DISEO, IMPLEMENTACIN Y CARACTERIZACIN DE UN AMPLIFICADOR DE RF Y MICROONDAS DE MLTIPLES ETAPAS PARA LA BANDA ISM DE 2.4 GHZ UTILIZANDO ELEMENTOS DISTRIBUIDOS Y DISCRETOS.

DIEGO ALEXANDER TORRES RUIZ

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Sede Bogot FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA 2009

1

DISEO, IMPLEMENTACIN Y CARACTERIZACIN DE UN AMPLIFICADOR DE RF Y MICROONDAS DE MLTIPLES ETAPAS PARA LA BANDA ISM DE 2.4 GHZ UTILIZANDO ELEMENTOS DISTRIBUIDOS Y DISCRETOS.

DIEGO ALEXANDER TORRES RUIZ

Proyecto de grado para optar al ttulo de Ingeniero Electrnico Director: Ing. Jhon Jairo Ramrez Echeverry Asesor: Ing. Julin Alberto Herrera

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Sede Bogot FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA 2009

1

TABLA DE CONTENIDO1. INTRODUCCIN ......................................................................................................... 6 2. FORMULACIN DEL PROBLEMA ............................................................................ 7 3. JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA ............................................................................ 8 4. OBJETIVOS .................................................................................................................. 9 4.1. Objetivo General ..................................................................................................... 9 4.2. Objetivos Especficos .............................................................................................. 9 5. MARCO TERICO ..................................................................................................... 10 5.1. Amplificadores de rf y microondas ........................................................................ 10 5.1.1.Topologa de un amplificador para microondas ................................................ 10 5.1.2.Ganancia de potencia, Estabilidad y Figura de Ruido ....................................... 11 5.2. Diseo de amplificadores de microondas ............................................................... 14 5.2.1.Adaptacin conjugada simultanea .................................................................... 15 5.2.2.Crculos de Ganancia Constante y Figura de Ruido .......................................... 16 5.3. Amplificadores de mltiples etapas ....................................................................... 16 5.3.1.Estabilidad en amplificadores de mltiples etapas ............................................ 16 5.3.2.Diseo de amplificadores de mltiples etapas .................................................. 17 5.4. Redes de polarizacin ............................................................................................ 17

6. ASPECTOS PRELIMINARES EN EL DISEO ......................................................... 18 6.1. eleccin y caracterizacin de transitores a utilizar .................................................. 19 6.1.1.Caracterizacin ................................................................................................ 20 6.2. Estudio de la estabilidad del transistor ................................................................... 20 6.3. Otros componentes ................................................................................................ 21 6.3.1.Sustrato ........................................................................................................... 21 6.3.2.Resistencias ..................................................................................................... 21 6.3.3.Condensadores................................................................................................. 21 6.3.4.Conectores SMA ............................................................................................. 21 6.4. Bias Tee ................................................................................................................ 21 7. DISEO DE AMPLIFICADOR DE UNA ETAPA ...................................................... 23 7.1. Polarizacin del transistor...................................................................................... 23 7.2. Diseo de las redes de adaptacin de entrada y salida del amplificador .................. 24 7.3. Medicin de los parmetros del amplificador ......................................................... 32 8. DISEO DE AMPLIFICADOR DE DOS ETAPAS .................................................... 35

Tabla 1 Cuadro comparativo de caractersticas de transistores BJT, FET y HBT .............. 19 Tabla 2 Propiedades del sustrato FR4 30 mil .................................................................... 21

1.

INTRODUCCIN

Las

2.

FORMULACIN DEL PROBLEMA

Construir un amplificador de microondas de bajo ruido a una frecuencia de 2.45 GHz, para lograr una ganancia de al menos 20 dB utilizando por lo menos 2 etapas. El diseo debe cumplir con una figura de ruido menor a 4 dB a nivel de simulacin, se deben disear un amplificador con elementos distribuidos (microcintas) o con elementos discretos.

3.

JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA

Las bandas ISM que se utilizan para aplicaciones industriales, cientficas y mdicas, pueden ser usadas sin licencia. En la actualidad tienen gran uso en diferentes tecnologas de comunicaciones inalmbricas, por esta razn es importante el trabajo en dispositivos que operan en esta banda.

En este trabajo se pretende apropiarse de los conceptos en el diseo de amplificadores de microondas, especficamente de bajo ruido y multietapa, para utilizar este conocimiento en el desarrollo de dispositivos que operan en esta banda, ya que se pueden utilizar en cientos de aplicaciones, debido a la naturaleza de las mismas.

