Ampl Amplif ific icad ador ores es de de pequ pequeñ eñaa seña señall RF y FI - Mono Monogr graf afia ias. s.co com m
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Ampl Am plif ific icad ador ores es de peq peque ueña ña se seña ñall RF y FI Enviado por Gerard Moisés García
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1. Amplificadores 2. Amplificadores RF 3. Modelo Híbrido pi para el transistor para RF 4. Impedancia de Entrada y Salida de un Amplificador RF 5. Características de la Realimentación 6. Neutralización 7. ar!metros S o Scatterin" 8. Interpretación de las Especificaciones de un transistor RF 9. Aplicaciones de Amplificadores de RF y FI 1. Conclusiones 11. #iblio"rafía
Amplificadores Amplificad ores !" amplificador es u" disposi#i$o que es capa% de aume"#ar la ampli#ud de u" fe"&me"o' como se (a $is#o es#os disposi#i$os y muc(os o#ros suele" prese"#ar capaci#a"cias parasi#as a al#as frecue"cias y muc(os o#ros fe"&me"os que o)li*a" a que el amplificador "o sea es#a)le o que la ampli#ud "o sea muy )ue"a. +" el #ra)a,o e" #ra)a,o e" comu"icacio"es comu"icacio"es a"-lo*as a"-lo*as es com" diseñar disposi#i$os que opera" a al#as frecue"cias como la radiofrecue"cia.
Amplificadores Amplificad ores RF /os amplificadores de RF so" se"cillame"#e disposi#i$os e" los que se #ie"e" e" cue"#a par-me#ros que i"creme"#a" proporcio"alme"#e co" la frecue"cia y que i"fluye" e" la respues#a del mismo co" el #iempo #iempo'' es#os disposi#i$os so" impor#a"#es para poder poder a"ali%ar a"ali%ar fe"&me"os y u#ili%arlos a m-s *ra"de escala escala.. +s#os amplificadores por lo *e"eral so" proyec#ados proyec#ados co" #ra"sis#ores #ra"sis#ores F+0 F+0 como su compo"e"#e ac#i$o' los #ra"sis#ores 0 puede" ser usados' pero se prefiere" los F+0 por su al#a impeda"cia de e"#rada' lo que me,ora muc(o la se"si)ilidad del circui#o./os amplificadores de poder de RF so" las l#imas e#apas ac#i$as a"#es de la a"#e"a de #ra"smisi&". umi"is#ra" #oda la amplificaci&" de po#e"cia po#e"cia "ecesaria "ecesaria para radiar la señal de RF al espacio. Funciones de los amplificadores RF$ +l amplificador de radiofrecue"cia' cumple dos fu"cio"es fu"cio"es 1. +le$ar el "i$el de la por#adora *e"erada por el oscilador. 2. er$ir como amplificador separador para ase*urar que el oscilador "o es afec#ado por $ariacio"es de #e"si&" o impeda"cia e" las e#apas de po#e"cia. +is#e" e#apas amplificadoras de RF' es#as e#apas de u" #ra"sis#or #ra"sis#or amplifica" amplifica" la señal de RF a u" "i$el suficie"#eme"#e ele$ado para operar la a"#e"a. /as e#apas m-s comu"es amplificadoras so" dos #ipos /os amplificadores de $ol#a,e y los amplificadores de poder. /os amplificadores de $ol#a,e precede" a los amplificadores de poder y *e"eralme"#e sir$e" para u" do)le prop&si#o Asla" o amor#i*ua" la fue"#e d e RF del amplificador de poder para impedir que el l #imo car*ue al primero. umi"is#ra" u"a amplificaci&" de $ol#a,e para operar el amplificador de poder. e"eralme"#e los amplificadores de $ol#a,e opera" como amplificadores de clase clase A A de)ido a que la li"earidad es u" fac#or impor#a"#e e" el prop&si#o para el que sir$e". Características de un amplificador RF +s#os amplificadores de RF so" de al#a *a"a"cia' )a,o ruido ruido y y si"#o"i%ado' que' cua"do se usa"' es la primera e#apa ac#i$a que e"cue"#ra la señal reci)ida. /os o),e#i$os o),e#i$os primarios primarios de u"a e#apa de RF so" selec#i$idad' amplificaci&" y se"si)ilidad' sie"do es#as mismas sus carac#ers#icas Amplificación% la señal que lle*a a la a"#e"a por lo *e"eral es muy )a,a' para es#o' la amplificaci&" es "ecesaria' es#e amplificador de)e #e"er Amplificación% la carac#ers#icas muy )a,as de ruido y de)e es#ar si"#o"i%ado para acep#ar solo las frecue"cias de la por#adora y la de las )a"das la#erales' para elimi"ar las i"#erfere"cias de o#ras es#acio"es y para mi"imi%ar el ruido de e"#rada. Selecti&idad% +s#e par-me#ro mide la capacidad de u" recep#or e" difere"ciar e"#re las señales Selecti&idad% +s#e señales deseadas deseadas y las o#ras' e"#re acep#ar u"a de#ermi"ada )a"da de frecue"cias y rec(a%ar o#ras. or e,emplo e" A: a cada es#aci&" se le asi*"a u" a"c(o de )a"da de 1;<%. ara que u" recep#or seleccio"e solo aquellas frecue"cias asi*"adas a u" solo ca"al' de)e limi#ar su a"c(o de )a"da a 1;<%. i el a"c(o de )a"da es mayor o me"or a 1;<% las $a a rec(a%ar. Forma de descri)ir la selec#i$idad. !"a forma frecue"#e es especificar el a"c(o de )a"da del recep#or e" los pu"#os de a#e"uaci&" de =3d) y de =6d)./a relaci&" de esos dos a"c(os de )a"da se llama fac#or de forma' y se defi"e co" la si*uie"#e ecuaci&" >?