Acoplamiento de impedancias

Acoplamiento de impedanciasPr. Fernando CancinoIntroduccinEl acople de impedancias es necesario en el diseo de circuitos de RF para obtener la mxima transferencia de potencia entre la fuente y la carga.Estudiaremos los mtodos de acoplamiento para una fuente y una carga dadas.Mxima transferencia de potencia: La resistencia de carga es igual a la resistencia de la fuente. Circuito y respuesta en frec.:2

Mxima transferencia de potencia en AC3

Transformacin de impedanciasEjemplo de transformacin de impedancias para un acople:

4

Acople de impedanciasHay infinito nmero de circuitos posibles para realizar el acople de impedancias.Circuitos en L:

5

Ejemplo simple de acopleAcople de impedancia simple entre una fuente de 100 ohm y una carga de 1000 ohm:

Conversin del acople:

6

Diseo de acople de impedancias7

7Ejemplo con impedancias de y carga resistivos8

Tratamiento con cargas complejasHay 2 aproximaciones bsicas en el manejo de impedancias complejas:Absorcin: Los elementos de acople, absorben los elementos parsitos. Estos elementos se sustraen de los calculados.Resonancia: Las reactancias parsitas se ponen a resonar con reactancias opuestas en la frecuencia de trabajo. Una vez obtenidas estas reactancias se realiza el proceso visto para acoples con elementos resistivos.9Ejemplo por absorcinEmplear la aproximacin por absorcin para acoplar la fuente a la carga del circuito mostrado a 100 MHz.

Solucin:Ignorar las reactancias y acoplar la fuente de 100 ohm a carga de 1000 ohm.

10

Ejemplo por absorcin (cont.)Al lado de la carga se requieren 4.8 pF y se tienen disponibles 2 pF. Por tanto es necesario un capacitor adicional de 2.8 pF.Similarmente el circuito de acople resistivo requiere una inductancia de 477 nH. Teniendo en la fuente j126 ohm bobina de 200 nH, luego el acople final requiere una bobina adicional de 277 nH.Circuito final:

11Ejemplo de aproximacin por resonanciaDisee una red de acople por aproximacin resonante cuya fuente tiene 50 ohm y carga como se muestra, a 75 MHz y bloqueo del DC.

Solucin:Circuito requerido:

12

Ejemplo de aproximacin por resonanciaAl lado derecho se calcula la bobina que resuena con 40 pF:

Nuevo circuito:

Diseo del circuito de acople con fuente 50 ohm y carga 600.13

Ejemplo de aproximacin por resonanciaValores de los elementos:Circuito despus del acople:14

Ejemplo de aproximacin por resonanciaSimplificacin del circuito:

Circuito final:15

Acople con tres elementos16

Ejemplo de red Pi de acopleDisee una red en Pi que acople una fuente de 100 ohm a una carga de 1000 ohm con Q de 15.Solucin:Resistencia virtual:Clculo de reactancias:

17

Ejemplo de red Pi de acople4 circuitos pueden ser configurados con este diseo:18

Acople con tres elementos2. Circuito en T:El diseo es exactamente igual al del circuito Pi: a travs de 2 redes en L con resistencia virtual mayor que la fuente o la carga.19

Ejemplo de red T de acopleDisee 4 circuitos diferentes en T para acoplar una fuente de 10 ohm a una carga de 50 ohm. Cada circuito tiene un Q=10.Solucin:R virtual:Reactancias:20

Ejemplo de red T de acople4 circuitos pueden ser configurados con este diseo:21