| 【中文题名】 | 水声功率放大器与宽带匹配技术研究 |
| 【英文题名】 | Research of Underwater Acoustic Power Amplifier and Broadband Matching Technique |
| 【学科专业】 | 水声工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-10-13 |
| 【中关键词】 | 声纳,发射机,功放,数字功放,匹配,实频法 |
| 【英关键词】 | Sonar,Underwater Acoustic Transmitter,Power Amplifier,Digital Power Amplifier,Broadband matching network,the Real Frequency Method, |
| 【分类导航】 | 交通运输>水路运输>船舶工程>导航设备、水声设备>水声设备> |
| 【论文摘要】 | 水声信号发射机是主动声纳设备的重要组成部分，包括信号源、功率放大器、匹配网络和换能器四部分。随着现代电子技术的发展，一些使用电池供电的水声设备如水声浮标、便携式水声通信设备、便携式水下探测设备等对发射机高效率、宽频带的要求越来越高。为满足这些需求，本文从基本理论出发，对发射机电路原理进行了分析并对电路结构进行了改进；研究了拓宽发射机系统带宽、增大发射功率和提高系统效率的方法；在设计和调试的几台功率放大器上验证了所提出的方法。
这些方法有：一，在功率放大部分减小高频反馈量，以拓展功率放大器的上限频率，同时，为了防止电路自激，减小了主回路的放大倍数；二，使用了数字均衡器+D类功放的结构，使用超低功耗的DSP器件和工作在开关状态的高速MOSFET；三，优化匹配网络，减小负载电流和电压的相角，以减少负载反射功率；四，在制作变压器和电感器时，使用低电阻率的铜线和高导磁率的铁芯，减少损耗，提高转换效率。
本论文分析了功率放大器的几个常用的功能单元电路的原理和结构，在分析如何提高功率放大器的效率时，本文提出了使用高转换效率的D类放大器，同时利用数字滤波器进行频率均衡，提高输出电压在通带内的平... |
| 【论文题纲】 |
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第1章 绪论 |
10-17 |
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1.1 概述 |
10 |
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1.2 水声功率放大器概述 |
10-14 |
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1.2.1 常用的功率放大器的类型和关键指标 |
11-13 |
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1.2.2 功率放大器的设计和调试步骤 |
13-14 |
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1.2.3 水声功率放大器的发展概述 |
14 |
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1.3 换能器电端匹配技术概述 |
14-15 |
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1.4 论文研究的主要内容与目的 |
15-17 |
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第2章 水声功率放大器设计 |
17-38 |
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2.1 引言 |
17 |
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2.2 功率放大器的特点及分类 |
17-19 |
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2.3 甲乙类功率放大器 |
19-24 |
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2.3.1 常甲乙类功率放大器的原理 |
19-20 |
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2.3.2 典型的功率放大器功能单元电路 |
20-24 |
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2.4 数字功放 |
24-34 |
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2.4.1 数字功放的特点 |
24-25 |
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2.4.2 数字功放的原理 |
25-26 |
|
2.4.3 PWM编码的基本原理和频谱特性 |
26-33 |
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2.4.4 数字均衡器 |
33-34 |
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2.5 功率放大器的其他功能单元电路 |
34-36 |
|
2.5.1 电源 |
34-35 |
|
2.5.2 保护电路 |
35-36 |
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2.5.3 功率控制 |
36 |
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2.6 本章小结 |
36-38 |
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第3章 水声换能器的宽带匹配技术 |
38-62 |
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3.1 引言 |
38 |
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3.2 双端口网络 |
38-46 |
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3.2.1 散射参量和散射矩阵 |
38-44 |
|
3.2.2 通过功率转换增益函数G_(21)(ω~2)实现 LC梯形网络 |
44-46 |
|
3.3 单谐振回路和双谐振回路 |
46-51 |
|
3.3.1 单谐振回路(单频点上的匹配) |
46-50 |
|
3.3.2 双谐振回路 |
50-51 |
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3.4 实频数据法应用于水声换能器的匹配 |
51-61 |
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3.4.1 实频法简介 |
51-52 |
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3.4.2 策动点函数 |
52-57 |
|
3.4.3 单匹配实频法的计算过程 |
57-60 |
|
3.4.4 对上述过程的几点说明 |
60-61 |
|
3.5 本章小结 |
61-62 |
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第4章 水声发射机的设计 |
62-82 |
|
4.1 引言 |
62 |
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4.2 图像声纳发射机 |
62-68 |
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4.2.1 设计要求和使用说明 |
62 |
|
4.2.2 基本结构的确定 |
62-64 |
|
4.2.3 电路参数的确定 |
64-67 |
|
4.2.4 单片机程序 |
67 |
|
4.2.5 测试 |
67-68 |
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4.3 通信声纳发射机 |
68-76 |
|
4.3.1 设计要求和使用说明 |
68-69 |
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4.3.2 水上分机 |
69-71 |
|
4.3.3 水下分机 |
71-74 |
|
4.3.4 匹配 |
74-75 |
|
4.3.5 测试 |
75-76 |
|
4.4 数字功率放大器 |
76-79 |
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4.5 其他功率放大器的制作 |
79-80 |
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4.5.1 某型高频图像声纳发射机 |
79-80 |
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4.5.2 某油井参数传输系统声发射机(高温高压工作环境) |
80 |
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4.6 本章小结 |
80-82 |
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结论 |
82-83 |
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参考文献 |
83-85 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
85-86 |
|
致谢 |
86-87 |
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附录 A |
87-88 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.112489 |