=6d)?=3d) e" el caso ideal' el a"c(o de )a"da e" los pu"#os de =3d) y de =6d) ser ia i*ual' y el fac#or de forma se ria 1. /os fac#ores de forma "ormales forma "ormales $aria" e"#re $alores e"#re $alores cerca"os cerca"os a 1 y 2. Sensibilidad% /a se"si)ilidad de u" recep#or es el "i$el m"imo de la señal de RF que se puede de#ec#ar a la e"#rada del recep#or y producir u"a señal Sensibilidad% /a #il de i"formaci&" i"formaci&".+l .+l ra"*o de se"si)ilidad de u" recep#or $ara desde los mili$ol#s para recep#ores de )a,o cos#o cos#o (as#a (as#a la re*i&" de los "a"o$ol#s para u"idades muy sofis#icadas.+" *e"eral se usa la relaci&" de señal a ruido y la po#e"cia de la señal a la salida del audio' para de#ermi"ar lacalidad lacalidad de de u"a señal reci)ida y de#ermi"ar si es #il. ara recep#ores "ormales' se co"sidera como #il u"a relaci&" de señal a ruido de 1d) o mas' co" @ ?27dm de po#e"cia a la salida de la secci&" de audio. +" defi"i#i$a las carac#ers#icas de u" amplificador RF ese"cialme"#e se puede decir que so" a,o ruido. a"a"cia de moderada a al#a. a,a dis#orsi&" por i"#ermodulaci&" y arm&"ica ?#e"er operaci&" li"eal. elec#i$idad moderada. Al#a relaci&" de rec(a%o de fre cue"cia ima*e" ima*e".. artes de un amplificador RF$ uerto de entrada y salida% es#os salida% es#os so" la impeda"cia de e"#rada' que es la impeda"cia del *e"erador' la cual #ie"e u" $alor u" $alor #pico #pico de Bs>5CD y la impeda"cia de salida' que es represe"#ada por la impeda"cia de la car*a' e" la cual #am)iE" se u#ili%a u" $alor de B/>5C. Redes de adaptación% es#as adaptación% es#as redes redes se se e"car*a" de co"$er#ir ?adap#ar u"a impeda"cia especifica a o#ra y por lo *e"eral so" si" pErdidas' es decir' "o #ie"e eleme"#os disipa#i$os. +" el caso de la red red de de adap#aci&" de salida ?C:' por sus si*las e" i"*les se co"$ier#e u"a impeda"cia que se o)ser$a e" la salida del #ra"sis#or a la impeda"cia de la car*a. +" los amplificadores de ml#iples e#apas eis#e" redes de adap#aci&" de i"#ere#apa las cuales adap#a" la salida co" la e"#rada de los #ra"sis#ores. 'ransistor% /os amplificadores li"eales ?pequeña señal u#ili%a" u" #ra"sis#or opera"do e" modo li"eal ?modo ac#i$o para 0' sa#uraci&" para 'ransistor% /os F+0' a )a,as frecue"cias se u#ili%a el modelo modelo de de pequeña señal' pero e" frecue"cias de RF y microo"das microo"das aparece" aparece" eleme"#os par-si#os que (ace" m-s comple,o el a"-lisis a"-lisis co" co" es#e modelo' por es#a ra%&" se u#ili%a" los par-me#ros del #ra"sis#or que permi#e" u" a"-lisis m-s simple y eac#o. Red de polarización% se polarización% se e"car*a de ma"#e"er fi,o el pu"#o de operaci&" e" GH del #ra"sis#or. /a red de polari%aci&" puede ser ac#i$a o pasi$a' es impor#a"#e me"cio"ar que los par-me#ros del #ra"sis#or es#-" e" fu"ci&" fu"ci&" del del pu"#o de operaci&" e" GH' y por lo #a"#o' los par-me#ros so" $alidos solame"#e para las co"di cio"es de polari%aci&" e" los cu ales fuero" medidos. +s por es#a ra %&" que la red de polari%aci&" de)e ma"#e"er fi,o el pu"#o de operaci&" e" GH. 'ipos de amplificadores RF
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Amplificadores de pequeña señal RF y FI - Monografias.com
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/os amplificadores si"#o"i%ados co"#ie"e" circui#os reso"a"#es e" el circui#o de e"#rada o salida' o e" am)os. e usa" para amplificar señales de )a"da es#rec(a ?es decir señales cuyas compo"e"#e per#e"ece" a u"a es#rec(a )a"da de frecue"cias' mie"#ras que rec(a%a" las señales de las )a"das de frecue"cia adyace"#es.or e,emplo los recep#ores de radio y #ele$isi&" u#ili%a" amplificadores si"#o"i%ados para seleccio"ar u"a señal de e"#re $arias que lle*a" al recep#or a #ra$Es de la a"#e"a.+" la ima*e" se mues#ra u" amplificador si"#o"i%ado y el circui#o equi$ale"#e e" pequeña señal.
