Promediador
Páginas: 47 (11733 palabras)
Publicado: 13 de agosto de 2011
Universidad de Chile Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería Eléctrica
Práctica II: Verano 2005 DISEÑO DE AMPLIFICADORES DE MICROONDAS
Autor: Enrique Román Asenjo Profesor encargado: Dr. Javier Ruiz del Solar Fecha: Abril, 2005
11. Diseño de Amplificadores de Microondas 11.1 Introducción 11.2 Consideraciones de diseño 11.3 Propiedades básicas de redes dedos puertos 10.3.1 Propiedad de conservación del factor de desadaptación en redes sin pérdidas 10.3.2 Definiciones de Ganancia 10.3.3 VSWR, coeficiente de reflexión y factor de desadaptación en amplificadores multietapa 11.4 Ganancia en función de los parámetros de Scattering 11.5 Estabilidad 11.5.1 Noción de estabilidad en amplificadores 11.5.2 Adaptación de impedancias y estabilidad 11.5.3Círculos de estabilidad 11.6 Círculos de ganancia constante 11.7 Ruido 11.7.1 11.7.2 11.7.3 11.7.4 11.7.5 11.7.6 11.7.7 Orígenes y tipos de ruido en dispositivos activos Modelación del ruido Ruido en redes de dos puertos Figura de ruido Círculos de Figura de ruido constante Figura de Ruido para etapas en cascada Temperatura equivalente de ruido
11.8 Estrategia de diseño de amplificadores de microondas11.8.1 Diseño de amplificadores de una etapa 11.8.2 Diseño de amplificadores de dos etapas 11.9 Anexos 11.9.1 Transformaciones bilineales y mapeo de círculos en el plano complejo 11.10 Referencias, recursos computacionales y sitios de interés 11.11 Bibliografía
11. Diseño de Amplificadores de Microondas
11.1 Introducción El objetivo de este capítulo es mostrar los fundamentos del diseño deamplificadores de microondas de pequeña señal desde el punto de vista ingenieril, es decir, queremos diseñar un amplificador que cumpla con un conjunto de requerimientos del sistema, tales como ganancia, figura de ruido, ancho de banda y razón de onda estacionaria (VSWR) a la entrada y salida del amplificador, a partir de los parámetros de red de dos puertos del dispositivo suministrados por elfabricante. La metodología de diseño mostrada aquí se basa en el uso de la matriz de parámetros de Scattering (o parámetros S) del transistor (polarizado en zona lineal). Otros parámetros de red de dos puertos tales como los parámetros y, a pesar de haber sido usados durante muchos años han sido desplazados por los parámetros S entre otras razones gracias a la rapidez y precisión de su medición conequipos automatizados especializados. Hoy en día todos los transistores de pequeña señal disponibles en el mercado están caracterizados por parámetros S, medidos en varias condiciones de polarización distintas y en un amplio rango de frecuencias.
Figura 11.1: Parámetros S del transistor ATF-34143 (Low Noise Pseudomorphic HEMT) en condiciones de polarización VDS = 3V, IDS = 20mA, para distintasfrecuencias.
En la figura 10.1 se muestran los parámetros S del transistor ATF-34143, el mismo utilizado en la primera etapa del amplificador de bajo ruido (LNA) del receptor del Small Radio Telescope.1 Las condiciones de polarización del ATF-34143 en el LNA del receptor del SRT son VDS = 2.5V, IDS = 10mA. Dada la rapidez y precisión con que el fabricante puede medir los parámetros S deldispositivo, el diseñador de un LNA puede solicitar al fabricante información específica para condiciones de polarización o frecuencias no especificadas en el data sheet del dispositivo.
1
Datasheet del ATF-34143 y esquemático del LNA del SRT disponibles en http://web.haystack.mit.edu/SRT/
La ganancia, estabilidad, adaptación de impedancia y VSWR a la entrada y salida de un amplificador, puedenser expresadas en ecuaciones en función de los parámetros S. En general los parámetros S nos dan toda la información que necesitamos para el diseño, sin embargo no nos dicen nada acerca del ruido del dispositivo. Como veremos más adelante, el ruido se puede caracterizar por un conjunto de parámetros también suministrados por el fabricante del dispositivo, medidos en varias condiciones de...
