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Caracterización de amplificadores de potencia: AM-AM y AM-PM dinámico
Characterization of power amplifiers: AM-AM and AM-PM dinamic
Lizeth López Nolasco
J. Apolinar Reynoso Hernández
María del Carmen Maya Sánchez
Acceso Abierto
Atribución
Amplificadores de potencia, AM-AM, AM-PM, AWG
Power amplifiers, AM-AM, AM-PM, AWG
El rápido avance de la tecnología exige sistemas de comunicación más versátiles, robustos y eficientes, compuestos principalmente por circuitos y dispositivos de radiofrecuencia y microondas. En este contexto, los amplificadores de potencia (AP) son relevantes, ya que su rendimiento en términos de linealidad, eficiencia y baja distorsión es fundamental para garantizar la calidad de las comunicaciones. Para lograr mayor eficiencia los AP se operan cerca de su punto de compresión, donde se observan efectos no lineales. Para poder identificar el comportamiento del AP cuando pasa de su modo lineal al no lineal se utilizan medidas de la conversión de amplitud a amplitud (AM-AM) y la conversión de amplitud a fase (AMPM). Estas características son críticas para entender el comportamiento dinámico de los amplificadores en condiciones reales. Este trabajo de investigación se enfoca en el desarrollo de un sistema que mida las características dinámicas AM-AM y AM-PM en amplificadores de potencia, utilizando el método de uno y dos tonos arbitrarios variando los niveles de potencia de manera independiente. Los tonos son generados y enviados por medio de un generador de ondas arbitrarias (del inglés Arbitrary Waveform Generator, AWG) y las medidas de potencia de entrada (𝑃𝑖𝑛) y potencia de salida (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) se obtienen utilizando analizadores de espectros. El sistema de medida propuesto es escalable en frecuencia y potencia dependiendo del dispositivo bajo prueba que se requiera caracterizar. Se espera que los resultados obtenidos contribuyan al diseño de sistemas de comunicación más eficientes y lineales, esenciales para satisfacer la creciente demanda de comunicaciones inalámbricas de alta calidad y el uso eficiente del espectro radioeléctrico.
Technological advancements require more versatile, robust, and efficient communication systems,which are mainly composed of radio frequency and microwave circuits and devices. In this context, power amplifiers (PAs) are relevant, as their performance in terms of linearity, efficiency, and low distortion is critical to ensuring the quality of communications. To achieve high efficiency the PA works close to their point compression, where non-linear effects are observed. To identify when the PA behavior changes from linear to the nonlinear mode, the measurements of amplitude-to-amplitude conversion (AM-AM) and amplitude-to-phase conversion (AM-PM) are used. These characteristics are critical to understanding the dynamic behavior of amplifiers in real conditions. This research work focuses on the development of a system that measures the AM-AM and AM-PM dynamic characteristics in power amplifiers, using the method of one and two arbitrary tones. The tones power level is varying independently, they are generated and sent using an arbitrary waveform generator (AWG), the input power (𝑃𝑖𝑛) and output power (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) are measured using spectrum analyzers. The proposed measurement system is frequency and power scalable according to the device under test. The obtained results will contribute to the design of more efficient and linear communications systems, essential to satisfy the growing demand for high-quality wireless communications and the efficient use of the radio spectrum.
CICESE
2025
Tesis de maestría
Español
López Nolasco, L. 2025. Caracterización de amplificadores de potencia: AM-AM y AM-PM dinámico. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 74 pp.
DISEÑO DE CIRCUITOS
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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