CAP Adaptación de impedancias

Transcripción

1 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz CAP Adatación de imedancia Tradicionalmente, la adatación de imedancia ha ido coniderada como una oeración difícil y delicada, temida iemre or la mayoría de lo rofeionale de la electrónica, obre todo cuando e trata de abarcar una banda ancha. Sin embargo, éte e un aecto e muy imortante, ya que de eta adatación deende la otimización de lo emiore y recetore, influyendo, or tanto, en la calidad del enlace. Lo rimero trabajo relativo a la adatación de imedancia datan, como la mayoría de lo trabajo teórico, de lo año Dede entonce, varia han ido la vía de invetigación que e han abierto, y que han dado lugar a u vez a otra tanta olucione ara reolver el roblema en cuetión. Actualmente, no e oible acar concluione acerca de la eficacia o exactitud de uno u otro de eto método de forma que e ueda determinar cuál e el mejor. Reciente y abundante etudio demuetran que aún no e ha dicho todo acerca de la adatación en banda ancha. No obtante, cualquiera que ea el rocedimiento que e adote, lo reultado numérico on arecido. En general, e trata de determinar lo valore de tre o cuatro comonente aivo, bobina o caacidade. El roceo e largo y tedioo, aunque e dionga de n ecuacione con 1 incógnita. Por ello, eta ituación e reta a una etimación ráida de lo comonente, ara lo cuale e uede imlificar el cálculo. La olución final e obtiene mediante una erie de rueba ráctica comlementaria. Lo avance tecnológico de lo año 90, alicado a lo ordenadore, han ermitido el dearrollar algoritmo de otimización que alivian en arte el trabajo de lo dieñadore. Eta arte etá dedicada a la adatación de imedancia or medio del método llamado de imedancia conjugada y del cálculo del coeficiente de obretenión del circuito con carga. OBJETIVOS DE LA ADAPTACIÓN DE IMPEDANCIA En radiocomunicacione, lo que e retende e tranferir la máxima otencia de una fuente de tenión V E, con una reitencia interna R G, a una carga de valor R L. El equema imlificado de la figura 9.1 reume el enunciado del roblema. R G V E R L V S I Figura 9.1. Tranferencia de otencia. La tenión V en lo borne de la carga R L vale: RL V VE RL RG La otencia P uminitrada a la carga R L vale: VS RL P VE R ( R R ) L L L Se retende entonce hallar la relación entre R L y R G, tal que la otencia ea máxima: dp RG RL VE 3 dr ( R RG ) L L

2 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Cuando dp = 0, la otencia P e máxima. Eta condición equivale a la relación bien conocida RG =R L. dr L Cuando la reitencia de carga R L e igual a la reitencia interna del generador R G, el circuito etá adatado en otencia. La otencia P uminitrada a la carga e máxima y vale: VE PSmáx 4RL Conviene detacar que ete reultado no e idéntico al que e obtendría i e bucara la máxima tranferencia de tenión. El máximo de la función de tranferencia VS e obtiene cuando RG =0. V E En el cao imle de la figura 9.1, la imedancia R G y R L on reitencia ura. Ciertamente, uede dare ete hecho concreto, ero no uele er un cao real muy frecuente. Generalmente, la imedancia Z G y Z L on imedancia comleja. Una imedancia comleja Z uede exreare de la iguiente forma: N( ) Z( ) D( ) La imedancia e one en forma de relación de do olinomio función de =jω. La imedancia Z() etá contituida or un número cualquiera de elemento aivo elementale, reitencia, bobina y condenadore. Lo grado de lo olinomio N() y D() difieren en 1, como máximo. TRANSFORMACIÓN DE IMPEDANCIA El cálculo analítico e tanto má comlejo cuanto má elevado on lo grado de lo olinomio N() y D(). Por eta razón, el etudio e limita, en general, al cao de una imedancia contituida or una arte real R y una arte imaginaria. Eta configuración correonde a circuito RC erie o aralelo, o circuito RL erie o aralelo. El equema de la figura 9. muetra cómo una red cualquiera R + j uede er rereentada or una etructura erie o aralelo. Figura 9.. Tranformación de imedancia. Tranformación erie-aralelo Sea una imedancia erie Z, contituida or la dioición en erie de una reitencia R y de una arte imaginaria Z = R +> Por definición, el coeficiente de obretenión Q del circuito vale: Q R Eta red erie uede tranformare en una red contituida or la dioición en aralelo de un elemento con arte real R y otro con arte imaginaria. Lo valore R y equivalente vienen dado or la relacione:

