AMPLIFICADORES RF DE PEQUEÑA SEÑAL V1.0 – ELECTRÓNICA DE LAS COMUNICACIONES, UNEFA

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICADE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA

NÚCLEO ARAGUA, SEDE MARACAY

AMPLIFICADORES RF DE PEQUEÑA SEÑAL – EJERCICIOS RESUELTOS CON BJT ESTABLES

EJERCICIO 1:

Para comenzar sus operaciones Sepultura FM requiere un Transmisor RF, el cual debe operar a una frecuencia

de portadora de 100.1Mhz. Pero el transmisor presenta problemas con el amplificador emisor común en la

etapa previa a la amplificación de potencia. La empresa que vendió el transmisor no provee servicio post-venta,

por lo tanto Sepultura FM debe solventar este problema rediseñando dicha etapa de amplificación. Este

amplificador alimenta un amplificador de potencia cuya impedancia promedio de entrada es igual a 100+80j

medidos a 100MHz. A su vez, este amplificador es alimentado por una etapa amplificadora FET, cuya

impedancia de salida promedio es 32-36j. Para diseño del amplificador RF se disponen dos BJT de RF: a)

2NXC345 que posee yi=1+2j yo=4+2j yf=10-80j yr=0.08-1j a 100MHz para Vce=8V e Ic=4mA y b) 2NXC123 que

posee yi=1+2j yo=4+2j yf=100-80j yr=0.08-1j a 100MHz para Vce=8V e Ic=4mA. (todos los parámetros Y tienen

por unidad el mmho) (Suponga que el hfe de todos los bjt es igual a 100)

El primer paso a realizar es verificar la estabilidad de los BJT proporcionados por el enunciado del

problema, usando la ecuación de estabilidad de Linvill se obtiene:

C1=0.927525 (Estable)

C2=1.605895 (Inestable)

Se selecciona el BJT1 ya que BJT2 es inestable. Una vez seleccionado el BJT se procede a calcular la

admitancia de entrada YS y la admitancia de salida YL del amplificador, con estos valores es posible calcular la

impedancia de entrada (ZS) y la impedancia de salida (ZL) del amplificador. Usando las formulas de BS, GS

(YS), GL y BL (YL) para amplificadores estables

YS = 0,004074 -0,004050j mho

ZS = 123,454635 + 122,727273j ohm

YL = 0,016296 -0,010200j mho

ZL = 44,090941 + 27,597403j ohm

Con ZS se procede a calcular la red de adaptación de entrada del amplificador, la cual debe adaptar al

amplificador con la salida de la etapa FET, la cual presenta una impedancia igual a 32-36j. Se selecciona una

red de adaptación de tres elementos tipo T, ya que el sistema es un transmisor FM. Al funcionar bajo las

características de un sistema FM, el ancho de banda igual a 200kHz, por lo tanto el factor Q del circuito es igual

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a 100,1MHz/200kHz=500,5

Para el circuito 1 y 2 de la red de adaptación se procederá a usar absorción para minimizar el efecto

reactivo de las impedancias. Al ser la parte activa de Zs mayor que la presente en la impedancia 32-j36 se

procede a comenzar el diseño por el circuito 1, obteniendo los siguientes resultados:

Xs2 = 31457,941 ohm

Xp2 = 31458,425 ohm

Xs1 = 16016 ohm

Xp1 = 16016,064 ohm

Se supone XS2 positivo y XS1 negativo y se aplica absorción:

Para el circuito1 la impedancia serie debe tener un valor igual a -16016j ohm, por lo tanto la impedancia que se

debe añadir para cumplir con esta condición en esta parte del circuito es igual a -15980j ohm (99,49684pf)

Para el circuito 2 se obtiene que se necesita una reactancia igual a 31335,214j (0.0498217H) para que al

colocarla en serie con la parte reactiva de ZS se pueda obtener el valor requerido por Xs2.

Para la salida del amplificador se requiere adaptar ZL con la impedancia de entrada del amplificador de potencia

(100+80j)

Se procede a seleccionar una red T por las mismas razones presentadas para la entrada del amplificador. Al ser

la parte reactiva de ZL menor que la parte real de 100+j80 se comienza el diseño por el circuito 1, obteniendo

los siguientes resultados:

Xs2 = 33233,621 Ohm

Xp2 = 33233,922 Ohm

Xs1 = 22067,516 Ohm

Xp1 = 22067,604 Ohm

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Para esta parte del sistema se establece que Xs1 y Xs2 son positivas para aplicar absorción. El valor requerido

para Xs1 es 22067,604j, por lo tanto se requiere añadir una reactancia igual a 22039,919j (0,0350426H). Para

el circuito 2 de la red de adaptación se requiere que Xs2 sea igual a 33233,621j, por lo tanto se requiere añadir

33153,621j (0,0527129H) para llegar a dicho valor.

Una vez diseñado el amplificador, se procede a diseñar la red de polarización del BJT, para este

problema se va a suponer que se va a usar una red de autopolarización de BJT, aplicando el procedimiento

presentado en la sesión de clases se obtienen los siguientes resultados:

Vcc=21V

R2=49444,444 Ohm

R1=10000 Ohm

Re=625 Ohm

Rc=2625 Ohm

Por último se calcula la ganancia de transconductancia del amplificador usando la formula de GT para

amplificadores estables se obtiene:

GT=54,260708 A/v

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