Redes de amplificación RF
Post on 12-Mar-2016
248 Views
Preview:
DESCRIPTION
Transcript
Amplificadores de parámetros de admitancias y de dispersiónadmitancias y de dispersión
jpoveda@udistrital.edu.co
Amplificadores de pequeña señalAmplificadores de pequeña señal
Amplificadores de Parámetros Y
Amplificadores de parámetros S
Amplificadores señal grande
Clase A y B (lineales)
Clase C y D (no lineales)
jpoveda@udistrital.edu.co
Introducción
Para los redes de amplificación se utilizan elementos activos
tales como, transistores FETs y bipolares, diodos, tubos de
vacio, etc..
Con estos elementos fundamentales se construyen además
dispositivos electrónicos de rf activos como mezcladores,dispositivos electrónicos de rf activos como mezcladores,
osciladores, PLLs, VCOs, atenuadores, divisores de potencia,
antenas , etc.
Los modelos de diseño para redes de amplificación lo
determina la frecuencia, el ancho de banda, la potencia, el
ruido, además de otras consideraciones.
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Amplificadores lineales
La base fundamental de los amplificadores son los transistores
Polarización . Se realiza para todos los modelos de manera similar.
Los desacoples AC – DC, son fundamentales para el buen funcionamiento del
amplificador
Hay que tener en cuenta los elementos que respondan a las frecuencias de
diseño.diseño.
Los modelos lineales de transistores son Z, H, Y y S
El amplificador para diseño con parámetros Y y S, responden en las
frecuencias de rf y microondas
Estabilidad
Ganancias
Acoples
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Transistores
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Polarización
Polarizar es alimentar el transistor de señal continua
Para que el efecto de amplificación de la señal rfocurra , la energía se extrae de la polarizaciónproveniente de la fuente de alimentación
En radiofrecuencia, las hojas de especificacionesEn radiofrecuencia, las hojas de especificacionestraen los puntos de polarización (Ic, Vce) junto conlos parámetros de diseño del transistor
Los métodos de polarización, son similares a losamplificadores de baja frecuencia, aun cuando eldesacoples AC – DC es de mas cuidado.
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Ejemplo: polarización en
configuración de emisor para un
amplificador con transistor BJT.
Ecuaciones aproximadas:
VCE, IC, VE = VCE /4
Polarización
LRFC
RcRB2
VCC
VCE, IC, VE = VCE /4
RE = VE / IE
RC = (VCC - VCE) / IC
IB= IC / 10
VBB = VE + VBE
RB1 = VBB / IBB
RB2 = (VCC - VBB) / (ICC >>IB)
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
RERB1
Amplificador
LRFC
VCC
Cc
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Amplificador con parámetros de impedancias Z
11 1221 22
Zi Zo
jpoveda@udistrital.edu.co
Zi Zo
Zi Zo
3 Redes de amplificación RF
Amplificador con parámetros de admitancias Y
11 1221 22
Yi Yo
jpoveda@udistrital.edu.co
Yi Yo
Yi Yo
3 Redes de amplificación RF
Amplificadores de parámetros Y
Los parámetros yij del transistor
se encuentran en las hojas de
datos dados por el fabricante.
yij están en función de la
frecuencia de trabajo y la
polarización.
Yi Yo
polarización.
Yi y Yo están en función de yij.
Que corresponden a las
admitancias de entrada y salida
del amplificador
La ganancia y la estabilidad
también se obtienen con los
parámetros yij
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
y21v1y11 y12v2
y22
v2v1 i1 i2
Las admitancias son valorescomplejos y = g+jb.
Con b como la suceptancia(capacitiva o inductiva) y g como laconductancia.
Son valores de admitancias ynm
para las cuales el amplificador es
= + = + = + = +
Amplificadores de parámetros Y -- Estabilidad
= − +
= ! + "
= − +
= ! + "
para las cuales el amplificador esestable o inestables.
Para que el amplificador seaestable el factor de Linville C, debeestar entre o<C<1. de lo contrarioes potencialmente inestable.
