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La última Guía de Aplicación Para el Diseño de Amplificadores de RF

Los amplificadores de RF tienen una tarea esencial. Amplifican la señal de entrada para mejorar el ancho de banda, la cobertura y la eficiencia. Sin ellos, tendrá dificultades para manejar sus señales de RF.

Presentaremos los seis puntos más importantes a considerar al comenzar su proyecto de RF. Pero antes de eso, echaremos un vistazo a las aplicaciones comunes de los amplificadores de RF.

Así que sigamos adelante sin más retrasos!

 

Amplificador de radiofrecuencia

Alt - Amplificador de radiofrecuencia

 

Contents

1. Áreas de Aplicación del Diseño de Amplificadores de RF

 

Como dijimos, los amplificadores de RF tienen una amplia gama de aplicaciones. Puedes usarlos para internet móvil, comunicación por satélite, y comunicación militar e inalámbrica. Siempre que necesite ampliar sus frecuencias de radio, piense en un amplificador de RF.

Aquí están algunas de las aplicaciones más comunes.

 

1.1. Estaciones de base 4G DDF y DDT 

 

Definición

 

4G FDD (Dúplex por División de Frecuencia) es uno, y el otro es TDD (Dúplex por División de Tiempo). Estos son los dos estándares de la tecnología LTE 4G. Usamos la tecnología todos los días en nuestros móviles mientras accedemos a los servicios online.

 

Especificación de diseño

 

FDD utiliza un espectro apareado derivado de 3G; TDD utiliza un espectro no apareado de TD-SCDMA. Los amplificadores funcionan en múltiples modos y bandas para una mayor fiabilidad y amplificación.

El método DDF despliega dos frecuencias radioeléctricas portadoras diferentes para la transmisión y la recepción. Al ser un método full-duplex, ambas funciones pueden ocurrir al mismo tiempo. Los dos anchos de banda están separados por una frecuencia de desplazamiento (banda de guarda). En el método TDD, tanto la transmisión como la recepción se producen a través del mismo canal. TDD es más barato debido a la ausencia de un diplexor. Además, un usuario puede regular las velocidades de descarga y subida en TDD.

 

Caso de diseño

 

Para enviar y recibir señales al mismo tiempo para las estaciones de comunicación mejoradas. Los beneficios esperados incluyen una mejor conversación con mejores tiempos de emisión y visualización. Estos amplificadores hacen que la tecnología 4G sea más robusta con una fuerza de señal excepcional.

 

1.2 Estaciones Base 5G

 

Torre de la estación base Alt- 5G

Torre de la estación base Alt- 5G

 

Definición

 

Las estaciones base para el espectro de 5G las utilizan principalmente para la conectividad móvil. 5G es una red avanzada y de alta velocidad que se está haciendo popular en todo el mundo.

 

Especificaciones de diseño

 

Necesita miles de torres 5G y sistemas de antenas distribuidas. Los amplificadores funcionan con tecnologías de 5G como IoT/LTE-A/5G. También dependen de altos niveles de integración para mantener los costos bajos.

El espectro de ancho de banda de 5G consiste en frecuencias que van desde los 24 GHz hasta los 95 GHz. Ahora, hay dos rangos aquí. El rango de menos de 6 GHz (24GHz-39 GHz) y el espectro de banda milimétrica (30Hz-300Hz) son populares. Se utilizan para la transmisión de datos de alta velocidad, además de la tecnología MIMO.

 

Caso de diseño

 

Para facilitar la conectividad y la comunicación 5G. Las altas velocidades de descarga de 5G pueden tolerar latencias muy bajas. Los amplificadores mejoran el ancho de banda y proporcionan una gran eficiencia de potencia.

 

1.3. Repetidores inalámbricos

 

Refuerzo de señal del receptor RF inalámbrico

Título Alt - Refuerzo de señal del receptor RF inalámbrico

 

Definición

 

Los repetidores inalámbricos son extensores de alcance inalámbrico y funcionan para dispositivos como los enrutadores WiFi. Son excelentes para ampliar la cobertura de las señales inalámbricas.

