amplificadores de potencia

Electrnica de ComunicacionesCONTENIDO RESUMIDO: 1- Introduccin 2- Osciladores 3- Mezcladores. 4- Lazos enganchados en fase (PLL). 5- Amplificadores de pequea seal para RF. 6- Filtros pasa-banda basados en resonadores piezoelctricos. 7- Amplificadores de potencia para RF. 8- Demoduladores de amplitud (AM, DSB, SSB y ASK). 9- Demoduladores de ngulo (FM, FSK y PM). 10- Moduladores de amplitud (AM, DSB, SSB y ASK). 11- Moduladores de ngulo (PM, FM, FSK y PSK). 12- Tipos y estructuras de receptores de RF. 13- Tipos y estructuras de transmisores de RF. 14- Transceptores para radiocomunicacionesATE-UO EC piezo 00

7- Amplificadores de potencia para RFIdea fundamental:Amplificar seales de RF hasta niveles suficientes para su transmisin y hacerlo con buen rendimiento energtico.

PCCRg

= PRF/PCC

+VCCPe RF

Amplificador de potencia de RF

RL

PRF

PperdATE-UO EC amp pot 01

Concepto de Clase de un transistor en un amplificador (I)

Rg

+

Amplificador de potencia de RF iC

RL Q1iCt 0 2 0

iCt 2 0

iCt 2

Clase A:conduccin durante 2

conduccin durante

Clase B:

conduccin < ATE-UO EC amp pot 02

Clase C:

Concepto de Clase de un transistor en un amplificador (II)

Rg

+

Amplificador de potencia de RF iC

+ vCE

RLiC

Q1

Clase D: Q1 trabaja en conmutacin Clase E: Q1 trabaja en conmutacin a tensin cero

vCEtControl

t

ATE-UO EC amp pot 03

Tipos de amplificadores de potencia de RF

Rg

+VCC vg

Amplificador de potencia de RF

+ RL vs

Amplificadores lineales: la forma de onda de la tensin de salidavs es proporcional a la de entrada vg.

Amplificadores no lineales: la forma de onda de la tensin desalida vs no es proporcional a la de entrada vg. Caso especialmente interesante: tensin de salida vs proporcional a VCC.ATE-UO EC amp pot 04

Amplificador Clase A con la carga en el circuito de polarizacin (I)Circuito bsico

RLPolarizacin

iC VCC

Rg

+ Q1 vCE

+


RL

iC VCC

Amplificador Clase A con la carga en el circuito de polarizacin (II) VCC/RL iCElegimos un punto de trabajo

+ Q1 vCE iC1t

IB vCE VCCt

PRF = ic12RL/2

PCC = ic1VCC

= PRF/PCC = ic1RL/(2VCC)

vCE1

Luego crece con iC1. Pero el crecimiento de iC1 tiene un lmiteATE-UO EC amp pot 06

RL

iC VCC

Amplificador Clase A con la carga en el circuito de polarizacin (III) VCC/RL iC Mximo valor de iC1

+ Q1 vCEiC1 = VCC/2RL t

IB vCE VCC

max = ic1RL/(2VCC) con iC1 = VCC/2RLPor tanto: max = 1/4 = 25%

t

vCE1 = VCC/2

El 25% es un rendimiento mximo muy bajo!ATE-UO EC amp pot 07

Amplificador Clase A con polarizacin por fuente de corriente (I)Circuito bsico

Polarizacin

IC + Q1 + vCE -

VCC

Rg

+

RL


Amplificador Clase A con polarizacin por fuente de corriente (II)Realizacin fsica de la fuente de corriente

+ IC iC + iL -

VCC

+ iC

VCC

IC+ iL -

+ Q1 vCE

RL Q1

+ vCE

RL

La tensin en la fuente de corriente debe ser la mostradaATE-UO EC amp pot 09

Amplificador Clase A con polarizacin por fuente de corriente (III)Eleccin del punto de trabajo para un valor de IC

