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Amplificador de Potencia – 3º Parte

Ultima entrega sobre el diseño del amplificador de potencia, ya tenemos diseñado las etapas necesarias para la amplificación que elegimos, entrando con 1mW y saliendo con 2W…. 3000 veces más grande. Seleccionamos los transistores a utilizar y diseñamos los circuitos para realizar la polarización de cada uno.

Este último paso es muy importante ya que si no lo tenemos en cuenta o lo hacemos mal nos tira toda la ganancia y hasta podríamos terminar haciendo un atenuador jaja :)… lo más común es que en lugar de tener un amplificador obtenemos un oscilador y tampoco queremos eso.

Cálculo de las Redes de Adaptación

Es muy importante adaptar las impedancias de cada etapa entre sí, con la carga y con el generador, para poder tener máxima transferencia de potencia y viéndolo desde el lado de medios de enlace evitar tener ondas reflejadas

Adaptar significa que la impedancia de salida de una etapa tiene que ser igual a la impedancia de entrada de la etapa siguiente.

Elijo adaptar todo el amplificador a 50 ohm. Según fuimos calculando las impedancias de entrada y salida de las etapas son:

Para realizar las adaptación use la versión DEMO de Smith V2.3 (nada de andar haciendo en papel con compas y regla ;) )

Red de Adaptación Nº 3

Zo = 50Ω
Zin = Z’out Q2 = 60 + j 45
Se elige un Q= 5

Red de Adaptación Nº 2

Zo = Z’in Q2 = 24.5 + j 11  Ω
Zin = Z’out Q = 125 + j 190 Ω
Se elige un Q= 5.

Red de Adaptación Nº 1

Zo = Z’in Q1 = 60 + j52.5  Ω
Zin = 50 Ω
Se elige un Q= 5

Terminamos! :-)

Esquema del Amplificador de Potencia


Notas Finales

El  pcb que se diseñe para este circuito tiene que ser de 2 capas, ya que es necesario si o si tener un plano de tierra, en mi caso, puse planos de tierra en los 2 lados de la plaqueta (de fibra de vidrio) y los conecte mutuamente en muchos puntos para tener el plano de tierra lo más homogéneo posible.

A pesar que en el calculo de los circuitos de las redes de adaptación se encuentran valores fijos para los capacitores, además de ser valores muy difíciles (algunos imposibles) de conseguir el diseño de la plaqueta que realicemos no va a ser perfecto ya que no tuvimos en cuenta las capacitancias parásitas (que en alta frecuencia adquieren importancia) de, por ejemplo los resistores, además de las capacitancias debido a un ruteo de pistas no correcto. Por todo eso no se ponen valores de capacitores fijos en las redes de adaptación sino que se colocan capacitores variables.

Con un osciloscopio tenemos que ir etapa por etapa corroborando los valores de la señales entrantes y salientes y ajustar cada capacitor variable hasta alcanzar los maximos.

Les conviene usar tanto en la entrada y salida del amplificador conectores BNC (los que traen los osciloscopios), les va a ser más fácil medir el verdadero valor de potencia si disponen de una carga (antena) fantasma. Desde la salida del modulador de FM hasta el amplificador usen conectores BNC y cable coaxial, lo mismo para la salida.

Por ultimo dejar en claro que al transistor 2n3553 debemos colocarle un disipador.

PD: Les debo la foto del prototipo por que lo done je, voy a ver si lo consigo así le saco unas fotos y pueden apreciar el diseño particular de mi pcb, los planos de tierra, la forma en que están bobinadas las inductancias de choque en los VK200

Amplificador de Potencia 2W