4.

OBJETIVOS

4.1.

OBJETIVO GENERALDisear, implementar y caracterizar un amplificador de bajo ruido para la banda de 2.45 GHz, con una ganancia de al menos 20 dB y utilizando por lo menos 2 etapas de amplificacin.

4.2.

OBJETIVOS ESPECFICOS Apropiarse del estado del arte en amplificadores multietapa, incluyendo formas de polarizacin, tcnicas de caracterizacin y metodologas de diseo. Caracterizar el(los) transistor(es), con sus respectivos parmetros S y realizar un estudio de la estabilidad. Disear e implementar un amplificador de mnimo 2 etapas, a la frecuencia de 2.45 GHz, con una ganancia de al menos 20 dB utilizando elementos distribuidos y discretos. Adquirir habilidad en el manejo de los equipos del laboratorio de comunicaciones, como el analizador de redes, y en el uso de herramientas de simulacin de circuitos de RF y microondas, como el software AWR Microwave Office

5.

MARCO TERICO

5.1.

AMPLIFICADORES DE RF Y MICROONDAS

Los amplificadores son una parte esencial en cualquier sistema de comunicaciones o radar, se usan para aumentar el voltaje, corriente o potencia en la seal de transmisores y receptores; y se pueden usar para gran cantidad de aplicaciones con requerimientos como baja figura de ruido, amplio ancho de banda y alta potencia de salida. 5.1.1. Topologa de un amplificador para microondas En la Figura 5-1 se puede observar el esquema de un amplificador de microondas, este se compone bsicamente de las siguientes partes: Puertos de entrada y salida: Estos son la impedancia de entrada, que es la impedancia del generador, la cual tiene un valor tpico de ZS = 50; y la impedancia de salida, que es representada por la impedancia de la carga, en la cual tambin se utiliza un valor de ZL = 50. Redes de adaptacin: Estas redes se encargan de convertir (adaptar) una impedancia especfica a otra y por lo general son sin perdidas, es decir, no tienen elementos disipativos. En el caso de la red de adaptacin de entrada (IMN, por sus siglas en ingles), convierte una impedancia que se ve en la entrada del transistor a la impedancia del generador. En el caso de la red de adaptacin de salida (OMN, por sus siglas en ingles) se convierte una impedancia que se observa en la salida del transistor a la impedancia de la carga. En los amplificadores de mltiples etapas existen redes de adaptacin de interetapa las cuales adaptan la salida con la entrada de los transistores. Transistor: Los amplificador lineales (pequea seal) utilizan un transistor operando en modo lineal (modo activo para BJT, saturacin para FET), a bajas frecuencias se utiliza el modelo de pequea seal, pero en frecuencias de RF y microondas aparecen elementos parsitos que hacen ms complejo el anlisis con este modelo, por esta razn se utilizan los parmetros S del transistor que permiten un anlisis ms exacto y simple.

Red de polarizacin: Se encarga de mantener fijo el punto de operacin en DC del transistor. La red de polarizacin puede ser activa o pasiva. Es importante mencionar que los parmetros S del transistor estn en funcin del punto de operacin en DC y, por lo tanto, los parmetros S son validos solamente para las condiciones de polarizacin en los cuales fueron medidos. Es por esta razn que la red de polarizacin debe mantener fijo el punto de operacin en DC.

Figura 5-1 Topologa de un amplificador de microondas.

5.1.2. Ganancia de potencia, Estabilidad y Figura de Ruido Existen varios parmetros que se utilizan en el diseo de amplificadores de microondas, 5.1.2.1. Ganancia de potencia

Ganancia de potencia disponible (GA): Se define como:

Es la relacin entre la potencia disponible en la red de dos puertos y la potencia disponible en la fuente. La ganancia de potencia disponible se encuentra en funcin de la impedancia de fuente, pero no de la impedancia de carga, por esto se utiliza comnmente para el diseo de LNA. Ganancia de potencia de operacin (GP): Est definida como:

Es la relacin de la potencia disipada en la carga ZL y la potencia entregada en la entrada de la red, esta es independiente de la impedancia de la fuente ZS y es usada a menudo en el diseo de amplificadores de potencia, en donde la impedancia de la carga es importante. Ganancia de transductor (GT): La ganancia de transductor es:

Esta dada por la relacin de la potencia disipada en la carga y la potencia disponible en la fuente. Esta depende de ZS y ZL, y es usada para disear amplificadores con mxima ganancia. se puede expresar estas 3 definiciones como 1:

De las ecuaciones

y

5.1 5.2 5.3

La expresin de la ganancia de transductor se puede dividir en tres subexpresiones:

5.4 5.5 5.6

1

El desarrollo para encontrar las ecuaciones de

y

a travs de un

diagrama de flujo de seal y la regla de Mason, y como se encuentran de estas las ganancias de potencia se puede encontrar en el libro de Guillermo Gonzlez (1).

