يتمثل في وجود عدم تطابق طفيف في منطقة التقاطع - عند نقاط التقاء نصفي الإشارة - حيث يتعين على أحد أجهزة الخرج تولي تزويد الطاقة فور انتهاء الآخر من عمله. يُسمى هذا تشوه التقاطع . يتمثل أحد التحسينات في تحيز الأجهزة بحيث لا تكون مطفأة تمامًا عند عدم استخدامها. يُسمى هذا النهج تشغيل الفئة AB . 

في مضخم الفئة AB، تكون زاوية التوصيل متوسطة بين الفئتين A وB (زاوية التوصيل θ > 180°)؛ حيث يعمل كل عنصر من العنصرين النشطين لأكثر من نصف الوقت. تُعتبر الفئة AB حلاً وسطاً جيداً للمضخمات، لأن العديد من أنواع إشارات الإدخال تكون هادئة بما يكفي للبقاء ضمن نطاق الفئة A، حيث يتم تضخيمها بدقة عالية، وإذا خرجت من هذا النطاق، فستكون كبيرة بما يكفي لتقليل التشوهات الناتجة عن الفئة B. ويمكن تقليل تشوه التقاطع بشكل أكبر باستخدام التغذية الراجعة السالبة .

في تشغيل الفئة AB، يعمل كل جهاز بنفس طريقة الفئة B خلال نصف الموجة، ولكنه يُمرر كمية ضئيلة من الإشارة خلال النصف الآخر. ^{[ 16 ]} ونتيجةً لذلك، تقل المنطقة التي يكون فيها كلا الجهازين شبه مطفأين في آنٍ واحد (المنطقة الميتة). وبالتالي، عند دمج الموجات الصادرة من الجهازين، يتم تقليل التداخل إلى أدنى حد أو إزالته تمامًا. يُحدث الاختيار الدقيق لتيار السكون (التيار المار عبر كلا الجهازين عند عدم وجود إشارة) فرقًا كبيرًا في مستوى التشوه (وفي خطر الانهيار الحراري ، الذي قد يُتلف الأجهزة). غالبًا ما يجب تعديل جهد الانحياز المُطبق لضبط تيار السكون هذا بما يتناسب مع درجة حرارة ترانزستورات الخرج. (على سبيل المثال، في الدائرة الموضحة على اليمين، يتم تركيب الثنائيات بالقرب من ترانزستورات الخرج، ويتم تحديدها بمعامل حراري مُطابق ). هناك طريقة أخرى (تُستخدم غالبًا مع جهود الانحياز المُتتبعة حراريًا) وهي تضمين مقاومات صغيرة القيمة على التوالي مع الباعثات.

تُضحي الفئة AB ببعض الكفاءة مقارنةً بالفئة B لصالح الخطية، وبالتالي فهي أقل كفاءة (أقل من 78.5% لموجات الجيب كاملة السعة في مضخمات الترانزستور، عادةً؛ وأقل من ذلك بكثير في مضخمات الصمامات المفرغة من الفئة AB). وهي عادةً أكثر كفاءة من الفئة A.

قد يحتوي تصميم مضخم الصمامات المفرغة أحيانًا على رقم لاحق إضافي للدلالة على الفئة، على سبيل المثال، الفئة B1. يشير الرقم اللاحق 1 إلى عدم مرور تيار الشبكة خلال أي جزء من شكل موجة الإدخال، بينما يشير الرقم اللاحق 2 إلى مرور تيار الشبكة خلال جزء من شكل موجة الإدخال. يؤثر هذا التمييز على تصميم مراحل القيادة للمضخم. لا تُستخدم الأرقام اللاحقة في مضخمات أشباه الموصلات. ^{[ 17 ]}

في مضخم الفئة C، يُستخدم أقل من 50% من إشارة الدخل (زاوية التوصيل θ < 180°). يكون التشوه عاليًا، ويتطلب الاستخدام العملي دائرة رنانة كحمل. يمكن أن تصل الكفاءة إلى 80% في تطبيقات الترددات الراديوية. ^{[ 13 ]}

يُستخدم مكبر الصوت من الفئة C عادةً في أجهزة إرسال الترددات الراديوية التي تعمل بتردد حامل ثابت واحد ، حيث يتم التحكم في التشوه بواسطة حمل مضبوط على المكبر. تُستخدم إشارة الدخل لتشغيل الجهاز النشط، مما يؤدي إلى تدفق نبضات من التيار عبر دائرة مضبوطة تُشكل جزءًا من الحمل. ^{[ 18 ]}