3 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz R (1 Q ) R R R (1 Q ) ; R Q QL Si el coeficiente de obretenión Q e mucho mayor que 1, eta relacione e imlifican: Q» 1 R R Q ; Tranformación aralelo-erie Sea una imedancia aralelo Z contituida or una reitencia R y una arte imaginaria en aralelo. Por definición, el coeficiente de obretenión Q del circuito vale: R Q Eta red en aralelo uede tranformare en una red contituida or la dioición en erie de un elemento con arte real R y un elemento con arte imaginaria. Lo valore de R y equivalente vienen dado or R R 1 Q R R Q Q 1 Q R Si Q 1, entonce R R Q Tranformacione frecuente En el trancuro de la diferente oeracione, a menudo e neceario tranformar una red aralelo en una red erie o vicevera. Aí ocurre eecialmente cuando e buca y e calcula el coeficiente de obretenión del circuito cargado o cuando, or razone de imlificación de cálculo, debe er modificada una imedancia de fuente o de carga comleja. En la tabla 9.1 e han agruado la tranformacione má habituale. COEFICIENTES DE SOBRETENSION DE LOS CIRCUITOS RLC Circuito RLC erie La figura 9.3 rereenta un circuito RLC erie, el módulo de la imedancia normalizada y el argumento de eta imedancia comleja. El coeficiente de obretenión Q del circuito vale: L Q 1 R C R

4 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Si el ancho de banda a -3 db e rereenta or Δf. f 0 1 Q ; f 0 f L C Circuito RLC aralelo La figura 9.4 rereenta un circuito RLC aralelo, el módulo de la imedancia normalizada y el argumento de eta imedancia comleja. El coeficiente de obretenión Q P del circuito vale: R Q RC L

5 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz DEFINICIÓN DE RED DE ADAPTACIÓN Sean do imedancia Z G y Z L cualequiera. La curva de la figura 9.5 e un ejemlo de lo que odría er la otencia en lo borne de la carga Z L. Entre el generador y la carga e intercala una red de adatación de imedancia, conforme al equema de la figura 9.6. De eta forma, la otencia en lo borne de la carga Z L tiene el aecto de la curva general de la figura 9.7. En ete cao, la red de adatación ha ermitido, en una banda de frecuencia Δf, la tranferencia máxima de otencia del generador a la carga. Figura 9.4. Circuito R P, L P, C P en aralelo. La frecuencia central e encuentra rereentada or f o y, tíicamente, el coeficiente de obretenión Q vale: f Q 0 f G(dB) Figura 9.5. Función de tranferencia entre do imedancia cualequiera. f V E Z G Red de Adatación de Imedancia Z L Figura 9.6. Inerción de una red de adatación de imedancia.