ermi#e" o)#e"er u"a *a"a"cia co"s#a"#e e" )a"das *ra"des ?u"a oc#a$a ermi#e" adap#aci&" de impeda"cias e" )a"da a"c(a. /a realime"#aci&" puede ser disipa#i$a.=Gis#ri)uidos e compor#a" como u"a l"ea de #ra"smisi&" ac#i$a Ho"si*ue" )a"das de #ra)a,o muy *ra"des ?m-s de u"a dEcada 0ie"e" poca *a"a"cia
+l amplificador de po#e"cia ?A es la l#ima e#apa del emisor. 0ie"e la misi&" de amplificar la po#e"cia de la señal ?"o "ecesariame"#e la #e"si&" y #ra"smi#irla a la a"#e"a co" la m-ima eficie"cia. +" eso se parece" a los amplificadores de )a,a frecue"cia' pero aqu la dis#orsi&" o fal#a de li"ealidad puede "o ser impor#a"#e. o#e"cia de salida' so J2 a J3 dm. +ficie"cia' K 3L a 6L. a"a"cia' 2 a 3 d. Gis#orsi&"' I:R M3 d ?N.Ho"#rol de po#e"cia C M CFF.
Modelo Híbrido pi para el transistor para RF :odela el compor#amie"#o del #ra"sis#or e" la )a"da de al#as frecue"cias. e o)#ie"e al a*re*ar al modelo co" par-me#ros ()ridos simplificado del #ra"sis#or' u"a capaci#a"cia de difusi&"' u"a Hapaci#a"cia de u"i&" y u" resis#or. +l modelo se puede comple#ar para co"siderar efec#os par-si#os adicio"ales' por e,emplo' las i"duc#a"cias e" las #ermi"ales. O represe"#a )ase Oefec#i$aO y represe"#a la )ase e" la #ermi"alO. Modelo de pequeña señal y alta frecuencia pi-hí brido de un transistor bipolar (simplificado) para funcionamiento en alta frecuencia:
uede co"siderarse' e" u"a primera aproimaci&"' que las compo"e"#es del modelo so" i"depe"die"#es de frecue"cia y depe"die"#es del pu"#o de polari%aci&" del #ra"sis#or.
eterminaci!n de los par"metros del circuito equi #alente:
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$mpedancia de %ntrada y &alida de un Amplificador RF +s#as so" u"a de las carac#ers#icas impor#a"#es de los amplificadores.
+" el amplificador de colec#or com" la impeda"cia de e"#rada es e#remadame"#e ele$ada' mie"#ras que la impeda"cia de salida del mismo es muy )a,a' e" el orde" de u"as dece"as de o(mios. or es#a r a%&"' es#e amplificador posee u" *ra " campo de aplicacio"es como a dap#ador de impeda"cias' a $eces #am)iE" se le co"oce como a mplificador de aislamie"#o. +s#e amplificador es ideal e" aquellas aplicacio"es e" las que el *e"erador de señales posee u"a impeda"cia carac#ers#ica muy al#a' ya que su impeda"cia de e"#rada represe"#a u"a car*a muy le$e para es#e. +" es#as circu"s#a"cias' la corrie"#e que de)e ceder el *e"erador es muy pequeña' co" lo que es#e se $e aislado de la car*a que supo"dra el res#o del circui#o. or ul#imo i"dicar que' al poseer es#e amplificador u"a *a"a"cia cerca"a a la u"ida' (a)r- que u#ili%arlo e" com)i"aci&" co" los amplificadores de emisor com" para co"se*uir los efec#os de amplificaci&" deseados' #al como se mues#ra e" el e,emplo Hom)i"aci&" de u" amplificador de colec#or com" de *ra" impeda"cia de e"#rada co" u"o de emisor com" de *ra" *a"a"cia. /a impeda"cia de e"#rada de u" amplificador de )ase com" es muy )a,a' del orde" de dec e"as de o(mios' es#o lo (ace muy #il pa ra las e#apas de amplificaci &" e" las que eis#e" *e"era dores de )a,a impeda"cia . i" em)ar*o la impeda"cia de salida es muy ele$ada.
