¿Qué son los Amplificadores RF?
Amplificador RF es una abreviatura de “Radiofrecuencia”, es decir, las altas frecuencias utilizadas en las comunicaciones inalámbricas móviles como radios y teléfonos inteligentes, por lo que un amplificador RF es un amplificador de potencia de alta frecuencia.
En los amplificadores generales, la tensión o corriente de entrada se amplifica y se emite, pero en el caso de los amplificadores RF, en lugar de esta función, se utiliza una polarización de CC para amplificar la señal de potencia de alta frecuencia mediante la ganancia del amplificador en relación con la potencia de entrada. Esto significa que la potencia de polarización de CC puede utilizarse para amplificar la potencia de alta frecuencia con una eficiencia relativamente alta sin pérdida de potencia.
También hay que tener en cuenta que las características eléctricas exigidas a los amplificadores RF, es decir, el tipo de amplificador, difieren según se utilicen en circuitos receptores o transmisores. Los amplificadores RF se caracterizan por su capacidad de amplificar y convertir la potencia de CC en potencia de alta frecuencia sin pérdida de potencia de CC, y se consideran amplificadores RF de alta eficiencia. Los tipos difieren según se utilicen en circuitos receptores o transmisores.
Usos de los Amplificadores RF
Los circuitos de alta frecuencia para comunicaciones se dividen en bloques receptores y transmisores, y el tipo de amplificadores RF generalmente depende de si se utiliza para recibir o transmitir.
Los amplificadores RF utilizados en el lado de transmisión se denominan amplificadores de potencia (PA), que requieren una gran amplificación. Debido a la gran cantidad de potencia que manejan, es importante que tengan un bajo consumo de energía, es decir, una alta eficiencia del amplificador, para mantener la fiabilidad suprimiendo la generación de calor y para suprimir el consumo de energía de la batería. Además, según la aplicación, el propio amplificador debe tener una linealidad suficiente para no distorsionar la señal.
Por otra parte, los amplificadores RF utilizados para recepción se denominan amplificadores de bajo ruido (LNA). Se caracterizan por el bajo ruido (NF) generado por el propio amplificador para evitar que la señal quede enterrada en el ruido y aumentar la sensibilidad de recepción durante la comunicación y mantener la calidad de la misma.
Principio de los Amplificadores RF
Como elementos semiconductores para amplificadores RF se utilizan MOSFET basados en Si, SiGe y otros transistores bipolares, así como HBT y HEMT que utilizan semiconductores compuestos como cristales de GaAs y GaN. Es importante seleccionar el elemento semiconductor óptimo en función de la potencia de salida máxima, la ganancia, la eficiencia, la linealidad (linealidad), el factor de ruido, etc.
Dependiendo de la frecuencia de RF, la respuesta en frecuencia, denominada frecuencia de corte (fT), puede no ser suficiente para extraer una amplificación suficiente. La respuesta en frecuencia independiente determinada a partir de la estructura del dispositivo semiconductor es, por tanto, un factor muy importante en la construcción de un Amplificadores RF.
Las características del amplificador se determinan aplicando la polarización de CC (corriente continua) deseada al dispositivo amplificador y optimizando las líneas de carga de entrada y salida del amplificador. Además del ajuste de la impedancia de la frecuencia fundamental, también es importante el ajuste de la impedancia armónica y, junto con la polarización, se pueden establecer varias clases de funcionamiento (Clase A, Clase C, Clase F, etc.).
Más información sobre los Amplificadores RF
Características de los Amplificadores RF
Las características de los amplificadores RF incluyen compresión de 1 dB, ganancia y figura de ruido. En las curvas de ganancia y potencia, la compresión de 1 dB se utiliza como medida de la cantidad máxima de potencia de salida con 1 dB de ganancia suprimida debido al funcionamiento saturado del amplificador.
Como se requiere una gran potencia de salida en el lado de transmisión, es habitual seleccionar un amplificador con una gran región de compresión de 1 dB y utilizarlo hasta el límite superior. Los amplificadores RF pueden expresar su respuesta en frecuencia por su amplificación, que es la relación de potencia entre la entrada y la salida, y el criterio de rendimiento es que la frecuencia esté dentro de un rango definido Ganancia.
Una mayor ganancia es deseable, pero hay que tener cuidado, ya que es un compromiso entre el consumo de energía y el ruido. El factor de ruido expresa el grado de deterioro de la relación señal/ruido. Al seleccionar un amplificador RF para el lado de recepción, elija una figura de ruido pequeña.