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Estudio comparativo de modelos de comportamiento de amplificadores de potencia RF

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dc.contributor.author Montoya Villegas, Katherine
dc.date.accessioned 2016-10-13T14:56:04Z
dc.date.available 2016-10-13T14:56:04Z
dc.date.issued 2015-06-15
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx:8080/xmlui/handle/123456789/19420
dc.description Tesis de Maestría en ciencias en sistemas digitales. es
dc.description.abstract En este trabajo de investigación se describe la caracterización de dos dispositivos de microondas, un amplificador de potencia y un transistor, mediante el uso de un analizador de redes vectorial no lineal (NVNA), calibrado empleando las técnicas SOLT (Short-Open- Load-Thru) y TRL (Thru-Reflect-Line). Además se obtienen los datos de medición de las curvas de distorsión de amplitud a amplitud (AM-AM) y amplitud a fase (AM-PM) que describen el comportamiento de estos dos dispositivos de microondas. También se presenta una propuesta útil, aun en prueba, para realizar mediciones de las curvas de distorsión AM-AM y AM-PM en amplificadores de potencia de radiofrecuencia (RF), con bajo costo de implementación usando un dispositivo de arreglo de compuertas lógicas programables (FPGA) a través de la herramienta de procesamiento digital de señales (DSP) Builder. La principal contribución es el completo control digital del comportamiento del amplificador basado en la teoría de conversión de amplitud a fase. El sistema es simulado totalmente en Matlab/Simulink, y permite recalcular mediciones de AM-AM y AM-PM guardadas como tablas de búsqueda (LUT) en una tarjeta de desarrollo; pero también puede usarse para medir un amplificador real. Por otra parte, en el desarrollo de esta investigación se destaca el diseño e implementación de una herramienta de simulación en Matlab/Simulink con la capacidad de modelar el orden de no linealidad y los efectos de memoria para cualquier curva de distorsión real de amplificadores de potencia. La herramienta propuesta comprende casos especiales de Series de Volterra, como el Modelo Polinomial con Memoria (MPM), el de Hammerstein y el de Wiener. Es un sistema integrado novedoso que hace innecesaria la presencia física del amplificador una vez que se dispone de las curvas de distorsión AM-AM y AM-PM. El rendimiento general de los modelos desarrollados ha sido verificado apropiadamente mediante las curvas de distorsión AM-AM y AM-PM y su respectivo error cuadrático medio normalizado (NMSE) de cada curva, así como un número aceptable de coeficientes para su implementación. Este procedimiento puede predecir el rendimiento y mejorar el análisis utilizándolo como una herramienta de diseño, además que a través de Matlab permite controlar cada paso durante la etapa de modelado, obteniendo flexibilidad del sistema. __________________________ This research project describes the characterization of two microwave devices, a power amplifier and a transistor, using a nonlinear vector network analyzer (NVNA), calibrated by SOLT (Short-Open-Load-Thru) and TRL (Thru-Reflect-Line) techniques. Moreover, we obtain the measured data of amplitude to amplitude (AM-AM) and amplitude to phase (AM-PM) distortion curves, describing the behavior of these microwave devices. Also, a useful proposal is presented for measuring the AM-AM and AM-PM distortion curves in radiofrequency (RF) power amplifiers, with low cost implementation using a field programmable gate array (FPGA) device through the digital signal processing (DSP) Builder tool. The main contribution is the complete digital control of the amplifier behavior, based on the theory of amplitude to phase conversion, the system is fully simulated in Matlab/Simulink. This system allows recalculating AM-AM and AM-PM measurements stored as lookup tables (LUT) in a development card, and it can be used to measure a real amplifier. Additionally, in this research, we emphasize the design and implementation of a simulation tool in Matlab/Simulink with the capability of modeling the nonlinearity order and memory effects for any real power amplifier's distortion curves. The proposed tool comprises special cases of Volterra Series, as well as, the Memory Polynomial Model (MPM), Hammerstein and Wiener. This novel integrated system does not require the physical presence of the power amplifier once the distortion curves are available. The overall performances of the developed models has been properly verified by the distortion curves AM-AM and AM-PM and its respective normalized mean square error (NMSE), and an acceptable number of coefficients for digital implementation. This procedure can predict the performance and improve the analysis using it as design tool. Furthermore, the Matlab environment allows controlling each step during the modeling stage obtaining flexibility of the system. es
dc.language.iso es es
dc.publisher Citedi-IPN es
dc.subject AM-AM es
dc.subject AM-PM es
dc.subject Amplificador de potencia es
dc.subject Curvas de distorsión es
dc.subject Matlab/Simulink es
dc.subject Modelos de comportamiento es
dc.subject Modelo Hammerstein es
dc.subject MPM es
dc.subject Modelo Wiener es
dc.subject NVNA es
dc.subject SOLT es
dc.subject TRL es
dc.subject Behavioral models es
dc.subject Distortion curves es
dc.subject Hammerstein model es
dc.subject Power amplifier es
dc.subject Wiener model es
dc.title Estudio comparativo de modelos de comportamiento de amplificadores de potencia RF es
dc.type Thesis es


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