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Adaptadores de impedancia.
Generalmente, los amplificadores de potencia llevan una red adaptadora de impedancia entre el transistor de salida y la carga como muestra la figura 19. El objetivo es doble: primero que la impedancia vista desde el colector del transistor tenga el valor adecuado ala potencia de salida deseada, y segundo, minimizar las pérdidas de potencia debidas a los elementos parásitos del transistor.
En el amplificador clase A, B o C sin adaptador la amplitud máxima de vo que se puede lograr es VCC y la máxima potencia que se puede entregar a la carga es:
S_(O=) (V_CC^2)/〖2R〗_L
Por ejemplo si VCC = 5 V y RL = 50 Ω, que es típica de una antena, la máximapotencia de salida será de 0.25 W. Esta potencia se puede aumentar empleando una red adaptadora de impedancia para conseguir que la impedancia reflejada de RL en colector del transistor sea menor.
Figura N# 19: Situación de la red adaptadora de impedancia en el amplificador de potencia.
En el circuito de la figura 20, cuando queremos extraer la máxima potencia de un generador con una determinadaimpedancia de salida, Zo, debemos hacer que la impedancia de carga ZL esté adaptada: ZL = Zo*. No es este el caso, aquí la impedancia de carga está fijada, para que toda la potencia del generador vaya a la carga y no se disipe en su resistencia interna debemos hacer que Zo >> ZL.
Figura N# 20: Impedancia de carga conectada a un generador real.
La resistencia de salida de los transistores enbaja frecuencia es muy alta, funcionan como fuentes de corriente casi ideales, pero en alta frecuencia no es tan alta debido la capacidad de salida. En amplificadores RF es necesario compensar esta capacidad, esta es la otra función de la red adaptadora.
La figura 21 muestra el circuito equivalente de salida para pequeña señal del amplificador de la figura 19, junto con una posible red adaptadorade impedancia. Existe una gran variedad de redes adaptadoras de impedancia aunque a este nivel sólo emplean bobinas, condensadores y transformadores en su construcción.
Figura N# 21Circuito equivalente de salida en pequeña señal del amplificador de la figura 19, junto con una posible red adaptadora de impedancia.
La impedancia Z2 es
Z_2=1/jωC1+(jωL_2//R_L )
Si el circuito L2C1 estásintonizado a la frecuencia de trabajo (ω_o^2=1/(L_2 C_1 )), entonces Z2 es equivalente a una capacidad C1 en paralelo con una resistencia de valor L2/RLC1 como muestra la figura 22.
Figura N# 22: Circuito equivalente del de la figura 18 a la frecuencia de trabajo.
Ahora el condensador Co queda en paralelo con C1 y con L1. Eligiendo L1 para que el circuito L1 (Co + C1) esté sintonizado a lafrecuencia de trabajo, es decir que presente una impedancia infinita a esa frecuencia, la impedancia equivalente que ve el generador de corriente es la resistencia L2/RLC1 (ro es mucho más pequeña y se puede despreciar).
Por ejemplo, si elegimos L2 = 100C1 y RL = 50 Ω, la impedancia de carga se transforma en 2 Ω. Con VCC = 5 V la potencia que se puede tener ahora a la salida son 6.25 W. Claro...
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