terça-feira, 20 de novembro de 2012

Amplificadores de Potência de RF

Transmissores de rádio necessitam gerar sinais de radiofrequência com a potencia necessária para a criação de uma onda eletromagnética de intensidade suficiente para superar a ruído elétrico do receptor e as interferências causadas por outros sinais. Para conseguir esse objetivo, os transmissores devem dispor de amplificadores de potencia adequados ao tipo de modulação a que se destinam.
A Figura 01 mostra o diagrama completo de um amplificador de potencia de RF. Este tipo de circuito e muito utilizado nos transmissores de AM e FM.

Figura 01

Suas características são as seguintes:


- polarização em classe B;
- configuração em emissor-comum;
- operação não-linear;
- alta eficiência, dependendo das características do transistor;
- largura de faixa dependente das redes casadoras de impedâncias.

Como se pode observar pela analise da Figura 01, um amplificador de potencia de RF e composto por diversos os circuitos:

Casadores de impedâncias: possuem a finalidade de casar a impedância de um gerador de RF com a base do transistor amplificador ou, no caso de saída, casar a impedância do coletor do transistor com a carga. Isto acontece porque as impedâncias de base e de coletor são quase sempre menores que 50 ohms, que e o valor de impedância padronizada para as linhas de transmissão normalmente empregadas para a transferência de sinais de RF entre os estágios de um equipamento de radio ou entre um equipamento de radio e uma antena.

Compensador de base: é utilizado para cancelar a parte reativa da impedância de entrada do transistor amplificador, que é capacitiva nas freqüências inferiores a 100 MHz, e indutiva acima desta frequência (o valor exato desta frequência depende do transistor utilizado). Nas frequências em que o transistor exibe uma reatância de entrada capacitiva, utiliza-se uma indutância em paralelo com a base. Caso contrario, quando a reatância de entrada for indutiva, utiliza-se uma capacitância em paralelo com a base para fazer a compensação. Em ambos os casos, o valor do componente utilizado na compensação devera ser adequado para o cancelamento completo da parte imaginária (reativa da impedância).

Supressor de harmônicos de base: utilizado em frequências superiores a 50 MHz, aproximadamente, cria um caminho para a massa de baixa impedância para os harmônicos gerados pela falta de linearidade da junção base-emissor. Em frequências inferiores a um terço da freqüência na qual a reatância de base se toma indutiva (abaixo de 40 MHz), a capacitância de difusão da base e suficiente para permitir a condução dos harmônicos. Neste caso, pode-se dispensar o uso dos supressores de harmônicos, que são capacitores conectados em paralelo com os terminais de base e emissor do transistor.

Supressor de baixa frequência: ter a finalidade de reduzir a amplificação em baixa frequência, impedindo a ocorrência de oscilações parasitas causadas pelo aumento do ganho de potencia do transistor. Para tomar mais eficiente a ação do supressor de baixa frequência, é introduzido amortecimento pela inclusão de uma resistência no circuito.

Supressor de harmônicos de coletor: tem a finalidade de impedir a circulação de correntes harmônicas geradas pela operação não-linear. Este procedimento visa o aumento da eficiência do amplificador, uma vez que pelo supressor, que nada mais é que um filtro LC-série, circula apenas a corrente correspondente ao sinal fundamental.

Choque de coletor: é utilizado para alimentar com corrente contínua o coletor do transistor amplificador, ao mesmo tempo que restringe a circulação da corrente de RF. Sua reatância deve ser a mais baixa possível, a fim de evitar o aumento do ganho em baixa frequência. Por isso, seu valor deve estar compreendido entre 3 e 7 vezes o valor da parte real da impedância de carga de coletor (equivalente paralelo). Às vezes, o choque de coletor é projetado para ressonar, junto com a capacitância de saída de coletor, na frequência do sinal transmitido.

Supressor de RF da linha de alimentação: é utilizado para complementar o trabalho do choque de coletor e eliminar a corrente da RF da linha de alimentação. E, normalmente, um filtro passa-baixa CLC, também conhecido como circuito PI.

Fonte:
Telecomunicações
Juarez do Nascimento
Makron Books

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