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Diseño y fabricación de un amplificador altamente lineal de 5 Watts de salida para aplicaciones en instrumentación de alta frecuencia a base de transistores de nitruro de galio
Design and manufacturing of a highly linear 5 watt amplifier for high frequency instrumentation applications using gallium nitride transistors
Aarón Désiga Orenday
J. Apolinar Reynoso Hernandez
Acceso Abierto
Atribución
Birrefringencia estructural, Amplificador óptico de semiconductor, Matriz de densidad, Método del índice efectivo, Modulación cruzada, Birrefrigencia inducida
Los sistemas de comunicaciones móviles actuales requieren de dispositivos electrónicos de bajo costo y de bajo consumo de energía. En el caso de los sistemas de transmisión la etapa de amplificadores de potencia (AP) es la que consume mayor energía y es además la responsable de la vida útil de la batería. Existen varios tipos de amplificadores, sin embargo, los amplificadores clase E y F son los más prometedores debido a su alta eficiencia. Una de las ventajas de aumentar la eficiencia, es la disminución de calor que genera el dispositivo electrónico, es decir, el dispositivo se deteriora menos y por otro lado se prolonga la vida útil de la batería. Sin embargo, la gran desventaja de los amplificadores de potencia clase E y F es su pobre linealidad. Una manera de indicar el grado de linealidad de estos dispositivos es a través de la distorsión en amplitud (AM - AM) y la distorsión en fase (AM - PM). El laboratorio de altas frecuencias cuenta con un banco de medición con el cual se obtienen las características AM - AM y AM - PM de los amplificadores y transistores de potencia. Dicho sistema requiere de un amplificador de alta linealidad con capacidad de manejar 5 watts de potencia de salida. Este trabajo de tesis presenta el diseño, simulación y construcción de un amplificador de 5 watts de salida de alta linealidad. Para cumplir que el amplificador sea de alta linealidad, se caracterizó el AM - AM y AM - PM del transistor a diferentes puntos de polarización. El punto de polarización utilizado en el diseño del amplificador fue seleccionado de acuerdo a las características AM - AM y AM - PM, donde la fase de la señal de salida permanezca constante o con una variación mínima, y que junto con la región de compresión, sean encontradas a niveles más grandes de potencia de entrada.
Modern communication systems requires low cost and low power consumption electronic devices. The power amplifier stage in transmission systems, consumes most of the energy and it is responsible for the battery life. There are many types of power amplifiers (PA), however, class E and class F are the most promising due to their high efficiency. One of the advantages by increasing the amplifier efficiency, is the heat reduction generated by the electronic device, i.e., battery life will increase. The great disadvantage of class E and F PA it is their poor linearity. One way to indicate the grade of linearity is through the measurement of amplitude distortion (AM - AM) and phase distortion (AM - PM). A measurement system to obtain the amplitude and phase distortion in PA and power transistors is available in the laboratory, such system requires an amplifier of high linearity and able to handle a 5 watt output power. This dissertation presents the design, simulation and manufacturing of a highly linear 5 watt amplifier. To achieve high linearity, an investigation on the AM - AM and AM - PM characteristics of the transistor using different bias points has been performed. The bias point used in the amplifier design was chosen according to AM - AM and AM - PM characteristic where the signal phase remains constant or with minimum variation and the compression area are found at higher levels of input power.
CICESE
2012
Tesis de maestría
Español
Désiga Orenday, A.2012.Diseño y fabricación de un amplificador altamente lineal de 5 Watts de salida para aplicaciones en instrumentación de alta frecuencia a base de transistores de nitruro de galio.Tesis de maestría en ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.113 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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