Amplificadores de RF sintonizados

Transcripción

1 Amplificadores de RF sintonizados

2 Amplificador de banda ancha Respuesta en frecuencia plana, muy bajo ruido y muy buena linealidad (muy baja distorsión armónica y por intermodulación) Ejemplo Amplificador para CATV Igual ganancia para todos los canales Rango 0,1MHz a1ghz Amplificación de señales de RF Filtro pasabanda + Amplificador de banda ancha Amplificadores sintonizados Ejemplo Ejemplo Amplificador para Frecuencias Intermedias Anchos de banda de algunos MHz Sintonizadores de TV Amplificador de entrada Amplificador de Frecuencias Intermedias Anchos de banda de algunas decenas de KHz Sintonizadores AM/FM Amplificadores de RF de potencia de alto rendimiento Ejemplo Transmisores de radio, televisión, enlaces de micro ondas, satélites, telefonía móvil, etc.

3 Amplificador de banda ancha Ganancia = 22dB Rango 40MHz a 450MHz Planicidad +/- 0,2dB de 40 a 450 MHz No es un amplificador sintonizado!

4 LM733 Ejemplo: Amplificador de banda ancha

5 Ejemplo: Filtro acústico de superficie de 6MHZ de ancho de banda centrado en 45 MHz + LM733 No es un amplificador sintonizado!

6 Introducción Amplificadores sintonizados Las señales de RF generalmente son de muy baja amplitud, desde algunos µv a algunos mv Es posible utilizar entonces etapas amplificadoras con un solo transistor en una implementación discreta y pares diferenciales en una implementación integrada El concepto predominante es que estas etapas operan con un ancho de banda relativamente pequeño con respecto a la frecuencia central de la banda de frecuencias amplificadas, rechazando débil o fuertemente las frecuencias fuera de la banda de interés.

7 Enlaces radio eléctricos Se transmite una señal de interés llamada banda base La señal banda base modula una portadora en el transmisor En el receptor se sintoniza esa portadora modulada y se la amplifica La portadora + banda base se amplifica y se demodula obteniendo nuevamente la señal de interés TX Banda base Portadora Señal transmitida RX FI Señal recibida y levemente amplificada Se desplaza a la FI y se amplifica más Banda base

8 Ejemplo: Receptor de radio AM o FM o TV Control Automático de Ganancia Video Amplificador de RF sintonizable Multiplicador Amplificador de RF muy selectivo Demodulador (audio y/o video) Control de sintonía Oscilador de RF sintonizable Amplificador de audio Altoparlante Fuente de alimentación para baja potencia Fuente de alimentación para alta potencia

9 Ejemplo: Receptor de radio de AM Famosa radio Spica ST600 (MP3 de los años 60)

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11 Ejemplo: sintonizador de TV

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15 Ejemplo: sintonizador de FM

16 Ejemplo: sintonizador de FM

17 Etapa amplificadora básica

18 O O m T m i O j g g L j C j g g V V H Q 1 1 g Q O C T LC O 1 L ce T C C C C R ce R L g 1 1 La ganancia de la etapa es: Donde se tiene que:

19 Respuesta del amplificador sintonizado básico: H H O H H O O x Q O

20 Red de adaptación Red de adaptación Adaptación de impedancias: Las redes de adaptación deben presentar la impedancia conjugada. Adaptación en parte real (máxima transferencia de potencia) Adaptación en parte imaginaria (sintonía) Redes de adaptación sin pérdidas, formadas por elementos no disipativos: L, C, transformadores, líneas de transmisión. Banda limitada. Z g Z ENT Z SAL v G Z C Z ENT * Z SAL *

21 Redes de adaptación de impedancias:

22 Acoplamiento entre etapas Acoplamiento con autotransformador Acoplamiento con transformador Acoplamiento a con capacitor dividido

23 Selectividad S ancho de banda a 60dB ancho de banda a 3dB Coeficiente de acoplamiento entre etapas (doble sintonía)

24 Amplificadores sintonizados escalonadamente Para lograr una sintonía escalonada cada amplificador debe sintonizarse a una frecuencia ligeramente diferente a la frecuencia central deseada

25 Ajuste de las frecuencias de sintonía de cada etapa f 01 f 02 f01 fcentral 0,35. BW f02 fcentral 0,35. BW BW ancho de banda total BW BW 0,707. ancho de 1 2 banda total

26 Estabilidad A veces, debido a la elevada ganancia, basta una pequeña realimentación para que un dispositivo activo se vuelva inestable, es decir, se comporte como un oscilador (aparece una señal a la salida sin señal de entrada) (realimentación positiva) El diseño de un amplificador debe garantizar siempre la estabilidad La realimentación puede dar lugar a inestabilidades Modelo de un transistor bipolar

27 Criterios de Estabilidad Criterio de Linvill: y y y y Estable 2g g22 e Criterio de Stern: 11 ' ' g G S g G L y y e y y Estable Técnicas de estabilización Unilaterización => y 12 = 0 Neutralización => compensar parte imaginaria de y 12 Elección adecuada de impedancias fuente y carga de modo que cumpla Stern o Linvill