7. Dispositivos Ativos
7.1. Elementos Ativos
• Transferem potência: DC para RF
• Transistores: bipolar e FET
• Circuitos:
– Amplificadores
– Osciladores
– Misturadores
– Não recíproco
– Não conservativo
7.2. Curva de Transferência
Saturação
Região
Ativa
Linear
Corte
7.3. Circuitos de Polarização
Transistor Bipolar em Emissor Comum
7.3. Circuitos de Polarização
Transistor Bipolar em Emissor Comum
7.3. Circuitos de Polarização
Transistor MESFET em Fonte Comum
7.3. Circuitos de Polarização
Transistor MESFET em Fonte Comum
Exemplo de Amplificador
Exemplo de Amplificador
R1=Z1: impedância da fonte
R2=Z2: impedância da carga
Ra, Rb, Rc e Re: polarização
Cb, Lb: casamento de entrada
Cc, Lc: casamento de saída
Ca, Cd e Ce: aterramento RF
Vo: fonte de alimentação
Amplificador 1GHz
Amplificador 1GHz
Amplificador 18GHz
7.4. Projeto de Amplificadores
Lineares
Ganho de Potência e Coeficientes de Reflexão
Estabilidade
Transistor Incondicionalmente Estável
K>1
Transistor Potencialmente Instável
K<1
Círculos de Instabilidade
na Carta de Smith
Círculos de Instabilidade
Ganho Constante para
Entrada Casada
Ganho Constante
Output
Ganho Constante para
Saída Casada
Ruído
Figura de Ruído Constante
Figure de Ruído e Ganho
Constantes
Efeitos Não Lineares
Ponto de Compressão
Intermodulação
IP3 (third intermodulation product)
Amplificador Balanceado
7.5. Condição de Oscilação
7.6. Projeto de Osciladores em T
•ZF: impedância (reatância) de realimentação série
•ZS: impedância (reatância) que torna o transistor instável
•ZL: impedância que satisfaz a condição de oscilação
Conversão para 3 portas
Transistor polarizado com o terminal 3 comum às portas 1 e 2 (ZF=0)
Inclusão da Realimentação Série
Geração de Instabilidade
Implementações de Zs
Sem Resonador:
• circuito aberto
• curto-circuito
Com Ressonador:
• linha de transmissão (TL)
• ressonador dielétrico (DR)
Ressonador Dielétrico Cerâmico
Condição de Oscilação
(a) Sem ressonador
(b) Com ressonador
Exemplo
7.7. Osciladores em π
Tipos
Pierce
Ressonador de Quartzo
7.8. Osciladores Controlados por
Tensão (VCO)
•
•
•
•
•
Estabilização da frequência por PLL
Modulação FM
Sintonia de canal (TV e rádio)
Medidor de parâmetros de espalhamento
Analisador de espectro
Varactor
Oscilador em π com varactor
Oscilador Clapp
Osciladores em T com varactor
MOSFET
7.9. Oscilador Controlado por
Corrente
• Yttriun Iron Garnet (composto cristalino dos óxidos)
• Ressonador esférico polarizado por campo magnético
• Frequência de ressonância depende do campo magnético aplicado
• Sintonia ampla
• Resposta lenta
7.10. Ruído de Fase
Definição Quantitativa
Considerações
Bipolar < FET
Com ressonador < Sem ressonador
7.11. Misturadores
• Circuitos de três portas operando em
frequências distintas:
– RF: sinal de rádio frequência (alta)
– LO: oscilador local (média)
– IF: sinal de frequência intermediária (baixa)
Utilização
RF
LO
IF
RF front-end
Operação Ideal
Operação Real
Curva de Transferência
Saturação
Região
Ativa
Linear
Corte
Configurações Básicas
Diodo
Transistor
Perda de Conversão
Ganho de Conversão
Diagrama em Blocos
Projeto
• Adote um ponto de polarização
• Projete a seção de transformação de
impedâncias de entrada para a saída em
curto-circuito na frequência de RF
• Projete a seção de transformação de
impedâncias de saída para entrada em
curto-circuito na frequência de IF
• Projeto um filtro passa-faixa estreita para
conectar o oscilador
Exemplo
Misturadores Balanceados
Misturadores Balanceados com
Transformadores de RF
Balanceado Simples
Balanceado Duplo
Transformadores
Respostas
Diodos
Misturador
Resultados
Resultados