Linearization of high frecuency amplifiers by means of envelope elimination and restoration (eer)
- Autores: Alejandro Gimeno Martín
- Directores de la Tesis: Francisco Javier Ortega (dir. tes.), José Manuel Pardo Martín (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Sebastián Zúñiga (presid.), Oscar García Suárez (secret.), José Ángel García García (voc.), José Antonio Cobos Marquez (voc.), Arturo Mediano Heredia (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Uno de los elementos principales de un sistema de telecomunicación lo forma el amplificador. Para que un sistema que opera con la señal de banda base pueda trabajar con la calidad adecuada, es necesario que la señal le llegue con un nivel suficientemente alto. Del mismo modo, si la intención del sistema es la de conseguir que la señal llegue a la mayor distancia posible, ésta deberá ser tratada para que pueda ser capaz de alcanzar su máximo nivel. Éste es el roll que les corresponde a los amplificadores dentro de los equipos transmisores y receptores.
En primer lugar, el diseño de un amplificador de potencia se complica en función de la frecuencia y del ancho de banda a la que tenga que trabajar. Existen numerosas técnicas o clases, las cuales han sido desarrolladas a lo largo de los años para lograr etapas de amplificación en numerosas bandas, con niveles altos de potencia de salida y anchos de banda suficientemente grandes.
Por otro lado, entre los criterios que definen la calidad de un amplificador se encuentra la eficiencia y la linealidad. Como resulta evidente, cualquier sistema debe intentar transformar la mayor parte de la potencia que consume en potencia útil. Los amplificadores no son un caso a parte. La idealidad de un amplificador está formada en gran medida por la cantidad de la potencia de alimentación, que es capaz de aprovechar para convertirla en potencia de salida. Idealmente se desearía que fuera el 100%, pero los elementos que forman las diferentes etapas ya provocan pérdidas.
Otro parámetro que define la calidad del amplificador, y que está directamente relacionado con la calidad de la señal de salida, es la linealidad del proceso de amplificación. Es deseable que toda señal que atraviese el amplificador sufra la menor distorsión posible, y esto pasa por conseguir un proceso altamente lineal.
En la práctica, un proceso lineal de amplificación supone una baja eficiencia. Una de las clasificaciones típicas que se hace de los amplificadores, es en función de si son lineales ó no. Las clases de amplificación que existen en la actualidad, marcan esta relación como un requisito que se debe tener en cuenta a la hora de diseñar el sistema.
En el diseño habría que determinar qué característica es más conveniente, o llegar a una solución de compromiso.
Sin embargo, existen varias arquitecturas de amplificación que consiguen agrupar buenas características de linealidad y de eficiencia. En esta tesis nos centraremos en una de ellas, la cual se denomina Eliminación y Recuperación de Envolvente (Envelope Elimination and Restoration, EER). Esta técnica permite realizar amplificadores de alto rendimiento con una alta linealidad. Su principal inconveniente es la complejidad del diseño, ya que es necesario tener un control muy preciso de cada una de las etapas, para lograr niveles de distorsión suficientemente bajos.
La topología EER puede ser mejorada mediante el uso de lazos de realimentación. Estos lazos realizarían el control de las diferentes etapas de la arquitectura principal, logrando que estén perfectamente sincronizadas y de este modo mejorando la linealidad de todo el sistema.
En esta tesis se pretende realizar el análisis e implementación de un transmisor EER que trabaje en la banda de HF (High Frequency). En primer lugar se desarrollará un transmisor EER convencional basado en un amplificador de potencia clase E y un amplificador de audio clase S. A partir de los resultados obtenidos con este transmisor, se implementará un lazo de realimentación cartesiano que permita mejorar la linealidad de todo el sistema.