El factor de Sturn K, tambiéndetermina la estabilidad, K>1
= + = + = + = +
jpoveda@udistrital.edu.co
)Re(2 rfoi
rf
yygg
yyC
−=
( )( ))Re(
2
rfrf
Logi
yyyy
ggggK
+++
=
3 Redes de amplificación RF
La ganancia en potencia del transductor de acuerdo a los valores deadmitancias es:
Amplificadores de parámetros Y – Ganancia en potencia
y21v1y11
y12v2y22
v2v1 i1 i2
jpoveda@udistrital.edu.co
( ) iLo
Lf
ii
L
Lo
fi
ii
Lo
i
oA
GyY
gy
GV
g
yY
yV
GV
gV
P
PG
2
2
2
2
2
2
+=
+===
3 Redes de amplificación RF
y21v1y12v2
yfv1yi
yrv2yo
v2v1 i1 i2
yLiiiiggggyg
La ganancia en potencia del amplificador de acuerdo a los valores deadmitancias y sin acoplar son:
Amplificadores de parámetros Y – Ganancia en potencia
yfv1yrv2iiiigggg
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
La ganancia máxima disponible MAG, se da en condiciones de acople y
cuando yr =0.
si se requiere una potencia mayor a la MAG, es necesario cambiar de
transistor o colocar dos etapas
Amplificadores de parámetros Y – Ganancia máxima
disponible MAG
jpoveda@udistrital.edu.co
( )( ) ( )( ) oi
f
oi
fLg
Loig
fLg
gg
y
gg
ygg
gggg
yggMAG
422
442
2
2
2
2
==++
=
3 Redes de amplificación RF
Admitancias de acople I/O: Las admitancias de acople optimas las determinan los parámetros ymn . La admitancia de entrada
Admitancia de salida optima
( )[ ]o
rfrfoi
i g
yyyyggG
2
Re222 −−
=o
rfii g
yyjbB
2Im−=
Amplificadores de parámetros Y -- Admitancias
Admitancia de salida optima
Y se obtiene las admitancias optimas del amplificador estable.
YiYiYiYi----optoptoptopt ==== GiGiGiGi ++++ jBijBijBijBi ==== GiGiGiGi----optoptoptopt ++++ jBijBijBijBi----optoptoptopt YoYoYoYo----optoptoptopt ==== Go+Go+Go+Go+ jBojBojBojBo ==== GoGoGoGo----optoptoptopt ++++ jBojBojBojBo----optoptoptopt
Yi-opt se acopla con la admitancia del generador yg y Yo-opt se acopla a laadmitancia de carga yL . Y nos permite máxima transferencia en potencia.
jpoveda@udistrital.edu.co
( )[ ]i
rfrfoi
o g
yyyyggG
2
Re222 −−
= i
rfoo g
yyjbB
2Im−=
3 Redes de amplificación RF
Los transistores al ser
elementos activos no son
lineales
La linealidad está en una
y(t)
Amplificadores de parámetros Y -- Distorsión
La linealidad está en una
región pequeña
Los componentes adicionales
al lineal forman la distorsión
de la señal a la salida
jpoveda@udistrital.edu.co
-./ = 012-3/ + 4252-./ + 4353-./ + ⋯
x(t)
3 Redes de amplificación RF
La distorsión armónica esta presente en todo elemento activo como
transistores, diodos, mezcladores, convertidores, etc.
Y tiene respuesta no lineal con la excitación de entrada así:
La salida es de la forma
5-./ = 89:-;./
Amplificadores de parámetros Y -- Distorsión armónica
Y la salida son los componentes de Fourier de la forma
jpoveda@udistrital.edu.co
-./ = 80 + 819:-;./ + 829:-2;./+ 839:-3;./ + ⋯
5-./ = 89:-;./
-./ = 0189:-;./ + 42-89:-;.//2+ 43-89:-;.//3 + ⋯
-89:-;.//2=82 ∗ 1+9: -2; ./2
3 Redes de amplificación RF
La distorsión relaciona los
componentes superiores
con el componente lineal.
Distorsión por el segundo
> = 881
>2 = 8281
Amplificadores de parámetros Y -- Distorsión armónica
Distorsión por el segundo
armónico
Distorsión por el tercer
armónico
Distorsión total armónica
jpoveda@udistrital.edu.co
>2 = 8281
>3 = 8381
?@> = A>22 + >32 + >42 …
3 Redes de amplificación RF
La señal vi(t) entra al
amplificador acompañada
de una señal de ruido ni(t)
La señal vo(t) sale del
amplificador acompañada
AMP
Gn (t)i
v (t)i
n (t)o
v (t)o
Amplificadores de parámetros Y -- Factor de ruido
amplificador acompañada
de una señal de ruido
no(t)
Relación señal a ruido es
la razón entre la potencia
de la señal útil y la señal
de ruido en un punto de la
red de amplificación
jpoveda@udistrital.edu.co
G
DEFG
= H:
HI
DEFG
= H:
HI
JF = DEFG
/ DE
FG
3 Redes de amplificación RF
Diseñe un amplificador con el transistor que tiene las siguientes
características: punto de polarización VCE=10V e IC=5 mA a una frecuencia
de 200MHz, además para mejorar la figura de ruido Rg=200 Ω.