يحتوي مضخم الفئة C على نمطين للتشغيل: مضبوط وغير مضبوط. ^{[ 19 ]} يوضح الرسم التخطيطي شكل موجة من دائرة بسيطة من الفئة C بدون الحمل المضبوط. يُسمى هذا التشغيل غير المضبوط، ويُظهر تحليل أشكال الموجات التشوه الكبير الذي يظهر في الإشارة. عند استخدام الحمل المناسب (مثل مرشح حثي-سعوي بالإضافة إلى مقاومة حمل)، يحدث أمران. أولهما هو تثبيت مستوى انحياز الخرج بحيث يكون متوسط ​​جهد الخرج مساويًا لجهد التغذية. لهذا السبب يُطلق على التشغيل المضبوط أحيانًا اسم " المثبت" . يُعيد هذا شكل الموجة إلى شكله الصحيح، على الرغم من أن المضخم لديه تغذية أحادية القطبية فقط. يرتبط هذا ارتباطًا مباشرًا بالظاهرة الثانية: يصبح شكل الموجة عند التردد المركزي أقل تشوهًا. يعتمد التشوه المتبقي على عرض نطاق الحمل المضبوط، حيث يشهد التردد المركزي تشوهًا ضئيلًا جدًا، ولكن يزداد التوهين كلما ابتعدت الإشارة عن التردد المضبوط.

ترن الدائرة الرنانة عند تردد واحد، وهو تردد الموجة الحاملة الثابت، وبالتالي يتم كبح الترددات غير المرغوب فيها، ويتم استخلاص الإشارة الكاملة المطلوبة (موجة جيبية) بواسطة الحمل الرنان. يُحدَّد عرض نطاق إشارة المُضخِّم بمعامل الجودة (Q) للدائرة الرنانة، ولكن هذا ليس قيدًا جوهريًا. ويمكن إزالة أي توافقيات متبقية باستخدام مرشح إضافي.

في مكبرات الصوت العملية من الفئة C، يُستخدم حمل مُضَبَّط دائمًا. في أحد الترتيبات الشائعة، يُستبدل المقاوم الموضح في الدائرة أعلاه بدائرة مُضَبَّطة متوازية تتكون من ملف حث ومكثف موصولين على التوازي، حيث تُختار مكوناتهما بحيث ترن عند تردد إشارة الدخل. يمكن توصيل الطاقة بالحمل عن طريق محول كهربائي ذي ملف ثانوي ملفوف حول ملف الحث. يكون متوسط ​​الجهد عند المجمع مساويًا لجهد التغذية، ويتغير جهد الإشارة الظاهر عبر الدائرة المُضَبَّطة من الصفر تقريبًا إلى ضعف جهد التغذية تقريبًا خلال دورة التردد اللاسلكي. يتم تحيز دائرة الدخل بحيث يعمل العنصر النشط (مثل الترانزستور) لجزء فقط من دورة التردد اللاسلكي، عادةً ثلثها (120 درجة) أو أقل. ^{[ 20 ]}

لا يمر التيار في العنصر الفعال إلا عندما يكون جهد المجمع عند أدنى قيمة له. وبهذه الطريقة، يتم تقليل تبديد الطاقة في الجهاز الفعال إلى أدنى حد، وزيادة الكفاءة. من الناحية المثالية، يمرر العنصر الفعال نبضة تيار لحظية فقط عندما يكون الجهد عبره صفرًا: عندها لا يبدد أي طاقة، وتتحقق كفاءة بنسبة 100%. مع ذلك، فإن للأجهزة العملية حدًا أقصى لتيار الذروة الذي يمكنها تمريره، ولذلك يجب توسيع النبضة إلى حوالي 120 درجة للحصول على قدر معقول من الطاقة، وتكون الكفاءة حينها بين 60 و70%. ^{[ 20 ]}

تستخدم مضخمات الفئة D نوعًا من تعديل عرض النبضة للتحكم في أجهزة الإخراج. لم تعد زاوية التوصيل لكل جهاز مرتبطة مباشرة بإشارة الإدخال، بل تتغير بتغير عرض النبضة.