+ IC iC + iL -

VCC

VCC/RL iCRecta de carga en continua

IB vCERecta de carga en alterna con pendiente 1/RL

+ Q1 vCE

RL

VCC

Esta es la recta de carga de alterna con mayores niveles de tensin y corriente y compatible con tensin positiva en la fuente de corrienteATE-UO EC amp pot 10

Amplificador Clase A con polarizacin por fuente de corriente (IV) VCC/RL iC

+ IC iC iL vCE1 + -

VCC IC

Recta de carga en continua

Recta de carga en alterna

IB vCE VCCt

t

+ Q1 vCE

RLvCE1 PRF = Ic2RL/2 PCC = IcVCC = IcRL/(2VCC)

Luego crece con IC y tiene el lmite en IC = VCC/2RL.ATE-UO EC amp pot 11

Amplificador Clase A con polarizacin por fuente de corriente (V) VCC/RL iCRecta de carga en alterna

+ IC iC iL vCE1 + -

VCC

ICt

IBRecta de carga en continua

+ Q1 vCE

RL

vCE VCCt

vCE1 = IcRL/(2VCC)

PRF = Ic2RL/2

PCC = IcVCC

Con IC = VCC/2RL, max = 1/4 = 25%.

Sigue siendo muy bajo!ATE-UO EC amp pot 12

Amplificador Clase A con polarizacin por resistencia de colector (I)Circuito bsico

Polarizacin

RCiC + VCC

Rg

+ iL Q1 vCE

+

RL


Amplificador Clase A con polarizacin por resistencia de colector (II)

RCiC + VCC

VCC/RL iC IBiC1Recta de carga en continua

Punto de trabajo

+ iL Q1 vCE

RL

vCEvCE1

VCC

Recta de carga en alterna con pendiente -(RC+RL)/(RLRC)

Cmo debe elegirse RC para obtener rendimiento mximo? Cul ser el rendimiento mximo? No demostrado aqu: Condicin de rendimiento mximo es RC = 2RL y max = 1/(6 + 4 2) = 8,57%. An mas bajo!ATE-UO EC amp pot 14

Resumen de los amplificador Clase A (hasta ahora)RLiC VCC

+ IC iC + iL -

VCCiC

RC+ VCC

+ Q1 vCE

+ iL

+ Q1 vCE

RLmax = 25%

Q1

-

vCE

RL

max = 25%

max = 8,57% La componente de alterna de iC circula por la carga y por la resistencia de polarizacin. En la resistencia de polarizacin se disipa continua (adems de alterna).

Toda la componente de alterna de iC circula por la carga. Pero en la carga se disipa continua.

Toda la componente de alterna de iC circula por la carga. Pero en la fuente de corriente se disipa continua.

Podemos conseguir que en elemento de polarizacin no se disipe ni alterna ni continua?ATE-UO EC amp pot 15

Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (I)Circuito bsico

Polarizacin

LCHiC + VCC

Rg

+ iRL Q1 vCE

+

RL

La bobina LCH debe presentar una impedancia mucho mayor que RL a la frecuencia de trabajoATE-UO EC amp pot 16

Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (II)Circuito equivalente al bsico

LCHiC + VCC iC

LCH + RL Q1 vCE iRL

RLVCC

+ iRL Q1 vCE

En ambos casos: Toda la componente de alterna de iC circula por la carga. En la bobina, obviamente, no se disipa potencia.ATE-UO EC amp pot 17

Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (III)Otra posibilidad de realizacin fsica, pero con un grado de libertad ms

RLiC 1:n

LmiC

RLVCC

+ Q1 vCE

iRL

VCC

+ Q1 vCE

iRL

RL = RL/n2 iRL = iRLn

Es como el caso anterior: Toda la componente de alterna de iC circula por la carga (modificada por la relacin de transformacin del transformador). En el transformador, obviamente, no se disipa potencia.ATE-UO EC amp pot 18

Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (IV)Circuito de estudio

LCHiC

RLVCC

iC


IB

+ Q1 vCE

iRLRecta de carga en alterna con pendiente -1/RL

VCCPunto de trabajo

vCE

Cmo debe elegirse el punto de trabajo para obtener el mximo rendimiento posible?ATE-UO EC amp pot 19

Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (V)LCHiC

RLVCC

iC


IB

+ Q1 vCE

iRL

La componente de alterna en el transistor es la misma que en la carga

iC1

vCE VCCt VCC+iC1RL

PRF = (ic1RL)2/(2RL) PCC = ic1VCC = PRF/PCC = ic1RL/(2VCC)

El mximo valor de ic1RL es ic1RL = VCC y por tanto max = 1/2 = 50%. Ha mejorado, pero sigue siendo bajo!


Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (VI)Situacin con la mxima seal que se puede manejar

iCLCHiC


RLVCC

2iC1

IB

+ Q1 vCE

iRL

iC1=VCC/RL t

max = 50%.

vCE VCC 2VCC

Cul es el rendimiento cuando la seal es no es la mxima posible?

t


Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (VII)Situacin con seal menor que la mxima que se puede manejar

LCHiC

RLVCC

iC2VCC/RL


IB

+ Q1 vCE

iRL

iCPend. -1/RL

t

vCE VCC 2VCC vCE

PRF = (vCE)2/(2RL) PCC = VCC2/RL = PRF/PCC = 0,5(vCE/VCC)2 t


Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (VIII)Con transistores reales (no idealizados)

2VCC/RL

iC


IB

(VCC-vCE sat)/RL

Pend. -1/RL

vCE PRF = (VCC-vCE sat L) PCC = VCC(VCC-vCE sat)/RL = 0,5(VCC-vCE sat)/ VCCt

)2/(2R

VCC

2VCC VCC-vCE sat

vCE sat


Amplificador Clase A con polarizacin por bobina de choque en el colector (IX)vce(mt, pt) vp Seal modulada en amplitud vm 2VCC/RL

iC


IB

vce(mt, pt) = vCE(mt)sen(pt) vCE(mt) = vp[1 + msen(mt)] m = vm/vp (mt) = 0,5[vCE (mt)/VCC (mt) = 0,5(vp/VCC)2[1 + msen(mt)]2 ]2 med = 0,5(vp/VCC)2[1 + m2/2] med max vp = VCC/2, m = 1 med max = 0,125[1 + 1/2] = 18,75% t

Pend. -1/RL

vCE VCC 2VCC

Vuelve a ser muy bajo!ATE-UO EC amp pot 24

Amplificador Clase B con un nico transistor (I)Circuito bsico Circuito resonante a la frecuencia de la seal de RF

LPolarizacin

CVCC + VCC

iCRg

+ iRL Q1 -

+ vRL

+

vCE RL iC180


Amplificador Clase B con un nico transistor (II)

LiC

LVCCEquivalente

+ iRL Q1 -

+ RL

iC

+ iRL Q1 vCE iC180

vCE vRL iC180

iC180

+

iC

L

iRL

-

C RL

vRL

Equivalente (salvo para la tensin sobre la fuente)ATE-UO EC amp pot 26

+VCC

VCC + -

RL

vRL

C

C

Amplificador Clase B con un nico transistor (III)Circuitos equivalentes (I)

iCiCpico 180

iC

C L RL

+ vRL

iCca180

iCpico(1-1/)

CiCca IC iC

+ RL vRL

IC

L

iCpico/

No genera tensin en la carga


Amplificador Clase B con un nico transistor (IV) iCca180

Circuitos equivalentes (II) iCpico(1-1/)

=

iCca1

iCpico/2

iCca(t) iCca1 Arm.