6 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Figura 9.7. función de tranferencia con la red de adatación. La red de adatación etá contituida excluivamente or elemento reactivo, bobina o caacidade. En ete cao, e dice que la red e no diiativa. Si la red de adatación incluye una o varia reitencia, la red e diiativa. En el curo reente no e abordará ete último cao. La do imedancia Z G y Z L on, en general, reitencia ura o imedancia comleja, que ueden onere en forma de reitencia erie o aralelo, con una caacidad o una inductancia. La adatación roiamente dicha Una de la arte má imortante de cualquier tranmior on la rede de acolamiento que conectan una etaa con otra. En un tranmior tíico, el ocilador genera la eñal de la ortadora báica que deué, or lo común, e amlifica en etaa múltile ante de llegar a la antena. Pueto que la idea e incrementar la otencia de la eñal, lo circuito de acolamiento entre etaa deben ermitir una tranferencia eficiente de otencia de una etaa a la iguiente. Por último, debe tenere algún medio ara conectar la etaa de amlificación final con la antena a fin de tranferir la cantidad máxima oible de otencia. Lo circuito que e utilizan ara conectar una etaa con otra e conocen como rede de acola-miento de imedancia. En la mayoría de lo cao, on circuito LC, tranformadore o alguna combinación de lo do. La función báica de una red de acolamiento e la tranferencia ótima de otencia mediante técnica de uo eecífico. Otra función imortante de la red de acola-miento e roorcionar filtrado y electividad. Lo tranmiore e dieñan ara oerar a una ola frecuencia o en etrecho intervalo de frecuencia eleccionable. La diferente etaa de amlificación en el tranmior deben retringir la RF que e genera a eta frecuencia. En lo amlificadore clae C e genera un número coniderable de armónica de alta amlitud. E neceario eliminarla a fin de imedir la radiación euria del tranmior. La rede de acolamiento de imedancia ara el acolamiento entre etaa también roorcionan ete filtrado y electividad. El roblema báico del acolamiento e ilutra en la figura 11-1a). La etaa de excitación aarece como una fuente de eñale con una imedancia in-terna Z i. La etaa que e excita rereenta una carga ara el generador con u reitencia interna de Z l. Idealmente, Z i y Z l on reitiva. Como e recordará, la tranferencia máxima de otencia tiene lugar cuando Z i e igual a Z l. Aun cuando eta relación báica e en eencia verdadera en circuito de RF y de cc, e trata de una relación mucho má comleja. En circuito de RF e tiene que Z i y Z l rara Figura 11-1 Acolamiento de imedancia en circuito de RF vez on uramente reitiva y, de hecho, or lo general incluyen algún tio de comonente reactivo. Ademá, no iemre e neceario tranferir la máxima otencia de una etaa a la iguiente. El objetivo e llevar la cantidad de

7 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz otencia uficiente a la iguiente etaa ara que roorcione la alida máxima que ea caaz. La imedancia reitiva de alida aroiada (Ro) de un amlificador de tranitor biolar e de-termina con la iguiente exreión. Para la carga, la imedancia de alida e también la imedancia interna (Ri) del amlificador donde V e el voltaje de la fuente de alimentación de cc, P la otencia de alida deeada y K una contante que de- V R i KP termina la clae del amlificador. Clae de amlificador K A 1.3 AB 1.5 B 1.57 C Por ejemlo, la imedancia de alida de un amlificador clae B con una otencia de alida de 70 W y un voltaje de alimentación de 36 V e R i = R o = _(36) = (70) R i = R o = 11.8 ohm Ete valor e acolaría a la imedancia de la carga de alida deeada (or lo general 50Ω) con una red de acolamiento LC. En la mayoría de lo cao, la do imedancia que van a acolare difieren de manera coniderable entre í y, or lo tanto, ocurre una tranferencia de otencia muy ineficiente. Para reolver ete roblema, e introduce una red de acolamiento de imedancia entre la do, como ilutra la figura 11-b). Dicha red or lo general e un circuito LC o un tranformador, como ya e eñaló.

8 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Rede L Una de la forma má imle de una red de acolamiento de imedancia e la r e d L, la cual con-ta de un inductor y un caacitor conectado en varia configuracione en forma de L como ilutra la figura 11-. Lo circuito en a) y b) on filtro aabajo, mientra que lo que e reentan en la c) y d), on filtro aa-alto. En general, la rede aa-bajo e uan ara eliminar frecuencia armónica. Mediante el dieño adecuado de la red de acola-miento L, la imedancia de carga uede "acolare" a la imedancia de la fuente. Por ejemlo, la red de la figura 11-a) hace que la reitencia de la carga arezca má grande de lo que e en realidad. La reitencia de carga, Z 1, aarece en erie con el inductor de la red L. El inductor y el caacitor e eligen ara que entren en reonancia a la frecuencia del tranmior. Cuando el circuito etá en reonancia, L e igual a c,. Para la imedancia del generador (Zi), el circuito comleto aarece como circuito reonante ara-lelo. En reonancia, la imedancia que rereenta el circuito e muy alta. El valor real de la imedancia deende de lo valore de L y C, y del Q del circuito. Cuanto má grande ea Q, má alta erá la imedancia. El Q de ete circuito etá determinado báicamente or el valor de la imedancia de la carga. Mediante la elección aroiada de lo valore del circuito, uede hacere que la imedancia de carga aarezca como cualquier valor deeado ara la imedancia de la fuente, iemre que Zi ea mayor que Z1. Al utilizar la red L que ilutra la figura 11-b), la imedancia uede reducire. En otra alabra, uede hacere que la imedancia de carga aarezca como i fuera mucho menor de lo que e en realidad. En eta configuración, el caacitor e conecta en aralelo con la imedancia de carga. La combinación en aralelo de C y Z1 uede tranformare ara que aarezca como una combinación RL en erie equivalente.. Figura 11- Cuatro rede de acolamiento de imedancia tio L.

