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Título
PROJETO DE UM AMPLIFICADOR DE POTÊNCIA PARA PORTÁTEIS DE SISTEMAS DE COMUNICAÇÕES SEM FIO DE 4G

Aluno: Caroline de França - IC-Voluntária - Curso de Engenharia Elétrica (Eletron.,Eletrotec.,Telecom.) (MT) - Orientador: Eduardo Goncalves de Lima - Departamento de Engenharia Elétrica - Área de conhecimento: 30406013 - Palavras-chave: amplificador de potência; seguidor de envoltória; amplificador híbrido.

A partir do ano de 2012 começou a ser implementada no Brasil a rede de quarta geração (4G) em tecnologia LTE (Long Term Evolution) para sistemas de telefonia móveis, com o objetivo de desafogar a banda de 3G e de cumprir com as novas exigências de fornecer aos usuários maiores taxas de transmissão de dados. Porém, devido ao espectro eletromagnético estar cada vez mais escasso, necessita-se de uma elevada eficiência espectral que é a razão entre largura de banda ocupada e a taxa de transferência de dados. Isso se deve às altas taxas de transmissão de dados e tem como consequência a utilização da modulação da amplitude e fase de uma portadora de RF. A modulação em amplitude exige linearidade no sistema de transmissão, sobretudo dos amplificadores de potência (PAs), porém, para se obter alta eficiência energética, o PA necessita operar próximo à saturação aumentando a sua não linearidade. Com a finalidade de melhorar a eficiência energética dos PAs, porém mantendo o compromisso com a linearidade que as agências reguladoras exigem, existem algumas alternativas, como a de utilizar um linearizador como a técnica da pré-distorção em banda base, ou a de projetar um PA em uma arquitetura que aumente o seu rendimento. Esta última alternativa foi o método escolhido para o desenvolvimento deste trabalho. Em específico, este trabalho tem por objetivo o projeto de um amplificador de envoltória (EA), para posterior utilização em PA com arquitetura seguidor de envoltória. Como pré-requisito de projeto o EA deve possuir uma banda passante de 20 MHz (4G) e potência de saída de 1 watt. A topologia escolhida foi a híbrida, que visa resolver o problema da queda do rendimento em função da frequência. O amplificador híbrido é composto por um amplificador linear (OTA) e por um amplificador chaveado. O amplificador linear é responsável pela porção de alta frequência por possuir alto valor de banda passante, porém, possui baixa corrente de saída, desta forma, é necessário na saída do OTA adicionar um buffer em Classe AB para aumentar a corrente e, assim, a potência de saída do EA. O amplificador chaveado possui baixo valor de banda passante, porém, possui rendimento ideal de 100%. Desta forma, a otimização do bloco do OTA é o que vai contribuir em maior parte para a eficiência global do EA. O projeto do OTA foi executado utilizando a tecnologia CMOS 130 nm.