 

Especificaciones de diseño

 

Viene con un receptor, un amplificador y un transmisor de señales para ampliar la cobertura. Muchos amplificadores pueden incluso potenciar las señales WiFi regenerando las señales. Sin embargo, un repetidor generalmente proporciona una salida de baja potencia. También los usa principalmente en ambientes estáticos o estacionarios.

Los repetidores y extensores aprovechan al máximo los amplificadores bidireccionales dúplex y semidúplex. Los amplificadores bidireccionales pueden transmitir y recibir señales de RF.

 

Caso de diseño

 

Amplía la cobertura de la red de señales inalámbricas como WiFi. Permite que las personas en una gran área obtengan las señales de RF. La regeneración de las señales también puede reducir problemas como el ruido en la señal. Por lo tanto, puede mejorar la calidad de la señal.

 

1.4. Sistemas de antenas distribuidas (DAS)

 

DAS

Alt- DAS

 

Definición

 

El DAS es una red de nodos de antenas. Los nodos separados espacialmente se conectan a un terminal común. El medio del terminal proporciona servicios inalámbricos en una zona geográfica determinada.

 

Especificaciones de diseño

 

El DAS utiliza la conversión analógica a digital para convertir la transmisión de RF en señales digitales. Los amplificadores son bidireccionales y pueden potenciar las señales de frecuencias variables. Incluso pueden ayudar a que las señales lleguen a zonas obstruidas por torres de telefonía móvil.

Los divisores y alimentadores pasivos son necesarios para implementar el DAS; los amplificadores de repetición activos pueden superar las pérdidas de los alimentadores. El DAS se utiliza para extender la zona WiFi interior para usos comerciales.

 

Caso de diseño

 

Se usa para la comunicación inalámbrica de la policía, los servicios de emergencia e incluso WiFi. También es útil para hospitales, aeropuertos, edificios comerciales y túneles. Ideal para acceder a servicios en áreas que de otra forma no estarían cubiertas por las señales.

 

1.5. Infraestructura Radios punto a punto

 

Tecnología P2P

Texto alternativo - Tecnología P2P

 

Definición

 

El radio punto a punto (P2P) es una topología inalámbrica para conectar dos fuentes para formar una red. Es la conexión entre dos nodos o puntos finales.

 

Especificaciones de diseño

 

Tiene una de las arquitecturas de red más simples. La topología inalámbrica P2P puede funcionar en distancias pequeñas y grandes, y un enlace de corto alcance puede conectar dos lugares a unos pocos cientos de metros de distancia. Todo lo que necesitas hacer es usar una radio inalámbrica. Los factores decisivos incluyen muchas cosas. Por ejemplo, puedes ver la altura del dispositivo de radio Ethernet. Luego, ves la frecuencia, la potencia de salida y las posibles interferencias ambientales.

Los circuitos vienen con una configuración punto a punto para permitir la transmisión y la difusión. Los amplificadores pueden transmitir señales de forma bidireccional. Los sistemas son ideales para desarrollar una infraestructura inalámbrica de alto rendimiento.

El despliegue del enlace en una línea de visión clara es necesario para una red estable por encima de 2,4 GHz. Una conexión inalámbrica P2P fiable es posible tanto en la banda de 900 MHz como en la de 400 MHz en NLOS (Near Line of Sight).

 

Caso de diseño

 

Los ves para la conectividad inalámbrica de dos puntos usando frecuencias de radio. Útiles para telecomunicaciones, internet inalámbrico y estaciones base. Refuerza y amplifica las señales para un mejor rendimiento.

 

1.6. Equipo inalámbrico de seguridad pública

 

Comunicación segura

Texto alternativo - Comunicación segura

 

Definición

 

El equipo inalámbrico de seguridad pública es una infraestructura de comunicación dedicada a fines de seguridad pública.

 

Especificaciones de diseño

 

La arquitectura utiliza sistemas como TETRAPOL para la comunicación de voz y datos. Las especificaciones del amplificador difieren según la naturaleza del sistema inalámbrico en uso. Sin embargo, los amplificadores son en su mayoría bidireccionales. También ayudan a extender la cobertura y a conectar más personal de emergencia en la red.

 

Caso de diseño

 

La policía, el departamento de bomberos y los gobiernos lo usan para asegurar a los ciudadanos. La tecnología opera a través de walkie-talkies y herramientas similares. Los equipos de seguridad modernos que funcionan por Internet también pueden usar amplificadores.