9 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz El reultado e que la red total aarece como un circuito reonante erie. Recuerde que un circuito de eta clae tiene una imedancia muy baja cuando etá en reonancia. La imedancia e, de hecho, la imedancia de carga equivalente de Figura 11-3 Ecuacione de dieño ara una red L. circuito reonante erie. Recuerde que un circuito de eta clae tiene una imedancia muy baja cuando etá en reonancia. La imedancia e, de hecho, la imedancia de carga equivalente. La figura 11-3 reenta la ecuacione de dieño ara rede L. Se uone que la imedancia de la fuente interna y la de la carga on reitiva, donde Zi = Ri y Z 1 = R 1. En la red de la figura 11-3a) e conidera que R i < Ri mientra que en la red de la figura 11-3b) e uone que Ri < R1. Conideremo que e deea acolar la imedancia de 5Ω de un amlificador de tranitor a una carga de antena de 50Ω a 10 MHz. En ete cao, Ri < RI, or lo que e uan la fórmula de la figura 11-3b). Para encontrar lo valore de L y Ca 10 MHz, e reordenan la fórmula báica de la reactancia fl L L 15 L 6 f 6,8x10 x10 1 C f c 1 6,8x10 x10 0H 6 80 f x16,67 En la mayoría de lo cao, la imedancia interna y la imedancia de carga no on uramente reitiva. La reactancia interna y aráita hacen comleja la imedancia. La figura 11-4 reenta un ejemlo. Aquí la reitencia interna e de 5Ω, ero incluye una inductancia interna Li de 8 nh. Hay aimimo una caacitancia aráita CI de 1 F en la carga. Para tratar eta reactancia bata combinarla con lo valore de la red L. En el ejemlo anterior, el cálculo requiere una inductancia de 0 nh. Pueto que en la figura 11-

10 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Q L c Ri Rl i R R R i i Rl 1 R L l 5(50) (50) , la inductancia aráita etá en erie con la inductancia de la red L, e obvio que lo valore e umarán. Por ello, la inductancia de la red L uede er menor que el valor calculado con una cantidad igual a la inductancia aráita de 8 nh. Figura 11-4 Incororación de la reactancia interna y aráita a la red de acolamiento. L = 0-8 = 1 nh Al hacer la inductancia de la red L igual a 1 nh, la inductancia total de circuito e corregirá cuando e ume a la inductancia aráita. Algo imilar ocurre con la caacitancia. Lo cálculo del circuito anterior requieren en total 80 F. La caacitancia de la red L y la caacitancia aráita e umarán, ya que etán en aralelo. Por lo tanto, la caacitancia de la red L uede er menor que el valor calculado con la cantidad de la caacitancia aráita, e decir C = 80 1 = 68 F Al hacer la caacitancia de la red L igual a 68 F, la caacitancia total correcta e obtiene cuando e uma a la caacitancia aráita. Rede i y T Aun cuando la rede L e uan con frecuencia ara el acolamiento de imedancia, no on flexible en cuanto a u electividad. Cuando e dieñan rede L, hay muy oco control obre el Q del circuito. Ete valor etá definido or la imedancia interna y de carga. Se obtiene, dede luego, un valor de Q, ero quizá no iemre ea el neceario ara lograr la electividad deeada.