En donde G1 es la ganancia debida a

y

, Go es la ganancia debida al transistor y G2 es .

el cambio en la ganancia debido a la carga en la salida 5.1.2.2. Estabilidad

La estabilidad de un amplificador o su resistencia a oscilar se puede determinar de los parmetros del transistor, las redes de adaptacin y sus terminaciones. En una red de dos puertos las oscilaciones se presentan cuando los puertos de entrada o de salida presentan resistencia negativa, es decir, cuando o cuando . Debido a que y

dependen de las redes de adaptacin de entrada y salida, la estabilidad del amplificador dependen de dos tipos de estabilidad: Estabilidad incondicional: Una red es incondicionalmente estable cuando o para cualquier impedancia pasiva en la fuente o en la carga. Estabilidad condicional: La red es condicionalmente estable o potencialmente inestable cuando existen algunos valores de impedancias pasivas que producen impedancias de entrada o salida negativas, es decir, o . y cuando hay redes de adaptacin. De esta forma, hay

Entonces para que un amplificador sea incondicionalmente estable debe satisfacer las siguientes condiciones: 5.7 5.8 5.9 5.10 De estas condiciones se pueden derivar dos parmetros que nos indican cuando un amplificador es incondicionalmente estable: El Factor de Rollet: 5.11 Donde:

5.12 Cuando El factor 5.13 Cuando el amplificador es incondicionalmente estable. Entre ms grande sea el amplificador oscilar para y el amplificador es incondicionalmente estable.

el amplificador ser mucho ms estable. Si algunos valores de y .

En el caso que el amplificador no sea incondicionalmente estable, se puede proceder con el anlisis de la estabilidad del amplificador utilizando los crculos de estabilidad de la fuente y la carga, con los cuales se puede escoger un y y en la carta de Smith, cuando

, respectivamente, para los cuales el amplificador no oscile (1).

5.2.

DISEO DE AMPLIFICADORES DE MICROONDAS

El proceso para el diseo de amplificadores puede variar dependiendo del tipo de transistor (unilateral y bilateral) o de la estabilidad del transistor (Incondicionalmente estable y potencialmente inestable). Por otro lado hay dos procesos de diseo, el primero es el de adaptacin simultnea conjugada, el cual se utiliza para alcanzar la mxima ganancia del amplificador, y el otro es un diseo basado en los crculos de ganancia del amplificador, los cuales se utiliza para obtener una ganancia especfica. A continuacin se muestra un diagrama de las posibles opciones para el diseo de amplificadores

Caso unilateral (S12=0)

Adaptacin Simultnea conjugada

Caso bilateral (S120)Crculos de GA y GP

5.2.1. Adaptacin conjugada simultanea En el caso bilateral, S120, los coeficientes de reflexin de la entrada y la salida estn dados por:

5.14 5.15Las condiciones para obtener la mxima ganancia de transductor son:

5.16 5.17Resolviendo estas ecuaciones, se encuentran los valores de adaptacin simultnea. y para los cuales hay una

5.18 5.19

Donde

y

son los

y

que producen adaptacin simultnea conjugada en la y se obtendr la mxima

entrada y la salida. Si se disean redes de adaptacin para los ganancia posible. Sustituyendo

5.18 y

5.19 en 5.20

5.3 y usando

5.11 encontramos la ganancia mxima de transductor en funcin de K.

Cuando K=1 se puede encontrar la mxima ganancia estable del amplificador:

5.21

5.2.2. Crculos de Ganancia Constante y Figura de Ruido

5.3.

AMPLIFICADORES DE MLTIPLES ETAPAS

5.3.1. Estabilidad en amplificadores de mltiples etapas Es importante seleccionar las impedancias cuidadosamente entre las fases de un amplificador de varias etapas. Cuando se combinan dos amplificadores separados en un amplificador de muchas etapas, nosotros debemos tener mucho cuidado para asegurar que el amplificador resultante es estable. Con tal de que ambas fases son incondicionalmente estables encima del rango de frecuencia entero, el amplificador de muchas etapas tambin ser estable. Si uno o ms de las fases no es incondicionalmente estable, el cuidado debe tenerse al disear el emparejando entre las fases.