'aracterísticas de la Realimentaci!n /a realime"#aci&" e" amplificadores se emplea para modificar sus carac#ers#icas de fu"cio"amie"#o' u"a par#e de la señal de salida se aplica a la e"#rada y e" la mayora de los casos se res#a de la señal de e"#rada. +s#o se de"omi"a realime"#aci&" "e*a#i$a o de*e"era#i$a' si" em)ar*o se puede sumar a la señal de e"#rada' e" cuyo caso la realime"#aci&" se de"omi"a posi#i$a o re*e"era#i$a. /a realime"#aci&" "e*a#i$a es#a)ili%a la *a"a"cia del amplificador' aume"#a el a"c(o de )a"da y reduce el ruido de dis#orsi&"' y la realime"#aci&" posi#i$a #ie"e ,us#ame"#e el efec#o co"#rario. o o)s#a"#e se emplea rarame"#e e" amplificadores us-"dose pri"cipalme"#e e" osciladores. /a realime"#aci&" #am)iE" afec#a a las impeda"cias de e"#rada y salida de los amplificadores la forma e" que cam)ia" es#os depe"de del #ipo de realime"#aci&". /a realime"#aci&" se puede aplicar e" pequeña o e" *ra" escala y aparece #a"#o e" sis#emas a"al&*icos como e" di*i#ales. /a re#roalime"#aci&" permi#e que cier#as carac#ers#icas de los circui#os como *a"a"cia' impeda"cia de e"#rada' impeda"cia de salida y a"c(o de )a"da se co"#role" co" precisi&" y al mismo #iempo se co"si*ue que es#os par-me#ros sea" i"se"si)les a $ariacio"es e" los par-me#ros i"di$iduales de los #ra"sis#ores. +s#os l#imos puede"
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(tras características de la retroalimentación /os ras*os m-s impor#a"#es que la prese"cia de re#roalime"#aci&" impar#e a u" sis#ema so" Aume"#o de la eac#i#ud. or e, emplo' la (a)ilidad para rep roducir la e"#rada fielme"#e. Reducci&" de la se"si)ilidad de la salida' correspo"die"#e a u"a de#ermi"ada e"#rada' a"#e $ariacio"es e" las carac#ers#icas del sis#ema. +fec#os reducidos de la "o li"ealidad y de la dis#orsi&". Aume"#o del i"#er$alo de frecu e"cias ?de la e"#rada e" el cu al el sis#ema respo"de sa #isfac#oriame"#e ?aume"#o del a"c(o de )a"da. 0e "de"cia a la oscilaci&" o a la i"es#a)ilidad. e"eralme"#e si es re#roalime"#aci&" posi#i$a
eutraliaci!n /a "eu#rali%aci&" se lo*ra al re#roalime"#ar deli)eradame"#e u"a porci&" de la señal de salida a la e"#rada' de u"a ma"era #al que #e"*a la misma ampli#ud que la re#roalime"#aci&" "o deseada pero co" fase opues#a. ues#o que las capaci#a"cias de disposi#i$o $ara" de u" compo"e"#e a o#ro' es "ecesario u" a,us#e cuidadoso. A co"#i"uaci&" mos#raremos u" #ipo de "eu#rali%aci&" do"de es#e amplificad or #ie"e u"a #e"de"cia a oscila r de)ido a la re#roalime"#aci&" a #ra$E s de la capaci#a"cia )ase=colec#or del #ra"sis#or. +l mE#odo u#ili%ado para pro$eer re#roalime"#aci&" para la "eu#rali%aci&" es reorde"ar el primario del #ra"sformador de salida para que el ce"#ro es#E co"ec#ado a Pcc. /a fue"#e de alime"#aci&" es#a por su pues#o al po#e"cial de #ierra para ac ?e" par#icular' cua"do se u#ili%a la red de desacoplamie"#o que co"sis#e e" Rp y Hp. +l #ra"sis#or au" es#- co"ec#ado a #ra$Es de solo u"a par#e del #ra"sformador de salida para reducir su efec#o de car*a y "o (ay difere"cia por lo que respec#a a la operaci&" del circui#o.
/a ra%&" para reorde"ar las co"eio"es del #ra"sformador es que a(ora los e#remos superior e i"ferior del de$a"ado #ie"e" polaridades opues#as co" respec#o a la #ierra para la señal AH. +s posi)le que las #e"sio"es sea" i*uales e" ma*"i#ud o "o' "o es "ecesario que el #ra"sformador #e"*a u"a deri$aci&" e" el ce"#ro. /a capaci#a"cia i"#er"a H alime"#a u"a señal desde el e#remo superior de la )o)i"a pu"#o A a la )ase del #ra"sis#or. !" capaci#or $aria)le pequeño H" se a,us#a para elimi"ar u"a señal de i*ual ma*"i#ud pero co" polaridad opues#a desde el e#remo i"ferior de la )o)i"a' pu"#o a la )ase. Hua"do H" se a,us#a de ma"era correc#a' se ca"cela las señales y el amplificador perma"ece es#a)le.
