INTRODUCCCION

En esencia, telecomunicaciones electrónicas son la transmisión, recepción y procesamiento de información usando circuitos electrónicos. La información se define como el conocimiento, la sabiduría o la realidad y puede ser en forma analógica (proporcional o continua), tal como la voz humana, información sobre una imagen de vídeo, o música, o en forma digital (etapas discretas), tales como números codificados en binario, códigos alfanuméricos, símbolos gráficos, códigos operacionales del microprocesador o información de base de datos. Toda la información debe convertirse a energía electromagnética, antes de que pueda propagarse por un sistema de comunicaciones electrónicas.

Las comunicaciones de RF juegan un papel muy importante, especialmente en las comunicaciones Civiles. Son múltiples las aplicaciones, en la transmisión de emisoras de Radio, TV y radio aficionados. En la radiodifusión utilizamos un receptor superheterodino el cual es un receptor de ondas de radio que utiliza un proceso de mezcla de frecuencias o heterodinación para convertir la señal recibida en una frecuencia intermedia fija, que puede ser más convenientemente elaborada (filtrada y amplificada) que la frecuencia de radio de la portadora original. Prácticamente todos los receptores modernos de radio y televisión utilizan el principio superheterodino. La finalidad de la etapa de frecuencia intermedia (FI), es la de obtener a su salida ya demoduladas las señales de audito y vídeo, una por cada lado para seguir cada una sus respectivos circuitos. La Frecuencia intermedia (FI) a la Frecuencia que en los aparatos de radio se emplean el principio superheterodino se obtiene de la mezcla de la señal sintonizada en antena con una frecuencia variable generada localmente en el propio aparato mediante un oscilador local (OL) y que guarda con ella una diferencia constante. Esta diferencia entre las dos frecuencias es precisamente la frecuencia intermedia.

¿Qué implica el termino RF?

El término RF se refiere a la abreviación de Radiofrecuencia, en

telecomunicaciones usamos es término básicamente una emisión

electromagnética que se produce mediante un circuito oscilador que genera

frecuencias superiores a las ultrasónicas, es decir, por encima de 30 KHz.

Estas oscilaciones se amplifican eléctricamente y se trasladan a una antena,

que será la encargada de liberarla. Esa radiofrecuencia (RF) deberá ser

modulada por circuitos electrónicos de forma que nos sea útil para

transportar la información que precisemos, sean datos digitales, tonos o voz.

También será necesario un equipo receptor, compuesto de una antena, el

propiamente denominado receptor, adecuado a la frecuencia a recibir, y un

circuito demodulador para obtener la información de la señal de RF la

información que nos es transmitida. La potencia de transmisión de RF será

adecuada a la distancia que nos encontremos del receptor, así como de las

condiciones que influyen en la transmisión.

Espectro de trabajo para las RF

¿Qué es un amplificador de RF?

Los amplificadores son circuitos que se utilizan para aumentar el valor de la

señal de entrada generalmente muy pequeña y así obtener una señal a la

salida con una amplitud mucho mayor a la señal original, En los amplificador

RF se produce la elevación de la potencia de la señal, generada de otra etapa

precedente, hasta los niveles requeridos por el diseño para ser aplicada a la

antena. En esta etapa de amplificación es también donde se aplica la señal

moduladora, obtenida a la salida del amplificador modulador para finalmente

obtener la señal de antena. Algunas veces su uso puede causar que la señal a

la salida del amplificador salga distorsionada causada por una amplificación

muy grande o por efectos propios del amplificador. Estos amplificadores

también pueden encontrarse en la primera etapa de los receptores.

¿Qué características tiene un amplificador de RF?

Un Amplificador RF determina la sensibilidad del receptor, es decir, establece

el umbral de señal, es el principal generador de ruido y por consiguiente es

un factor predominante para determinar la cifra de ruido del receptor

Las Principales características de un amplificador ideal de RF son:

Bajo ruido térmico.