+L

ArmnicosiRL(t)

Los armnicos se cortocircuitan por el condensador

C RL

+ vRL

iCca1 (t) = (iCpico/2)sen(t) vRL(t) = RLiRL(t) = -RLiCca1(t) vRL(t) = -RL(iCpico/2)sen(t)

iCca1 iCca1iCpico/2

iRL

+ vRL

RL


Amplificador Clase B con un nico transistor (V)Rectas de carga, punto de trabajo (esttico) y excursin del punto de trabajoLlamamos vce a la componente de alterna de vCE. Entonces:

vce(t) = vRL(t) = -RL(iCpico/2)sen(t) vce(t) = -(RL /2)iCpicosen(t) = -(RL /2)iCPor tanto:

LiC

CVCC + VCC

vCE = iCpicoRL/2

iC2VCC/RLPendiente -2/RL


IB

+ iRL Q1 -

+ RLt

vCE vRL iC180

iCpicoPunto de trabajoPendiente 0

vCE

180

VCCt


vCE

Amplificador Clase B con un nico transistor (VI)Clculo del rendimiento mximo posible

LiC

CVCC + VCC

iC2VCC/RLPendiente -2/RL


IB

+ iRL Q1 -

+ RL

vCE vRL

iCpico iCpico/ t180 Punto de trabajoPendiente 0

vCE

VCCt

PRF = (vCE)2/(2RL) = (iCpicoRL)2/(8RL) PCC = VCCiCpico/ = PRF/PCC = iCpicoRL/(8VCC)

vCE

vCE = iCpicoRL/2

El mximo valor de iCpico es iCpico max = 2VCC/RL y por tanto: max = /4 = 78,5% Ha mejorado notablemente!ATE-UO EC amp pot 30

Amplificador Clase B con un nico transistor (VII)Situacin con la mxima seal que se puede manejar

LiC

CVCC + VCC

2VCC/RL

iC


IB

+ iRL Q1 -

+ RL

vCE vRL

vCEt180

max = /4 = 78,5%

VCCt

2VCC


Amplificador Clase B con un nico transistor (VIII)Clculo de la potencia mxima disipada en el transistor, PTr PRF = (iCpicoRL)2/(8RL) PCC = VCCiCpico/ PTr = PCC - PRF PTr = VCCiCpico/ - (iCpicoRL)2/(8RL) PTr tiene un mximo en: iCpico PTmax = 4VCC/(RL)Ntese que:

iC2VCC/RL


IB

iCpico iCpico/ t180

iCpico PTmax < iCpico max = 2VCC/RL PTrmax = 2VCC2/(2RL)La potencia mxima de RF es:

VCCt

vCE

vCE

PRF max = (iCpico maxRL)2/(8RL) PRF max = VCC2/(2RL)Por tanto:

PTrmax = 4PRF max/2 = 0,405PRF max


Amplificador Clase B con un nico transistor (IX)Con transistores reales (no idealizados)

2VCC/RL 2(VCC-vCE sat)/RL

iCPendiente -2/RL


IB

vCEt PRF = (VCC-vCE sat)2/(2RL) PCC = VCC2(VCC-vCE sat)/(RL) = (VCC-vCE sat)/(4VCC) = 0,785(VCC-vCE sat)/VCCATE-UO EC amp pot 33

180

VCC VCC-vCE sat t

2VCC

vCE sat

Amplificador Clase B con un nico transistor (X)vp vm Seal modulada en amplitud

iCvCE(mt) = vp[1 + msen(mt)] m = vm/vp PRF = [vCE(mt)]2/(2RL) PCC = VCCiCpico(mt)/ vCE(mt) = iCpico(mt)RL/2 PCC = VCC2vCE(mt)/(RL) = PRF/PCC = vCE(mt)/(4VCC) = 0,785vp[1 + msen(mt)]/VCC med = 0,785vp/VCC med max vp = VCC/2 med max = 39,26% t 2VCC/RL iCpico(mt)Pendiente -2/RL


IB

Punto de trabajoPendiente 0

vCE

VCC

vCE(mt)ATE-UO EC amp pot 34

Amplificador Clase B con dos transistores (I)Circuito bsico: Montaje en contrafase o Push-Pull (I)

