水聲功率放大器與寬帶匹配技術研究

　　作為聲吶設備重要的一份子，水聲信號發(fā)射機承擔著非常重要的作用。水聲信號發(fā)射機其實是由水聲功率放大器、信號源、匹配網(wǎng)絡以及換能器四部分組成。然而隨著水聲浮標、水聲通信設備以及便攜式水下探測設備等的廣泛應用，對于發(fā)射機高頻帶和高效率的要求也越來越高。

　　想要拓展發(fā)射機帶寬、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類功放結構，采用超低耗的DSP器件和工作在開關狀態(tài)的高速MOSFET；三、優(yōu)化匹配網(wǎng)絡，減少負載電流和電壓的相角，從而減少負載的反射功率；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磁率的鐵芯，提高轉換效率。

　　水聲功率放大器的設計步驟

　　1、明確功率放大器的技術指標，確定電路形式。

　　2、根據(jù)換能器轉換效率和變壓器功率轉換效率，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、設計變壓器；

　　5、根據(jù)功放管的要求設計推動級點路；

　　6、設計其他電路，包括電源、保護電路、信號調理電路等。

　　ATA-L系列水聲功率放大器型號參數(shù)指標：

　　水聲功率放大器的調試步驟

　　1、匹配電路的調試，根據(jù)所使用的換能器的特性調試匹配電路，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、制作保護電路和電源；

　　3、調試推動級和主回路，這時可以使用假負載；

　　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載；

　　5、根據(jù)后端的頻率特性調試信號調理電路；

　　6、整機的聯(lián)調，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行的單調諧匹配和利用串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩個諧振點的雙調諧匹配，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諧有所加寬，但是調試起來比較復雜，對元件參數(shù)的敏感度也比較大。國內比較成功的實例其帶寬一般在0.8到1個倍頻程，用于寬帶通信領域已經力不從心。

　　現(xiàn)在比較常用的方法是增加功率放大器的功率余量，用預畸變或者負反饋的方法壓低傳輸極點，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。

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