Un acercamiento es disear Gout1 y Gin2 a ambos sea la impedancia del sistema (normalmente 50 O), y asegura que los dos son estables para esa impedancia. Otra opcin es permitirellos a Gout1 y a Gin2 asumir algn valor tal que, produciendo el fsforo de poder ptimo. Esto requiere ese Gout1 debe estar en la regin estable para el crculo de estabilidad de fuente de fase 2, y ese Gin2 est en la regin estable del crculo de estabilidad de carga para fase 1. One method of simulating oscillation between stages is in A New, Cost Effective, 4Gamma Method for Evaluating Multi-Stage Amplifier Stability, K. Wang et al., MTT-S Digest, 1992. 5.3.2. Diseo de amplificadores de mltiples etapas

5.4.

REDES DE POLARIZACIN

En el diseo de amplificadores de microondas se requiere polarizar el transistor en la regin activa de trabajo y cuidar que este punto de polarizacin no cambie debido a variaciones de temperatura. En microondas es muy importante que no cambie el punto de polarizacin, ya

que de este dependen los parmetros S del transistor y por tanto el funcionamiento del amplificador. Una red de polarizacin pasiva puede lograr un buen desempeo frente a cambios pequeos de temperatura, mientras que una red de polarizacin activa es preferida frente a cambios grandes en temperatura. En este trabajo se utilizan redes pasivas ya que son ms sencillas y no se tienen cambios considerables en la temperatura. A bajas frecuencias se utiliza una resistencia en el emisor con condensadores bypass para mantener fijo el punto de polarizacin. En frecuencias de microondas el condensador bypass, el cual est en paralelo con la resistencia, puede producir oscilaciones, haciendo el puerto de entrada inestable a algunas frecuencias. Adems la resistencia en el emisor degrada el comportamiento con respecto al ruido del amplificador. Por estas razones en frecuencias de microondas se utilizan configuraciones con el emisor a tierra o en emisor comn. Los parmetros que son ms afectados debido a cambios en la polarizacin del transistor son el S21 y la figura de ruido, los cuales estn en funcin de la corriente de colector I C y a su vez la corriente de colector IC es funcin de tres parmetros que son sensibles a los cambios de temperatura, como se muestra en la ecuacin y los cuales se describen abajo.

Voltaje base-emisor (VBE): VBE es el voltaje base-emisor, VBE es interno al transistor y tiene un coeficiente de temperatura negativo de -2 mV/C. Corriente de reversa de colector (ICBO): ICBO es la corriente fluyendo en reversa a travs de la unin PN polarizada. Esta corriente de fuga se duplica cada 10C de aumento en la temperatura en una unin de un semiconductor de silicio. Ganancia de corriente en DC (hFE): La ganancia de corriente en DC hFE est definido como la relacin entre la corriente de colector (I C) y la corriente de base (IB). Es este el valor dc de hFE que es usado clculos de la estabilidad y normalmente, incrementa de forma lineal con la temperatura a una razn de 0.5%/C.

Debido a estos cambios es muy importante escoger una red de polarizacin que compense el cambio que se puede presentar en el valor de la corriente. Aqu se presentan 5 redes de polarizacin que normalmente se utilizan para mantener fijo el punto de polarizacin. Red no estabilizada: la corriente de colector, que es hFE la corriente de base, esta determinada por la resistencia de base RB. El voltaje de colector VC es el voltaje de la fuente menos el voltaje que cae en la resistencia de colector RC. Con esta topologa la corriente de colector variar proporcionalmente a los cambios en h FE, lo cual hace que esta topologa no sea til para lograr puntos estables de polarizacin. Red con realimentacin del voltaje: Red con realimentacin del voltaje y realimentacin constante en la base:

5.5. 6. ASPECTOS PRELIMINARES EN EL DISEO

Antes de comenzar con el diseo como tal de los amplificadores se realizaron unas consideraciones preliminares 6.1. ELECCIN Y CARACTERIZACIN DE TRANSITORES A UTILIZAR

