Amplificadores hf de estado sólido

Tipos de amplificadores de HF de estado sólido

La frecuencia es el número de veces que una onda ocurre en un tiempo dado y los amplificadores de HF (*alta frecuencia*) de estado sólido dependen en gran medida de la frecuencia, a la que se hace referencia en los tipos de amplificadores por los que se conocen. Hay diferentes tipos:

• Amplificador de clase A: Este tipo de amplificador proporciona una linealidad confiable dentro de un rango de frecuencia amplio y es extremadamente bueno para una baja distorsión. El resultado de esto es una buena calidad de sonido pero una baja eficiencia de potencia. La calidez en el sonido es causada por la mezcla de diferentes formas de onda, lo que también puede ser una consecuencia de la baja eficiencia de potencia.
• Amplificador de clase B: Este tipo de amplificador es conocido por estar en un estado lineal en un momento dado, lo que ayuda a minimizar la distorsión. Sin embargo, tiene una alta potencia de salida. El amplificador funciona dentro de un ángulo de conducción de 180 grados, y la desventaja es que puede causar una distorsión conocida como "cruce" - esto hace que el sonido producido sea menos cálido.
• Amplificador de clase C: A menudo se utiliza en la transmisión de RF porque tiene una alta eficiencia de potencia, pero aumenta la distorsión y reduce la linealidad.

Otros amplificadores han sido diseñados específicamente para su uso en aplicaciones de RF:

• Amplificador de RF Push-Pull: este funciona utilizando configuraciones de circuito Push-Pull complementarias y simétricas, y es particularmente eficaz para reducir el ruido, mejorar la fidelidad y maximizar la eficiencia. Este amplificador de RF hace uso de un mecanismo de retroalimentación que muestrea la señal de salida - esto ayuda a estabilizar la salida y reducir la distorsión.
• Amplificador de RF de extremo único: caracterizado por solo una etapa de transistor, normalmente se integra con dispositivos de alta frecuencia en el mismo chip. Esto da como resultado un ensamblaje electrónico más barato y pequeño con un rendimiento general mejorado. Este amplificador es simple y compacto y está diseñado para minimizar las emisiones espurias - esto asegura que la señal sea lo más limpia posible para una transmisión eficaz.

Función y características

El amplificador de HF de estado sólido utiliza transistores en lugar de tubos de vacío. Ofrece una gama de características que lo hacen adecuado para diversas aplicaciones de alta frecuencia.

• Amplificador de alta frecuencia con linealidad mejorada y baja distorsión

  Estos amplificadores están diseñados para un rendimiento óptimo y fidelidad de señal. Los amplificadores tienen [](http://www.electronics-lab.com/circuit-tips-to-fixing-amplifier-distortion/)baja distorsión y alta linealidad para garantizar que la señal de salida sea una reproducción fiel de la señal de entrada. Esto es muy importante en aplicaciones como la radio definida por software, donde la integridad de la señal es primordial.

• Sistemas robustos de protección y monitoreo

  Muchos sistemas de amplificadores de HF tienen sistemas robustos de protección y monitoreo. Estos sistemas proporcionan retroalimentación en tiempo real sobre el estado operativo del amplificador y permiten a los usuarios tomar medidas correctivas antes de que surja un problema. Verificar que los transistores amp produzcan una señal sin distorsión, y se puede usar para transmisiones SSB o CW.

• Aplicaciones en comunicación, investigación e industria

  Los modos de comunicación digitales como DAB y DRM a menudo utilizan amplificadores como estos. Los amplificadores también se utilizan en radios bidireccionales y radios de aficionados. Ayudan a aumentar el alcance y a disminuir el ruido en las señales de radio. Son importantes para la investigación científica, como el radar planetario y los estudios ionosféricos. Estos amplificadores de HF impulsan señales de alta potencia para generar señales que penetran profundamente en la atmósfera. Esto ayuda a los científicos a estudiar las condiciones atmosféricas y las estructuras del planeta. Los amplificadores HMSI se pueden utilizar para probar las propiedades físicas de los materiales en aplicaciones industriales. Ayudan a realizar exámenes no destructivos de la estructura de los materiales durante la producción. Las pruebas de dispositivos electrónicos también utilizan amplificadores para aumentar la intensidad de las señales de alta frecuencia durante la prueba de otros dispositivos electrónicos. Esto ayuda a verificar el rendimiento y las funciones de los dispositivos.

• Relación señal-ruido (SNR) mejorada

  Los amplificadores de HF de estado sólido pueden proporcionar una mejor SNR. Esto ayuda a que los sistemas de comunicación sean más claros y efectivos. Las SNR más altas pueden mejorar la calidad de recepción de señales débiles o ruidosas. Esto facilita la decodificación de señales de bajo nivel. La SNR mejorada puede aumentar el alcance efectivo general de la transmisión y la recepción. Esto permite que las señales distantes se reciban claramente. La incorporación de técnicas como el filtrado multietapa y la cancelación de ruido adaptativa ayuda a reducir el nivel de ruido de fondo.

Usos de los amplificadores de HF de estado sólido

Los usos de los amplificadores de HF de estado sólido están muy extendidos, ya sea en entornos militares, comerciales o de aficionados. Estas son algunas aplicaciones:

• Radiodifusión

  Los amplificadores se utilizan para amplificar las señales de radio y televisión para una transmisión de gran alcance. Esto asegura que las señales puedan penetrar edificios, árboles o colinas para que más audiencias puedan acceder a la información.