*ar"metros & o &catterin+ e u#ili%a" para descri)ir el compor#amie"#o elEc#rico de redes elEc#ricas li"eales cua"do se some#e" a $arios es#mulos de rE*ime" perma"e"#e por pequeñas señales. o" miem)ros de u"a familia de par-me#ros similares usados e" i"*e"iera elec#r&"ica' sie"do o#ros e,emplos ar-me#ros=Q' ar-me#ros=B' ar-me#ros=<' ar-me#ros=0. A pesar de ser ap lica)les a cualquier frecue" cia' los par-me#ros= so" usados pri "cipalme"#e para redes que ope ra" e" radiofrecue"cia ?RF y frecue"cias de microo"das' ya que represe"#a" par-me#ros que so" de u#ilidad par#icular e" RF. +" *e"eral' para redes pr-c#icas los par-me#ros= cam)ia" co" la frecue"cia a la que se mide"' ra%&" por la cual Es#a de)e especificarse para cualquier medici&" de par-me#ros=' ,u"#o co" la impeda"cia carac#ers#ica o la impeda"cia del sis#ema. /os par-me#ros= se represe"#a" e" u"a ma#ri% y por lo #a"#o o)edece" las re*las del -l*e)ra de ma#rices. :uc(as propiedades elEc#ricas #iles de las redes o de compo"e"#es puede" epresarse por medio de los par-me#ros=' como por e,emplo la *a"a"cia' pErdida por re#or"o' relaci&" de o"da es#acio"aria de #e"si&" ?RC+P' coeficie"#e de reflei&" y es#a)ilidad de amplificaci&". +l #Ermi"o dispersi&" ?del i"*lEs' sca##eri"* es pro)a)leme"#e m-s com" e" i"*e"iera &p#ica que e" i"*e"iera de RF' pues se refiere al efec#o que se o)ser$a cua"do u"a o"da elec#roma*"E#ica pla"a i"cide so)re u"a o)s#rucci&" o a#ra$iesa medios dielEc#ricos dis#i"#os. +" el co"#e#o de los par-me#ros=' dispersi&" se refiere a la forma e" que las corrie"#es y #e"sio"es que se despla%a" e" u"a l"ea de #ra"smisi&" so" afec#adas cua"do se e"cue"#ra" co" u"a disco"#i"uidad de)ida por la i"#roducci&" de u"a red e" u"a l"ea de #ra"smisi&". +s#o equi$ale a la o"da e"co"#r-"dose co" u"a impeda"cia difere"#e de la impeda"cia carac#ers#ica de la l"ea. ar!metros ) del transistor e puede u#ili%ar el #eorema de las co"s#a"#es de #iempo para es#imar la frecue"cia de cor#e de u" amplificador a #ra"sis#ores. ero precisame"#e por ser u" modelo circui#al co" par-me#ros co"ce"#rados' "o permi#e u"a represe"#aci&" demasiado eac#a del compor#amie"#o de u" disposi#i$o de "a#urale%a dis#ri)uida como el #ra"sis#or' especialme"#e e" la re*i&" de las al#as frecue"cias. i a lo a"#erior se a*re*a la dificul#ad para medir los par-me#ros del modelo e" forma direc#a' se co"cluye que el modelo p pierde u#ilidad e" al#a frecue"cia ?por e"cima de f). /os modelos cuadripolares' e" cam)io' por "o es#ar a#ados a u"a represe"#aci&" circui#al co" eleme"#os es#-"dar' y porque los cua#ro par-me#ros que carac#eri%a" u"$ocame"#e su compor#amie"#o so" rela#i$ame"#e f-ciles de medir co" eac#i#ud' "o prese"#a" es#os i"co"$e"ie"#es. 0al como se señal& para el caso del modelo (' los par-me#ros medidos depe"de" de las co"dicio"es de operaci&" como el pu"#o de polari%aci&"' la #empera#ura' y especialme"#e la frecue"cia. A primera $is#a es#o parece co"s#i#uir u" i"co"$e"ie"#e ya que sera "ecesario especificar los par-me#ros e" "umerosas co"dicio"es para carac#eri%ar el fu"cio"amie"#o del #ra"sis#or e" forma m-s o me"os comple#a. i" em)ar*o' e" *e"eral las aplicacio"es de al#a frecue"cia suele" ser de )a"da a"*os#a y e" frecue"cias )as#a"#e defi"idas' ra%&" por la cual )as#ara especificar los par-me#ros de los #ra"sis#ores e" dic(as frecue"cias ?por e,emplo' a la frecue"cia i"#ermedia de 0P. Ge (ec(o' la mayora de los #ra"sis#ores de al#a frecue"cia se fa)rica" para aplicacio"es especficas' y por lo #a"#o co" ra"*os de frecue"cia es#a)lecidos' y los par-me#ros se da" para esas frecue"cias. Ge los seis posi)les ,ue*os de par-me#ros cuadripolares' el que resul#a m-s c&modo de medir e" al#a frecue"cia es el ,ue*o de par-me#ros y ?admi#a"cia' que da ori*e" al modelo pseudocircui#al.