 

1.7. Radios Militares

 

Equipo militar de comunicación por radio

Texto alternativo: Equipo militar de comunicación por radio

 

Definición

 

Las radios militares son dispositivos de comunicación especialmente diseñados para la comunicación de defensa. El personal del ejército utiliza el sistema durante las patrullas y las guerras.

 

Especificaciones de diseño

 

Puedes ver radios de mano, radios tácticas y estaciones de retransmisión. Los amplificadores incluyen amplificadores tácticos de RF multibanda o amplificadores de refuerzo.

 

Los más comunes son los amplificadores de alto voltaje, los LNA y los amplificadores bidireccionales. Los aviones usan un ancho de banda dedicado de 225-400 MHz. Conocida como la banda aérea, también es común en la aviación civil. Entre las tropas terrestres, los amplificadores de RF en la frecuencia de ancho de banda de 30-512 MHz son comunes.

 

Caso de diseño

 

El ejército utiliza la tecnología de radiofrecuencia para la comunicación durante la guerra y las emergencias. Funciona de manera eficiente, incluso en áreas con graves interrupciones para mantener una conectividad ininterrumpida.

 

1.8. Equipo de prueba y medición

 

Prueba de compatibilidad Alt Text-EM

Prueba de compatibilidad Alt Text-EM

 

Definición

 

El equipo de prueba y medición se refiere a una gama de componentes y equipos de radiofrecuencia. Puede utilizarlos para probar y medir señales y voltajes.

 

Especificaciones de diseño

 

Los diseños varían según el equipo, como las radios de mano. La mayoría de los amplificadores tienen búferes de entrada que no necesitan que coincidan con la impedancia. Por lo tanto, puede utilizarlos con una serie de dispositivos de prueba y medición.

 

Caso de diseño

 

El diseño se ajusta a la prueba de ruido electromagnético de los dispositivos. Pueden determinar la eficiencia de varias herramientas y máquinas. También pueden ayudar en la verificación del rendimiento.

¿Cuáles son Las Funciones de un Amplificador? 3. ¿Mencione Los Diferentes Tipos de Amplificadores de RF?

Los amplificadores de RF funcionan a bajo voltaje (a menudo menos de 1 voltio). Las señales de RF inalámbricas suelen estar dentro del rango de frecuencia de 20 kHz a 300 GHz. El rango es el umbral auditivo superior humano. También es el punto de partida de las frecuencias infrarrojas.

 

Esquemas para el amplificador de RF

Texto alternativo - Esquemas para el amplificador de RF

 

2.1 El amplificador de RF tiene tres funciones principales. Casi todas sus aplicaciones utilizan estas tres.

 

Ganancia de amplificación

 

Una de las principales funciones de un amplificador de RF es aumentar la fuerza cuando la amplitud de entrada es demasiado baja.

La relación señal-ruido (SNR), un valor clave en los componentes del amplificador de RF, no debe tener un valor inferior a 1,1. Los valores de SNR reducidos son los que determinan la ganancia. La amplitud debe coincidir con el rango de entrada requerido para componentes como el convertidor A/D. Las antenas emiten señales de RF que tienen un voltaje potencial. El voltaje varía dentro del rango de microvoltios a milivoltios.

Los amplificadores de ganancia refuerzan la frecuencia de la señal de entrada pero evitando el ruido o la distorsión. Los LNA son compatibles y funcionales con los niveles de señal bajos de la antena. Algunos de los diseños de LNA (amplificadores de bajo ruido) permiten una amplificación de ganancia fija (2x, 4x, 8x, 16x, 10x o 100x). Los VGAs (amplificadores de ganancia variable) proporcionan a los usuarios un mejor control.

Pueden ajustar la ganancia según los requisitos. En los VGA, los componentes añadidos incluyen opciones de control de voltaje como una resistencia externa. Los controles analógicos entre 0 y 1 v tampoco son raros.

 

Amplificación del búfer

 

El búfer es útil para mantener una forma y amplitud uniformes de la señal (especialmente la carga de señal cada vez mayor). El amplificador del búfer evita la distorsión de la señal o los cambios de fidelidad debidos a la impedancia. Iguala la impedancia del circuito de salida del complejo método de conjugación utilizando amplificadores de búfer. Es un método muy popular.