Polarizacin

Q1Rg

+ -

iC1

RL = RL/n2

vCE1 VCC

iRL

++ -

RL

+ vRL

+

Q2

-

vCE2 iC2 1:1:nATE-UO EC amp pot 35

Amplificador Clase B con dos transistores (II)Circuito bsico: Montaje en contrafase o Push-Pull (II)

iB1180

iB1

Q1

+ -

iC1

iRL iC1180

vCE1 VCC

iRL

+ vRL

iB2180

+

iB2

Q2

-

vCE2 iC2

iC2180

RL1:1:nATE-UO EC amp pot 36

Amplificador Clase B con dos transistores (III)Circuito bsico: Montaje en contrafase o Push-Pull (III)

iC1VCC/RL iCpicoRL = RL/n2 iC1180


Pendiente -1/RL

IB1Punto de trabajo

iC1

1:1:n iRL

t+ vRL

vCE1 vCE2 IB1 iC2VCC/RLVCC

t iCpico

+VCC

iC2180

RLiC2 iRL


Amplificador Clase B con dos transistores (IV)Clculo del rendimiento mximo posibleiC1VCC/RL iCpicoPunto de trabajoPendiente 1/RLRecta de carga en continua

PRF = iCpico2RL/2 PCC = 2VCCiCpico/ = iCpicoRL/(4VCC) = 0,785iCpicoRL/VCC Como: iCpico max = VCC/RL, entonces: max = /4 = 78,5% Como en el caso de un transistort

IB1

vCE1 vCE2 IB1 iC2VCC/RLVCC

t iCpico


Amplificador Clase B con dos transistores (V)Situacin con la mxima seal que se puede manejar VCC/RL

iC1


IB1 max = 78,5%Q1 + iC1 iRL

Punto de trabajo

t

vCE1 vCE2+

VCC

t

vCE1 VCC

RL1:1:n

vRL

IB1 iC2VCC/RL

+

Q2

-

vCE2 iC2


Ganancia de los amplificadores Clase A con bobina, Clase B con un transistor y Clase B con dos transistores2VCC/RL

iC1/RL

iC

IB

Por comodidad, calculamos la Transresistencia vRL/iB En todos los casos: vRL= VCC, iB = iC/

vCE

Clase A

VCC

2VCC

VCC/RL

iC1 IB1

vRL/iB = RL2VCC/RL

iC IB

iCvCE1 vCE2 Clase B, 2 Trans. IB1 VCC

iCvCE

iCiC2VCC/RL

Clase B, 1 Trans.

VCC

2VCC

vRL/iB = RL/2ATE-UO EC amp pot 40

vRL/iB = RLn

Comparacin entre amplificadores Clase A, Clase B con un transistor y Clase B con dos transistores

Amplificador Clase A Clase B, 1 transistor Clase B, 2 transistores

Rendimiento mximo

Ganancia de tensin

Impedancia de entrada

iCmax2VCC/RL

Banda Ancha

50% 78,5% 78,5%

RL/rBE RL/(2rBE) RLn/rBE

Lineal No lineal Lineal

2VCC/RL Estrecha VCC/RLAncha

rBE = resistencia dinmica de la unin base-emisor RL = RL/n2


Circuitos de polarizacin en clases A y B +VCCPolarizacinA la base del transistor

+VCC

R P

LCH CA la base del transistor

DiBClase A

Sobra en el caso del Push-Pull

VBE 0 Clase BATE-UO EC amp pot 42

Amplificadores Clase CSe puede el rendimiento mximo terico mayor que el 78,5%? Qu hay que sacrificar? Circuito bsico

LPolarizacin

C

Circuito resonante

iCRg

VCC + -

VCC

+ iRL Q1 -

+ vRL

+iC< 180

vCE RL


Amplificadores Clase C lineales (I)Cmo conseguir un ngulo de conduccin menor de 180 ?

iC iB

vg +vCE VB+vBEt

Rg vg

VB +vBE

+

-

vBE rBE

iB

CCmo conseguir proporcionalidad entre iB y vg?

t


Amplificadores Clase C lineales (II)Relaciones entre variables: vg = Vg picosen(t) Si (-C)/2 < t < (+C)/2, iB = Vg picosen(t) (VB + vBE) Rg+rBE