$nterpretaci!n de las %specificaciones de un transistor RF ara ase*urar la co"fia)ilidad de u" amplificador de RF' se de)e pres#ar suma a#e"ci&" a las especificacio"es del #ra"sis#or a u#ili%ar' #ales como $ol#a,es y corrie"#es m-imos de as e ?Hompuer#a y Hole#or ?Gre"ador' #empera#ura d e u"i&" m-ima y co"dicio"es d e operaci&" que co"du%ca" a la rup#ur a secu"daria e" los 0Os o F+0Ss. /as especificacio"es de corrie"#e y pico de $ol#a,e es e$ide"#e' se de)e o)ser$ar co" #odo cuidado de que ma"era la especificaci&" dada se relacio"a co" o#ras co"dicio"es de circui#o' como polari%aci&" de )ase. /a rup#ura secu"daria se ori*i"a por el $alor ecesi$o del produc#o i"s#a"#-"eo de $ol#a,e y corrie"#e del colec#or da"do lu*ar a u" i"co"#rolado cale"#amie"#o e" las u"io"es del #ra"sis#or que puede" producir su daño. ara "o lle*ar a ese dese"lace' los fa)rica"#es de #ra"sis#ores' ofrece" al usuario u" ma"ual ?da#as(ee# do"de ofrece" los $alores mi"imos' #picos y m-imos de es#os disposi#i$os. A co"#i"uaci&" prese"#amos el d a#as(ee# de u" #ra"sis#or de RF do"de se i"dica" cier#as especificaci o"es co" sus $alores +0AI/IGAG G+ Amplificadores de RF y FI !" sis#ema es +s#a)le !" sis#ema se dice que es es#a)le si cua"do se lo separa de sues#ado de reposo por u"a acci&" de cor#a duraci&"' despuEs de u" #iempo re#or"a a dic(o es#ado de reposo y perma"ece e" El e" pocas pala)ras cua"do dic(o circui#o es li)rede oscilacio"es i"desea)les' cua"do es#e circui#o es some#ido a u"a e"#rada 0e"emos #res ma"eras de *ara"#i%ar la es#a)ilidad de es#os amplificadores de RF 1 uscar u" pu"#o de polari%aci&" e" la %o"a ac#i$a de #ra"sis#or de RF. 2 Realime"#aci&" !"ila#erali%ar o "eu#rali%ar el #ra"sis#or. 3 +le*ir u"a com)i"aci&" de admi#a"cias de fue"#e y car*a que pro$ea" es#a)ilidad ?Acople e"#re la e"#rada=fue"#e y salida M car*a. *+ Homo los par-me#ros Q ?y los del #ra"sis#or so" depe"die"#es de la polari%aci&"' cam)ios e" Es#a ocasio"ar-" u" fu"cio"amie"#o dis#i"#o del #ra"sis#or e" RF. Ge es#a forma se puede co"se*uir f-cilme"#e la es#a)ilidad. e de)e ser cuidadoso recorda"do que cam)ios e" la #empera#ura puede" afec#ar la polari%aci&".
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/a u"ila#erali%aci&" co"sis#e e" el empleo de u"a red e#er"a de realime"#aci&" Qf para opo"erse a yr. Qf >=yr. As la admi#a"cia de #ra"sfere"cia= re$ersa yrc se (ace cero. +" *e"eral se u#ili%a para co"$er#ir u" #ra"sis#or po#e"cialme"#e i"es#a)le e" es#a)le i"co"dicio"alme"#e. ero #am)iE" puede ser )uscado por o#ros aspec#os i"#eresa"#es como la aislaci&" e"#re la e"#rada y la salida.
Peamos circui#os de "eu#ra li%aci&" Fi*ura 1. Hircui#os de "eu#rali%aci&".
,+ ro$ie"e del (ec(o que el fac#or de #er" es depe"die"#e de y / y (aciE"dolas los suficie"#eme"#e *ra"des se co"si*ue u" circui#o es#a)le m-s all- del *rado de i"es#a)ilidad po#e"cial del #ra"sis#or. ara co"se*uir u" circui#o es#a)le co" u" #ra"sis#or po#e"cialme"#e i"es#a)le podemos (acer el si*uie"#e proceso. e seleccio"a u" $alor para el fac#or de es#a)ilidad ;. odemos ele*ir
CRI'ERI( -E .IN/I..E 0C+ +s u" fac#or creado por o(" . /i"$ill. +s#e de#ermi"a la es#a)ilidad de u" #ra"sis#or ?eleme"#o ac#i$o cua"do por e,emplo e" el peor de los casos am)os puer#os es#-" e" circui#o a)ier#o ?Q ==T Q /==T' de es#e modo se pre$ie"e" que ocurra" oscilacio"es e" u" sis#ema de amplificaci&" e" RF.+l fac#or de es#a)ilidad de /i"$ill $ie"e dado por