Recordemos que el ruido térmico es eléctrico y es causado por la energía

interna de la materia. Para explicar este fenómeno, el movimiento

browniano nos indica que las partículas producen energía que en general se

disipa en modo de calor. Pero una parte de ella funciona como interferencia

eléctrica. Nyquist, de los laboratorios Bell, observó en 1928 que la

interferencia eléctrica era proporcional a la agitación de electrones

proveniente de lo que denominó “energía browniana”, y estableció la base

para el cálculo. Entre las características más sobresalientes del ruido térmico,

prevalecen que es aleatorio, porque los electrones agitados por la energía

browniana tienen un movimiento aleatorio; es blanco, denominación que

recibe por analogía con la luz blanca, al estar presente en todas las

frecuencias; y es resistivo, porque depende lineal y directamente de la

resistividad del material. El ruido térmico recibe el nombre alternativo de

ruido plano, porque su respuesta es plana

Baja figura de ruido.

La magnitud del ruido generado por un dispositivo electrónico, por ejemplo

un amplificador, se puede expresar mediante el denominado factor del ruido

(F), que es el resultado de dividir la relación señal/ruido en la entrada (S/R)

por la relación señal/ruido en la salida (S/R)sal, cuando los valores del señal y

el ruido se expresan en número simples:

El factor del ruido se expresa en decibelios y se llama figura del ruido, a

través de la formula:

Ganancia de moderada a alta.

Es una magnitud que expresa la relación entre la amplitud de una señal de

salida respecto a la señal de entrada. Por lo tanto, la ganancia es una

magnitud adimensional que se mide en decibelios.

Selectividad moderada.

Es un parámetro con el que se mide la capacidad de este para aceptar una

determinada banda de frecuencias y rechazar las demás. Una de las formas

mas frecuentes de describir la selectividad es simplemente es especificar el

ancho de banda en los puntos de -3db.

¿Cual es el objetivo de utilizar un amplificador de RF?

Un amplificador es un elemento encargado de aumentar la amplitud de la

onda idealmente sin modificarla en absoluto, en su entrada tenemos una

señal con ciertas características eléctricas y a la salida deberíamos tener una

señal con las mismas características excepto en su amplitud. Los

amplificadores usados en circuitos de radiocontrol, se encargan de llevar la

señal hasta que pueda ser captada alrededor de 1,5Km sin distorsión. Para

ello a veces se usan2 o 3 etapas amplificadoras de RF una vez que la señal fue

generada en el oscilador. Los circuitos amplificadores solo se encargan de

elevar la potencia de salida del transmisor como dijimos y solo hasta un nivel

apropiado por varias razones.

1.- Un amplificador es la etapa que mas corriente consume, mientras más

potencia queremos a la salida menos tiempo de batería tendremos, así que

hay que encontrar un punto de equilibrio.

2. El amplificador debe ser lo mas lineal posible para evitar la generación de

armónicos y provocar interferencias hacia los demás receptores

circundantes. Al usar el termino Lineal nos referimos a que no debe

introducir en absoluto una deformación en la señal amplificada.

3. Tiene que tener potencia suficiente como para poder recibir la señal a

1,5Km, normalmente alrededor de los 750mW

¿Cuales son las características de un transistor de RF?

Las etapas amplificadoras de RF cuando se usa transistor amplifican la señal

de RF a un nivel suficientemente elevado para operar la antena. Son

comunes dos tipos de etapas amplificadoras de RF los amplificadores de

voltaje y los amplificadores de poder. Los amplificadores de voltaje preceden

a los amplificadores de poder y generalmente sirven para un doble propósito:

(1) aíslan o amortiguan la fuente de RF del amplificador de poder para

impedir que el último cargue al primero, y (2) suministran una amplificación

de voltaje para operar el amplificador de poder. Por lo general los

amplificadores de voltaje operan como amplificadores de clase A debido a

que la linealidad es un factor importante en el propósito para el que sirven.

