多通道参量阵宽带大功率发射机设计与实现

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。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 声纳发射机研究现状

1．3 宽带大功率发射机发展现状

1．4 参量阵发射机的特点

1．5 论文主要研究内容

第2章 总体方案设计

2．1 发射机的性能指标及整体框图

2．2 Delta-Sigma(△Σ)调制技术原理

2．2．1 △调制技术原理

2．2．2 Delta-Sigma(△Σ)调制技术原理

2．2．3 △Σ与PWM调制技术比较

2．3 功率放大电路的选型

2．4 本章小结

第3章 信号源设计

3．1 信号源的硬件电路

3．1．1 FPGA核心板

3．1．2 转接板

3．2 比特流的仿真产生

3．2．1 比特流仿真框图

3．2．2 比特流的仿真实现

3．3 Verilog逻辑编写

3．4 本章小结

第4章 滤波器及功率放大电路设计

4．1 滤波器设计

4．2 功率放大器设计

4．2．1 功率放大器的技术指标

4．2．2 功率放大器的电路形式

4．2．3 各通道发射响应一致性调试

4．3 储能电容的选用

4．4 匹配电路的设计

4．5 功率放大器的散热设计

4．6 发射机的机箱设计

4．7 本章小结

第5章 电路性能测试

5．1 单通道功率放大电路的电路性能测试

5．1．1 幅频特性测试

5．1．2 放大电路线性度测试

5．1．3 动态范围测试

5．1．4 信号脉宽对输出功率的影响测试

5．1．5 输出功率与负载的关系测试

5．1．6 静态电流测试

5．1．7 电路的转换效率测试

5．2 发射机发射声源级测试

5．2．1 测试条件

5．2．2 测试结果

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