Solución: Los parámetros Y del transistor en las hojas de datos, de
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
Solución: Los parámetros Y del transistor en las hojas de datos, de
acuerdo a las especificaciones, son:
yr = 2.5*10-5 + --0.00033/ iiii S yf =0.035 + --0.102/ iiii Syo = 0.00053+0.00162 iiii SSSS yi =0.027+0.017iiii S
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Estabilidad
De acuerdo a los valores del transistores se tiene
iyy
yy fr
66
6
101.1410785.32
1068.35
−−
−
×−×−=
×=
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
Con C<1, el transistor es estable
jpoveda@udistrital.edu.co
iyy fr66 101.1410785.32 −− ×−×−=
58.0)10785.32(00053.0027.02
)102.0035.0()00033.0105.2(
)Re(2 6
5
=×−−⋅⋅
−⋅−⋅=
−= −
− ii
yygg
yyC
froi
fr
3 Redes de amplificación RF
Ganancia en potencia
Como el transistor es estable se obtiene la
ganancia máxima disponible MAG
y 1062.11)1083.107( 3232
×=×= −−
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
jpoveda@udistrital.edu.co
dBgg
yMAG
y
oi
f
f
07.2383.20200053.0027.04
1062.114
1062.11)1083.107(
32
3232
→=⋅⋅×==
×=×=
−
−−
3 Redes de amplificación RF
Admitancias I/O
Admitancia de salida, parte real
[ ] ( )
SG
gi
yyyygigoG
lopt
rfrf
optl
3
262622
10925.0
027.02
)1068.35()10785.32(00053.0027.02
2
)Re(2
−
−−
×=⋅
×−×−−⋅⋅=
−−=
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
Admitancia de salida, parte imaginaria
Admitancia de salida óptima
YYYYLLLL ----optoptoptopt==== 0000....925925925925 **** 10101010 ----3333 –––– jjjj 1111....88888888 **** 10101010 ---- 3333 SSSS =Y=Y=Y=Yoooo----optoptoptopt****jpoveda@udistrital.edu.co
Sjj
jgi
yyjboB rf
lopt3
6
1088.1027.02
101.1400162.0
2
)(Im −
−
×−=
⋅×−+−=+−=
3 Redes de amplificación RF
Admitancias I/O
Admitancia de entrada optima, Parte real
[ ] ( )
SG
go
yyyygigoG
optg
rfrf
optg
3_
262622
_
1014.47
00053.02
)1068.35()10785.32(00053.0027.02
2
)Re(2
−
−−
×=⋅
×−×−−⋅⋅=
−−=
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
Parte imaginaria
Admitancia de entrada optima
Yg-opt= 47.14 x 10-3 - j30.3 x 10-3 S =Yi*jpoveda@udistrital.edu.co
Sjj
jgo
yyjbiB rf
optg3
6
_ 103.3000053.02
101.14017.0
2
)(Im −
−
×−=
⋅×−+−=+−=
3 Redes de amplificación RF
Los acoples con las impedancias optimas obtenidas, se procede de acuerdo a los métodos conocidos. Uno de ellos es la carta de Smith
Yg_opt=47.14*10-3-j30.3*10-3 S Con N=50RgN= 50Ω/50 = 1 Ω YgN =2.35-j1.51 SZgN=0.3+j0.19=1/ YgN
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
Acople de entrada
Y =47.14*10 -j30.3*10 S Con N=50RgN= 50Ω/50 = 1 Ω YgN =2.35-j1.51 SZgN=0.3+j0.19=1/ YgN
Se colocan los punto RgN y ZgN en la carta de Smith, se trazan los arcos y susmagnitudes son:
Arco B C que corresponde a la reactancia de un condensador Xc=-j0. 27
Arco A B: que corresponde a una suceptancia de una bobina BL=-j0.0303
Los valores de los elementos son:
L = 26 nH C = 60 pF
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
El acople de entrada se realiza por carta de Smith
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
El acople de entrada de simulación en AWR Microwave Office.