Los amplificadores de poder de RF son las últimas etapas activas antes de la

antena de transmisión. Suministran toda la amplificación de potencia

necesaria para radiar la señal de RF al espacio. La eficiencia es de importancia

primaria en las etapas amplificadoras de poder, ya que toda potencia perdida

o no desarrollada significa menos potencia disponible para la radiación. La

mayoría de los amplificadores de potencia de RF operan en clase C debido a

que tiene mayor eficiencia que la clase A o la clase B. Los amplificadores clase

C están polarizados, de manera que normalmente estén en corte. La señal de

entrada debe ser suficientemente positiva (suponiendo un transistor NPN)

para llevar el amplificador del corte a la conducción. Antes de que la señal de

entrada complete los 180 grados del semiciclo positivo, el amplificador

regresa al corte y permanece así durante toda la alternación negativa. La

corriente de salida queda en forma de pulso de duración corta, que fluye

durante menos de 180 grados de la señal de entrada. Durante este tiempo se

entrega energía al circuito de carga. De esa manera, el transistor está cortado

casi todo el tiempo o está operando en la saturación o próximo a ella. En el

estado de conducción cae poco voltaje a través del transistor. Se sigue que la

eficiencia es mejor en la operación en clase C ya que el tiempo de encendido

es corto en comparación con el tiempo de apagado, y en el transistor se

consume muy poca potencia durante la conducción. Los amplificadores de

clase C, utilizados como amplificadores de poder de RF, generalmente operan

a una carga reactiva o sintonizada. El propósito es que la carga pueda

suministrar su propia energía mientras el transistor está en corte,

especialmente si se desea una onda simétrica de salida. Los circuitos

reactivos o sintonizados son los únicos circuitos eléctricos capaces de

almacenar energía y entregarla a una carga cuando se quita la fuente de

energía.

Impedancia de entrada e impedancia de salida del transistor y

amplificador RF

La impedancia es una magnitud que establece la relación (cociente) entre la

tensión y la intensidad de corriente. Tiene especial importancia si la corriente

varía en el tiempo, en cuyo caso, ésta, la tensión y la propia impedancia se

describen con números complejos o funciones del análisis armónico. Su

módulo (a veces impropiamente llamado impedancia) establece la relación

entre los valores máximos o los valores eficaces de la tensión y de la

corriente. La parte real de la impedancia es la resistencia y su parte

imaginaria es la reactancia.

Entre el amplificador final de poder y la antena de transmisión se utiliza una

red de acoplamiento integrado por componentes reactivos. El propósito de

esta red es igualar la impedancia de salida del amplificador de poder a la

impedancia de la antena y viceversa, para que se transfiera la máxima

potencia a la carga acoplada, se puede considerar a la red de acoplamiento

como un transformador de impedancias.

Por ejemplo, supongamos que la impedancia de salida del amplificador de

poder es de 1 K ohm y que la impedancia de la antena es de 50 ohm, La red

de acoplamiento hace que la impedancia de la antena de 50 ohm le parezca

de 1 K ohm al amplificador de poder y al mismo tiempo hace que la

impedancia del amplificador de potencia de 1 K ohm parezca como de 50

omh a la antena.

De esta manera, a cada uno le parece que el otro esta acoplado a su

impedancia característica y opera con la mínima pérdida de potencia y

máxima eficiencia.

Se considera que la red de acoplamiento es parte de la etapa amplificadora

de potencia ya que generalmente forma parte del circuito sintonizado.

Debido a que está diseñada para operar dentro de una banda específica de

frecuencias, la red de acoplamiento también sirve para filtrar o suprimir

señales indeseables.

Esta característica es especialmente benéfica cuando se utiliza con los

amplificadores de clase C, que debido a su salida de tipo de pulsos, generan

un gran número de armónicas.

Modelo híbrido π para el transistor de RF

El modelo hibrido π viene dada por la siguiente configuración:

Así como resistencias, condensadores, y los inductores puede ser modelado

por un circuito equivalente a frecuencias de radio, el comportamiento del

transistor también puede ser mejor descrito por ejemplo un circuito como se

muestra en la figura. A primera vista, el modelo híbrido PI parece ser

bastante formidable para fines de análisis. Después de definir cada

componente del modelo.

Definiendo parámetros:

Rbb´ Base de propagación de resistencia: Esta es una resistencia inevitable

que se produce en la unión entre el terminal de base o de contacto y el

semiconductor que compone la base. Su valor es por lo general en las

decenas de ohmios. Transistores más pequeños tienden a mostrar valores

más grandes de la rbb´.