 

Amplificación del conductor

 

Un controlador funciona como fuente y sumidero de corriente y para cargas de baja impedancia. Proporcionan un aumento de potencia para impulsar la antena en forma de corriente/voltaje. Por lo tanto, los amplificadores de los controladores de RF también se conocen como amplificadores de potencia de RF.

Dependiendo de su configuración, los controladores de RF pueden proporcionar tanto ganancia como ganancia de unidad fija. Otras aplicaciones innovadoras incluyen interfaces operadas por el usuario y rieles de alimentación operados por CC. Los parámetros que hay que tener en cuenta son las clasificaciones de la fuente/el sumidero. También son necesarias clasificaciones adicionales relacionadas con el tiempo y el voltaje.

Hoy en día hay un gran número de componentes de circuitos amplificadores de RF disponibles en el mercado. Para evitar el mal uso y la falta de coincidencia, conozca los detalles exactos de los componentes de su circuito. Opte por fabricantes experimentados y de renombre por su calidad y garantía.

 

2.2 Los amplificadores de RF pueden ser de muchos tipos según su uso y diseño. Aquí hay una tabla para su referencia...

 

Tipos Funciones Características Utilice
Amplificadores de banda ancha Aumenta la densidad de potencia Ganancia plana

Pérdida de retorno de entrada/salida fiable

Militar

Telecomunicaciones

Radio

de microondas

Amplificadores de bloqueo de ganancia Impulsa una carga de alta impedancia Baja Potencia...

Huella pequeña

Aeroespacial

Defensa

Industria

Amplificadores de registro Genera una salida proporcional al logaritmo de la entrada especificada Utiliza el corto virtual

Ganancia lineal

Telecomunicaciones

Estaciones base inalámbricas

Amplificadores de ganancia variable Gestiona la ganancia en base a un voltaje de control aplicado Acondicionamiento de la señal

Modulación de la amplitud

Aeroespacial

Comunicación

La teledetección

Amplificadores de bajo ruido Refuerza la amplitud de las señales de radiofrecuencia deficientes Baja potencia...

Alto rendimiento

GPS

Telecomunicaciones

Satélite

Amplificadores de potencia coaxiales y de guía de ondas Aumenta la pequeña señal de RF Alta Potencia...

Gestión de la energía espacial

Radar

Comunicación

Defensa

Amplificadores lineales Mejora la potencia de salida Bajo IEM

Características del movimiento suave

Fabricación

I+D

Militar

Amplificadores bidireccionales Aumenta las señales del modo de transmisión y recepción Comunicación bidireccional

De largo alcance

Defensa

Comunicación

Sistemas distribuidos

Amplificadores de alta velocidad Reduce el estrés mecánico y eléctrico Duradero

Resistente a los golpes

Militar

Telecomunicaciones

Comunicación por satélite

 

1) Amplificadores de banda ancha:

 

Amplificadores de banda ancha

Texto alternativo - Amplificadores de banda ancha

 

También conocidos como amplificadores de banda ancha, estos amplificadores proveen ganancia a través de un amplio ancho de banda. Su diseño asegura que mantengan un mínimo de ruido o distorsión de la señal. Los amplificadores de banda ancha son comunes en los circuitos del receptor y en el frente de la antena.

La impedancia es la oposición al flujo de corriente por el circuito al aplicar un voltaje de carga. Es difícil estimar las transformaciones de impedancia en un gran ancho de banda. Resulta en el uso común de 50 Ω como carga de salida.

Pout ≤ (Vbr - VK )2/8 Z0

Donde Pout= Potencia de salida del transistor

Vbr = Voltaje de ruptura

VK= Tensión de rodilla.

 

2) Amplificadores de bloqueo de ganancia

 

Esquema del Op-Amp genérico

Texto Alt - Esquema del Op-Amp genérico

 

Los bloques de ganancia son como amplificadores de banda ancha. Pero no proporcionan niveles de ruido bajos comparables a los amplificadores de banda ancha. En cambio, tienen niveles de ganancia más altos y son comunes en los transmisores de FI, RF y microondas.