11 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Para reolver ete roblema ueden uare rede de acolamiento con tre elemento reactivo. La figura 11-5 ilutra la tre rede de acolamiento de imedancia má comune que contienen tre comonente reactivo. La red de la figura 11-5a) e conoce como r e d i debido a que u configuración emeja la letra griega del mimo nombre. El circuito en b) e conoce como r e d T, otra vez or-que u elemento configuran en eencia dicha letra mayúcula. El circuito de la figura 11-5c) e una red T con do caacitore. Oberve que todo on filtro aabajo que roorcionan una atenuación máxima de la armónica. La rede i y T ueden dieñare ara aumentar o reducir la imedancia, egún ean lo requerimiento del circuito. Lo caacitore, or lo general, e hacen variable ara que el circuito ueda intonizare a la reonancia y ajutare ara la alida de otencia máxima. El circuito má emleado e la red T de la figura 11-5c), que a menudo e denomina r e d LCC, y e ua amliamente ara acolar la baja imedancia de alida de un amlificador de otencia de tranitor a la imedancia má alta de otro amlificador o de una antena. La figura 11-6 reenta la fórmula de dieño. Utilizando el ejemlo anterior ara acolar una fuente R i de 5 Ω a una carga R I de 5 0 Ω a 10 MHz, e calculará la red LCC. Conidere un Q de 10. Primero e calcula la inductancia. cl L =QRi =10(5)=50 Ω L 50 L 66, nh f 6,8(10 x10 ) 3 6 Deué e obtiene el valor de C l. R l Ri ( Q 1) (10 1) Cl 8,8 f 6 f 6,8(10 x10 )(150) c

12 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz - 010

13 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Por último, e calcula C. Figura 11-5 Rede de acolamiento de tre elemento 5(10 1) 1 x (10 x50) C c Ri ( Q 1) 1 x Q c1 1 QR 1 f c 1 6,8(10 x10 i 6 18,4 f )(7) Acolamiento de imedancia or tranformador Uno de lo mejore dioitivo ara acolamiento de imedancia e el tranformador. Recuerde que e muy común el uo de tranformadore con núcleo de hierro a frecuencia baja ara igualar (acolar) una imedancia a otra. E oible hacer que una imedancia aarezca como la imedancia de carga deeada i e elecciona el valor correcto de la relación de vuelta del tranformador. Figura 11-6 Ecuacione de dieño de una red T del tio LCC. Conideremo la figura La relación entre la razón de eira o de vuelta y la imedancia de entrada y alida e

14 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Lo que dice eta fórmula e que el cociente de la imedancia de entrada, Z i y la imedancia de la carga, Z l e igual al cuadrado del cociente del nú-mero de vuelta en el rimario, N, y el número de vuelta en el ecundario, N. Como ejemlo, ara acolar la imedancia de un generador de 5 ohm a una imedancia de carga de 50 ohm, la razón o relación de vuelta ería Figura 11-7 Acolamiento de imedancia con tranformador con núcleo de hierro. Figura 11-8 Tranformador toroidal Eto ignifica que hay 3.16 vece tanta vuelta en el devanado ecundario como en el rimario. Eta relación e válida ólo ara tranformado-re con núcleo de hierro. Cuando e uan tranformadore con núcleo de aire, el acolamiento entre lo devanado rimario y ecundario no e comleto y, or coniguiente, la relación de imedancia no e como e indica. Aun cuando lo tranformadore de núcleo de aire on de uo generalizado en frecuencia de RF, y ueden uare ara acolar imedancia, on meno eficiente que lo tranformadore con núcleo de hierro. Se han creado tio eeciale de materiale ara núcleo de ea clae, a fin de uarlo en frecuencia muy alta. El material del núcleo e una ferrita o hierro ulverizado. Tanto el devanado rimario como el ecundario e arrollan en un núcleo de ete material. El núcleo ara tranformadore de RF de uo má común e el de forma toroidal. Un toroide e, en geometría, un cuero de ección circular que tiene la forma de dona. El toroide metálico e fabrica, en general, con un tio eecial de hierro ulverizado. En el toroide e arrolla alambre de cobre ara conformar lo devanado rimario y ecundario. Una con-figuración tíica e la que muetra la figura También e uan bobinado rimario con derivacione ara tener el llamado autotranformador, que ermite acolar imedancia entre etaa de RF. La figura 11-9 decribe la configuracione ara aumentar y reducir la imedancia. Por lo común e uan toroide. A diferencia de lo tranformadore con núcleo de aire, lo tranformadore toroidale hacen que el camo magnético que roduce el devanado rimario eté or comleto dentro del roio núcleo. Eto aorta varia ventaja imortante. Primera, un toroide no radiará energía de RF. Lo inductore con núcleo de aire radian orque el camo magnético