Rb´e : resistencia de entrada. La resistencia que se produce en la unión base-

emisor de un transistor de polarización. Los valores típicos oscilan alrededor

de 10000 ohmios.

Rb´c La resistencia de realimentación. Esta es una muy grande (EJ 5 mega

ohmios) Resistencia aparecer desde la base hasta el colector del transistor.

Rce Resistencia de salida. Como su nombre implica, esto es simplemente la

resistencia vista mirando hacia atrás en el colector del transistor. Un valor

típico de un transistor sería de alrededor de 1OOK.

Ce emisor capacidad de difusión. Esta capacitancia es realmente la suma de

la capacitancia difusión del emisor y la capacidad de la unión emisor, ambos

de los cuales están asociados con la física de la unión de semiconductores en

sí y que está más allá del alcance de este libro. Se existe, sin embargo, y dado

que la capacidad de la unión es tan pequeña, C, se suele denominar

capacidad de difusión con un valor típico de 100 pF.

Cc capacitancia retroalimentación. Este componente está formado en la

polarización inversa de colector a base de unión del transistor. Como la

frecuencia de funcionamiento de los aumentos de transistor, Cc puede

comenzar a tener un efecto muy pronunciado en la operación del transistor.

Un valor típico para este componente puede ser 3 pF.

Realimentación

Los componentes retroalimentación del circuito equivalente del transistor

son los que se muestra en la figura. rb'c y Cc, De los dos Cc es la más

importante, ya que es el elemento cuyo valor cambia con frecuencia. El rb'c

cantidad, por otro lado, es muy grande y constante y contribuye muy poco a

las características de Retroalimentación del dispositivo. Como la frecuencia

de operación por unos aumentos de transistor, CC se vuelve más y más

importante para el diseñador del circuito porque, por supuesto, su reactancia

está disminuyendo. Por lo tanto, más y más la señal de colector se realimenta

a la base. A bajas frecuencias, que realimentación no es generalmente un

gran problema porque CC, .. junto con otras capacidades parásitas ubicadas

dentro y alrededor del área del circuito o de circuito impreso, no suele ser

suficiente para causar inestabilidad. A frecuencias altas, sin embargo,

reactancias parásitas acoplado con Cc,. podría actuar para producir un

cambio de fase de 180° desde el colector a la base en la señal realimentada.

Este cambio de fase, cuando se añade para el desplazamiento de fase de 180

° que se produce en la inversión de señal normal de base-colector durante la

amplificación, puede convertirse en un amplificador de un oscilador muy

rápidamente.

otro problema asociado con la alimentación interna del transistor es el hecho

de que el colector no está realmente aislado de la circuitería de la base. Por

lo tanto, cualquier cambio en la resistencia de carga del colector en los

circuitos afecta directamente a la impedancia de entrada del transistor. O

bien, de manera similar, cualquier cambio en la resistencia de la fuente en el

circuito de base afecta directamente a la salida. Esta hecho es especialmente

importante para considerar cuando se desee realizar un diseño para realizar

una adaptación de impedancia en la entrada y la salida del transistor

simultáneamente. Si, por ejemplo, por primera vez el nivel de entrada del

transistor impedancia de la fuente y luego coincide con la carga al transistor

impedancia de salida, la salida correspondiente de red hará que la

impedancia del transistor de entrada cambie a su valor original. Por lo tanto,

la entrada red de adaptación ya no es válida y tiene que volver a ser

diseñado. Una vez que rediseñar la entrada correspondiente red trabajo, sin

embargo, este cambio de impedancia reflejará a través de al colector

causando una impedancia de salida cambiar lo que invalida el resultado neto

correspondiente trabajar. Por lo tanto, si se ignoran totalmente los

comentarios componentes en el circuito equivalente del transistor en el

diseño de redes de adaptación de impedancia, no podrá obtener una

combinación perfecta para el transistor. No obstante, si Cc, es pequeño, el

partido en la entrada y el salida podría ser tolerable en muchos casos.

Estabilidad

Es posible predecir el grado de estabilidad (o su ausencia) de un transistor

antes colocar el dispositivo en un circuito. Esto se hace a través de un cálculo

del factor de la estabilidad Linvill, C.

