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多通道参量阵宽带大功率发射机设计与实现

作　者: 朱寅东
导　师: 李海森
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 大功率发射机乙类功放 Delta-Sigma调制阻抗匹配
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 37次
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内容摘要

水声发射机是主动声纳系统的重要组成部分。根据设计要求,本文研制了一台多通道参量阵宽带大功率发射机。本文通过Matlab仿真，采用Delta-Sigma调制器分别对CW脉冲以及含正弦信号包络的CW脉冲进行调制，得到了对应的比特流输出结果；通过在FPGA内编写逻辑，使FPGA能够受控输出比特流。为实现信号的大功率发射，论文研究了功率放大电路的形式并精心选择了电路中的元器件。焊接完成之后，论文测试了单通道功率放大电路的部分重要指标。本文对换能器的阻抗匹配进行了研究，并在水池中作了相关的实验，得到了有意义的结果。为了保证器件散热充分，本文制作了大面积的散热板，并设计了一台牢固、便携和美观的机箱。通过在信道水池的实验，论文研制的发射机在40kHz时发射声源级可达234dB，满足指标要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题研究背景和意义  9
  1.2 声纳发射机研究现状  9-10
  1.3 宽带大功率发射机发展现状  10-11
  1.4 参量阵发射机的特点  11
  1.5 论文主要研究内容  11-13
第2章总体方案设计  13-20
  2.1 发射机的性能指标及整体框图  13-14
  2.2 Delta-Sigma（△∑）调制技术原理  14-18
    2.2.1 △调制技术原理  14-15
    2.2.2 Delta-Sigma（△∑）调制技术原理  15-16
    2.2.3 △∑与 PWM 调制技术比较  16-18
  2.3 功率放大电路的选型  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章信号源设计  20-29
  3.1 信号源的硬件电路  20-22
    3.1.1 FPGA 核心板  20
    3.1.2 转接板  20-22
  3.2 比特流的仿真产生  22-27
    3.2.1 比特流仿真框图  22
    3.2.2 比特流的仿真实现  22-27
  3.3 Verilog 逻辑编写  27-28
  3.4 本章小结  28-29
第4章滤波器及功率放大电路设计  29-46
  4.1 滤波器设计  29-31
  4.2 功率放大器设计  31-40
    4.2.1 功率放大器的技术指标  31-32
    4.2.2 功率放大器的电路形式  32-38
    4.2.3 各通道发射响应一致性调试  38-40
  4.3 储能电容的选用  40
  4.4 匹配电路的设计  40-42
  4.5 功率放大器的散热设计  42
  4.6 发射机的机箱设计  42-45
  4.7 本章小结  45-46
第5章电路性能测试  46-53
  5.1 单通道功率放大电路的电路性能测试  46-50
    5.1.1 幅频特性测试  46-47
    5.1.2 放大电路线性度测试  47-48
    5.1.3 动态范围测试  48
    5.1.4 信号脉宽对输出功率的影响测试  48-49
    5.1.5 输出功率与负载的关系测试  49-50
    5.1.6 静态电流测试  50
    5.1.7 电路的转换效率测试  50
  5.2 发射机发射声源级测试  50-52
    5.2.1 测试条件  50-51
    5.2.2 测试结果  51-52
  5.3 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
致谢  57

多通道参量阵宽带大功率发射机设计与实现

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