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水聲功率放大器與寬帶匹配技術(shù)研究

時間:2023/3/17閱讀:200
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  作為聲吶設(shè)備重要的一份子,水聲信號發(fā)射機(jī)承擔(dān)著非常重要的作用。水聲信號發(fā)射機(jī)其實是由水聲功率放大器、信號源、匹配網(wǎng)絡(luò)以及換能器四部分組成。然而隨著水聲浮標(biāo)、水聲通信設(shè)備以及便攜式水下探測設(shè)備等的廣泛應(yīng)用,對于發(fā)射機(jī)高頻帶和高效率的要求也越來越高。

  想要拓展發(fā)射機(jī)帶寬、增大發(fā)射功率和提高效率的方法有這幾種,一、功率放大部分減少高頻反饋量,從而拓展功率放大器上限頻率,同時減少主回路放大倍數(shù),防止電路自激;二、使用數(shù)字均衡器和D類功放結(jié)構(gòu),采用超低耗的DSP器件和工作在開關(guān)狀態(tài)的高速M(fèi)OSFET;三、優(yōu)化匹配網(wǎng)絡(luò),減少負(fù)載電流和電壓的相角,從而減少負(fù)載的反射功率;四、制作變壓器和電感器的時候,采用低電阻率的銅線和高導(dǎo)磁率的鐵芯,提高轉(zhuǎn)換效率。

  水聲功率放大器的設(shè)計步驟

  1、明確功率放大器的技術(shù)指標(biāo),確定電路形式。

  2、根據(jù)換能器轉(zhuǎn)換效率和變壓器功率轉(zhuǎn)換效率,確定功率放大器的輸出功率和變壓器之前功放管的輸出功率;

  3、根據(jù)功率確定主回路的電壓、電流,選擇功放管;

  4、設(shè)計變壓器;

  5、根據(jù)功放管的要求設(shè)計推動級點(diǎn)路;

  6、設(shè)計其他電路,包括電源、保護(hù)電路、信號調(diào)理電路等。

  ATA-L系列水聲功率放大器型號參數(shù)指標(biāo):

  水聲功率放大器的調(diào)試步驟

  1、匹配電路的調(diào)試,根據(jù)所使用的換能器的特性調(diào)試匹配電路,可以使用現(xiàn)成的功放在小功率上做,或者使用阻抗分析儀;

  2、制作保護(hù)電路和電源;

  3、調(diào)試推動級和主回路,這時可以使用假負(fù)載;

  4、接入變壓器,使用與換能器等效阻抗相同的大功率電阻作為假負(fù)載;

  5、根據(jù)后端的頻率特性調(diào)試信號調(diào)理電路;

  6、整機(jī)的聯(lián)調(diào),測量功率放大器的實際參數(shù),編寫使用手冊。

  水聲功率放大器和換能器的阻抗匹配多數(shù)是在單一的頻率上進(jìn)行的單調(diào)諧匹配和利用串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩個諧振點(diǎn)的雙調(diào)諧匹配,前一種匹配方法所得到的電路Q值比較大,帶寬比較窄,經(jīng)常用于單頻信號的發(fā)射,后一種匹配方法雖然帶寬較單調(diào)諧有所加寬,但是調(diào)試起來比較復(fù)雜,對元件參數(shù)的敏感度也比較大。國內(nèi)比較成功的實例其帶寬一般在0.8到1個倍頻程,用于寬帶通信領(lǐng)域已經(jīng)力不從心。

  現(xiàn)在比較常用的方法是增加功率放大器的功率余量,用預(yù)畸變或者負(fù)反饋的方法壓低傳輸極點(diǎn),以獲得較寬的頻帶,或者使用兩個換能器,分別發(fā)射高頻和低頻的信號。

  以上就是水聲功率放大器與寬帶匹配技術(shù)研究的內(nèi)容,對于水聲功率放大器如果還有什么不了解或者想知道的,隨時咨詢安泰電子。




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