Donde

yr = la admitancia inversa de transferencia,

yf = el ingreso hacia el transferencia,

gi = la entrada de la conductancia,

go = la conductancia de salida,

Re = la parte real del producto dentro de paréntesis.

cuando C es menor que 1, el transistor es incondicionalmente Estable en el

punto de polarización que ha elegido. Esto significa que usted puede elegir

cualquier combinación posible de la fuente y la impedancia de carga para el

dispositivo, y el amplificador se mantendría estable siempre que no existen

caminos de realimentación externos que no han tenido en cuenta.

Si C es mayor que 1, el transistor es potencialmente inestable y oscilará para

ciertos valores de fuente y la impedancia de carga. un mayor factor C de 1 no

indica. sin embargo, que el transistor no puede ser utilizado como un

amplificador.

Parámetros y

Para calcular los parámetros Y iniciaremos con la configuración emisor

común.

Los parámetros Y del circuito para la configuración de 2 puertos es:

Se Realiza el equivalente hibrido pi para el transistor en emisor común

Teniendo en cuenta lo anterior hallamos:

Parámetros S

Parámetros de dispersión o parámetros-S son propiedades usadas en

ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, e ingeniería de sistemas de

comunicación y se utilizan para describir el comportamiento eléctrico de

redes eléctricas lineales cuando se someten a varios estímulos de régimen

permanente por pequeñas señales.

los parámetros-S son usados principalmente para redes que operan en

radiofrecuencia (RF) y frecuencias de microondas, ya que representan

parámetros que son de utilidad particular en RF. En general, para redes

prácticas, los parámetros-S cambian con la frecuencia a la que se miden,

razón por la cual ésta debe especificarse para cualquier medición de

parámetros-S, junto con la impedancia característica o la impedancia del

sistema. Los parámetros-S se representan en una matriz y por lo tanto

obedecen las reglas del álgebra de matrices. Muchas propiedades eléctricas

útiles de las redes o de componentes pueden expresarse por medio de los

parámetros-S, como por ejemplo la ganancia, pérdida por retorno, relación

de onda estacionaria de tensión (ROEV), coeficiente de reflexión y estabilidad

de amplificación.

Para la definición de una red multi-puerto genérica, se asume que todos los

puertos salvo el que se encuentra bajo consideración o el par de puertos bajo

consideración tienen una carga conectada a ellos idéntica a la impedancia del

sistema y que cada puerto tiene asignado un entero 'n' que varía de 1 a N,

donde N es el número total de puertos. Para un puerto n, la definición de

parámetros-S asociados se realiza en función de 'ondas de potencia'

incidente y reflejada, y respectivamente. Ondas de potencia son

versiones normalizadas de las ondas viajeras de tensión incidente y reflejada

correspondientes, y respectivamente, de acuerdo a la teoría de líneas

de transmisión. Éstas están relacionadas con la impedancia del sistema Zo de

la siguiente manera:

Para todos los puertos de la red, las ondas de potencia reflejadas pueden

definirse en términos de la matriz de parámetros-S y las ondas de potencia

incidentes a través de la siguiente ecuación:

Los elementos de los parámetros-S se representan individualmente con la

letra mayúscula 'S' seguida de dos subíndices enteros que indican la fila y la

columna en ese orden de la posición del parámetro-S en la matriz de

parámetros-S.

La fase de un parámetro-S es la fase espacial a la frecuencia de prueba, y no

la fase temporal (relacionada con el tiempo).

¿Qué implica el termino FI?

La finalidad de la etapa de frecuencia intermedia (FI), es la de obtener a su

salida ya demoduladas las señales de audito y vídeo, una por cada lado para

seguir cada una sus respectivos circuitos. La Frecuencia intermedia (FI) a la

Frecuencia que en los aparatos de radio se emplean el principio

superheterodino se obtiene de la mezcla de la señal sintonizada en antena

con una frecuencia variable generada localmente en el propio aparato

mediante un oscilador local (OL) y que guarda con ella una diferencia

constante. Esta diferencia entre las dos frecuencias es precisamente la

frecuencia intermedia.