Los bloques de ganancia pueden entregar un nivel de potencia que va de 5 dBm a 1W a través de muchos anchos de banda. Son adecuados para su uso tanto en banda estrecha como en banda ancha. Pero, esto depende de su propósito de diseño.

Los amplificadores de bloque de ganancia están muy extendidos en industrias, defensa, aeroespacial e infraestructura inalámbrica.

 

3) Amplificadores de registro

 

Un voltaje de salida proporcional al registro natural del voltaje de entrada.

La curva de ganancia en los amplificadores de registro es útil para realizar distintas funciones operativas.

Las ecuaciones para el amplificador logarítmico utilizan el concepto de cortocircuito virtual. El voltaje en los terminales de entrada que se invierten permanece 0 V. El proceso de 3 pasos implica:

La ecuación nodal en el terminal de entrada:

(0-Vi)/R1 + Si ⇒ Si = Vi/R1

La ecuación para la corriente de avance en un diodo:

Si = es e

Aplicando el KVL y el registro natural en la 2ª ecuación

V0= -nVTln ()

Aquí,

IS= Corriente de saturación de diodos

Vf= Caída de tensión en el avance

VT= Voltaje térmico equivalente

VI= Tensión de entrada

 

4) Amplificadores de ganancia variable (convertidores lineales a logarítmicos)

 

La principal ventaja de los amplificadores de ganancia variable es la capacidad de controlar la ganancia. A veces, la ganancia es programable e incluso puede dar los resultados deseados. Los VGC (Circuitos de Ganancia Variable, también conocidos como atenuadores variables) pueden lograr este control. Abreviados como VCA, a menudo son parte de un circuito de control de lazo cerrado. Este circuito mantiene un nivel de potencia de señal uniforme.

La principal aplicación de los VCA es en los estudios de música y la producción de audio. Son esenciales para la compresión del nivel de audio, la modulación de la amplitud y los sintetizadores. Los VCA también encuentran su uso en muchas otras industrias.

 

5) Amplificadores de bajo ruido

 

El amplificador de bajo ruido (LNA) puede amplificar bien las señales de baja potencia y reducir el ruido adicional común a los amplificadores tradicionales. Los diseñadores de circuitos logran esto usando componentes y topologías de circuitos especializados. Es necesario un enfoque igual para la ganancia de potencia y la impedancia de adaptación.

Los lugares comunes de uso del LNA incluyen los sistemas de comunicación por radio. Los equipos de prueba, tanto electrónicos como médicos, utilizan LNAs. Un LNA promedio puede proporcionar una ganancia de potencia de 20 decibeles. La relación señal-ruido puede disminuir en menos de un factor de dos (figura de ruido de 3dB). Si bien los LNA se ocupan de las señales débiles, el impacto de las señales fuertes también es esencial. Las señales de alta potencia combinadas con la alta ganancia de los LNA son responsables de la distorsión de la intermodulación.

 

6) Amplificadores de potencia coaxiales y de guía de ondas

 

Colocados en la parte delantera de los transmisores de RF, estos PAs convierten diminutas señales de comunicación. La señal es entonces amplificada y transmitida a través de una antena de alta potencia. Un amplificador de potencia mantiene ininterrumpidamente altos niveles de ganancia en una señal. Construir un amplificador de potencia es un desafío, considerando sus variados usos. Una característica distintiva de los amplificadores de potencia es su circuito de protección.

La señal de RF se preamplifica a través de amplificadores de corriente/voltaje. La señal modificada se envía a través del amplificador de potencia para su amplificación. Muchos amplificadores necesitan el menor umbral para funcionar.

 

7) Amplificador lineal

 

La salida del amplificador lineal tiene una relación lineal con la señal de entrada. Pero, puede proporcionar más potencia a la carga - la salida lineal resulta en cero problemas de distorsión - armónicos o intermodulación. Los amplificadores lineales son comunes en los equipos de audio y de pruebas, así como en la radio amateur.

Una réplica perfectamente lineal de la señal de entrada original es hipotética. Componentes como transistores o tubos de vacío obedecen a leyes de potencia no lineales. También se basan en técnicas de circuitos. La división de clases depende de la eficiencia y la naturaleza del sesgo (+ve o -ve) de los amplificadores lineales. Las clases incluyen la clase A, la clase B, la clase AB1, la clase AB2 y la clase C. Un aumento de la eficiencia indica que no es lineal.

