Amplificador ganho máximo

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Ganho de Potência
Amplificador de Ganho Máximo
SEL 369 Micro-ondas/SEL5900 Circuitos de Alta 
Frequência
Amílcar Careli César
Departamento de Engenharia Elétrica da EESC-USP
Atenção!
� Este material didático é planejado 
para servir de apoio às aulas de 
SEL-369 Micro-ondas, oferecida 
aos alunos regularmente 
matriculados no curso de 
engenharia elétrica/eletrônica e 
SEL-5900 Circuitos de Alta 
Frequência, oferecida aos alunos 
regularmente matriculados no 
curso de pós-graduação em 
engenharia elétrica.
� Não são permitidas a reprodução 
e/ou comercialização do material.
� solicitar autorização ao docente 
para qualquer tipo de uso distinto 
daquele para o qual foi 
planejado.
2SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL28/04/2015
Diagrama de blocos de amplificador
28/04/2015 3SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL
Fonte Carga
Transistor
G0
Rede
casamento
Entrada
GS
Rede
casamento
Saída
GL
in
Γ
out
Γ
S
Γ
L
Γ
Ganhos de potência-1
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 4
Ganho de potência 
Ganho de potência disponível 
Ganho de potência transdutivo 
: potência dissipada na carga 
: potência entregue à entrada da rede
: potência disponí
L
in
AVN
A
AVS
L
T
A
in
LL
VS
AVN
P
G
P
P
G
P
P
G
P
P
P
ZP
=
=
=
vel da rede
: potência disponível da fonte
AVS
P
Ganhos de potência-2
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 5
depende de e não depende de 
depende de e não depende de 
depend
Ganho de potência 
Ganho de potência disponível 
Ganho de potência transdutiv
e de e
o 
 
L
in
AVN
A
AVS
L
T
L S
S L
S L
AVS
P
G
P
P
G
P
Z Z
Z Z
Z Z
P
G
P
=
=
=
Parâmetros
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 6
0 0
0 0
12 21
11
22
12 21
22
11
1
 ; 
1
1
1
2 1
: tensão do gerador
L S
L S
L S
L
in
L
S
out
S
S S
in S
S
Z Z Z Z
Z Z Z Z
S S
S
S
S S
S
S
V
a
V
− −
Γ = Γ =
+ +
Γ
Γ = +
− Γ
Γ
Γ = +
− Γ
−Γ
=
−Γ Γ
Potências
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 7
*
*
2 2
2
2
0
2
2 2 2
2
21
2 2
2
2 2
0
2
2
0
21 2 2
0
11
22
1 1
8 1
1
1
8 1 1
1
8
1
1
1
8 1
ou
in S
t L
S S
in in
S in
S S
A
S S
AVN
S L
S
L
L S i
VS in
S
o
n
ut
S out
V
P P
SV
P
Z
S
Z
V
P
Z
V
P
Z
S
P
S
Γ =
Γ
Γ
Γ =
−Γ
= =
 −
−Γ  = − Γ   
− Γ
Γ − Γ  
 − Γ − Γ
 
=
− Γ −Γ
Γ
−Γ
= =

−

Γ

Γ

Ganhos
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 8
2 2
21
2 2
2 2
21
2
2 2 2
21
2
2
1
2
2
1
2
2
2
1 1
1
1 1
1
1
1
1 1
S L
L
T
A
S
AVN
A
AVS
ou
L
L
in
i
VS
S i
n
n
L
t S
L
S
P
G
P
S
S
P
G
S
P
G
P
P
S
S
  − Γ   
= =
  −
    − Γ − Γ
Γ − Γ  
  − Γ   
= =
  − Γ − Γ  
    