Si t < (-C)/2 o t > (+C)/2, iB = 0 C = 2arcos[(VB + vBE)/Vg pico] Para conseguir proporcionalidad entre iB y vg debe cumplirse: - Que VB+vBE vare proporcionalmente a Vg pico. - Que C no vare.

vgVB+vBEt

iB


C

t

+ iB

VB

Rg vg

RB

CB

iC

Amplificadores Clase C lineales (III)

+ + vCE

Realizacin fsica

+

vBE

vBE rBE vBE = vBE + iBrBE

VB = (Vg pico vBE)RB/(RB + Rg + rBE) VB + vBE = Vg picoRB/(RB + Rg + rBE) + vBE(Rg + rBE)/(RB + Rg + rBE) Si Vg picoRB >> vBE(Rg + rBE), entonces: VB + vBE Vg picoRB/(RB + Rg + rBE) es decir, proporcionalidad. Ojo! como: vg = VB + vBE + (Rg + rBE)iB vg >> vBE Pequea ganancia.ATE-UO EC amp pot 46

Amplificadores Clase C lineales (IV)Como:

LiC

CVCC + -

iB =VCC

Vg picosen(t) (VB + vBE) Rg+rBE

+ iRL vCE

+vRL

C = 2arcos[(VB + vBE)/Vg pico] Entonces: iB = [sen(t) cos(C/2)] Vg pico/(Rg+rBE) y, por tanto: iC = [sen(t) cos(C/2)]Vg pico/(Rg+rBE) El valor de pico vale:

-

RL

iC ICpicocATE-UO EC amp pot 47

iCpico = [1 cos(C/2)]Vg pico/(Rg+rBE) Es decir: iC = iCpico sen(t) cos(C/2) 1 cos(C/2)

Amplificadores Clase C lineales (V)iC = iCpico sen(t) cos(C/2) 1 cos(C/2)

iCpico sen(C/2) (C/2)cos(C/2) Componente de continua: IC = 1 cos(C/2) iCpico C senC Primer armnico: iCca1(t) = sen(t) 2 1 cos(C/2) Resto de armnicos

El resto de armnicos se cortocircuitan por el condensadorATE-UO EC amp pot 48

CIC iCca1 Arm. iC

+ RL vRL

L

Amplificadores Clase C lineales (VI)Circuito equivalente de alterna iCpico C senC iCca1(t) = sen(t) 2 1 cos(C/2)Por tanto:

iCca1(t)t

iCca1(t)

+ vRL

RL

vRL(t) = -RLiCca1(t) vce(t) = vRL(t) = -RLiCca1(t) iCpico C senC sen(t) vce = -RL 2 1 cos(C/2)Es decir:

LiC

CVCC + VCC

RL C senC iCpicosen(t) vce = 2 1 cos(C/2)

+ iRL -

+ RL

vCE vRL


Amplificadores Clase C lineales (VII)Rectas de carga, punto de trabajo (esttico) y excursin del punto de trabajoComo:

RL C senC vce = iCpicosen(t) 2 1 cos(C/2) RL C senC vCE = i 2 1 cos(C/2) CpicoEs decir:

Entonces:

iCRecta de carga


IBsiendo:

vCE = RLiCpico

iCpicoPend. -1/RL

RL C senC R L = 2 1 cos(C/2)

vCE0 VCC

vCE

Clculo de vCE0:

t

C

-C 2

vCE0 = VCC vCEcos(C/2)

t

vCE

Valor de la pendiente de la recta de carga:

-1/[RL(1 cos(C/2)]ATE-UO EC amp pot 50

Amplificadores Clase C lineales (VIII)Clculo del rendimiento mximo posible (I)PRF = (vCE)2/(2RL) = (iCpicoRL)2/(2RL) RL = RL 2 1 cos( /2) C C senC

iCPendiente -1/[RL(1 cos(C/2)]

IB

PCC = VCCIC IC = sen(C/2) (C/2)cos(C/2) [1 cos(C/2)] iCpico

iCpico IC tC vCE0 VCC -C 2

vCE

= PRF/PCC = PRF/PCC =

iCpicoRL[C senC]

