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`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。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坦程度。然后从双端口网络的散射矩阵和功率传输增益函数入手,对常用的单、双谐振点匹配技术和原始实频法进行了论述,给出了原始实频法的计算机实现过程以及设计中的注意事项。最后从实际应用出发,为几套声纳设备设计并制作了几台发射机,并完成了测试和外场试验。这几台功率放大器包括超高频高功率脉冲信号发射机、宽带连续信号功率放大器和高温工作环境功率放大器,以及其他一些常规的功率放大器。它们都已经装备在各个声纳系统上。
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