Su función es amplificar y seleccionar, es decir eliminar los armónicos

indeseables que se generan en el proceso de heterodinaje.

Consiste en una serie de amplificadores y uno o varios filtros pasa-banda. En

esta etapa se logra la mayor parte de la selectividad y la ganancia del

receptor,. La frecuencia central y el BW de IF son fijas, para todas las

estaciones de AM. es la misma (450KHZ a 460KHZ). Es más fácil y más barato

construir amplificadores estables de alta ganancia.

¿Qué es un amplificador de FI?

Normalmente, los amplificadores de FI, emplean transistores de alta

frecuencia conectados en configuración de emisor común en donde el

inductor se sintoniza mediante su propia autocapacidad.

Un amplificador de emisor común tiene baja impedancia de entrada que

deriva la señal de entrada desde la etapa previa; este efecto se conoce como

efecto amortiguador. Para minimizar esto, se utiliza un acoplamiento por

condensador con derivaciones o un acoplamiento por inductor con tomas, la

cadena de condensadores C3/C4 actúa como red de acoplamiento por

condensador con derivaciones para reducir el efecto amortiguador en el

circuito sintonizado L2\C2.Una vez seleccionada la frecuencia que se quiere

recibir a la señal se aplica al amplificador de frecuencia intermedia. Este

bloque se encarga de amplificar la señal entregada por el sintonizador,

mejorando su relación señal ruido.

¿Qué características tiene un amplificador de FI?

Los amplificadores de frecuencia intermedia (FI) son amplificadores

sintonizados, con ganancia relativamente alta, muy parecidos a los

amplificadores de RF, pero los de FI trabajan dentro de una banda de

frecuencias fija y relativamente angosta. En consecuencia, son fáciles de

diseñar y fabricar para que sean estables, no irradien y se neutralicen con

facilidad. Como los amplificadores de FI trabajan dentro de una banda fija de

frecuencias, se pueden acoplar los amplificadores sucesivos en forma

inductiva con circuitos de doble resonancia (en los circuitos de doble

resonancia, los lados primario y secundario del transformador son circuitos

tanque sintonizados).

¿Cual es el objetivo de utilizar un amplificador de FI?

La función de los amplificadores de F. I. consiste en amplificar una banda de

frecuencias de un ancho de 10 Khz, 5 Khz. a cada lado de la frecuencia

intermedia nominal. Esto quiere decir que si la frecuencia intermedia es 455,

las frecuencias que deben de pasar están en un rango de 450 y 460 Khz., si no

fuese así, la calidad de reproducción se vería afectada. Se determina este

ancho de banda debido a que las emisoras transmiten en ese ancho (10 Khz.).

El objetivo del amplificador de frecuencia intermedia es aumentar la

sensibilidad del receptor y puesto que se requiere etapas sintonizadas

también aumenta la Selectividad. La principal ventaja consiste en que las

etapas amplificadoras se sintonizan una sola vez en el montaje de las

mismas

¿Cuales son las características de un transistor de FI?

Las etapas amplificadoras de FI generalmente constan de dos o tres

transistores en configuración emisor común, lo cual obliga a utilizar circuitos

de neutralización en dependencia del diseño utilizado. Estos transistores

tiene características similares a los transistores de RF, su frecuencia de

trabajo debe ser varias veces superior al valor de fa frecuencia intermedia.

Impedancia de entrada e impedancia de salida del transistor y amplificador

de FI

Al igual que los amplificadores de Rf para compensar los efectos de la baja

impedancia de entrada y la alta impedancia de salida de los transistores

sobre los circuitos de acoplamiento, los transistores de FI emplean taps o

derivaciones en sus devanados.

Para evitar posibles interferencias por la radiación de la señal desde los

últimos pasos hacia los de entrada, se suele utilizar blindajes en los

transformadores de FI.

Linvill

Describiremos un proceso sistemático y matemático para el diseño de

amplificadores de RF de pequeña señal. Es un procedimiento exacto. Las

posibles fuente de error en el diseño será la incertidumbre de las medidas y

de la dispersión en los parámetros de los transistores del mismo modelo.