Para la eleccin del transistor se busco entre los transistores para las bandas ISM que se utilizan para LNAs, se compararon bsicamente las caractersticas en pequea seal de ganancia y figura de ruido (NF) a la frecuencia de 2.45 GHz. Los tipos de transistores que se utilizan para amplificadores de bajo ruido son los BJT (Bipolar Junction transistor), los FET (Field Efect Transistor) y los HBT (High Bipolar Transistor), en la siguiente tabla se encuentra una comparacin de las caractersticas generales de cada uno de estos transistores:Tabla 1 Cuadro comparativo de caractersticas de transistores BJT, FET y HBT

BJT

FET

HBT

Frecuencia Figura de ruido Estabilidad Ganancia

45 34 34 34

34 34 4 34

34 4 34 34

De la anterior tabla encontramos que todos tienen una figura de ruido baja, las ganancias de los BJT y FET son altas en comparacin de los HBT, los HBT por lo general se utilizan para frecuencias mayores a MMMM, entre los BJT y FET se tiene que los BJT son ms estables y se pueden estabilizar fcilmente. Por lo anterior, se escogi los transistores BJT, en el laboratorio de comunicaciones se encuentra la referencia NE661M04, esta referencia se encuentra descontinuada actualmente y por esta razn se compra la referencia que la reemplaza que es la NE662M04. Este transistor es ideal para LNA y osciladores en un sistema de comunicaciones inalmbrico, con una frecuencia tpica de transicin de 25 GHz, el NE662M04 se usa para aplicaciones desde los 100 MHz a 10 GHz. En la se puede observar las caractersticas de este transistor.

6.1.1. Caracterizacin Las caractersticas de un transistor de microondas en pequea seal (parmetros-S) pueden variar de un elemento a otro, es por esta razn que no es conveniente realizar un diseo basado en las hojas de especificaciones dadas por el fabricante. Un diseo basado en caractersticas errneas puede causar que se afecten parmetros fundamentales como el que

indica la estabilidad en el transistor, haciendo que el circuito oscile y no funcione. Para el diseo del amplificador primero se caracteriz los transistores BJT NE661M04 y NE662M04 de NEC Devices, en pequea seal, que se usar para el diseo un amplificador de mltiples etapas, se mostrar el montaje utilizado para caracterizarlo con un analizador de redes vectorial y el proceso seguido para corregir los diferentes errores que se pueden presentar en la medicin de los parmetros-S. Al final se mostrar las mediciones obtenidas, se compararn con las dadas por el fabricante y se analizarn estos resultados.

6.2.

ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DEL TRANSISTOR

Se coloco una resistencia en Cascada y se busco un valor en la resistencia que hiciera estable el transistor en todo el rango de frecuencias. El valor encontrado fue: 100

6.3.

OTROS COMPONENTES

6.3.1. SustratoTabla 2 Propiedades del sustrato FR4 30 mil

Propiedad Constante dielctrica relativa Tangente de prdidas Grosor Sustrato Grosor Cobre Conductividad (Cobre)

Valor 4.4

Valor medido 4.34

30 mil (0.)

27.87 mil (0.708 mm) 0.017

6.3.2. Resistencias

Figura 6-1 Circuito

6.3.3. Condensadores 6.3.4. Conectores SMA 6.4. BIAS TEE

Se disearon las T de polarizacin, se hizo con una lnea de transmisin muy delgadas para que tuvieran un efecto inductivo. se

Figura 6-2 hola

7.

DISEO DE AMPLIFICADOR DE UNA ETAPA

7.1.

POLARIZACIN DEL TRANSISTOR

Para el diseo del amplificador se utiliz el transistor bipolar NE662M04 con la caracterizacin (parmetros-S) que se obtuvo en el laboratorio; el circuito de polarizacin se encuentra en la Figura 7-1, aqu se observa, adems, la resistencia utilizada para la estabilizacin del amplificador y las inductancias representan los choques RF utilizados para aislar la seal RF. El transistor se polariz a V CE = 2 V y IC = 5 mA en una configuracin de emisor comn. La resistencia de base RB para obtener este punto de polarizacin se encontr que era:

Figura 7-1 Circuito del amplificador de una etapa con red de polarizacin, resistencia de estabilizacin y RFC's.

En la prctica y con ayuda de un potencimetro se encontr que la resistencia que polarizaba el transistor en este punto era de resistencias de montaje superficial de y de . En el montaje final se utilizaron dos .

7.2.

DISEO DE LAS REDES DE ADAPTACIN DE ENTRADA Y SALIDA

DEL AMPLIFICADOR

Figura 7-2 Diagrama de bloques de un amplificador de microondas.