15 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz que e roduce alrededor del devanado rimario no etá contenido fijamente. Lo circuito de tranmiore y recetore que uan inductore con núcleo de aire deben etar cubierto or blinda je magnético ara imedir que interfieran con otro circuito. El toroide, or otra arte, confina el camo magnético or comleto y, or lo tanto, no requiere blindaje. Otro beneficio e que la mayor arte del camo magnético que roduce el devanado rimario corta la vuelta del devanado ecundario. Por ello, la fórmula báica ara relación de vuelta, voltaje de entrada-alida y la de imedancia ara tranformadore de baja frecuencia etándare también e alican a lo tranformadore de alta frecuencia toroidale. En la mayoría de lo nuevo dieño de RF e uan tranformadore con núcleo de toroide ara acolar la imedancia de RF entre la etaa. Ademá, en ocaione lo devanado rimario y ecundario e emlean como inductore en circuito intonizado. De manera alternativa, también ueden contruire inductore toroidale. Eto elemento tienen una ventaja obre lo inductore con núcleo de aire ara alicacione de RF, la cual conite en que la mayor ermeabilidad magnética del núcleo hace que la inductancia ea alta. Recuerde que cuando e inerta un núcleo de hierro en un arrollamiento de alambre, la inductancia aumenta en forma notable. Para alicacione en RF, ello ignifica que e ueden obtener valore deeado de inductancia utilizando meno vuelta de alambre. El reultado e inductore de menor tamaño. Ademá, un número menor de vuelta roduce meno reitencia, dando al inductor un Q má alto que el que e oible obtener con inductore de núcleo de aire. Lo toroide de hierro ulverizado on tan efectivo que de hecho han reemlazado a lo inductore con núcleo de aire en la mayoría de lo dieño de tranmiore moderno. Etán dionible en tamaño con diámetro dede una fracción de ulgada hata varia ulgada. En la mayoría de la alicacione e requiere un número mínimo de vuelta ara crear la inductancia deeada. Figura 11-9 Acolamiento de imedancia con un auto- tranformador.

16 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Figura Utilización de tranformadore toroidale ara el acolamiento e igualación de imedancia en la eta-a de un amlificador clae C. La figura muetra un tranformador de tio toroidal que e ua ara el acolamiento entre eta-a entre do amlificadore clae C. El rimario del tranformador de excitación e intoniza a la reonancia con el caacitor C 1. El caacitor e ajutable, or lo que uede fijare a la frecuencia de oeración exacta. La imedancia de alida má o meno alta del tranitor e acola a la imedancia de entrada baja de la etaa iguiente clae C con un tranformador reductor que roorciona lo efecto de acolamiento de imedancia deeado. En general, el ecundario tiene ólo una cuanta vuelta de alambre y no e intoniza. El circuito de la figura también muetra un tranformador imilar al que e ua ara acolar la alida con la antena. Balune ara acolamiento de imedancia Un balun e un tranformador de línea de tranmiión conectado ara realizar el acolamiento de imedancia en un amlio intervalo de frecuencia. La figura muetra una de la configuracione má utilizada. Ete tranformador uele etar arrollado en un toroide, y lo número de vuelta de lo devanado rimario y ecundario on iguale, originando aí una relación de vuelta de 1:1 y una relación de acolamiento de imedancia de 1:1. Lo unto indican la fae de lo devanado. Oberve la manera inuual en que e conectan lo devanado (bobinado). A un tranformador conectado de ete modo e le llama "balun", término que e deriva de la rimera letra de la alabra en inglé BALanced y Unbalanced que correonden a "balanceado y "no balanceado", reectivamente ya que eto tranformadore or lo común e uan ara conectar una fuente balanceada con una carga no balanceada, o vicevera. En el circuito de la figura 11-11a), un generador balanceado e conecta a una carga (conectada a tierra) no balanceada. En b), un generador (conectado a tierra) no balanceado uede conectare a una carga balanceada. La figura 11-1 ilutra cómo uar un balun con relación de vuelta 1:1 ara acolamiento de imedancia. Con la configuración que e muetra en a) e obtiene un aumento de imedancia. Una imedancia de carga de cuatro vece la imedancia de la fuente Zi roorciona el acolamiento correcto. El balun hace que la carga "arezca" de Z 1 /4 ara acolare a Zi. En la figura 11-1b) e indica cómo obtener una reducción de imedancia. El balun hace que la carga Z l "arezca" igual a 4Zi.

