Amplificador lineal

Tipos de amplificadores lineales

Un amplificador lineal es un dispositivo que aumenta la potencia de una señal mientras conserva su forma original. Estos amplificadores juegan un papel vital en las telecomunicaciones, donde las señales de radio u ópticas necesitan ser enviadas a largas distancias.

Los diferentes tipos de amplificadores de potencia lineales incluyen;

• Amplificador lineal de clase A:

  Este amplificador funciona teniendo una señal de entrada que mantiene un transistor encendido. Como resultado, el transistor siempre conduce, independientemente de cualquier corriente que fluya a través de él. El amplificador proporciona una alta calidad de señal pero baja eficiencia y necesita un sistema de refrigeración para gestionar el calor.

• Amplificador lineal de clase B:

  Este amplificador es más eficiente que el modelo de clase A. Sin embargo, produce una salida distorsionada. Por lo tanto, puede no ser adecuado para aplicaciones que requieren calidad de señal.

• Amplificador lineal de clase C:

  Con este modelo, la señal de salida está altamente distorsionada. Sin embargo, es muy eficiente y utiliza poca energía. Estas características lo hacen adecuado para la transmisión de radiofrecuencia.

• Amplificador lineal de clase AB:

  Este amplificador funciona para combinar las características de los amplificadores de clase CA y A. Produce una señal con menos distorsión y es más eficiente que el modelo A. Sin embargo, todavía tiene el inconveniente de producir calor excesivo y necesitar un sistema de refrigeración.

• Amplificador lineal híbrido:

  Un amplificador híbrido utiliza sistemas tanto electrónicos como ópticos para aumentar la intensidad de la señal. Se utiliza principalmente en sistemas de televisión por cable y de fibra óptica metropolitana.

• Amplificador lineal de láser analógico:

  Este amplificador aumenta la potencia de la luz de entrada y utiliza una fuente de bombeo con un medio de ganancia como una fibra o un plasma de estado sólido. Opera en longitudes de onda de 1.06, 1.55 o 1.44 micrómetros.

• Amplificador lineal de láser digital:

  Impulsa la señal óptica con un mínimo de ruido y distorsión. Este amplificador de láser funciona bien con la multiplexación por división de longitud de onda densa y los sistemas ópticos de larga distancia. Opera en longitudes de onda de 1540 nm a 1626 nm.

Características y funciones del amplificador lineal

Debido a la amplia área de aplicación de los amplificadores lineales, vienen en diversas variantes adaptadas a propósitos distintos. A continuación, se presentan algunas características generales de los amplificadores lineales independientemente de su aplicación funcional;

• Ganancia: Esto se refiere al aumento de una señal en relación con la entrada de un amplificador lineal. Se expresa como una razón o en decibelios. La eficacia de un amplificador lineal para amplificar una señal depende de su ganancia.
• Ancho de banda: El ancho de banda es el rango de frecuencias en el que un amplificador puede mantener la ganancia. Debido a su impacto en la señal que el amplificador puede procesar con precisión, el ancho de banda es esencial para determinar el rendimiento de un amplificador lineal. El rango de frecuencia de un amplificador lineal puede afectar la claridad y la calidad de la señal. En términos técnicos, el ancho de banda se refiere a la diferencia de frecuencia entre los límites de frecuencia superior e inferior del amplificador lineal.
• Distorsión: La distorsión, en general, se refiere a la alteración de algo desde su forma original. El amplificador lineal, sin embargo, mejora la señal sin introducir ninguna distorsión o ruido. Esta propiedad de los amplificadores lineales los hace adecuados para aplicaciones como el audio, donde la integridad de la señal es crítica.
• Eficiencia: Los amplificadores lineales son conocidos por su ineficiencia en la conversión de potencia de CC a salida de RF. Su diseño, que prioriza la fidelidad de la señal y la cancelación de la distorsión, contribuye a la pobre eficiencia energética de los amplificadores lineales. Su ineficiencia da como resultado la generación de calor, que a veces requiere sistemas de refrigeración externos para hacer frente al calor.
• Potencia de salida: La potencia de salida se refiere a la cantidad de potencia que un amplificador lineal puede entregar a una carga. Esto determina la efectividad del amplificador lineal para alcanzar el rango o la intensidad necesarios para transmitir o recibir señales de manera efectiva.
• Impedancia de entrada: Esto se refiere a la impedancia (resistencia) del circuito de entrada de un amplificador lineal, que afecta la forma en que interactúa con los dispositivos anteriores en una cadena de señal, como sensores o transductores de señal de origen.
• Impedancia de salida: Al igual que la impedancia de entrada afecta al circuito de entrada de un amplificador lineal, la impedancia de salida afecta al circuito de salida de un amplificador lineal. La impedancia de salida de los amplificadores lineales afecta la transferencia de potencia a los dispositivos de carga como transductores o altavoces.