Teniendo ya la polarizacin del transistor, incluyendo los Bias Tee y la resistencia de estabilizacin se procede a realizar el diseo del amplificador de microondas, este diseo consiste bsicamente en el diseo de las redes de adaptacin de entrada y salida del amplificador. Como se vio en la Seccin Adaptacin conjugada simultanea cuando S12 0 se trata de un caso bilateral, adems, se trabaja con un transistor incondicionalmente estable en todo el rango de frecuencia (30 MHz a 3 GHz) (ver Seccin Estudio de la estabilidad del transistor), para este caso podemos utilizar la metodologa de adaptacin conjugada simultnea, en este caso los coeficientes de reflexin de entrada y salida estn dados por

5.14 ypotencia de transductor son:

5.15, y las condiciones para obtener la mxima

Y con la ecuacin simultnea.

5.20 encontramos la ganancia mxima con la adaptacin

Por otro lado, con la ayuda Microwave Office 2006 se grafica en la carta de Smith, Figura 7-3, la ganancia mxima disponible, la ganancia mxima operacional disponible y la figura de ruido, de los resultados se puede observar que Tambin se observa que el para el cual la ganancia disponible es mxima es .

(punto p1), adems, se puede ver que el circulo de figura de ruido que pasa por este es el correspondiente a . Por ltimo, se observa que el (punto p2).

correspondiente a la mxima ganancia operacional es

Figura 7-3 Crculos de ganancia disponible y figura de ruido para el transistor NE662M04 con resistencia de estabilizacin de 100 en cascada.

Se busca la impedancia respectiva a cada uno de estos coeficientes de reflexin: 7.1

7.2 Con estos valores de impedancia se disean las redes de adaptacin de entrada y salida, que produzcan los coeficientes de reflexin para obtener la adaptacin simultnea. Para cada red se utiliza una red de stub simple, la cual consiste de una lnea de trasmisin y un stub en circuito abierto, esta red aunque es muy bsica, es suficiente para lograr la adaptacin que se necesita.

Red de adaptacin de entrada Stub: L=9.701mm W= 1.35 mm Linea: L=8.378mm W= 1.35 mm

Red de adaptacin de salida Stub: L=8.3mm W= 1.35 mm Linea: L=11.69mm W= 1.35 mm

En la Figura 7-4 se encuentra el circuito del transistor NE662M04 y las redes de adaptacin obtenidas. Simulando este circuito con Microwave Office 2006 en la Figura 7-5 se observa el VSWR de entrada y salida, como se esperaba este es muy cercano a uno, lo cual indica que tanto la entrada como la salida del transistor se encuentran adaptados a la impedancia de carga y salida. Esto se logro gracias al mtodo de adaptacin simultnea utilizado. En la Figura 7-6 y la Figura 7-7 se observa que la ganancia de transductor es figura de ruido es y la

Figura 7-4 Redes de adaptacin de entrada y salida, para el transistor NE662M04.

Figura 7-5 VSWR del amplificador de una etapa.

Figura 7-6 Ganancia de transductor para el amplificador de una etapa.

Figura 7-7 Figura de ruido para el amplificador de una etapa.

Teniendo las redes de adaptacin diseadas, se procede a agregar en el circuito la red de polarizacin con los Bias Tee diseados (Seccin Bias Tee) y la resistencia de estabilizacin, adems, se coloca en el circuito cada lnea de transmisin que se vaya a colocar en el Microstrip para obtener una simulacin lo ms parecida a los resultados que se midan del amplificador. El circuito final del amplificador de una etapa, se encuentra en la Figura 7-9. Se utiliza el editor de layout de Microwave Office para organizar la disposicin de cada elemento y lnea de transmisin en el circuito, este layout se encuentra en la Figura 7-8. Este layout se puede exportar a un formato DXF para poder obtener el layout que se imprimir, el layout tiene unas medidas de 4.62 cm x 6.45 cmFigura 7-9 Circuito final del amplificador de una etapa..

Figura 7-8 Layout del circuito del amplificador de una etapa en Microwave Office.

Figura 7-9 Circuito final del amplificador de una etapa.

Figura 7-10 Layout de circuito del amplificador que se utiliz en el sustrato.

Figura 7-11 Circuito del amplificador de microondas a 2.45 GHz de una etapa.

7.3.

MEDICIN DE LOS PARMETROS DEL AMPLIFICADOR

Se utilizo el analizador de redes agilent para medir los paramentros S en la Figura se observa la ganancia de transductor.

8.

DISEO DE AMPLIFICADOR DE DOS ETAPAS