Práctica II: Verano 2005 DISEÑO DE AMPLIFICADORES DE MICROONDAS
Autor: Enrique Román Asenjo Profesor encargado: Dr. Javier Ruiz del Solar Fecha: Abril, 2005
11. Diseño de Amplificadores de Microondas 11.1 Introducción 11.2 Consideraciones de diseño 11.3 Propiedades básicas de redes dedos puertos 10.3.1 Propiedad de conservación del factor de desadaptación en redes sin pérdidas 10.3.2 Definiciones de Ganancia 10.3.3 VSWR, coeficiente de reflexión y factor de desadaptación en amplificadores multietapa 11.4 Ganancia en función de los parámetros de Scattering 11.5 Estabilidad 11.5.1 Noción de estabilidad en amplificadores 11.5.2 Adaptación de impedancias y estabilidad 11.5.3Círculos de estabilidad 11.6 Círculos de ganancia constante 11.7 Ruido 11.7.1 11.7.2 11.7.3 11.7.4 11.7.5 11.7.6 11.7.7 Orígenes y tipos de ruido en dispositivos activos Modelación del ruido Ruido en redes de dos puertos Figura de ruido Círculos de Figura de ruido constante Figura de Ruido para etapas en cascada Temperatura equivalente de ruido
11.8 Estrategia de diseño de amplificadores de microondas11.8.1 Diseño de amplificadores de una etapa 11.8.2 Diseño de amplificadores de dos etapas 11.9 Anexos 11.9.1 Transformaciones bilineales y mapeo de círculos en el plano complejo 11.10 Referencias, recursos computacionales y sitios de interés 11.11 Bibliografía
11. Diseño de Amplificadores de Microondas
11.1 Introducción El objetivo de este capítulo es mostrar los fundamentos del diseño deamplificadores de microondas de pequeña señal desde el punto de vista ingenieril, es decir, queremos diseñar un amplificador que cumpla con un conjunto de requerimientos del sistema, tales como ganancia, figura de ruido, ancho de banda y razón de onda estacionaria (VSWR) a la entrada y salida del amplificador, a partir de los parámetros de red de dos puertos del dispositivo suministrados por elfabricante. La metodología de diseño mostrada aquí se basa en el uso de la matriz de parámetros de Scattering (o parámetros S) del transistor (polarizado en zona lineal). Otros parámetros de red de dos puertos tales como los parámetros y, a pesar de haber sido usados durante muchos años han sido desplazados por los parámetros S entre otras razones gracias a la rapidez y precisión de su medición conequipos automatizados especializados. Hoy en día todos los transistores de pequeña señal disponibles en el mercado están caracterizados por parámetros S, medidos en varias condiciones de polarización distintas y en un amplio rango de frecuencias.
Figura 11.1: Parámetros S del transistor ATF-34143 (Low Noise Pseudomorphic HEMT) en condiciones de polarización VDS = 3V, IDS = 20mA, para distintasfrecuencias.
En la figura 10.1 se muestran los parámetros S del transistor ATF-34143, el mismo utilizado en la primera etapa del amplificador de bajo ruido (LNA) del receptor del Small Radio Telescope.1 Las condiciones de polarización del ATF-34143 en el LNA del receptor del SRT son VDS = 2.5V, IDS = 10mA. Dada la rapidez y precisión con que el fabricante puede medir los parámetros S deldispositivo, el diseñador de un LNA puede solicitar al fabricante información específica para condiciones de polarización o frecuencias no especificadas en el data sheet del dispositivo.
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Datasheet del ATF-34143 y esquemático del LNA del SRT disponibles en http://web.haystack.mit.edu/SRT/
La ganancia, estabilidad, adaptación de impedancia y VSWR a la entrada y salida de un amplificador, puedenser expresadas en ecuaciones en función de los parámetros S. En general los parámetros S nos dan toda la información que necesitamos para el diseño, sin embargo no nos dicen nada acerca del ruido del dispositivo. Como veremos más adelante, el ruido se puede caracterizar por un conjunto de parámetros también suministrados por el fabricante del dispositivo, medidos en varias condiciones de...
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