Aplicaciones de un amplificador lineal

• Comunicación:

  El amplificador lineal compacto mejora la intensidad y la claridad de las señales en los sistemas de comunicación de RF y analógica. Mejora el alcance y la confiabilidad de las transmisiones en muchas bandas de frecuencia, incluyendo HF, VHF, UHF y SHF, tanto en el lado de transmisión como de recepción. El amplificador lineal es crucial para asegurar la transmisión constante de datos multimedia, voz y video para numerosas aplicaciones, incluyendo AM, FM, PM, modulación digital y comunicación satelital.

• Radiodifusión:

  Los amplificadores lineales juegan un papel crítico en la extensión del alcance y la garantía de la calidad de las señales de RF en los servicios de radiodifusión. Aseguran que las señales permanezcan fuertes y claras hasta el rango de frecuencia específico para la radiodifusión AM, FM y PM, así como para las transmisiones de televisión. Estos amplificadores también son fundamentales para garantizar señales de radio y televisión confiables para muchas frecuencias y formatos de modulación, así como para controlar la linealidad para señales de múltiples portadoras en canales de radiodifusión.

• Pruebas y mediciones:

  Los amplificadores lineales de RF son herramientas fundamentales para generar y detectar señales precisas dentro de un rango dinámico predeterminado en entornos de pruebas y mediciones. Son invaluables para evaluar la integridad de la señal en los sistemas de comunicación, interpretar datos de fuentes de señal de RF y realizar investigaciones sobre estrategias de modulación analógica. Además, son esenciales para garantizar el acondicionamiento preciso de la señal en muchas aplicaciones de pruebas y mediciones de RF.

• Médico y biomédico:

  En aplicaciones médicas y biomédicas, los amplificadores lineales mejoran la confiabilidad, la precisión y la inteligibilidad de la transmisión de señales en los sistemas de comunicación, imágenes y diagnóstico. Estos amplificadores son cruciales para aumentar la amplitud de las señales de bajo nivel de los sensores, transductores y dispositivos de imagen. Al acondicionar las señales antes del procesamiento o el análisis, aseguran una gestión confiable de la señal en muchas herramientas médicas y biomédicas.

• Instrumentación:

  Los amplificadores lineales de RF constituyen la columna vertebral del procesamiento efectivo de señales en la instrumentación analítica, industrial y ambiental. Estos amplificadores garantizan la medición precisa y la detección de señales de RF de bajo nivel de varios sensores y dispositivos de medición. Al aumentar la intensidad de la señal sin comprometer la linealidad, ofrecen una gestión confiable de la señal en aplicaciones de medición y prueba relacionadas con RF.

• Investigación y desarrollo:

  Los amplificadores lineales de RF son fundamentales para el desarrollo y las pruebas de sistemas de RF. Permiten la generación precisa de señales para evaluar el rendimiento del sistema, el procesamiento de señales sin distorsión y el examen de señales de múltiples portadoras. Al garantizar el acondicionamiento preciso de la señal, estos amplificadores facilitan la verificación de las técnicas de modulación, las pruebas de integridad de la señal y el desarrollo efectivo de las tecnologías de comunicación durante las etapas de investigación y diseño de productos.