في مضخم الفئة D، تعمل المكونات النشطة (الترانزستورات) كمفاتيح إلكترونية بدلاً من مكونات الكسب الخطي؛ فهي إما في حالة تشغيل أو إيقاف. تُحوّل الإشارة التناظرية إلى سلسلة من النبضات التي تمثل الإشارة عن طريق تعديل عرض النبضة ، أو تعديل كثافة النبضة ، أو تعديل دلتا-سيجما، أو تقنية تعديل مشابهة، قبل تطبيقها على المضخم. تتناسب قيمة متوسط ​​القدرة الزمنية للنبضات تناسبًا طرديًا مع الإشارة التناظرية، لذا بعد التضخيم، يمكن تحويل الإشارة مرة أخرى إلى إشارة تناظرية بواسطة مرشح تمرير منخفض سلبي . يهدف مرشح الخرج إلى تنعيم سلسلة النبضات وتحويلها إلى إشارة تناظرية، وذلك بإزالة المكونات الطيفية عالية التردد للنبضات. عادةً ما يكون تردد نبضات الخرج عشرة أضعاف أو أكثر من أعلى تردد في إشارة الدخل المراد تضخيمها، بحيث يتمكن المرشح من تقليل التوافقيات غير المرغوب فيها بشكل كافٍ وإعادة إنتاج إشارة الدخل بدقة. ^{[ 21 ]}

تتمثل الميزة الرئيسية لمضخمات الفئة D في كفاءة استهلاك الطاقة. يمكن تحقيق كفاءة تتجاوز 90% باستخدام ترانزستورات MOSFET، وتُعد الكفاءة التي تتجاوز 80% شائعة. نظرًا لأن نبضات الخرج ذات سعة ثابتة، فإن عناصر التبديل (عادةً ترانزستورات MOSFET ، ولكن استُخدمت أيضًا أنابيب مفرغة وترانزستورات ثنائية القطب ) تعمل إما في وضع التشغيل الكامل أو وضع الإيقاف الكامل، بدلًا من العمل في الوضع الخطي. يعمل ترانزستور MOSFET عمومًا بأقل مقاومة في حالة التشغيل عند التشغيل الكامل، وبالتالي (باستثناء حالة الإيقاف الكامل) يكون لديه أقل تبديد للطاقة في هذه الحالة. بالمقارنة مع جهاز مكافئ من الفئة AB، تسمح الخسائر المنخفضة لمضخم الفئة D باستخدام مشتتات حرارية أصغر لترانزستورات MOSFET مع تقليل مقدار طاقة الإدخال المطلوبة، مما يسمح بتصميم مصدر طاقة ذي سعة أقل. لذلك، عادةً ما تكون مضخمات الفئة D أصغر حجمًا من مضخمات الفئة AB المكافئة.

من مزايا مضخم الصوت من الفئة D أنه يعمل بإشارة رقمية دون الحاجة إلى محول رقمي تناظري (DAC) لتحويل الإشارة إلى صيغة تناظرية أولاً. فإذا كانت الإشارة رقمية، كما هو الحال في مشغل الوسائط الرقمية أو بطاقة الصوت في الحاسوب ، تستطيع الدوائر الرقمية تحويل الإشارة الرقمية الثنائية مباشرةً إلى إشارة تعديل عرض النبضة (PWM) التي تُطبق على المضخم، مما يُبسط الدوائر بشكل كبير ويقلل من احتمالية دخول التشويش.

يمكن تصنيع مضخم صوت من الفئة D بقدرة خرج متوسطة باستخدام عملية CMOS المنطقية العادية، مما يجعله مناسبًا للتكامل مع أنواع أخرى من الدوائر الرقمية. ولذلك، يُستخدم عادةً في أنظمة على شريحة واحدة (System-on-Chips) مع الصوت المدمج، حيث يتشارك المضخم نفس الشريحة مع المعالج الرئيسي أو معالج الإشارات الرقمية (DSP).

بينما تُستخدم مضخمات الفئة D على نطاق واسع للتحكم في المحركات ، فإنها تُستخدم أيضًا كمضخمات طاقة. مع ذلك، إذا لم تكن الإشارة مُعدّلة نبضيًا قبل التضخيم، فيجب تحويلها أولًا، وهو ما قد يتطلب دوائر إضافية. حتى أن مصادر الطاقة التبديلية قد عُدّلت لتصبح مضخمات فئة D بدائية (مع أن هذه عادةً ما تُعيد إنتاج الترددات المنخفضة بدقة مقبولة فقط).