17 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz Figura Tranformadore balun utilizado ara co-nectar carga o generadore balanceado y no balanceado Exiten mucha otra configuracione de balune con diferente relacione de imedancia. E oible interconectar vario balune comune 1:1 ara obtener razone de tranformación de imedancia de 9:1 y 16:1. Ademá, lo balune también ueden conectare en cacada de modo que la alida de uno aarezca como la entrada de otro, en forma uceiva. Al conectar lo balune en cacada, la imedancia ueden aumentar o diminuir egún relacione mayore. Un unto imortante que cabe detacar e que lo devanado de un balun no e hacen reonar a una frecuencia articular con caacitore. Por lo tanto, oeran en un amlio intervalo de frecuencia. La inductancia de lo devanado e hacen tale que la reactancia de lo inductore on cuatro o má vece ueriore a la imedancia má alta que e etá acolando. De eta manera, el tranformador roorcionará el acolamiento de imedancia deignada en un gran intervalo de frecuencia. Eta caracterítica de banda ancha de lo tranformadore tio balun ermite a lo dieñadore crear amlificadore de otencia de RF de banda ancha. Eto dioitivo roorcionan una magnitud eecífica de amlificación de otencia en un ancho de banda exteno y e refieren en articular en equio de comunicacione que debe oerar en má de un intervalo de frecuencia. En vez de tener un tranmior ara cada banda deeada, e uede uar un olo tranmior. Cuando e emlean amlificadore intonizado convencionale, e neceario roorcionar un método ara conmutar al circuito intonizado correcto. Eta rede de conmutación on comleja y cotoa, ademá, de que introducen roblema, en articular en frecuencia alta. Para hacer u acción eficaz, lo interrutore e deben localizar muy cerca de lo circuito intonizado ara que no e introduzcan inductancia y caacitancia aráita or el interrutor y lo conductore de interconexión. Una forma de reolver el roblema de conmutación conite imlemente en uar un amlificador de banda ancha. No e neceita conmutación ni intonización. El amlificador de banda ancha roorciona amlificación y el acolamiento de imedancia neceario. El roblema rincial con el amlificador de banda ancha e que no roorciona el filtrado neceario ara dehacere de la armónica. Un medio ara olucionar ete roblema e generar la frecuencia deeada a un nivel de otencia má bajo, dejando que circuito intonizado eliminen la armónica, y roorcionando la amlificación de otencia

18 Comilado, anexado y redactado or el Ing. Ocar M. Santa Cruz final con el circuito de banda ancha. El amlificador de otencia de banda ancha oera como amlificador lineal clae A o clae B en uh-ull, or lo que el contenido inherente de armónica de la alida e muy bajo. La figura muetra un amlificador lineal de banda ancha tíico. Oberve que do tranformadore balun 4:1 e conectan en cacada en la entrada ara que la baja imedancia de entrada en la bae aarezca como una imedancia 16 vece má alta que la de entrada. La alida ua un balun 1:4 que aumenta la muy baja imedancia de alida del amlificador final, a una imedancia cuatro vece mayor ara igualar la imedancia de carga de la antena. En alguno tranmiore, lo amlificadore de banda ancha ueden etar eguido de filtro aabajo o filtro Pi. Figura Amlificador de otencia lineal clae A de banda ancha