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
El acople de salida también está en la carta de Smith y el
circuito final se presenta a continuación.
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
Acople de salida
De la misma manera para el acople de salida, con N=100, se obtiene los
elementos
RLN= 0.5 ΩYLN=92.5*10-3-j188*10-3 SZLN=2.1+j 4.28
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
R = 0.5 ΩYLN=92.5*10-3-j188*10-3 SZLN=2.1+j 4.28
Arco D E: que corresponde a la reactancia de un condensador Xc=-j3.05
Arco E F: que corresponde a una suceptancia de una bobina Bl=-j0.5
C = 5.8 pF L = 83 nH
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
El acople de salida también está en la carta de Smith y el
circuito final se presenta a continuación.
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
El acople de salida también está en la carta de Smith y el
circuito final se presenta a continuación.
Amplificadores de parámetros Y -- Ejemplo
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
Un transistor en su área de diseño es inestable, hay varias formas de hacerlo
estable con elementos externos.
Las formas para estabiliza un amplificador, para un transistor inestable en
condiciones especificas, es a través de desacople, neutralización y
unilateralización.
Estabilización por desacople
Se parte del factor de estabilidad de Sturn, La adición de impedancias finitas de
Amplificadores de parámetros Y -- Inestables
Se parte del factor de estabilidad de Sturn, La adición de impedancias finitas de
carga y de fuentes hace que el dispositivo tienda a mejorar la estabilidad del
amplificador
Stern desarrolló un criterio útil de estabilidad que toma en cuenta las admitancias
del generador yg y de carga yL, al involucrarlas en la ecuación de estabilidad de
Stern, el valor de K tiende a ser mas grande y se aleja de la inestabilidad tal que
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
•Al asegurar que K > 1, se encuentra un valor de gLd que garantice el valor de K,
ahora para el valor de gg , se busca en las hojas de datos este valor.
•Las expresiones de admitancias optimas son obsoletas para este procedimiento
de diseño.
•Impedancia por desacople I/O aproximadas
•Se obtienen de la siguiente manera, la admitancia de salida es de la forma
Amplificadores de parámetros Y -- Inestables
•Se obtienen de la siguiente manera, la admitancia de salida es de la forma
•Y la admitancia de entrada se evalúa de la siguiente manera
•Y la impedancia de desacople de generador es
Yi* =Yg = Gid – j Bid
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
Ganancia en potencia: De la ganancia del amplificador, se evalúa con las admitancias de desacople
encontradas, junto a los parámetros del transistor se halla con la siguiente
expresión
Amplificadores de parámetros Y -- Inestables
Los acoples con las admitancias encontradas para estabilizar el amplificador se
acoplan a los extremos de entrada y de salida de la red, por los métodos
tradicionales.
La estabilización por los métodos de neutralización y unilateralización . se deja como trabajo autónomo.
3 Redes de amplificación RFjpoveda@udistrital.edu.co
Amplificadores de parámetros de dispersión S
El amplificador con parámetros S tiene los mismos parámetros
a encontrar (Estabilidad, ganancias, acoples, etc.)
Los parámetros S están dados por las hojas de especificaciones
del transistor utilizado para el amplificadordel transistor utilizado para el amplificador
Los parámetros a encontrar son: estabilidad, MAG, y
coeficientes de reflexión I/O (i.g. admitancias I/O el modelo
anterior)
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Si ZL es igual a Zo* la onda incidente es absorbida totalmente por la carga y no
Zg
ZL
Zo
Γi Γo
Amplificadores de parámetros S -- Coeficientes de reflexión
Si ZL es igual a Zo* la onda incidente es absorbida totalmente por la carga y no
hay onda reflejada.
Si Zo* es diferente ZL parte de la onda incidente no es absorbida por la carga y es
reflejada de nuevo la fuente.
Si la impedancia Zg es igual a Zo* la onda reflejada podría ser absorbida por la
fuente y no reflejaría ninguna porción de la onda reflejante
Si Zg es diferente a Zo* parte de la onda reflejada por la carga es re-reflejada por
la fuente hacia la carga, y el proceso se repite indefinidamente.
