Il punto di compressione del guadagno, noto anche come P1DB (punto di compressione di 1 dB), è un parametro critico nella caratterizzazione di amplificatori e altri dispositivi. Si riferisce al livello di potenza del segnale di ingresso al quale il guadagno dell’amplificatore inizia a diminuire rispetto al guadagno lineare per piccoli segnali di 1 dB. A questo punto, l’amplificatore non può più mantenere un guadagno costante a causa di effetti non lineari, come saturazione o limitazione. Il punto di compressione del guadagno è essenziale per determinare la capacità massima di potenza in uscita dell’amplificatore prima che la distorsione diventi significativa.
Il punto di compressione del guadagno di 1 dB indica specificamente il livello di potenza in ingresso al quale il guadagno dell’amplificatore diminuisce di 1 dB rispetto al suo guadagno a potenze di ingresso inferiori. Questa misurazione è fondamentale per comprendere la linearità e la gamma dinamica dell’amplificatore. Gli amplificatori con punti di compressione più alti di 1 dB possono gestire livelli di segnale in ingresso più elevati senza distorsioni significative, rendendoli adatti per applicazioni che richiedono alta fedeltà e degrado minimo del segnale.
Il fattore di compressione del guadagno è un rapporto che quantifica la misura in cui il guadagno di un amplificatore o dispositivo viene ridotto quando la potenza del segnale di ingresso aumenta oltre il punto di compressione di 1 dB. È definito come il rapporto tra la potenza in uscita al punto di compressione di 1 dB e la potenza in uscita a un livello di potenza in ingresso inferiore dove l’amplificatore funziona in modo lineare. Un fattore di compressione del guadagno più elevato indica una compressione più grave e un comportamento non lineare nell’amplificatore all’aumentare della potenza in ingresso.
La compressione del guadagno avviene principalmente a causa delle caratteristiche di risposta non lineare degli amplificatori e di altri dispositivi attivi. Quando l’ampiezza del segnale in ingresso supera un certo livello, i componenti attivi dell’amplificatore (transistor, valvole, ecc.) iniziano a raggiungere i loro limiti operativi massimi. Ciò fa sì che l’amplificatore non amplifica più il segnale in modo lineare, ma riduce invece il guadagno per evitare distorsioni o danni. La compressione del guadagno può manifestarsi come guadagno ridotto, aumento della distorsione armonica o altri effetti non lineari che degradano la fedeltà e le prestazioni del segnale amplificato.
La misurazione della compressione del guadagno comporta in genere l’applicazione graduale e incrementale dei livelli di potenza in ingresso all’amplificatore e il monitoraggio della potenza in uscita o della risposta del guadagno. Un metodo comune consiste nel tracciare la potenza o il guadagno in uscita rispetto alla potenza in ingresso e identificare il livello di potenza in ingresso in cui il guadagno scende di 1 dB rispetto al suo valore lineare. Questo punto corrisponde al punto di compressione di 1 dB (P1DB), che viene poi utilizzato per caratterizzare la linearità e la gamma dinamica dell’amplificatore. Le tecniche di misurazione precise implicano apparecchiature di prova calibrate e un attento controllo dei livelli del segnale di ingresso per garantire una determinazione accurata delle caratteristiche di compressione del guadagno.