en equipos móviles de radiocomunicación”
2.1 Generalidades sobre la operación de los amplificadores de potencia, para señales de RF
2.1.1 Conceptos Básicos
A continuación se muestran distintos conceptos los cuales serán de gran utilidad para los siguientes capítulos.
• Amplificación de RF
• Factores de los circuitos resonantes
• Modulación
• Distorsión e interferencias
• Espectro radio eléctrico
• Potencia de emisión
• Sensibilidad
• Estabilidad
• Amplificadores de potencia
2.1.1.1.- Amplificación de RF
Es necesario proveer etapas amplificadoras de RF para elevar el nivel de la señal portadora hasta el valor deseado en su aplicación a los sistemas de antena. Estas etapas de RF son usualmente tipos de circuitos resonantes que recibe un alto grado de excitación de potencia de señal desde la etapa anterior.
También son necesarios amplificadores RF en los receptores a fin de que las amplitudes de las señales débiles obtenidas del sistema sintonizador puedan ser aumentadas hasta el valor
2.1.1.2. Factores de los circuitos resonantes.
El uso de circuitos resonantes serie o paralelo en los amplificadores RF permite la selección y amplificación de las señales deseadas y el rechazo de las señales no deseadas. La capacidad de un amplificador para discriminar las señales no deseadas se denomina selectividad del sistema. Se puede determinar la selectividad de un amplificador representando la característica corriente-frecuencia del circuito de salida a uno y otro lado de la frecuencia resonante.
Cuando un circuito serie está sintonizando a la resonancia, la corriente aumenta ya que la reactancia inductiva y capacitiva se cancela, quedando sólo la resistencia. Sin embargo, en un circuito resonante paralelo la corriente disminuye cuando aumenta la impedancia del circuito.[9]
2.1.1.3. Modulación.
Los sistemas de comunicaciones trabajan con información en forma de señales electrónicas que ocupan una banda limitada del espectro, por la naturaleza de la señal y el filtrado previo a la transmisión. La transmisión de estas señales se puede realizar en banda base o modulando una portadora. La elección entre una u otra forma de transmisión dependerá del canal disponible y la necesidad de compartir dicho canal con otros sistemas de comunicaciones o con otras señales.
La transmisión en banda base se realiza casi siempre sobre canales formados por líneas de transmisión, y sigue ofreciendo una forma adecuada de transmisión en muchos sistemas, tanto analógicos como digitales.
Cuando se desea conseguir una mayor eficiencia del medio para transmitir varias señales de forma simultánea, se puede trabajar con varias portadoras de forma simultánea a lo que se
denomina acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA). [9]
2.1.1.4. Distorsión e interferencias
El diseño básico de los sistemas de RF parte de la suposición de que los componentes que lo forman tienen una respuesta lineal e invariante en el tiempo a las señales de entrada. En estos sistemas, el análisis se basa en la respuesta temporal o espectral de los componentes que lo conforman, independientemente de los niveles de potencia en cada punto. Esta suposición es válida en un sistema, pero algunos problemas son debidos a la distorsión no lineal de los componentes.
Uno de los problemas cada vez más importante en sistemas de radiocomunicaciones es el producido por las interferencias generadas en procesos de distorsión no lineal de señales, ya sean del propio sistema de comunicaciones o de sistemas que comparten parte del espectro radioeléctrico. [9]
2.1.1.5. El espectro radioeléctrico
Actualmente la mayor parte de los sistemas de radiocomunicaciones trabajan en las bandas de frecuencia inferiores a 5 GHz, aunque la división y asignación del espectro a los diversos sistemas está establecida hasta las frecuencias de ondas milimétricas.
Las frecuencias de radiocomunicaciones se extienden desde valores tan bajos como algunos KHz en VLF hasta cientos GHz en las bandas milimétricas.
En el margen típico de RF (3 MHz a 3 GHz), en los diez últimos años, se ha desarrollado un
gran número de nuevas técnicas y materiales para construir circuitos. [9]
2.1.1.6. Potencia de emisión
Un parámetro muy importante en la especificación de los componentes y sistemas de RF es el nivel de potencia de trabajo. En los transmisores, uno de los elementos más críticos es el amplificador de potencia de salida. La capacidad de generar la potencia deseada con el
rendimiento necesario y con mínima distorsión es lo que lo determina. [9]
2.1.1.7. Sensibilidad
El parámetro más importante de los receptores es la sensibilidad o potencia mínima de entrada para el correcto funcionamiento del sistema. La sensibilidad viene impuesta por el nivel de ruido e interferencias que acompaña a la señal deseada y que estará determinado en función del sistema por su relación:
En este caso la potencia de ruido generada en el propio receptor es un parámetro de primera importancia, que viene determinado por la temperatura equivalente de ruido.
En la mayoría de los casos los niveles relativos y absolutos de potencia se indican en dB. [9]
2.1.1.8. Estabilidad
La estabilidad de un amplificador es una medida de la tendencia a oscilar debido a la existencia de realimentaciones internas de los dispositivos amplificadores o de los circuitos de realimentación. Un dispositivo será estable si al cargarlo con las impedancias nominales
no oscila (1 Ώ). Será incondicionalmente estable si al cargarlo con cualquier impedancia, el
amplificador no oscila. [10]
2.1.1.9. Amplificadores de potencia
Se consideran amplificadores de potencia a todos aquellos que están diseñados para maximizar la potencia que son capaces de aportar a la salida. No es tanto el valor absoluto de la potencia obtenida en un amplificador sino la forma de diseñarlo para obtener su máxima potencia, esto es lo que hace del diseño un amplificador de potencia.
Normalmente la potencia que un dispositivo puede dar a su salida está limitada por los