= =
−Γ Γ − Γ
Casos especiais-1
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 9
2 2 2
21
2
2
2
1
2
22
1 1
1 1
0
S
L
A
L
T
S in
S
L S
L
T
V
P
P
S
G S
G
S
    − Γ − Γ     
− Γ Γ − Γ
Γ
=
=
=
= Γ =
Casos especiais-2
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 10
12 12
2 2 2
21
2 2
11
1
2
1
2
0 ou 0
1 1
1 1
S L
TU
S
i
L
A S
L
V
n
S S S
S
G
S S
P
P
    − Γ − Γ     
− Γ
→ Γ
−
=
=
=
Γ
=
≃
Igualdade entre os ganhos
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 11
* *
* * e 
; ; 
 e 
 
 
; 
in S out L
S in L out
L
in
AVS in AVN ou
L
T
AVS
L AVN
T
AVS AVS
t
L AVN
in AV
AVN
A
AVS
S
A T
P
G
P
P P P P
P P
G
P P
G G G
P
G
P
P P
G
P P
P
G
P
Γ =Γ Γ =Γ
Γ
=
= =
= Γ Γ = Γ
= =
=
= =
=
= =
Diagrama de blocos de amplificador
28/04/2015 12SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL
Fonte Carga
Transistor
G0
Rede
casamento
Entrada
GS
Rede
casamento
Saída
GL
2
2
1
1
S
S
in S
G
− Γ
=
−Γ Γ
2
2
22
1
1
L
L
L
G
S
− Γ
=
− Γ
2
0 21
G S=
in
Γ
out
Γ
S
Γ
L
Γ
Ganho transdutivo máximo-1
28/04/2015 SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL 13
2 2
2
0 212 2
22
2
,max 212
2 2 2
21
2 2
22
**
1 1
 ; = ; 
1 1
condição de máxima transferência de p
11
1
1
otência
e
1
1 1
S L
L
T
AVS
S in L
out
T
S
in
S L
S L
S n
S L
i L
G
G G S G
S
P
P S
S
S
G
     − Γ −
   
Γ  
 − Γ − Γ     
= =
−Γ Γ − Γ
Γ =Γ
−
=
− Γ
    
= =
−Γ Γ Γ
=
−
ΓΓ
2
2
22
1
L
L
S
Γ
− Γ
Ganho transdutivo máximo-2
28/04/2015 14SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL
2
2
,max 212 2
22
11
1 1
L
T
S L
G S
S
− Γ
=
− Γ − Γ
2 2 2
11 22
12 21
1
2
S S
k
S S
− − + ∆
=
( )21 2,max
12
1
T
S
G k k
S
= − −
k>1 para rede estável
21
,max
12
para 1
T
S
G
S
k ==
Impedâncias otimizadas-1
28/04/2015 15SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL
*12 21
11
22
1
L
in S
L
S S
S
S
Γ
Γ = + = Γ
− Γ
*12 21
22
22
1
S
out L
S
S S
S
S
Γ
Γ = + = Γ
− Γ
11 22 12 21
S S S S∆ = −
2
2
1 1 1
1
4
2S
B B A
A
± −
Γ =
2
2
2 2 2
2
4
2L
B B A
A
± −
Γ =
Impedâncias otimizadas-2
28/04/2015 16SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL
2
2
1 1 1
1
4
2S
B B A
A
± −
Γ =
2
2
2 2 2
2
4
2L
B B A
A
± −
Γ =
2 2 2
1 11 22
1B S S= + − − ∆
2 2 2
2 22 11
1B S S= + − − ∆
*
1 11 22
A S S= −∆
*
2 22 11
A S S= −∆
Rede unilateral
28/04/2015 17SEL 369/SEL5900 Amplificador Ganho Máximo USP EESC SEL
,
*
22
,max
2
,ma
m
x
2
1
ax 2
12
212 2
11 2
1
2
2
0 21
2
2
*
11
0
e
 ;
1
1
1
1
1
1
1
 
1
T
S
L
L
u
S
G S
S S
S
G S
S S
G
S
G
S
=
=
=
=
−
Γ =
−
=
−
Γ =
−