 

8) Amplificadores bidireccionales

 

Los amplificadores bidireccionales pueden funcionar tanto como receptor como transmisor. Un ejemplo típico localiza una señal inalámbrica, la amplifica. La señal amplificada luego se transmite por toda la zona. Los amplificadores bidireccionales son componentes significativos de los dispositivos de extensión de alcance de la señal. Hay dos categorías de amplificadores bidireccionales: full-duplex y half-duplex.

Ambos pueden realizar la recepción como transmisión de la señal, así como la recepción de la señal. Pero a diferencia del full-duplex, los amplificadores half-duplex no pueden realizar ambas cosas a la vez.

 

9) Amplificadores de alta velocidad

 

El "Hi-Rel" significa alta fiabilidad. Estos componentes tienen un rendimiento fiable y constante durante toda su vida útil. Los componentes también tienen una tasa de fallos más baja.  Comparados con los otros amplificadores, tienen un mejor rendimiento en los procedimientos estándar de fiabilidad. Los amplificadores de alta velocidad pueden funcionar bien incluso en condiciones extremas.

Los amplificadores de alto riel son comunes en las industrias automotrices, defensa militar, aeroespacial y de investigación médica. La fiabilidad y la precisión son claves en estos segmentos. Por lo tanto, es muy importante para cualquier amplificador de alto riel que se cumplan las normas internacionales de prueba.

 

10) Amplificadores industriales

 

Los amplificadores industriales se utilizan en aplicaciones comerciales. Las empresas y los fabricantes lo utilizan para proporcionar bienes y servicios.

 

Tipos Funciones Características Utilice
Amplificadores de células Pico Amplifica el enlace ascendente y el descendente Ideal para áreas remotas Aviación

Gestión de desastres

Marina

Amplificadores bidireccionales Aumenta la señal en ambos extremos Amplia gama

Di-direccional

Militar

Telecomunicaciones

Sistemas de antena

Amplificadores de bajo ruido (LNA) Amplifica las señales de baja potencia Relación óptima señal-ruido

Cubre desde DC (IF) hasta RF

Atención médica

Las comunicaciones de radio

Entornos de prueba

Amplificadores de repetidores celulares Aumenta las señales de recepción de los teléfonos celulares Trajes de interior y exterior

Bi-direccional

Bienes raíces comerciales

Apartamentos

Oficinas

Amplificadores de acoplamiento DC Amplifica las frecuencias más bajas Acoplamiento directo

Bajo Costo...

Fuente de alimentación

TV

Computadoras

Amplificadores de la serie SPA Aumenta la fuerza de la señal de audio Multi-canal

La convección se ha enfriado

Aplicaciones de voz

Música

Eventos

Amplificadores de la serie HPA Maneja múltiples cargas de impedancia Ligero

Alta capacidad de potencia

Pruebas de EMC y EMI

Video FM

Audio

Amplificadores de la serie LRA Aumenta los diferentes rangos de frecuencia Baja ganancia de energía

Robusto

Comunicaciones espaciales

LADAR

Amplificadores de la serie MGA Amplificadores de la serie Performance Ganancia de potencia media

Se adapta a múltiples rangos de frecuencia

Comunicación

Telemetría

Amplificadores de la serie MPA Amplificador de RF para diferentes rangos de frecuencia Ganancia de potencia media a alta

22 vatios de consumo de energía

Música comercial

Oradores

Amplificadores de la serie MRA Amplifica un rango de frecuencias 10 a 2600 MHz

Ganancia de potencia media

Aplicaciones multimedia

Imágenes médicas...

 

El diseño específico del PCB permite diferentes circuitos. Así, diferentes circuitos amplificadores de RF pueden encontrar aplicaciones en diversos campos.

 

Amplificador PCB

Alt- Amplificador PCB

 

3. Factores a Considerar Para Elegir un Amplificador de RF Lineal de Propósito General

 

3.1 Gama de frecuencias

 

Los amplificadores de RF permanecen en el rango de 20KHz a 300 GHz. Un buen diseño puede cubrir el rango para la mayoría de las aplicaciones.

