7.10: Ejercicios

1. La primera etapa de un amplificador de dos etapas tiene una ganancia lineal de$16\text{ dB}$ y compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida,$P_{1o,1\text{ dB}} = −20\text{ dBm}$. Para la segunda etapa la ganancia lineal es$30\text{ dB}$ y$P_{2o,1\text{ dB}} = 0\text{ dBm}$.
   1. Determinar la compresión de ganancia referida por entrada,$P_{2i,1\text{ dB}}$ de etapa$2$.
   2. Comparar$P_{2i,1\text{ dB}}$ y$P_{1o,1\text{ dB}}$. ¿Qué etapa domina la compresión de ganancia?
   3. Cuál es el nivel de compresión de ganancia de salida del amplificador,$P^{T}_{o,1\text{ dB}}$ considerando solo la compresión de la etapa dominante.
   4. Calcular$P^{T}_{o,1\text{ dB}}$ utilizando el método descrito en la Sección 7.2.1.
   5. Compare los$P^{T}_{o,1\text{ dB}}$ calculados en (c) y (d) y discuta brevemente cualquier discrepancia.
2. Un amplificador tiene dos etapas en cascada con ganancias lineales de$G_{1} = 20\text{ dB}$ y$G_{2} = 30\text{ dB}$, e intercepciones de tercer orden referidas a la salida de$\text{OIP3}_{1} = 0\text{ dBm}$ y$\text{OIP3}_{2} = 20\text{ dBm}$, respectivamente. ¿Qué es$\text{IIP3}$ del amplificador? Utilice el método de intercepción en cascada organizada.
3. Un amplificador de una sola etapa tiene una ganancia lineal de$16\text{ dB}$ y un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida de$10\text{ dBm}$. Se utiliza una señal de comunicación con un PMEPR de$6\text{ dB}$. ¿Cuál es la potencia media máxima de la señal de entrada antes de que la salida sufra una compresión significativa? Esto se define en el punto en el que se comprime la señal de pico$1\text{ dB}$.
4. La primera etapa de un amplificador de dos etapas tiene una ganancia lineal$G_{1} = 30\text{ dB}$ y un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida$P_{1o,1\text{ dB}} = −10\text{ dBm}$. La segunda etapa tiene una ganancia lineal$G_{2} = 20\text{ dB}$ y un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida$P_{2o,1\text{ dB}} = 10\text{ dBm}$. ¿Cuál es el punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia referido a la salida del amplificador en cascada? [Ejemplo de Parallels 7.2.1]
5. Un amplificador consta de dos etapas en cascada. La primera etapa tiene una ganancia lineal$G_{1} = 30\text{ dB}$ y un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida$P_{1o,1\text{ dB}} = 0.1\text{ dBm}$. La segunda etapa tiene una ganancia lineal$G_{2} = 20\text{ dB}$ y un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida$P_{2o,1\text{ dB}} = 1\text{ dBm}$. ¿Cuál es el punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia referido a entrada del amplificador en cascada? [Ejemplo de Parallels 7.2.1]
6. Las etapas de un amplificador de dos etapas tienen ganancias lineales de$G_{1}$ y$G_{2}$, y potencias de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida de$P_{1o,1\text{ dB}}$ y$P_{2o,1\text{ dB}}$, respectivamente. Desarrollar una expresión simbólica para el punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia referido a entrada del amplificador en cascada.
7. Un amplificador tiene dos etapas con ganancias lineales de$G_{1} = 20\text{ dB}$ y$G_{2} = 30\text{ dB}$, y potencias de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida de$P_{1o,1\text{ dB}} = 0.1\text{ dBm}$ y$P_{2o,1\text{ dB}} = 1\text{ dBm}$, respectivamente. ¿Cuál es la potencia de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia referida a entrada del amplificador?
8. La primera etapa de un amplificador de dos etapas tiene una ganancia de potencia lineal de$26\text{ dB}$ y una potencia de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida de$10\text{ dBm}$. Los parámetros correspondientes de la segunda etapa son$10\text{ dB}$ y$13\text{ dBm}$.
   1. ¿Cuál es la ganancia de potencia lineal del amplificador de dos etapas?
   2. ¿Cuál es la potencia de compresión de$1\text{-dB}$ ganancia de salida del amplificador para una señal de entrada de RF sinusoidal?
   3. ¿Cuál es la potencia de RF de salida promedio máxima de la señal$\text{64-QAM-}$ modulada (con un PMEPR de$7.8\text{ dB}$) para una salida no distorsionada (como se define por la compresión de$1\text{-dB}$ ganancia)?
9. Las etapas de un amplificador de tres etapas tienen ganancias lineales de$10\text{ dB},\: 20\text{ dB}$, y$20\text{ dB}$ respectivamente, y niveles de compresión de ganancia de$1\text{ dB}$ salida de$−60\text{ dBm},\: −40\text{ dBm}$, y$−20\text{ dBm}$ respectivamente. ¿Cuál es la potencia de salida cuando se comprime la ganancia del amplificador$1\text{ dB}$?
10. La primera etapa de un amplificador de dos etapas tiene una ganancia de potencia lineal de$26\text{ dB}$, una potencia de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de$10\text{ dBm}$ salida y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida$\text{OIP3} = 26\text{ dBm}$. La segunda etapa tiene una ganancia de potencia lineal de$10\text{ dB}$, un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de$13\text{ dBm}$ salida y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida$\text{OIP3} = 33\text{ dBm}$.
