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Calculadora de eficiência do amplificador de potência (PAE e eficiência de drenagem)

Calcule a eficiência do amplificador de potência de RF, incluindo eficiência de energia adicionada (PAE), eficiência de drenagem, consumo de energia DC e dissipação de calor

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Fórmula

PAE = (Pout − Pin) / Pdc × 100%

PAE — Power-added efficiency (%)
Pout — RF output power (mW)
Pin — RF input power (mW)
Pdc — DC supply power (Vdc × Idc) (mW)
η_D — Drain efficiency (Pout/Pdc) (%)

Como Funciona

A eficiência do amplificador de potência é um parâmetro crítico no design eletrônico de radiofrequência (RF), representando a relação entre a potência de RF de saída e a potência total de entrada consumida pelo amplificador. Em um cenário ideal, um amplificador converteria toda a potência de entrada em potência de saída útil, mas limitações práticas significam que parte da energia é sempre perdida na forma de calor. Os designs de amplificadores de classe A, AB e C têm características de eficiência diferentes, com os designs de classe B e classe C normalmente oferecendo maior eficiência, mas potencialmente menor linearidade.

Exemplo Resolvido

Exemplo: Um amplificador de potência consumindo 10W de energia DC e produzindo 7W de potência de saída de RF. Cálculo da eficiência: τ = (Potência de saída/Potência de entrada) × 100% = (7W/10W) × 100% = 70% de eficiência. Isso demonstra como os engenheiros podem quantificar o desempenho e as capacidades de conversão de energia de um amplificador.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre meça a potência de entrada e saída sob condições operacionais consistentes
  • ✓Considere os efeitos da temperatura na eficiência do amplificador
  • ✓Use a correspondência de impedância apropriada para máxima transferência de potência
  • ✓Selecione a classe de amplificador com base nos requisitos específicos da aplicação

Erros Comuns

  • ✗Negligenciando o gerenciamento térmico e seu impacto na eficiência
  • ✗Assumindo uma relação linear entre a potência de entrada e saída em todas as condições operacionais
  • ✗Ignorando componentes parasitários que reduzem a eficiência real

Perguntas Frequentes

A eficiência varia de acordo com a classe do amplificador: Classe A (25-35%), Classe AB (50-70%), Classe C (70-90%)
Frequências mais altas normalmente introduzem mais perdas devido a elementos parasitas, potencialmente reduzindo a eficiência geral
Os principais fatores incluem classe de amplificador, frequência de operação, impedância de carga, condições de polarização e tecnologia de semicondutores

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