Cómo elegir un amplificador lineal

Al comprar un amplificador lineal de RF a la venta, los compradores deben considerar si el amplificador puede suministrar la cantidad de potencia requerida para la aplicación o el sistema. Los amplificadores lineales vienen en diferentes etapas de frecuencia.

Los amplificadores lineales que aumentan la señal de RF deben tener escudos y piezas que puedan manejar la amplificación de señales a niveles de RF. Al amplificar una señal de RF, es crucial que el amplificador se mantenga libre de ruido, lo que puede requerir más espacio y el uso de diferentes materiales.

Los amplificadores lineales se pueden clasificar según la cantidad de etapas que tienen. Esto facilita la decisión de cuál es el adecuado para cualquier aplicación. También se pueden clasificar según su configuración de diseño.

Los compradores comerciales deben considerar la compra de amplificadores con configuraciones que han tenido demanda y son comúnmente utilizadas en la industria donde el comprador planea vender. Esto indica que estos modelos son confiables y se pueden vender rápidamente.

Una característica importante de los amplificadores lineales es su capacidad para mantener el mismo nivel de relación señal-ruido. Esto asegura que el sonido producido sea claro y libre de distorsión. Al comprar amplificadores para sistemas de sonido, los compradores deben considerar si el amplificador puede mantener el nivel de calidad de sonido deseado sin ninguna distorsión.

Los amplificadores también vienen con preamplificadores integrados en ellos. Estos preamplificadores se utilizan para grabar a niveles más altos. También se pueden usar para instrumentos como guitarras, teclados y órganos. Al grabar, estos preamplificadores crearán el nivel de sonido deseado en la pista sin agregar distorsión o ruido no deseado.

Al comprar amplificadores lineales, los compradores deben considerar su presupuesto y los costos asociados con el mantenimiento del amplificador. Los modelos más rentables requerirán menos mantenimiento y tendrán una buena cobertura de garantía. Estos modelos pueden ayudar a reducir costos y mejorar las ganancias.

Los amplificadores lineales también pueden mejorar las imágenes y las señales de video. Si un amplificador realiza una tarea específica depende de las especificaciones. Las características como la ganancia, la potencia de salida, la distorsión armónica total (THD) y el índice de ruido deben considerarse cuidadosamente. Estas características garantizarán que las señales se mejoren y que el amplificador brinde el rendimiento deseado.

P&R

P1: ¿Cómo se puede saber si un amplificador lineal es auténtico?

R1: Busque un número de serie y una marca adecuados. Obtenga las especificaciones del amplificador lineal del fabricante y confirme el rendimiento del amplificador mediante pruebas.

P2: ¿Cómo se puede saber que un amplificador lineal de alta calidad es duradero?

R2: Los amplificadores de alta calidad utilizan materiales duraderos. Su producción también implica el uso de prácticas de ingeniería adecuadas. Los amplificadores lineales producidos utilizando prácticas estándar de la industria, en la mayoría de los casos, serán duraderos.

P3: ¿Hay amplificadores lineales portátiles?

R3: Sí, hay mini amplificadores lineales que son de tamaño pequeño y se pueden transportar fácilmente.

P4: ¿Cómo se mantienen los amplificadores lineales?

R4: Los amplificadores lineales deben mantenerse en ambientes limpios y secos. Sus conexiones deben revisarse y apretarse si es necesario.

P5: ¿Se pueden combinar dos amplificadores para crear uno con más potencia?

R5: En la mayoría de los casos, esto no es posible. Dos amplificadores solo deben combinarse si el fabricante indica que esto se puede hacer. Algunos amplificadores lineales están hechos para trabajar juntos.