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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2413| Diseño y construcción de amplificadores de potencia clase A Design and construction of class A power amplifiers | |
| Luis Alfonso Valles González | |
| J. Apolinar Reynoso Hernandez | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Amplificadores de potencia clase A, AM-AM, AM-PM, MESFET, Modelo no-lineal, Redes de adaptacion, Class A power amplifiers, AM-AM, AM-PM, MESFET, Non-linear model, Matching networks | |
| Lapresentetesis tiene como objetivo principal el disefio, simulacion, construccién y caracterizacion de amplificadores de potencia clase A, utilizando transistores MESFET’s. Estos amplificadores de estado sélido trabajan con el transistor operando en régimen no- lineal. Este modo de operar nos enfrenta directamente con el tema de modelado no-lineal de transistores de potencia. En la simulacién y disefio del amplificador se efectia el andlisis en gran sefial utilizando un modelo no-lineal del tipo circuito eléctrico equivalente. Se utiliza un modelo no-lineal I(V) obtenido con mediciones de corriente voltaje en modo pulsado. Se disefia un amplificador clase A con una ganancia mayor a 9 dB a 4 GHz, una ROEV menor a 1.5 dB a la entrada y a la salida, ancho de banda de 3.8 a 4.2 GHz y el punto de 1 dB de compresién (Pigg) igual o mayor a 21 dB, las redes de adaptacion se disefian utilizando acoplamiento conjugado para maxima ganancia. La simulacién del amplificador se hace utilizando el modelo no-lineal extraido de la caracterizacién de el transistor de potencia de encapsulado NE800299 y se simula utilizando el simulador de citrcuitos ADS (Advance Design System), se utiliza la teorfa clasica de disefio de amplificadores por medio de impedancias conjugadas para obtener valores iniciales en las redes de adaptacién de manera que se pueda optimizar dentro de ADSutilizando el modelo no-lineal como simulacién del transistor. El amplificador se fabrica utilizando como sustrato FR4 y utilizando los valores optimizados de ADS. Este se caracteriza utilizando un banco de medicién automatizado, en donde se miden los parametros S para obtener su respuesta en ganancia (S21) y adaptacién a la entrada (S11) y a la salida (S2). Se realizan mediciones de 1 tono para obtener su respuesta en potencia. Al final se comparan los datos experimentales y los datos obtenidos por simulacién donde se observa quelas simulaciones con el modelo no-lineal y los datos experimentales son similares y donde se obtienen las especificaciones de disefio con una gananciaarriba de 9.4 dB, un ancho de banda de 3.6 a 4.2 GHz, una ROEV menora 1.5 en la entrada la salida y el Pjgx se encuentra en 21 dB. Comoparte complementaria, se disefian y simulan redes de alimentacion propuestas por Weief. al [2003] para banda ancha, también se simula y analiza la distorsion AM/PM del transistor usando el modelo no-lineal de circuito equivalente. The present dissertation’s main objective is the design, simulation, construction and characterization of class A power amplifiers using MESFETtransistors. These solid state amplifiers work with the transistor by operating it on the non-linear region. This operating mode confronts us directly with non-linear modeling of powertransistors. In this thesis large signal analysis will be done in the simulation and design of the class A power amplifier utilizing non-linear equivalent electric circuit. A non-linear model is obtained through pulsed I(V) measurements. A class A amplifier is designed with the specifications of a gain greater than 9 dB at 4 GHZ, VSWRlowerthan 1.5 dB on both input and output, a bandwidth of 3.8 to 4.2 GHz and a 1dB compression point (Pap) equal or greater than 21 dB, the matching networksare design utilizing conjugate matching for maximumgain. The simulation of the amplifier is done by using the non-linear modeling extracted from. the characterization of the encapsulated power transistor NE800299 and it’s simulated using the circuit simulator ADS (Advance Design System), classical design theory is used on the design of the amplifier in orderto obtain initial values on the matching networks that can later be optimized in ADSutilizing the non-linear model as the simulation ofthe transistor. The amplifieris built utilizing FR4 as its substrate and with the optimized values from ADS later it is characterized with an automatized measurement bank where the S parametersare measured so their I/O adaptation (Sj;, S22) and gain (S21) response are obtained. 1 tone measurements are done also to obtain their power response. At the end, experimental data and simulation data are compared whereit is noted that the simulations with the non-linear model and the experimental data are similar and the design specifications are met, a gain greater than 9.4 dB, a bandwith of 3.6 to 4.2 GHz, a VSWRlowerthan 1.5 dB on both input and output and a Pjqp equal to 21 dB is observed. As an additional test, a design and simulation of a bias network proposed by Wei et. al [2003] will be done with the non-linear model and also simulation and analysis of AM/PM distortion on both the transistor and the amplifier. | |
| CICESE | |
| 2007 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Valles González, L. A.2007.Diseño y construcción de amplificadores de potencia clase A.Tesis de Maestría en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.90 pp. | |
| TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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