 

3.2 Ganancia

 

La ganancia de potencia del amplificador es una medida de la amplificación de la potencia de entrada. La ganancia varía con diferentes amplificadores. Cada aplicación necesita una ganancia diferente.

En la amplificación de RF, la ganancia es la relación entre la salida y la entrada.  Se expresa en dB.

Ganancia del amplificador

Ganancia de voltaje (AV) = =

Ganancia de corriente (Ai) = =

Ganancia del amplificador de potencia (AP) =

 

3.3 Impedancia de entrada/salida

 

Un simple amplificador de RF utiliza una red de inductores de condensador o una red LC. La red L ayuda en la adaptación de la impedancia, pero es importante determinar la impedancia de entrada y de salida. Generalmente mantenemos la impedancia a 50 Ω.

Se denomina Zin y Zout, y el Zin depende de la fuente de alimentación del amplificador. Zout depende de la impedancia de carga RL a través de los terminales.

 

3.4 Figura de Ruido

 

El amplificador recibe señales de fondo no deseadas y las procesa. Da lugar a la figura del ruido.

Por definición, la figura de ruido es el factor de ruido expresado en decibelios.

El SNR compara la potencia de la señal con la cantidad de ruido de fondo. Un valor superior a 1,1 indica una señal más alta en comparación con el ruido.

Si no se produce ruido, el amplificador de RF tendrá una figura de ruido nula. En casos prácticos, debería tener una cifra de ruido inferior a 3dB.

El diseño correcto del PCB ayudará a obtener la salida deseada.

 

3.5 Potencia de Salida

 

La potencia de salida de un transmisor de radiofrecuencia es la cantidad real de potencia proporcionada como salida. Se indica en vatios. El transmisor amplifica la potencia de entrada muchas veces. Luego obtiene la potencia de salida final. La potencia de salida es simplemente igual a la potencia de entrada, más la ganancia.

 

3.6 Puntos de intercepción de tercer orden y de compresión de 1 dB

 

La linealidad es un factor esencial para especificar el amplificador RC. La intercepción de tercer orden (IP3) es una medida de la linealidad del amplificador de RF. La linealidad decide la cantidad de retención de datos y el mejor uso del ancho de banda. Son esenciales para decidir la eficiencia del amplificador.

A medida que aumenta la potencia de entrada, aumenta la potencia de salida. Después de cierto punto, la curva se aplana. Indica distorsión.

La intercepción de tercer orden mide cuánta señal puede procesar el amplificador. Indica el límite cuando se producen distorsiones o interferencias.

 

3.7 Tecnología de estado sólido

 

La mayoría de los amplificadores de RF vienen en la estructura de los estados sólidos. El CMOS es el material más común para el amplificador; el silicio-germanio es el material más confiable en uso para los amplificadores de RF.

 

Gama de frecuencias para el amplificador

Alt - Gama de frecuencias para el amplificador

 

3.8 Energía DC

 

La potencia de salida es la potencia total amplificada en el terminal de salida. Depende de la impedancia del circuito y es un parámetro esencial en el diseño del transistor.

1,8- a 6-V es el rango de funcionamiento general de los amplificadores de RF de IC comunes. El voltaje en el extremo de entrada no permanece siempre el mismo. Por lo tanto, la potencia de salida también puede variar. La potencia de salida puede variar desde 20 mA hasta más de 100 mA.

La corriente se reduce en unos pocos miliamperios si el amplificador funciona en modo de espera.

 

3.9 Embalaje

 

La mayoría de los amplificadores de RF tienen que hacer un buen uso del espacio disponible. Suelen ser paquetes diminutos y aprovechan la tecnología de montaje en superficie o SMT. Utilizan equipos sofisticados para este propósito.

Los ingenieros también usan comúnmente DFN y SOT-89. Se pueden encontrar tamaños como 2 × 2 mm, hasta 5 × 5 mm.

El embalaje de RF utiliza microchips integrados con las placas de circuito impreso, reduciendo así el espacio y mejorando la eficiencia. Es esencial en la industria de la defensa y en el sector aeroespacial de bajo volumen.