Usaremos resultados obtenidos en el trabajo de Linvill (“Transistors and

Active Circuits.”, by Linvill and Gibbons, McGraw-Hill, 1961), Stern (“Stability

and Power Gain of Tuned Transistor Amplifiers.” By Arthur P. Stern, Proc.IRE,

March, 1957 ).

El requerimiento habitual es el de una ganancia específica a una frecuencia

dada. Otros objetivos pueden ser ancho de banda, estabilidad, aislación

entrada-salida y bajo ruido.

Los circuitos se pueden categorizar como realimentación (neutralización,

unilateralización, o sin realimentación) y adaptación en las terminales del

transistor (admitancias de circuito adaptadas o no a las admitancias de

entrada y salida del transistor).

USANDO PARÁMETROS Y

Un factor muy importante en el diseño es la estabilidad potencial del

transistor. Puede calcularse por el factor de estabilidad de Linvill:

Donde,

││= la magnitud del producto entre corchetes

yr = admitancia de transferencia reversa,

yf = admitancia de transferencia directa,

g1 = conductancia de entrada,

g0 = conductancia de salida

Re = la parte real del producto entre paréntesis.

Cuando C<1 el transistor es estable incondicionalmente. Cuando C>1 el

transistor es potencialmente inestable.

El factor C es una prueba de estabilidad bajo la condición de peor caso, es

decir con las terminales de entrada y salida del transistor en circuito abierto.

Sin realimentación externa, un transistor estable incondicionalmente no

oscilará con ninguna combinación de de fuente y carga. Por el contrario, si es

potencialmente inestable, algunas combinaciones de fuente y carga

producirán oscilación.

Se debe tener en cuenta que si C es menor pero cercano a 1, cambios en la

polarización DC (debidos por ejemplo a la temperatura) pueden causar que

pase a ser mayor que 1, tornándose potencialmente inestable. Recordemos

que los parámetros Y están especificados a un punto de polarización

determinado.

Por lo tanto, cuanto menor sea C, mejor es.

A pesar de que el factor C puede ser usado para determinar la estabilidad

potencial de un transistor, las condiciones de circuito abierto en fuente y

carga no son aplicables a un amplificador real. Por ello Stern definió un factor

de estabilidad k que toma en cuenta admitancias finitas en fuente y carga

conectadas al transistor.

donde,

GS = La conductancia de la fuente

GL = La conductancia de la carga

ECUACIONES GENERALES DE DISEÑO

GANANCIA DE POTENCIA

La ecuación general es:

Dicha ecuación se aplica a circuitos sin realimentación. También puede ser

usado con circuitos con realimentación externa si son usados los parámetros

Y compuestos.

Se puede apreciar:

a) No tiene en cuenta pérdidas en la red. No computa pérdidas por

desadaptación a la entrada ni a la salida del transistor.

b) La ganancia es independiente de la admitancia de la fuente.

Si quisiéramos incluir los efectos de la adaptación de la entrada en el cálculo

de ganancia de potencia podríamos contemplar el uso de GT (Ganancia de

Transductor). Se la define como la potencia de salida enviada a una carga por

el transistor dividida por la máxima potencia de entrada disponible desde la

fuente.

YL es la admitancia vista por el transistor hacia la salida. Incluye la red de

adaptación y la carga.

Análogamente YS es la admitancia vista por el transistor hacia la entrada.

Definimos Ganancia Máxima Disponible (MAG por su sigla en inglés) como:

Es la ganancia de potencia teórica de un transistor con yr=0 y cuando YL y YS

son las conjugadas complejas de yo e yi.

yr=0 se debe a que en condiciones normales yr actúa como una

realimentación negativa. Teniendo yr=0 no hay realimentación y por lo tanto

la ganancia está al máximo.

En la práctica, no se puede obtener yr=0 y por lo tanto no se puede conseguir

una ganancia como la MAG. Por ello la MAG es una figura de mérito.

Sin embargo, se obtienen valores cercanos a través de la adaptación

conjugada simultánea. Por lo que este valor se nos revela como útil.