El radio de la onda reflejada a la onda incidente es lo que se conoce como
coeficiente de reflexión ΓΓΓΓjpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
:11 :12:21 :22
Zg
ZL
a1
b1
b2
a2
Amplificadores de parámetros S -- Coeficientes de reflexión
a1 la onda que va de la fuente a la entrada del dispositivo.
b1 es la porción de la onda a1 que es refleja la red a la fuente.
b2 es la porción de la onda a1 que es transmitida por la red a la carga.
a2 es la porción de la onda b2 que se refleja de la carga a la red nuevamente.
S11: Coeficiente de reflexión de entrada
S12: Coeficiente de transmisión reflejado
S21: Coeficiente de transmisión hacia delante
S22: Coeficiente de reflexión a la salida
jpoveda@udistrital.edu.co
bbbb1=1=1=1= aaaa1111 SSSS11 11 11 11 + a+ a+ a+ a2222 SSSS12121212bbbb2=2=2=2= aaaa1111 SSSS21 21 21 21 + a+ a+ a+ a2222 SSSS22 22 22 22
3 Redes de amplificación RF
Amplificadores de parámetros S – Estabilidad
La estabilidad está determinada por los parámetros S y en este modelo se
obtiene valores intermedios iniciales.
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
La estabilidad de Rollet es análoga a estabilidad de Sturn en parámetros Y. Se
expresa así:
Amplificadores de parámetros S – Estabilidad de Rollet
Si K>1 el transistor es estable, de lo contrario es inestable
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
De acuerdo a la red de la figura 15b. La función de transferencia de bs a b2,
permite evaluar la ganancia con la ayuda de las reglas de Mason. La ganancia
en potencia del amplificador corresponde
Amplificadores de parámetros S – Ganancia en potencia
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Ganancia en potencia
Por regla de Manson, se halla la función de transferencia de b2/bg y se
obtiene que la ganancia es:
Amplificadores de parámetros S
La máxima ganancia en potencia MAG se obtiene en condiciones optimas y es
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
El signo de la expresión ±±±±corresponde al signo contrario del valor intermedio de B1.
La ganancia reflejada del transistor (S12), representa la realimentación. Esto
hace que los coeficientes de reflexión Гi de entrada y Гo de salida sean
dependiente.
Amplificadores de parámetros S -- Coeficientes de reflexión
Coeficiente de reflexión de carga ГL
El ángulo del coeficiente de reflexión de carga lo determina el negativo del
ángulo del valor intermedio C2
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Γi ΓoΓg ΓL
El signo ±±±± corresponde al opuesto de B2
Coeficientes de reflexión de generador Гg
Amplificadores de parámetros S -- Coeficientes de reflexión
Los procedimientos hechos, corresponden a un modelo de amplificación
estable de parámetros S.
El paso siguiente es acoplar la entrada y la salida por los métodos de red o por
carta de Smith. Las cargas de los extremos son de 50 Ω
Y la potencia que se encuentra es la MAG, aunque también se puede
determinar una carga arbitraria.
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Verificar si el transistor MA42120, que se utiliza para diseñar un amplificador en una frecuencia de500 MHz, Con Ic=1.5mA y VCE=10V, es estable
Solución: De las hojas de datos del transistor MA42120, con las especificacionesrequeridas se obtuvo:
SSSS11111111====0000....55555555∟∟∟∟----125125125125ºººº SSSS22222222====0000....79797979∟∟∟∟----28282828ºººº SSSS12121212====0000....07070707∟∟∟∟45454545ºººº SSSS21212121====2222∟∟∟∟91919191ºººº
Amplificadores de parámetros S -- Ejemplo
SSSS11111111====0000....55555555∟∟∟∟----125125125125ºººº SSSS22222222====0000....79797979∟∟∟∟----28282828ºººº SSSS12121212====0000....07070707∟∟∟∟45454545ºººº SSSS21212121====2222∟∟∟∟91919191ººººLa estabilidad se calcula con el criterio de ROLLETT: con K > 1, para que el transistor sea estable. Se calculan los valores intermedios
Ds =S11S22-S12S21 = -0.41∟-134.2º/
Ejercicio: Terminar el ejemplo, hasta acoplarlo con cargas de 50Ω
jpoveda@udistrital.edu.co
862.0)2()07.0(2
)79.0()55.0()41.0(12
1 222
1221
2
22
2
11
2
=⋅⋅
−−+=⋅⋅
−−+=
SS
SSDsK
3 Redes de amplificación RF
La ganancia en potencia del amplificador en optimas condiciones corresponde a
la MAG
Para ganancias arbitrarias (de usuario) menores que la ganancia MAG, se logra
mediante un desacople selectivo que consiste en controlar la ganancia
El método de desacople selectivo del transistor es a través de un circuito de
ganancia constante graficado en la carta de Smith que se representa por una
Amplificadores de parámetros S – estables - Ganancia arbitraria
ganancia constante graficado en la carta de Smith que se representa por una
geometría de puntos (impedancias de carga).