    1. ¿Cuál es la ganancia de potencia lineal del amplificador de dos etapas?
    2. ¿Cuál es la potencia de compresión de$1\text{-dB}$ ganancia de salida del amplificador de dos etapas para una señal de entrada de RF sinusoidal?
    3. ¿Cuál es el$\text{OIP3}$ del amplificador de dos etapas?
    4. ¿Cuál es el punto de intercepción de tercer orden referido al insumo,$\text{IIP3}$?
11. La salida de RF final de un teléfono celular tiene un amplificador de controlador seguido de un amplificador de potencia. El amplificador de controlador tiene una ganancia lineal de$30\text{ dB}$ y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida,$\text{OIP3}$, de$50\text{ dBm}$. El amplificador de potencia tiene una ganancia lineal de$12\text{ dB}$ y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida,$\text{OIP3}$, de$55\text{ dBm}$. ¿Cuál es la cascada$\text{OIP3}$ de controlador-amplificador de potencia?
12. Un amplificador de dos etapas tiene una ganancia de potencia lineal de$20\text{ dB}$, un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de$30\text{ dBm}$ salida y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida$\text{OIP3} = 53\text{ dBm}$.
    1. ¿Cuál es la potencia de la señal de entrada máxima cuando se comprime la ganancia del amplificador$1\text{ dB}$?
    2. ¿Cuál es el punto de intercepción de tercer orden referido al insumo,$\text{IIP3}$?
13. La primera etapa de un amplificador de dos etapas tiene una ganancia de potencia lineal de$23\text{ dB}$, una potencia de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de$1\text{ dBm}$ salida y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida$\text{OIP3} = 20\text{ dBm}$. La segunda etapa tiene una ganancia de potencia lineal de$10\text{ dB}$, un punto de compresión de$1\text{-dB}$ ganancia de salida de$10\text{ dBm}$, y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida,$\text{OIP3} = 30\text{ dBm}$. La señal aplicada al amplificador utiliza modulación QPSK con un PMEPR de$3\text{ dB}$.
    1. ¿Cuál es la ganancia de potencia lineal en decibelios del amplificador de dos etapas?
    2. ¿Cuál es la potencia de compresión de$1\text{-dB}$ ganancia de salida$\text{dBm}$, in, del amplificador de dos etapas?
    3. ¿Cuál es el$\text{OIP3}$, in$\text{dBm}$, del amplificador de dos etapas?
    4. ¿Cuál es el punto de intercepción de tercer orden referido al insumo,$\text{IIP3}_{\text{m}}$?
    5. ¿Cuál es la potencia de salida de un solo tono en la compresión de$1\text{ dB}$ ganancia?
    6. ¿Cuál es la potencia de RF de salida máxima de la señal modulada QPSK para una salida no distorsionada?
14. Un amplificador tiene dos etapas en cascada. Las etapas tienen ganancias lineales de$G_{1}$ y$G_{2}$, y intercepciones de tercer orden referidas a la salida de$\text{OIP3}_{1}$ y$\text{OIP3 dBm}$, respectivamente. ¿Qué es$\text{IIP3}$ del amplificador?
15. Un amplificador tiene dos etapas en cascada con ganancias lineales de$G_{1} = 20\text{ dB}$ y$G_{2} = 30\text{ dB}$, e intercepciones de tercer orden referidas a la salida de$\text{OIP3}_{1} = 0\text{ dBm}$ y$\text{OIP3}_{2} = 20\text{ dBm}$, respectivamente. ¿Qué es$\text{IIP3}$ del amplificador? Utilice el método de intercepción en cascada desorganizada.
16. La primera etapa de un amplificador de dos etapas a temperatura ambiente con un$100\text{ MHz}$ ancho de banda tiene una ganancia de potencia lineal de$26\text{ dB}$, una potencia de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de$10\text{ dBm}$ salida y un punto de intercepción de tercer orden referido a la salida$\text{OIP3} = 26\text{ dBm}$. La segunda etapa tiene una ganancia de potencia lineal de$6\text{ dB}$, un punto de compresión de$1\text{ dB}$ ganancia de salida de$13\text{ dBm}$, y un$\text{OIP3}$ de$33\text{ dBm}$. La cifra de ruido de la primera etapa es$3\text{ dB}$ y la cifra de ruido de la segunda etapa es$6\text{ dB}$. El SNR mínimo aceptable, SNR$_{\text{min}}$, a la salida del amplificador es$16\text{ dB}$.
    1. ¿Cuál es la ganancia de potencia lineal del amplificador de dos etapas?
    2. ¿Cuál es la potencia de compresión de$1\text{-dB}$ ganancia de salida del amplificador de dos etapas para una señal de entrada de RF sinusoidal?
    3. ¿Cuál es el$\text{OIP3}$ del amplificador de dos etapas?
    4. ¿Cuál es la cifra de ruido del amplificador de dos etapas?
    5. ¿Cuál es el ruido, en$\text{dBm}$, aplicado a la entrada del amplificador de dos etapas en un$100\text{ MHz}$ ancho de banda es que la fuente tiene una resistencia Thevenin a temperatura ambiente?
    6. ¿Cuál es la potencia del ruido, en$\text{dBm}$, en un$100\text{ MHz}$ ancho de banda en la salida del amplificador de dos etapas?
    7. ¿Cuál es el rango dinámico libre espurio referido a la salida del amplificador de dos etapas en decibelios?
    8. ¿Cuál es el rango dinámico referido a la salida del amplificador de dos etapas en decibelios?

7.10.1 Ejercicios Por Sección

$†$desafiante,$‡$ muy desafiante

$§7.2\: 1†, 2, 3, 4, 5†, 6†, 7†, 8, 9, 10, 11†, 12†, 13†, 14, 15$

$§7.7\: 16†$

7.10.2 Respuestas a Ejercicios Seleccionados

3. $-11\text{ dBm}$

10. e)$5.2\text{ dBm}$