 

Embalaje de PCB

Alt - Embalaje de PCB

 

3.10 Temperatura

 

La cifra de ganancia y ruido de su amplificador puede cambiar debido a una subida o bajada de la temperatura de funcionamiento. La mayoría de los amplificadores de radiofrecuencia pueden funcionar entre -40°C y +85°C. Algunos pueden incluso soportar temperaturas de hasta 105°C.

La temperatura también depende del entorno.

 

4. ¿Qué Hace un Circuito de Neutralización en un Amplificador de RF?

 

Amperio PCB neutralizar

Alt- Amperio PCB neutralizar

 

El circuito de neutralización es un componente importante en el circuito de amplificación de RF.  Contrarresta o neutraliza los efectos de la capacitancia del interelectrodo.

La capacitancia del interelectrodo entre la base y la placa colectora tiene una retroalimentación negativa. Esta retroalimentación es responsable de la reducción de la ganancia del amplificador. Es necesario contrarrestar la retroalimentación negativa con la retroalimentación regenerativa positiva. Un condensador de retroalimentación devuelve una señal que permanece en fase con la base.

La neutralización ayuda a corregir la retroalimentación no deseada. La retroalimentación ocurre desde la red de nodos-cátodo presente en el amplificador, puede ser otros tipos de retroalimentación también. La neutralización elimina toda esa retroalimentación problemática.

Como resultado, puede utilizar su amplificador sin problemas. El rendimiento también mejora sin ninguna perturbación.

La neutralización también es importante para la estabilidad y la linealidad. Es esencial para un ambiente profesional donde todo debe ser perfecto.

 

5. ¿Cómo Calcular la Señal de RF a Través del Amplificador?

 

Necesitamos calcular la señal de RF a través de un amplificador por varias razones. Incluye el análisis de rendimiento.  Estos son los pasos para determinar la señal de RF con su amplificador. Necesitará un analizador de espectro con un generador incorporado para el trabajo.

Luego siga los sencillos pasos que se mencionan a continuación-

 

Paso 1

 

Conecta la salida del generador de rastreo a la entrada del analizador de espectro con cables. No olvides conectar los adaptadores si tu amplificador los tiene.

 

Paso 2

 

Ahora activa la función de normalización dedicada en tu equipo. Bajará la curva a 0 dB. Ahora tienes las condiciones perfectas para comenzar tus pruebas.

 

Paso 3

 

Ahora conecte su amplificador entre la entrada de su analizador de espectro y la salida del generador, le mostrará la curva de respuesta de frecuencia de su señal de RF. Incluso puede calcular el rango de frecuencia para obtener la máxima ganancia y el mejor rendimiento.

 

6. ¿Cómo Probar un Amplificador de RF?

 

Soluciones comerciales: Puede utilizar directamente soluciones comerciales de prueba para su amplificador de RF. Son formas sencillas de probar su amplificador. El analizador de espectro es un ejemplo de soluciones comerciales de prueba de amplificadores de RF. Siempre puede esperar resultados precisos con cero posibilidades de error.

 

Uso de Detectors:

 

Los detectores son excelentes para probar las potencias de las señales. Son, en realidad, diodos. Pueden transformar la portadora de RF en un voltaje proporcional. Miden la salida del circuito de RF, y necesitarás osciloscopios para la prueba. Los detectores son adecuados para medir la potencia de la señal incluso para los sistemas inalámbricos.

 

Medición del espectro:

 

Puedes hacer una prueba para averiguar el espectro de RF cuando se conmuta. No necesitas crear señales espurias que molesten a otros receptores cercanos. Las herramientas son excelentes para medir la figura de ruido para varias aplicaciones de RF. Pueden hacerlo en un amplio rango de frecuencias.

 

Conclusión

 

Esperamos que los términos y factores anteriores puedan servirle de orientación. Antes de especificar el amplificador de RF requerido, necesita saber qué señal usar. Determine el rango de frecuencia y el ancho de banda; Haga los cálculos; Calcule la ganancia y la potencia de salida. Además, preste atención al embalaje.

El amplificador de RF es un componente vital. Este componente convierte la señal en ondas de alta resolución. Asegúrese de confiar en marcas de PCB confiables para el diseño. Aumentará las posibilidades de éxito.

Puede navegar a nuestro PCB. Sepa por qué es necesario un buen diseño de PCB. Prepárese para un proyecto exitoso de amplificador de RF.