4VCC[sen(C/2) (C/2)cos(C/2)]

t

vCE

Luego crece con iCpico. Calculamos el valor mximo: iCpico max = vCE0 min/[RL(1 cos(C/2)] = [VCC(1 cos(C/2))]/[RL(1 cos(C/2)] iCpico max = VCC/RLATE-UO EC amp pot 51

Amplificadores Clase C lineales (IX)Clculo del rendimiento mximo posible (II)Sustituyendo iCpico por iCpico max: max =max [%] 100 90 80 70 60 50 0 90 180 C [] 270 360

[C senC] 4[sen(C/2) (C/2)cos(C/2)] Clase C(ejempl.)

Situacin con la mxima seal que se puede manejar

iCiCpico maxPendiente -1/[RL(1 cos(C/2)]Pend. -1/RL

IB

Clase B Clase A

IC tC

vCE0

VCC -C 2

2VCC

vCE

Rendimiento mximo real: max real = (VCC - vCE sat)[C senC] 4VCC[sen(C/2) (C/2)cos(C/2)]

t

vCEATE-UO EC amp pot 52

Amplificadores Clase C lineales (X)Resumen de caractersticas:

Linealidad: Difcil, sacrificando ganancia. Rendimiento mximo: Alto, 80-90 %. Ganancia: Baja. Impedancia de entrada: Muy no lineal. Corriente de colector: Picos altos y estrechos. Ancho de banda: Pequeo.


Amplificadores Clase C muy no lineales (I)El transistor trabaja casi en conmutacin

LiC

C

Circuito resonante

iC VCC VCC

VCC + -

C L RL

+ vRL

+ iRL vCE iC

+ RL vRL

El circuito resonante resuena libremente y repone la energa que transfiere a la carga en los periodos de conduccin del transistor. El valor de pico de la tensin de salida es aproximadamente el valor de la tensin de alimentacin:

vRL = VCCsen(t)ATE-UO EC amp pot 54

El rendimiento es bastante alto.

Amplificadores Clase C muy no lineales (II)Modulador de amplitud

VCC = VCC+vtr

LiC iC

+ Q1ATE-UO EC amp pot 55

-

vCE RL

+ C+VCC VCC

Amplificador de potencia de BF

-

vtr+ VCC

vtr vCC vCC

-

+ vRL vRL

Amplificadores Clase D (I)Circuito bsico

+VCC iC1 iD1 D1 Q1 iC2 iLVCC/2

iL vRL A L-

iD2 D2

+

+ vA vA C RLVCC/2 -VCC/2

+ vRL

Q2


Amplificadores Clase D (II)Anlisis

vRL +VCC iC1 vAVCC/2 -VCC/2

=

vRL

+

Armnicos

iD1 D1 iLVCC/2

vRL = (VCC/2)4/ = 2VCC/Luego la tensin de salida es proporcional a la alimentacin Puede usarse como modulador de amplitud.

Q1 iC2

A

iD2 D2

+

-

+ vA

L C RL

+ vRL Menor frecuencia de operacin debido a que los transistores trabajan en conmutacin.ATE-UO EC amp pot 57

Q2

Amplificadores Clase D y amplificadores Clase E (I) iL vAClase D Clase E

iL iC1 iC2iD1 D1 iLVCC/2

vA

iL

vA

Conmutacin forzada en los diodos: salen de conduccin cuando entran los transistores en conduccin.

iC1 iD1 iC2

+VCC iC1

Q1 iC2

A

iD2L C RL

iD2 D2

+

-

+ vA

+ vRL

Q2

Conmutacin natural en los diodos: salen de conduccin cuando se invierte la corriente por resonancia.


Ejemplo de esquema real de amplificador de potencia(obtenidos del ARRL Handbook 2001)

Amplificador lineal Clase B en Push-Pull Push-Pull

Filtro pasabajos

PolarizacinATE-UO EC amp pot 59

amplificadores de potencia

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