Rango de operación lineal de un amplificador en función de la frecuencia

Los amplificadores de RF que operan desde aproximadamente 200MHz hacia arriba comienzan a obedecer leyes más extrañas que los circuitos op-amp más rudimentarios. Incluso por debajo de 200MHz, se deben considerar con cuidado los parámetros de RF. Normalmente, la respuesta de frecuencia de un amplificador está determinada por su función de transferencia, específicamente cualquier elemento inductivo / capacitivo / resistivo en sus avances de realimentación y realimentación además de su producto de ancho de banda de ganancia unitaria. En términos de RF, si bien estos principios generales aún se aplican, la solución final no es tan sencilla.

La respuesta de frecuencia de RF se convierte en una combinación de cualquier componente reactivo limitante de banda (L's y C's) además de los parámetros de dispersión del dispositivo amplificador activo. Estos parámetros de dispersión son muy específicos de la frecuencia y normalmente coinciden con una frecuencia o banda de operación específica. La caracterización de un amplificador fuera de su frecuencia de operación prevista a menudo resulta en un rendimiento degradado debido a que la potencia se refleja internamente debido a una falta de coincidencia de impedancia. Por supuesto, esto depende del dispositivo activo y de si es de banda ancha o estrecha. El resultado final es una medida llamada Pérdida de retorno, o más simplemente su relación de onda estacionaria de voltaje analógico (VSWR)

Muchos dispositivos activos también especifican un producto IP3 (intercepción de tercer orden) que le permite a un diseñador estimar cualquier contenido armónico mientras está en operación lineal. La función de transferencia final dependerá en gran medida de la coincidencia de RF además de cualquier otro componente limitador de banda, incluidos los artefactos parásitos como la inductancia / capacitancia de trazas. Mediante la incorporación de cualquier atenuación esperada debida a los filtros concentrados / SAW / Cavity / strip-line, se puede realizar una estimación precisa de la distorsión de salida.

Más fundamentalmente, sobrepasar cualquier amplificador hará que se enganche e introduzca distorsión armónica.

Por lo tanto, debe ser bastante específico en cuanto a cómo se está probando y qué se está observando. En general, la gran mayoría de los equipos de RF tienen una banda estrecha adaptada, lo que permite una coincidencia más cercana a la óptima para la figura de ruido o transferencia de potencia. Cuanto más estrecho sea el ancho de banda de coincidencia, más dinámica será la respuesta de frecuencia en un rango de prueba más amplio, principalmente debido a la potencia de entrada / salida reflejada.

Como dice Martin, la respuesta puede depender del rango de frecuencia del que esté hablando, pero también de si está hablando de amplificadores de banda ancha o sintonizados: en RF, los amplificadores sintonizados generalmente ofrecen un mejor rendimiento que la banda ancha al mantener la mayor parte de la entrada y la salida no deseada Señales fuera de la banda de paso.

Y las técnicas varían en diferentes frecuencias.

Por lo tanto, obtendrás mejores respuestas de una pregunta más específica, sobre frecuencias o bandas de frecuencias específicas, y niveles de señal, ganancias y potencias de salida específicos.

Como una guía aproximada aplicable a frecuencias más bajas, encontrará que cada amplificador tiene un "producto de ancho de banda de ganancia" específico. Digamos que es de 100 MHz para su amplificador elegido, generalmente especificado en términos de ganancia de voltaje.

Eso significa que, si desea una ganancia de voltaje de 5 (14dB), el amplificador está restringido a un ancho de banda de 100/5 = 20 MHz, y en la práctica desea un margen adicional, digamos un factor de 2, por lo que puede esperar que su rendimiento se degrade (distorsión armónica y de mensajería instantánea adicional) por encima de 10 MHz.