Go"de' UU> la ma*"i#ud del produc#o e"#re corc(e#es yr > admi#a"cia de #ra"sfere "cia re$ersa' yf > admi#a"cia de #ra"sfere"ci a direc#a' *1 > co"duc#a"cia de e"#rada' * > co"duc#a"cia de salida Re > la par#e real del produc#o e"#re parE"#esis /a #eora "os dice que cua"do HV1' el #ra"sis#or es i"co"dicio"alme"#e es#a)le ?i"depe"die"#eme"#e de las admi#a"cias de fue"#e y car*a' de ma"era que cua"do ocurre de forma co"#raria y HW1 el #ra"sis#or es po#e"cialme"#e i"es#a)le ?para de#ermi"ados $alores de las admi#a"cias de fue"#e y car*a. Ha)e des#acar que e" la medida e" que el $alor de H sea m-s pequeño' es decir muc(o me"or que 1' se co"sidera me,or ya que si H es me"or pero cerca"o a 1' al*" cam)io e" la polari%aci&" GH ?que puede" a#ri)uirse a cam)ios de #empera#ura u o#ros fac#ores puede causar que la es#a)ilidad del #ra"sis#or pase a ser mayor que 1 y co"$er#irse e" u" #ra"sis#or po#e"cialme"#e i"es#a)le. CRI'ERI( -E S'ERN 01+ +l cri#erio de #er" fue sur*i& por la "ecesidad de (allar la es#a)ilidad de u" #ra"sis#or pero de u"a forma que se adap#ara m-s a la si#uaci&" de u" amplificador real. +s#e fac#or de es#a)ilidad ; #oma e" cue"#a admi#a"cias fi"i#as e" la fue"#e y e" la car*a ya que es#o #ie"de a me,orar la es#a)ilidad. +s#e fac#or $ie"e dado por
Go"de' > /a co"duc#a"cia de la fue"#e / > /a co"duc#a"cia de la car*a +s impor#a"#e des#acar que cua"#o mayor sea los fac#ores y / mayor ser- la es#a)ilidad au"que es#o dismi"uye la *a"a"cia.
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+l cri#erio de es#a)ilidad de Rolle# o #am)iE" co"ocido como Rolle# Fac#or es a"-lo*o del cri#erio de es#a)ilidad de #er" que u#ili%a par-me#ros Q' Rolle# u#ili%a par-me#ros . +s#e se u#ili%a para compro)ar la es#a)ilidad i"co"dicio"al de u" #ra"sis#or' de ma"era que "os dice que u" #ra"sis#or es i"co"dicio"alme"#e es#a)le si se cumple" las si*uie"#es dos co"dicio"es
2ANANCIA EN ('ENCIA Ge ma"era *e"eral' la *a"a"cia e" po#e"cia de u" amplificador puede de#ermi"arse al di$idir la o#e"cia de alida e"#re la o#e"cia de +"#rada' como la si*uie"#e formula lo mues#ra
Asimismo' se i"#roduce o#ro #Ermi"o co" respec#o a *a"a"cia' es #e es la AAHIA :AXI:A GICI/+ ?:A por sus si*las e" i"*les. +s#a a"a"cia :-ima Gispo"i)le se (alla para amplificadores co" diseños de par-me#ros Q y D represe"#a el m-imo de *a"a"cia de po#e"cia posi)le para u" #ra"sis#or y se da e" co"dicio"es op#imas' de acople y cua"do de#ermi"ado fac#or por e,emplo e" los par-me#ros Q' #al como Qr es i*ual a .
Aplicaciones de Amplificadores de RF y F$ +s#os #ipos de amplificadores se e"cue"#ra" e" i""umera)les de aplicacio"es e" el sec#or de las comu"icacio"es u" e,emplo de ello es el si*uie"#e +" u" sis#ema de comu"icacio"es e"#re dos pu"#os' a #ra$Es de dos a"#e"as ?u"a emisora y o#ra recep#ora se le puede e"co"#rar a es#os amplificadores e" los modulos de las e#apas a"#ecesoras e" el caso de la a"#e"a de #ra"smisi&"' y e" modulos de las e#apas predecesoras e" el caso de la recepci&" a #ra$Es de la a"#e"a recep#ora de la señal #ra"smi#ida e"#re los dos pu"#os A y como se mues#ra e" el dia*rama e" )loques a co"#i"uaci&"
+" o#ro #ipo de aplicaci&" e" do"de a es#os #ipos de amplificadores se les puede $er es e" #odos los recep#ores moder"os de radio y #ele$isi&"' los cuales es#-" co"formados por u" Recep#or uper(e#erodi"o' el cual es u" recep#or de o"das de radio que u#ili%a u" proceso de me%cla de frecue"cias o (e#erodi"aci&" para co"$er#ir la señal reci)ida e" u"a frecue"cia i"#ermedia fi,a' que puede ser m-s co"$e"ie"#eme"#e ela)orada ?fil#rada y amplificada que la frecue"cia de radio de la por#adora ori*i"al.
+" el recep#or super(e#erodi"o el filtro3 amplificador de rf ?radiofrecue"cia aisla la señal que deseamos reci)ir del res#o de las señales que lle*a" a la a"#e"a. +s#e fil#ro pasa)a"das es *e"Erico' por lo que #ie"e poca selec#i$idad e" frecue"cia. +l mezclador recorre el espec#ro e" frecue"cia de la señal fil#rada' ce"#r-"dolo alrededor de la Ofrecuencia intermediaO ?fi". ara despla%ar el espec#ro' el me%clador u#ili%a la compo"e"#e de co"$ersi&" asce"de"#e o desce"de"#e' se*" co"$e"*a. +l filtro de frecuencia intermedia aisla perfec#ame"#e la señal a demodular' ya que es u" fil#ro de al#a selec#i$idad e" frecue"cia. +l detector demodula la señal de frecue"cia i"#ermedia ?es decir' recupera el espec#ro de la señal ori*i"al y elamplificador le da a la señal de salida la *a"a"cia que "ecesi#a.
