Optimización y Diagnóstico de Amplificadores: Medidas y Averías

Medidas en Preamplificadores: Corriente Continua (DC)

En los preamplificadores con transistores, es fundamental comprobar el punto de funcionamiento del transistor. Para ello, se mide la tensión colector-emisor (Vce). Si esta tensión es la mitad de la alimentación o es próxima a la mitad, la malla colector-emisor funciona correctamente.

Una vez revisada la malla colector-emisor, se debe verificar lo que ocurre en la base. Se mide la tensión entre la base y el emisor; esta debe ser aproximadamente 0,7V si el transistor es de silicio.

Medidas en Corriente Alterna (AC)

Se introduce una señal de aproximadamente 1 kHz y se observan en el osciloscopio la entrada y la salida. Se verifica que el circuito amplifica y se comprueba el punto de funcionamiento. Si al aumentar el nivel de la amplitud comienza a recortar al mismo tiempo el semiciclo superior y el inferior, significa que está trabajando en Clase A. Si no es así, el punto está desplazado.

Obtención de la Respuesta en Frecuencia

Se realiza un barrido de frecuencia punto a punto. Se comienza en los 20 Hz y se estudia la respuesta hasta los 20 kHz como mínimo, por ser la respuesta frecuencial del oído humano. En el eje horizontal logarítmico se representan las frecuencias y en el vertical, las ganancias en decibelios.

Medida de la Impedancia de Entrada (Ze)

Con el osciloscopio se puede medir sin problema la tensión de entrada (V). Para solucionar esto, se coloca una resistencia y se mide la tensión en sus extremos. Sin embargo, pueden surgir problemas prácticos de acoplamiento debidos a las masas de los osciloscopios y de los generadores. Para evitar estos problemas de medida, es más conveniente unir todas las masas en el mismo punto común. Midiéndose la tensión en un punto de la resistencia respecto a la masa, la tensión en los extremos de la resistencia es la diferencia de estos dos valores.

Medida de la Impedancia de Salida (Zs)

Para medir la impedancia de salida, primero se obtiene la tensión (E) del generador. A continuación, se conecta la resistencia (R) y, midiendo la tensión en sus extremos y sustituyendo en la expresión anterior, se obtiene el valor de la impedancia (Zs).

Localización de Averías en Preamplificadores

Una vez garantizada la ausencia de distorsión, se pueden analizar los circuitos. Se puede hacer un estudio en frecuencia y obtener la respuesta frecuencial, bien sea punto a punto o con un analizador de espectro, según se ha visto en el apartado anterior.

Para localizar las averías, se inyecta una señal en el circuito a reparar. Se sigue dicha señal hasta localizar dónde se corta. En el punto donde se corta, se analizan las polarizaciones de continua y se estudia la circuitería próxima hasta localizar el problema. Una vez localizado, se sustituye el elemento y se realiza una última verificación para conseguir el correcto funcionamiento y ajustar los pasos intermedios.

Amplificadores de Potencia

Los amplificadores de potencia deben ajustarse para trabajar en Clase AB. Para la localización de averías, es necesario medir y verificar a partir de una señal introducida. Midiendo y con la instrumentación adecuada, se puede seguir la señal y verificar dónde se interrumpe. Una vez detectado el elemento dañado, se procede a su sustitución.

Espectro de Frecuencias y su División

El espectro de frecuencias se divide en varias bandas:

• ULF: 300 Hz a 3 kHz (uso militar).
• VLF: Frecuencias muy bajas (3 kHz a 30 kHz).
• LF: Frecuencias bajas (30 kHz a 300 kHz).
• MF: Frecuencias medias (300 kHz a 3 MHz).
• HF: Frecuencias elevadas (3 MHz a 30 MHz).
• VHF: Frecuencias muy elevadas (30 MHz a 300 MHz).
• UHF: Frecuencias ultraelevadas (300 MHz a 3000 MHz).
• SHF: Frecuencias superelevadas (3 GHz a 30 GHz).
• EHF: Frecuencias extremadamente elevadas (30 GHz a 300 GHz).

División General del Espectro

También se divide el espectro de una forma más general:

• Onda Larga: 160 kHz a 225 kHz.
• Onda Media: 525 kHz a 1605 kHz.
• Onda Pesquera: 1605 kHz a 2300 kHz.
• Onda Corta: 2,3 MHz a 3 MHz.
• VHF: 30 MHz a 300 MHz.
• UHF: 300 MHz a 3000 MHz.
• Microondas: > 1 GHz.