用于中頻聲納發(fā)射機(jī)的D類功放的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)代海洋開發(fā)和海洋戰(zhàn)爭(zhēng)中，聲納設(shè)備起到了舉足輕重的地位。隨著海洋技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)聲納設(shè)備的要求也越來(lái)越高。聲納發(fā)射機(jī)一般由電源單元、信號(hào)源、和功率放大器（以下簡(jiǎn)稱功放）組成。在聲納發(fā)射機(jī)中，傳統(tǒng)的功放一般是將信號(hào)源模塊處理之后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大，然后通過(guò)輸出電路還原為模擬信號(hào)。例如，對(duì)應(yīng)于D類功放，信號(hào)源會(huì)使用FPGA或DSP技術(shù)進(jìn)行軟件編程，將原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成PWM（Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)，

2、而功放則會(huì)將PWM信號(hào)進(jìn)行放大。
　　本文設(shè)計(jì)的用于聲納發(fā)射機(jī)中的功放免去了前級(jí)專門的信號(hào)處理單元，可以直接處理原始的模擬信號(hào)，進(jìn)行功率放大。此外，本文提出了一種運(yùn)用雙路運(yùn)放對(duì)正、反兩路信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制的PWM信號(hào)產(chǎn)生方案。該種設(shè)計(jì)使得在不降低PWM載波頻率的情況下，功率晶體管的開關(guān)頻率可以降低為原來(lái)的一半，進(jìn)而降低功率晶體管的功耗，提高系統(tǒng)效率。另外，本文運(yùn)用驅(qū)動(dòng)芯片IR2110設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單而高效的驅(qū)動(dòng)電路，死區(qū)時(shí)間為13ns

3、，在不增加輸出信號(hào)失真度的情況下解決了全橋電路出現(xiàn)直通現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)。最后，本文通過(guò)MATLAB仿真、實(shí)際調(diào)試以及不斷改進(jìn)器件參數(shù)，設(shè)計(jì)了一種能在功放和水聲換能器之間獲得較好的匹配的輸出電路。
　　本文設(shè)計(jì)的功放可以對(duì)0～±3.3V的正弦信號(hào)進(jìn)行連續(xù)地功率放大，具有最高效率89.6％、最大輸出功率389W、良好的線性度等特性，和水聲換能器進(jìn)行了良好的匹配，并且具有完善的保護(hù)功能，包括過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)和脈寬保護(hù)，滿足了設(shè)計(jì)指