TRANSISTOR ESTABLE INCONDICIONALMENTE

Cuando el factor de estabilidad de Linvill es menor que uno nos asegura que

el transistor es incondicionalmente estable. No van a ocurrir oscilaciones

para ninguna combinación de fuente y carga que sean utilizadas. Así que la

estabilidad se elimina como un requerimiento para el resto del diseño.

AMPLIFICADORES SIN REALIMENTACIÓN

Como el transistor es incondicionalmente estable es lógico pensar en un

amplificador sin realimentación debido a menos componentes y un simple

procedimiento de sintonización.

Para obtener la máxima ganancia elegimos YS e YL adaptados

conjugadamente a yi e yo. Lo llamamos adaptación conjugada simultánea.

Donde,

GS = la conductancia de la fuente.

BS = la susceptancia de la fuente.

GL = la conductancia de la carga.

BL = la susceptancia de la carga.

Im = la parte imaginaria del producto entre paréntesis.

Agc

En el AGC-I, el control de la ganancia depende de la señal de entrada. La

compresión comienza cuando el valor del a señal de entrada supera un cierto

valor umbral prefijado (TK). Por debajo de este valor la amplificación es lineal

y por encima de este la ganancia disminuye en una relación denominada

relación de compresión, que puede ser 2:1, 3:1, 4:1,... y que significa que

para incrementar 1 decibelio en la salida es necesario que en la entrada se

incrementen 2, 3, 4, ...decibelios. En el AGC-O, el control de la ganancia

depende de la señal de la salida. Por tanto, la compresión o disminución de

señal comienza cuando en la salida se detecta una nivel de presión sonora

superior a un umbral prefijado. En resumen, la señal se comprime después

de haber sido amplificada. Normalmente los audífonos suelen llevar una sólo

AGC bien de entrada o de salida. Para vez existe una combinación de ambos.

Circuito AGC

Circuito SQUELCH

Es una función que poseén algunos circuitos para suprimir una señal salvo

que esta sea lo suficientemente fuerte. Es una función también conocida

como "noise gate", que tal como su nombre lo indica, es una puerta para

suprimir ruidos, y hacer pasar lo que en verdad nos interesa de una señal.

La idea de ajustar el nivel de Squelch, en el caso de una radio, es la de

eliminar ruidos e interferencia molesta que provenga del ambiente o

frecuencias cercanas; tienes que ir probando hasta encontrar el nivel justo

para que puedas escuchar bien las transmisiones sin demasiado ruido de

fondo o interferencia - si lo ajustas demasiado alto no escuchas nada, y si

está muy bajo hay demasiado ruido de fondo

“este párrafo fue extraído del libro del libro Wayne tomasi, Sistemas de

comunicaciones electrónicas” pagina 187”

Conclusión

Los amplificadores de radiofrecuencia y de frecuencia media son

amplificadores de voltaje, que aumentan el voltaje de la señal. Los receptores

de radio pueden tener una o más etapas de amplificación de voltaje de

frecuencia audio. Además, la última etapa antes del altavoz tiene que ser de

amplificación de potencia. Un receptor de alta fidelidad contiene los circuitos

de sintonía y de amplificación de cualquier radio. Como alternativa, una radio

de alta fidelidad puede tener un amplificador y un sintonizador

independientes. Las características principales de un buen receptor de radio

son una sensibilidad, una selectividad y una fidelidad muy elevadas y un nivel

de ruido bajo. La sensibilidad se consigue en primera instancia mediante

muchas etapas de amplificación y factores altos de amplificación, pero la

amplificación elevada carece de sentido si no se pueden conseguir una

fidelidad aceptable y un nivel de ruido bajo. Los receptores más sensibles

tienen una etapa de amplificación de radiofrecuencia sintonizada. La

selectividad es la capacidad del receptor de captar señales de una emisora y

rechazar otras de emisoras diferentes que limitan con frecuencias muy

próximas. La selectividad extrema tampoco resulta aconsejable, ya que se

precisa un ancho de banda de muchos kilohercios para recibir los

componentes de alta frecuencia de las señales de frecuencia audio. Un buen

receptor sintonizado a una emisora presenta una respuesta cero a otra

emisora que se diferencia en 20 kHz. La selectividad depende sobre todo de

los circuitos en la etapa de la frecuencia intermedia.