تتوفر مضخمات الصوت عالية الجودة من الفئة D بسهولة في السوق.  وقد سُجّل نطاق ديناميكي يصل إلى 118 ديسيبل في منتج استهلاكي راقٍ عام 2009. مع ذلك، لا يزال معظمها أقرب إلى  نطاق ديناميكي يبلغ 100 ديسيبل في الوقت الحالي [2022] نظرًا لاعتبارات التكلفة العملية. ويُقال إن هذه التصاميم تُنافس مضخمات الفئة A وAB التقليدية من حيث الجودة. كان أحد الاستخدامات المبكرة لمضخمات الفئة D هو مضخمات مضخمات الصوت الفرعية عالية الطاقة في السيارات. ولأن نطاق تردد مضخمات الصوت الفرعية محدود عمومًا إلى 150  هرتز كحد أقصى، فإن سرعة التبديل للمضخم لا تتطلب أن تكون عالية كما هو الحال في مضخمات النطاق الكامل، مما يسمح بتصميمات أبسط. وتُعد مضخمات الفئة D لتشغيل مضخمات الصوت الفرعية رخيصة نسبيًا مقارنةً بمضخمات الفئة AB.

الحرف D المستخدم للدلالة على فئة هذا المُضخّم هو ببساطة الحرف التالي للحرف C ، وعلى الرغم من استخدامه أحيانًا بهذا المعنى، إلا أنه لا يرمز إلى " رقمي ". يُوصَف مُضخّما الفئة D والفئة E أحيانًا خطأً بأنهما "رقميان" لأن شكل الموجة الخارجة يُشبه ظاهريًا سلسلة نبضات من الرموز الرقمية، ولكن مُضخّم الفئة D يُحوّل ببساطة شكل الموجة الداخلة إلى إشارة تناظرية مُعدّلة عرض النبضة بشكل مستمر . (أما شكل الموجة الرقمية فيكون مُعدَّلًا برمز النبضة ).

تُعدّ فئات المُضخّمات الأخرى في الأساس تنويعات للفئات السابقة. فعلى سبيل المثال، تتميّز مُضخّمات الفئة G والفئة H بتغيير خطوط التغذية (بخطوات منفصلة أو بشكل مستمر، على التوالي) تبعًا لإشارة الدخل. ويمكن تقليل الحرارة المُهدرة على أجهزة الخرج من خلال الحفاظ على الجهد الزائد عند الحد الأدنى. ويمكن أن يكون المُضخّم الذي يُغذّى بهذه الخطوط من أي فئة. وتُعدّ هذه الأنواع من المُضخّمات أكثر تعقيدًا، وتُستخدم بشكل أساسي في تطبيقات مُتخصصة، مثل وحدات الطاقة العالية جدًا. كما تُوصف مُضخّمات الفئة E والفئة F بشكل شائع في المراجع لتطبيقات الترددات الراديوية حيث تُعدّ كفاءة الفئات التقليدية مهمة، إلا أن العديد من الجوانب تنحرف بشكل كبير عن قيمها المثالية. وتستخدم هذه الفئات ضبطًا توافقيًا لشبكات الخرج الخاصة بها لتحقيق كفاءة أعلى، ويمكن اعتبارها مجموعة فرعية من الفئة C نظرًا لخصائص زاوية التوصيل الخاصة بها.

الفئتان G و H

توجد تصاميم متنوعة للمضخمات الصوتية تُحسّن مراحل خرج الفئة AB بتقنيات أكثر كفاءة لتحقيق كفاءة أعلى مع تشويه منخفض. وتُعدّ هذه التصاميم شائعة في مضخمات الصوت الكبيرة، إذ ستكون المشتتات الحرارية ومحولات الطاقة ضخمة للغاية (ومكلفة) لولا زيادة الكفاءة. ويُستخدم مصطلحا "الفئة G" و"الفئة H" بشكل متبادل للإشارة إلى تصاميم مختلفة، تختلف في تعريفها من مُصنِّع لآخر أو من بحث لآخر.

تُعدّ مضخمات الفئة G (التي تستخدم تقنية "تبديل مسارات الطاقة" لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة الكفاءة) أكثر كفاءة من مضخمات الفئة AB. توفر هذه المضخمات عدة مسارات طاقة بفولتيات مختلفة، وتُبدّل بينها مع اقتراب إشارة الخرج من كل مستوى. وبالتالي، تزيد كفاءة المضخم بتقليل الطاقة المُهدرة عند ترانزستورات الخرج. مضخمات الفئة G أكثر كفاءة من الفئة AB، ولكنها أقل كفاءة من الفئة D. مع ذلك، فهي لا تُعاني من تأثيرات التداخل الكهرومغناطيسي التي تُعاني منها الفئة D.

