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4. AMPLIFICADORES, OSCILADORES Y MEZCLADORES

Capítulo 4
Amplificadores, Osciladores y Mezcladores
Introducción
En este capítulo no se pretende hacer un tratamiento detallado de los componentes
y circuitos empleados en comunicaciones, de los que los estudiantes tienen ya conocimientos básicos. El objetivo es hacer un repaso de estos temas, orientado básicamente a las necesidades delcurso, en algunos aspectos directamente relacionados
con las aplicaciones en los sistemas de comunicaciones.
4.1 Amplificadores
Los amplificadores son indispensables en cualquier sistema de comunicaciones, al
igual que los filtros, los osciladores, los mezcladores, etc. En el caso de un transmisor cuya señal de entrada es de unos pocos miliwatts y es necesario que suministre
a la antena unaseñal de varios Kw, es evidente que la señal tiene que amplificarse
hasta conseguir el nivel de potencia de salida requerido. En un receptor al que la
antena entrega una señal del orden de picowatts (10-12 w), debe producir una señal
de salida con potencia suficiente para excitar, por ejemplo a un altavoz, también es
indispensable amplificar la señal varios órdenes de magnitud. En principio,los
amplificadores deben cumplir con la condición de transmisión sin distorsión, por lo
menos en la banda de paso de interés y, por consecuencia, deben ser lineales en el
sentido de que sólo pueden modificar la amplitud de la señal sin cambiar su forma
de onda. Esto último, en general, es aplicable, si bien con matices, a los sistemas
analógicos pero no necesariamente a los sistemas digitales.La función principal de cualquier amplificador es aumentar el nivel de voltaje,
corriente o potencia de una señal de entrada, convirtiendo la potencia suministrada
por una fuente de alimentación en potencia útil de señal a la salida. La relación
entre esta potencia útil y la potencia suministrada por la fuente se define como
eficiencia del amplificador. La energía de la fuente no convertidaen señal útil se
pierde en forma de calor y por ello, es necesario extraer de alguna forma el calor
generado que, de otra forma, haría aumentar la temperatura de los componentes
electrónicos del amplificador hasta destruirlos o dañarlos permanentemente. Este es
un aspecto de gran importancia en el diseño de, prácticamente, cualquier circuito
electrónico.

©Constantino Pérez Vega
Dpto. deIngeniería de Comunicaciones
Universidad de Cantabria

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4. AMPLIFICADORES, OSCILADORES Y MEZCLADORES

4.1.1

Clasificación de los amplificadores

En el contexto del curso al que están destinadas estas notas, los amplificadores
pueden clasificarse de varias formas: la primera, según el nivel de señal que manejen, en amplificadores de pequeña señal o de señal grande o gran señal. Alos
primeros también se les designa como amplificadores de voltaje y a los segundos,
como de potencia. Evidentemente, esta designación resulta ambigua y se complementa indicando si el amplificador es lineal o no lineal. Un amplificador lineal no
distorsiona la señal, al menos en teoría. Un amplificador no lineal puede o no distorsionar la señal, dependiendo de la configuración del circuito que seutilice. La
distorsión en la banda de operación puede darse en amplitud, en fase o, más generalmente, en ambas. Tradicionalmente se clasifica a los amplificadores en clases,
las más usuales, A, B y C. Intentaremos aclarar esto haciendo uso de la característica de transferencia, que no debe confundirse aquí con la función de transferencia.
Una forma de definir la característica de transferenciaes relacionando el voltaje, la
corriente o la potencia de salida, con el voltaje, corriente o potencia de entrada.
Utilizaremos aquí la potencia y así, se puede representar esta relación mediante la
gráfica de la figura 4.1.

P0
1 dB

3
Punto de
compresión

2

Región lineal

1
Pi

Figura 4.1. Característica de transferencia

En el caso más general, para señales muy pequeñas...