'onclusiones +l amplificador de RF 0ra)a,a e" al#as frecue"cias' y *e"eralme"#e suele es#ar si"#o"i%ado' por lo que #ra)a,a a u"as frecue"cias de#ermi"adas por u" ra"*o. +is#e" e#apas amplificadoras de RF' es#as e#apas de u" #ra"sis#or amplifica" la señal de RF a u" "i$el suficie"#eme"#e ele$ado para operar la a"#e"a. +l acoplamie"#o e"#re amplificadores de RF apro$ec(a las carac#ers#icas de los circui#os reso"a"#es paralelos para adap#ar las impeda"cias. /os #ra"sis#ores RF so" de reducida dime"sio"es' ya que #ra)a,a" co" señales dE)iles y de al#a frecue"cia. 0ra"sis#or de efec#o de campo apro$ec(a las $e"#a,as del #ra"sis#or )ipolar adem-s de rempla%ar la )a,a impeda"cia por la al#a impeda"cia de e"#rada. /a realime"#aci&" es el proceso por el cual i"#roducir la señal de salida de u" amplificadora su e"#rada' co" el fi" de reducir el ruido y e$i#ar las so)re amplificaci&". +is#e" 2 #ipos de realime"#aci&" posi#i$a y "e*a#i$a. Hua"do es posi#i$a' la señal de salida coi"cide e" fase co" la señal de e"#rada' co" lo cual aume"#a la amplificaci&" al aume"#ar la señal de e"#rada ?e" ampli#ud. /a reamplificaci&" "e*a#i$a' las señal de salida es#- e" oposici&" de fase co" la de e"#rada' co" lo cual la señal de e"#rad dismi"uye para reducir el ruido y la dis#orsi&". +" la realime"#aci&"' siempre la señal realime"#ada de)e ser i"ferior a la señal de salida para "o producir u" efec#o "e*a#i$o. /a fu"ci&" de u" amplificador de FI' co"sis#e e" amplificar la frecue"cia i"#ermedia producida e" las e#apas del me%clador o del co"$er#idor. Adem-s el amplificador de FI proporcio"a la selec#i$idad "ecesaria e" las frecue"cias del FI' para rec(a%ar las señales de RF' las del oscilador y la suma de las señales producidas por el )a#ido e"#re las señales de RF y del oscilador. !" amplificador de FI es seme,a"#e a u" amplificador RF' a ecepci&" de que las car*as de e"#rada y de salida so" circui#os si"#o"i%ados. Ho" muc(a frecue"cia se usa el acoplamie"#o de #ra"sformador e"#re el co"$er#idor ?o el me%clador se*" el caso' y el amplificador de FI' y e"#re el amplificador de FI y el de#ec#or. Ho" la frecue"cia i"#ermedia se o)#ie"e" me,ores resul#ado por que su frecue"cia es "ica y se e$i#a el uso de fil#ros co" frecue"cia $aria)le' cuyo a"c(o de )a"da cam)ia co" la frecue"cia de reso"a"cia. /os circui#os si"#o"i%ados del amplificador de FI se si"#o"i%a" eac#ame"#e a la frecue"cia i"#ermedia' co" "cleos de (ierro mo$i)les e" las )o)i"as. +sos "cleos $ara" la i"duc#a"cia que las )o)i"as de los #ra"sformadores. Resul#a muy i"#eresa"#e co"ocer la impeda"cia de e"#rada y salida de u" amplificador' so)re #odo' e" los casos e" los que se desea acoplar difere"#es e#apas e" serie. i "eu#rali%o u" amplificador' *ara"#i%o es#a)ilidad. +is#e" $arios cri#erios para es#a)ili%ar u" amplificador.
,iblio+rafía 'e4tos% I. is#emas de comu"icacio"es +lec#r&"icas M ay"e 0omasi. !"inas 5eb Consultadas%
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YYY.ui).es YYY.forosdeelec#ro"ica.com YYY.ayudaelec#ro"ica.com
Au#or Abra6am #lanco Astrid Ramírez Enderson uentes Maic7el Norie"a rofesor ess Zui"#ero. +"$iado por 2erard Mois8s2arcía
Rep)lica oli$aria"a de Pe"e%uela. :i"is#erio del oder opular para la Gefe"sa. !"i$ersidad acio"al +perime"#al oli#Ec"ica de la Fuer%a Armada ?!+FA. I"*. 0elecomu"icacio"es 1mo emes#re=ecci&" O1O. H-#edra +lec#r&"ica de las Homu"icacio"es. Haracas' 15 de e"ero de 213.
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