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水聲功率放大器與水聲寬帶換能器如何匹配的研究

測(cè)試技術(shù)分享 ? 來(lái)源:測(cè)試技術(shù)分享 ? 作者:測(cè)試技術(shù)分享 ? 2023-03-16 16:43 ? 次閱讀

低頻寬帶的水聲發(fā)射聲源是現(xiàn)代水聲發(fā)展的方向中的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。如果想讓水聲信號(hào)能夠保持高保真、寬帶、大功率發(fā)射,那就需要使用好的線性功率放大器和換能器,而且必須讓水聲功率放大器和換能器相互匹配。水聲功率放大器與水聲寬帶換能器如何匹配呢,我們一起來(lái)看看。

水聲功率放大器和寬帶水聲換能器在寬頻帶內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)良好的匹配。這是因?yàn)楣β史糯笃鞯墓β适谴_定的,當(dāng)確定輸出電壓以后,也就確定了輸出阻抗。當(dāng)負(fù)載阻抗和輸出阻抗不同的時(shí)候,都會(huì)影響到功率放大器的效率和輸出功率。寬帶水聲換能器隨著頻率改變阻抗,如果功率放大器不能和換能器匹配,就會(huì)造成阻抗失配,影響功率放大器的輸出功率,而且造成功率放大器無(wú)法工作。

想要提高發(fā)聲系統(tǒng)的匹配效率,就要讓換能器當(dāng)作負(fù)載通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)以后對(duì)功率放大器的阻抗接近恒定值。

功率放大器和寬帶換能器之間接入匹配網(wǎng)絡(luò),能夠改善負(fù)載阻抗的特性,利用網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性,可以對(duì)換能器發(fā)射電壓峰值點(diǎn)和谷點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償,從而改善電壓響應(yīng)特性。

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圖:匹配網(wǎng)絡(luò)的電原理圖

功率放大器和換能器之間的匹配網(wǎng)絡(luò)一般由R、L、C和寬帶變壓器組成。上面是一種匹配網(wǎng)絡(luò),它的目的是對(duì)寬帶換能器的低頻端和高頻端進(jìn)行阻抗匹配和電壓補(bǔ)償。Cs、Lp在低頻端補(bǔ)償換能器,它們數(shù)值大;用Ls和換能器自身的Cz對(duì)高頻端補(bǔ)償,Ls的值很小;電阻R和換能器并聯(lián)從而減小負(fù)載電阻的變化范圍。

Ls和Cz的值很小,作用可以忽略,換能器和R并聯(lián)后其電阻值在低頻端的范圍內(nèi)可以看作定值。網(wǎng)絡(luò)低頻端簡(jiǎn)化后的電路圖見(jiàn)下圖。

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圖:匹配網(wǎng)絡(luò)低頻端等效電路圖

匹配網(wǎng)絡(luò)工作在大功率的時(shí)候,元器件需要滿足功率要求,電容要用無(wú)極性電容,耐壓大于網(wǎng)絡(luò)可能的最大電壓,電感元件要有足夠的電流容量,同時(shí)在最大工作電壓下不產(chǎn)生磁飽和。

在寬帶大功率水聲發(fā)射器材中,通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)功率放大器推動(dòng)寬帶水聲換能器。而發(fā)射能夠覆蓋聲納工作頻帶的低頻大功率聲信號(hào),降低器材重量,并且改善匹配狀態(tài),從而提高器材的工作效率。

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圖:低頻寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)等效電路圖

水聲換能器的阻抗特性比揚(yáng)聲器復(fù)雜很多,所以網(wǎng)絡(luò)元器件參數(shù)要仔細(xì)選取,通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)定效果。

ATA-L系列是一款寬頻帶能輸出較大功率的單通道放大器,最大輸出1200Vrms電壓,6500VA功率,可驅(qū)動(dòng)0~100%的阻性或非阻性負(fù)載,客戶可根據(jù)測(cè)試需求靈活調(diào)節(jié)。

以上就是安泰的電子帶來(lái)的水聲功率放大器與水聲寬帶換能器如何匹配的研究?jī)?nèi)容,對(duì)于水聲功放,您還有什么其他問(wèn)題或者需求,隨時(shí)咨詢我們。

審核編輯黃宇

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