El punto de compresión de ganancia, también conocido como P1DB (punto de compresión de 1 dB), es un parámetro crítico en la caracterización de amplificadores y otros dispositivos. Se refiere al nivel de potencia de la señal de entrada en el que la ganancia del amplificador comienza a disminuir desde su ganancia lineal de señal pequeña de 1 dB. En este punto, el amplificador ya no puede mantener una ganancia constante debido a efectos no lineales, como la saturación o la limitación. El punto de compresión de ganancia es esencial para determinar la capacidad máxima de potencia de salida del amplificador antes de que la distorsión se vuelva significativa.
El punto de compresión de ganancia de 1 dB indica específicamente el nivel de potencia de entrada en el que la ganancia del amplificador cae 1 dB en relación con su ganancia a potencias de entrada más bajas. Esta medición es crucial para comprender la linealidad y el rango dinámico del amplificador. Los amplificadores con puntos de compresión 1 dB más altos pueden manejar niveles de señal de entrada más altos sin una distorsión significativa, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren alta fidelidad y una degradación mínima de la señal.
El factor de compresión de ganancia es una relación que cuantifica el grado en que se reduce la ganancia de un amplificador o dispositivo a medida que la potencia de la señal de entrada aumenta más allá del punto de compresión de 1 dB. Se define como la relación entre la potencia de salida en el punto de compresión de 1 dB y la potencia de salida en un nivel de potencia de entrada más bajo donde el amplificador opera linealmente. Un factor de compresión de ganancia más alto indica una compresión más grave y un comportamiento no lineal en el amplificador a medida que aumenta la potencia de entrada.
La compresión de ganancia se produce principalmente debido a las características de respuesta no lineal de los amplificadores y otros dispositivos activos. Cuando la amplitud de la señal de entrada supera un cierto nivel, los componentes activos del amplificador (transistores, válvulas, etc.) comienzan a alcanzar sus límites máximos de funcionamiento. Esto hace que el amplificador ya no amplifique la señal linealmente, sino que reduzca la ganancia para evitar distorsiones o daños. La compresión de ganancia puede manifestarse como una ganancia reducida, una mayor distorsión armónica u otros efectos no lineales que degradan la fidelidad y el rendimiento de la señal amplificada.
La medición de la compresión de ganancia generalmente implica aplicar gradualmente niveles de potencia de entrada de manera incremental al amplificador y monitorear la potencia de salida o la respuesta de ganancia. Un método común es trazar la potencia o ganancia de salida versus la potencia de entrada e identificar el nivel de potencia de entrada donde la ganancia cae 1 dB desde su valor lineal. Este punto corresponde al punto de compresión de 1 dB (P1DB), que luego se utiliza para caracterizar la linealidad y el rango dinámico del amplificador. Las técnicas de medición precisa implican equipos de prueba calibrados y un control cuidadoso de los niveles de la señal de entrada para garantizar una determinación precisa de las características de compresión de ganancia.
