Importancia de la linealidad en los amplificadores de potencia de RF

Comencé a estudiar el tema de la operación del amplificador de potencia (PA) "RF", y hasta ahora me he encontrado con una descripción como, si los PA no son lineales, no forman una línea recta sino que tienen una línea curva (más así en la región superior). Y la región no lineal de los PA puede causar distorsión. Esto es muy vago para mí todavía, específicamente en la comprensión, ¿por qué específicamente el amplificador de potencia de RF tiene que ser lineal? ¿Qué sucede cuando son lineales? Y luego, ¿qué sucede en la región no lineal (o qué significa distorsión aquí?)?

Gracias.

Respuestas (1)

Por "línea recta", quieren decir que si traza un gráfico de "amplitud de entrada" frente a "amplitud de salida", formaría una línea recta. Distorsión es un término general para cuando la salida de un amplificador se ve diferente a la señal que entra (si entra una onda sinusoidal y sale una onda cuadrada, diríamos que la señal está muy distorsionada).

Ahora, los PA no tienen que ser específicamente lineales, depende de la aplicación. Para señales moduladas en fase o frecuencia (radios FM), la linealidad no es necesariamente un gran problema ya que la amplitud de salida no es tan crítica. Sin embargo, la no linealidad puede producir armónicos en frecuencias no deseadas (la distorsión de intermodulación es un buen ejemplo) y generalmente no es deseable.

Donde la linealidad es un problema real es en sistemas de ancho de banda alto con esquemas de modulación complejos (WiFi, 4G, ADSL, televisión por cable; el cable tiene esquemas de modulación MUY complejos con hasta cien niveles de amplitud más o menos). La razón es que la amplitud y la fase transportan información y si el amplificador no es muy lineal puede interferir con las fases y las relaciones de amplitud (las señales con amplitudes A y 2A pueden entrar, pero solo A y 1.1A pueden salir). En estas situaciones, es importante que la señal que sale tenga el mismo aspecto que la que entra (aunque con una potencia mayor). De lo contrario, el decodificador en el otro extremo no podrá diferenciar los símbolos, lo que conducirá a la corrupción de datos.

Entonces, ¿los PA tienen que ser lineales? Bueno, eso depende...