تُنشئ مُضخّمات الفئة H خط تغذية (تناظري) متغيرًا باستمرار، ويُشار إليها أحيانًا باسم مُتتبّعات خط التغذية. يتم ذلك عن طريق تعديل خطوط التغذية بحيث تكون أعلى ببضع فولتات فقط من إشارة الخرج، مُتتبّعةً إياها في أي لحظة. تعمل مرحلة الخرج بأقصى كفاءة لها طوال الوقت، وذلك بفضل قدرة الدائرة على إبقاء ترانزستورات خط التغذية (T2 وT4) في حالة قطع حتى تصل ذروة جهد الموسيقى إلى قيمة كافية تتطلب الجهد الإضافي من خطي التغذية + و- 80 فولت. انظر إلى الشكل التخطيطي. يُمكن اعتبار مُضخّم الفئة H في الواقع مُضخّمين مُتصلين على التوالي. في المثال التخطيطي الموضح في الشكل، يُمكن لمُضخّمات خط التغذية +/- 40 فولت إنتاج حوالي 100 واط بشكل مُستمر عند حمل 8 أوم. إذا كانت إشارة الخرج تعمل بجهد أقل من 40 فولت، فإن المُضخّم يُعاني فقط من الخسائر المُصاحبة لمُضخّم 100 واط. يعود ذلك إلى أن الترانزستورين T2 وT4 من الفئة H يُستخدمان فقط عندما تتراوح قدرة إشارة الموسيقى بين 100 و400 واط. يكمن مفتاح فهم هذه الكفاءة، دون الحاجة إلى حسابات دقيقة، في أن لدينا مضخمًا بقدرة 400 واط، لكن بكفاءة مضخم بقدرة 100 واط. ويرجع ذلك إلى أن موجات الموسيقى تحتوي على فترات طويلة تقل عن 100 واط، وعلى دفعات قصيرة تصل إلى 400 واط فقط - أي أن الفقد عند 400 واط يحدث لفترات زمنية قصيرة. لو تم تمثيل هذا المثال كمضخم من الفئة AB باستخدام مصدر جهد 80 فولت بدلًا من 40 فولت، لكان على الترانزستورين T1 وT3 أن يكونا في حالة توصيل طوال فترة الإشارة من 0 إلى 80 فولت، مع الفقد المقابل طوال فترة الموجة - وليس فقط خلال دفعات الطاقة العالية القصيرة. لتحقيق هذا التحكم في تتبع جهد التغذية، يعمل الترانزستوران T2 وT4 كمضخمات تيار، كل منهما موصول على التوالي مع نظيرهما T1 وT3 عند الجهد المنخفض. يُستخدم الترانزستوران T2 وT3 لمنح انحياز عكسي للدايود D2 عندما يكون خرج المُضخّم عند ذروة موجبة (أعلى من 39.3 فولت)، ولمنح انحياز عكسي للدايود D4 عندما يكون الخرج عند ذروة سالبة (أقل من -39.3 فولت). خلال ذروات القدرة الموسيقية من 100 إلى 400 واط، لا يمر تيار من خطي ±40 فولت، حيث يأتي التيار بالكامل من خطي ±80 فولت. مع ذلك، يُعد هذا التبسيط مُفرطًا، إذ لا يُتيح التحكم الفعلي في الترانزستورين T2 وT4. والسبب هو أن الدايودين D1 وD3، المُصممين لتوفير مسار لجهد الخرج عائدًا إلى الترانزستورات العلوية، يكونان دائمًا منحازين عكسيًا. في التصميم الفعلي، يُفضّل استخدام مُضخّم جهد ذي كسب يستخدم جهد الخرج (vout) كمدخل. هناك سبب آخر لمتطلبات الكسب هذه بين vout وقاعدة T2 في تصميم الفئة H الفعلي وهو ضمان أن الإشارة المطبقة على T2 تكون دائمًا "متقدمة" على إشارة Vout حتى لا "تلحق" بجهاز تتبع السكة الحديدية.قد يكون لمضخم متتبع السكة معدل تغير يبلغ 50 فولت/ميكروثانية بينما قد يكون لمضخم الفئة AB معدل تغير يبلغ 30 فولت/ميكروثانية فقط لضمان ذلك.

• مضخم صوت من الفئة T
• مضخم صوت من الفئة XD