水声功率放大器与宽带匹配技术研究

作为声呐设备重要的一份子，水声信号发射机承担着非常重要的作用。水声信号发射机其实是由水声功率放大器、信号源、匹配网络以及换能器四部分组成。然而随着水声浮标、水声通信设备以及便携式水下探测设备等的广泛应用，对于发射机高频带和高效率的要求也越来越高。

想要拓展发射机带宽、增大发射功率和提高效率的方法有这几种，一、功率放大部分减少高频反馈量，从而拓展功率放大器上限频率，同时减少主回路放大倍数，防止电路自激；二、使用数字均衡器和D类功放结构，采用超低耗的DSP器件和工作在开关状态的高速MOSFET；三、优化匹配网络，减少负载电流和电压的相角，从而减少负载的反射功率；四、制作变压器和电感器的时候，采用低电阻率的铜线和高导磁率的铁芯，提高转换效率。

水声功率放大器的设计步骤

1、明确功率放大器的技术指标，确定电路形式。

2、根据换能器转换效率和变压器功率转换效率，确定功率放大器的输出功率和变压器之前功放管的输出功率；

3、根据功率确定主回路的电压、电流，选择功放管；

4、设计变压器；

5、根据功放管的要求设计推动级点路；

6、设计其他电路，包括电源、保护电路、信号调理电路等。

水声功率放大器的调试步骤

1、匹配电路的调试，根据所使用的换能器的特性调试匹配电路，可以使用现成的功放在小功率上做，或者使用阻抗分析仪；

2、制作保护电路和电源；

3、调试推动级和主回路，这时可以使用假负载；

4、接入变压器，使用与换能器等效阻抗相同的大功率电阻作为假负载；

5、根据后端的频率特性调试信号调理电路；

6、整机的联调，测量功率放大器的实际参数，编写使用手册。

水声功率放大器和换能器的阻抗匹配多数是在单一的频率上进行的单调谐匹配和利用串联谐振和并联谐振两个谐振点的双调谐匹配，前一种匹配方法所得到的电路Q值比较大，带宽比较窄，经常用于单频信号的发射，后一种匹配方法虽然带宽较单调谐有所加宽，但是调试起来比较复杂，对元件参数的敏感度也比较大。国内比较成功的实例其带宽一般在0.8到1个倍频程，用于宽带通信领域已经力不从心。

现在比较常用的方法是增加功率放大器的功率余量，用预畸变或者负反馈的方法压低传输极点，以获得较宽的频带，或者使用两个换能器，分别发射高频和低频的信号。

以上就是水声功率放大器与宽带匹配技术研究的内容，对于水声功率放大器如果还有什么不了解或者想知道的，随时咨询安泰电子。

审核编辑 黄宇