Se sigue un procedimiento en la carta de Smith, el cual consiste de la siguiente
forma:
Se elige el transistor que sea estable y además se obtiene la ganancia MAG la
cual debe ser mayor que la ganancia arbitraria, de lo contrario hay que elegir otra
opción.
El resultado es un circulo en la carta de Smith, el cual en todo el perímetro
corresponde a la ganancia arbitraria o de usuario; las expresiones que representan
el circulo son:
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Centro del circuloCirculo de ganancia de usuario Ga
Amplificadores de parámetros S – estables - Ganancia arbitraria
Radio del circulo
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Los transistores que sean inestables por el método de Rollet, hay formas de
estabilizarlo haciendo una combinación de los coeficientes de carga y de fuente.
Un método es calcular las impedancias de fuente y carga que podrían causar
inestabilidad con el transistor con los parámetros de diseño.
Los círculos de inestabilidad se pueden diagramar en la carta de Smith, de
igual forma que los círculos de ganancias arbitrarias, y se siguen los siguientes
Amplificadores de parámetros S – Inestables
igual forma que los círculos de ganancias arbitrarias, y se siguen los siguientes
pasos:
Circulo de estabilidad de entrada
los círculos de inestabilidad que se pueden diagramar en la
carta de Smith de centro en Rg y radio en Pg, con las
expresiones
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Circulo de estabilidad de Salida
Y los círculos de inestabilidad de salida tienen centro en RL y
radio en PL, con las expresiones
Amplificadores de parámetros S – estables - Ganancia arbitraria
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Diseñar un amplificador a 900 Mhz con el transistor 2N5179 para una
máxima ganancia en potencia.
Solución: Para el transistor 2N5179 a 900 Mhz. A un temperatura
de 28 oC, se eligió el punto de polarización en configuración de emisor
común con Vce = 6 V. e Ic = 5 mA, en estas condiciones, la hoja de datos
del transistor tiene los siguientes parámetros S
Amplificadores de parámetros S – Ejemplo
del transistor tiene los siguientes parámetros S
Valores intermedios
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Estabilidad de Rollet
Amplificadores de parámetros S – Ejemplo
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
ganancia máxima MAG Coeficientes I/O
Acople de carga
Es un caso especial, el cual
Arco A B = 2.54
Amplificadores de parámetros S – Ejemplo
Es un caso especial, el cual
con un solo arco se llega
de A B, que corresponde a
una inductancia
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Acople entrada
Arco B C = 0.45 = XL
Amplificadores de parámetros S – Ejemplo
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
Arco A B = 1.05 = Bc
Amplificadores de parámetros S – Ejemplo
3 Redes de amplificación RF
Amplificador en AC
jpoveda@udistrital.edu.co
1. Diseñar un amplificador con el transistor PN 918, a una frecuencia de 60
Mhz
2. Con el mismo transistor anterior diseñe un amplificador a 250 Mhz
3. Con el transistor 2N4416, diseñe un amplificador a 400 Mhz con una
ganancia arbitraria de 9 dBs
4. El 2N6679 es un transistor para polarizar con VCE=15V; IC=25mA , diseñe
Amplificadores de pequeña señal – Ejercicios
4. El 2N6679 es un transistor para polarizar con VCE=15V; IC=25mA , diseñe
un amplificador a 1 Ghz
5. Se requiere un amplificador para una estación base GSM que tenga una
ganancia de 23 dBs.
6. Diseñe un amplificador de potencia para WI-FI con el transistor
MRFG35010R1 con máxima ganancia disponible si es posible.
7. Simular dos modelos de amplificadores antes diseñados en AWR. (debe
incluir una simulación de los dos últimos, obligatorio).
jpoveda@udistrital.edu.co 3 Redes de amplificación RF
top related