• Comunicación

  Ya sean aficionados o profesionales, los operadores de radioaficionados utilizan amplificadores para mejorar la capacidad de enviar y recibir señales a largas distancias. También reducen la estática y aseguran señales claras. Muchos operadores de radioaficionados utilizan amplificadores de HF de estado sólido para aumentar su potencia de salida y mejorar la comunicación.

• Investigación y Espacio

  Los científicos utilizan amplificadores de HF en diversas aplicaciones, incluida la investigación ionosférica y la ciencia atmosférica. Los utilizan para generar señales para radar, pruebas de señales y telecomunicaciones.

• Marina y Aeronáutica

  Los amplificadores de HF de estado sólido son cruciales para la comunicación de barcos y aviones. Les permiten tener una comunicación de largo alcance nítida y clara con otros barcos y el control de tráfico aéreo. Son esenciales para la seguridad y pueden ayudar en casos de angustia.

• Militar y Defensa

  Las operaciones conjuntas, la comunicación en el campo de batalla y la inteligencia serían imposibles sin amplificadores de HF. Son esenciales para estas operaciones. Algunas unidades militares emplean transceptores de HF con amplificadores para permitir la comunicación de largo alcance, especialmente en áreas remotas.

• Guerra electrónica

  Las GE incluyen la interferencia y la interceptación de las comunicaciones enemigas, todo lo cual requiere amplificadores potentes y eficientes para funcionar de manera óptima.

• Seguridad pública y seguridad

  Agencias como la policía, bomberos y EMS utilizan transceptores de HF de radio para comunicarse entre sí durante la respuesta a emergencias. Muchos confían en los amplificadores para mejorar su comunicación por radio.

• Industrial y comercial

  Las empresas en sectores como la minería o el petróleo pueden necesitar amplificadores de HF para ubicaciones remotas sin medios de comunicación. También los utilizan para monitorear las condiciones de las máquinas desde lejos. Muchas situaciones de trabajo de campo requerirán comunicación por radio para transmitir datos y señales.

Cómo elegir amplificadores de HF de estado sólido

Con tantas opciones disponibles, encontrar el amplificador adecuado requiere una consideración cuidadosa de las necesidades específicas, el presupuesto y las preferencias. Estos son algunos factores clave a tener en cuenta al elegir un amplificador.

• Ciclo de trabajo: Esto representa la capacidad del amplificador para operar durante períodos prolongados. Si alguien planea utilizar el amplificador para transmisiones largas, es bueno optar por un amplificador de alto ciclo de trabajo.
• Tecnología de transistores: Es importante saber que los amplificadores de HF utilizan diferentes transistores para construir las etapas del amplificador. Esto puede ser etapas bipolares o FET. Cada tecnología tiene diferentes linealidad y robustez, pero el uso de ambas da como resultado un amplificador que es más robusto y tiene una buena linealidad. Los recientes avances en la tecnología de transistores han dado como resultado amplificadores de estado sólido que pueden igualar el rendimiento de los amplificadores de tubo.
• Potencia de salida: La máxima anterior significa que la potencia de salida máxima requerida debe determinarse a la frecuencia más alta y la pérdida más baja de la red de adaptación de antena. Para la potencia de salida, considere la frecuencia fundamental del amplificador y los armónicos para garantizar que cumpla con las especificaciones requeridas.
• Rendimiento en el ciclo de trabajo: El dispositivo debe cumplir con las especificaciones descritas en las especificaciones del producto al ciclo de trabajo nominal. Si %SG es >10%, entonces %P1dB deberá corresponder a la mitad de la potencia 1dB al %SG completo.
• Necesidades de refrigeración: La ventilación y la refrigeración adecuadas son imprescindibles para los amplificadores para reducir la acumulación de calor y garantizar la longevidad. La limpieza y el mantenimiento regulares de los sistemas de refrigeración deben formar parte de cualquier rutina de mantenimiento del amplificador.

Preguntas y respuestas

P: ¿Cuáles son los beneficios de usar transistores de estado sólido en amplificadores de RF/IF/HF?

R: Algunas ventajas de los transistores de estado sólido en amplificadores de RF/IF/HF incluyen tamaño pequeño, alta confiabilidad, robustez y larga vida útil.

P: ¿Cuál es el otro nombre para el estado sólido?

R: El término "estado sólido" generalmente se refiere a la tecnología que utiliza dispositivos semiconductores, que son componentes electrónicos hechos de materiales sólidos con propiedades eléctricas especialmente diseñadas.

P: ¿Por qué los sólidos son más confiables que los tubos de vacío?

R: El estado sólido tiene una resistencia más excelente a la temperatura y los impactos mecánicos que los tubos de vacío. Esto conduce a un tiempo de servicio más prolongado y durabilidad.

P: ¿Cuál es la desventaja del estado sólido?

R: La principal desventaja del estado sólido es que tiene una capacidad limitada para la potencia y el voltaje y solo puede funcionar a altas temperaturas por un corto tiempo.

P: ¿En qué se diferencian los amplificadores de tubo de los de estado sólido?

R: Los tubos de amplificación de potencia y los transistores impulsan los amplificadores de manera diferente. Los tubos le dan al amplificador una compresión natural, mientras que los amplificadores de estado sólido quieren atravesar con un tono constante a cualquier nivel de volumen.