本文關(guān)鍵詞：基于PWM和數(shù)字功放的水聲發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水聲發(fā)射機(jī)在海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋工程裝備中有著廣泛的應(yīng)用。其信號(hào)調(diào)制方式和功率放大器的選擇對(duì)水聲發(fā)射機(jī)的效率、體積和重量有很大影響,進(jìn)而影響到水下定位、導(dǎo)航和探測(cè)等系統(tǒng)的定位精度以及作用距離等指標(biāo)。因此,國(guó)內(nèi)外近年來(lái)一直都在爭(zhēng)相研制性能優(yōu)越的數(shù)字功放式水聲發(fā)射機(jī)。PWM技術(shù)是一種脈沖調(diào)制方式,能夠利用數(shù)字信號(hào)控制模擬電路,在測(cè)量和通信等許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。目前水聲發(fā)射機(jī)的功放類(lèi)型具有從AB類(lèi)功放向數(shù)字功放轉(zhuǎn)變的趨勢(shì),因此本論文設(shè)計(jì)了一種基于PWM技術(shù)和數(shù)字功放的水聲發(fā)射機(jī)。本文描述了論文背景和應(yīng)用價(jià)值;闡述了水聲發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)、組成和主要技術(shù)指標(biāo);簡(jiǎn)介了數(shù)字功率放大器的結(jié)構(gòu)原理及其主要運(yùn)用;主要論述了PWM的基本原理和實(shí)用有效的信號(hào)產(chǎn)生方法,以及基于PWM技術(shù)和數(shù)字功放的水聲發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)原理和硬件電路設(shè)計(jì);本文也對(duì)該水聲發(fā)射機(jī)的單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件軟件設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)要介紹,以便構(gòu)成完整的水聲發(fā)射機(jī)設(shè)備。數(shù)字功率放大器是水聲發(fā)射機(jī)的核心技術(shù),也是研究的難點(diǎn),按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為半橋和全橋兩種。目前大多數(shù)數(shù)字功率放大器都用在中小功率的數(shù)碼產(chǎn)品中,真正能直接應(yīng)用于水聲中大功率發(fā)射的很少。要選擇體積小、效率高和總諧波失真低的數(shù)字功率放大器。因此,在本論文中,數(shù)字功率放大器電路設(shè)計(jì)采用了先進(jìn)的TI公司集成數(shù)字功率放大器芯片進(jìn)行設(shè)計(jì),具有靈活性好、適應(yīng)性強(qiáng)、集成度高、可靠性高和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);采用單片機(jī)和CPLD聯(lián)合電路作為信號(hào)調(diào)制處理平臺(tái)具有處理能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、通用性好等特點(diǎn),使系統(tǒng)處理性能大大提高。一般情況下,水聲工程中常用的發(fā)射換能器其阻抗呈阻容性,根據(jù)換能器匹配設(shè)計(jì)原理,要用變壓器實(shí)現(xiàn)阻抗匹配,用電感匹配容抗換能器實(shí)現(xiàn)調(diào)諧匹配。在輸出功率一定的情況下,使用串聯(lián)匹配形式有助于減小變壓器的體積和重量。因此在論文中對(duì)設(shè)計(jì)的水聲發(fā)射機(jī)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試過(guò)程作了介紹,最后在實(shí)驗(yàn)室的消聲水池中測(cè)試了發(fā)射機(jī)的聲源級(jí),可達(dá)到187.99dB,滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求。通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：PWM 數(shù)字功放 水聲發(fā)射機(jī)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB565.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 研究工作的背景與意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第二章 水聲發(fā)射機(jī)概述13-18
• 2.1 水聲發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)13
• 2.2 水聲發(fā)射機(jī)的組成13-14
• 2.3 水聲發(fā)射機(jī)被用于測(cè)距的原理14-15
• 2.4 水聲發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)15-16
• 2.5 水聲發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)16-17
• 2.6 本章小結(jié)17-18
• 第三章 水聲功率放大器的原理和應(yīng)用18-24
• 3.1 水聲功率放大器的特點(diǎn)18
• 3.2 水聲發(fā)射機(jī)常用的功率放大器類(lèi)型18-19
• 3.3 數(shù)字功率放大器的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)19-20
• 3.4 半橋和全橋的原理和應(yīng)用20-23
• 3.5 本章小結(jié)23-24
• 第四章 水聲發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)24-64
• 4.1 水聲發(fā)射機(jī)系統(tǒng)原理24-25
• 4.2 PWM的原理和應(yīng)用25-27
• 4.3 PWM信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)27-31
• 4.4 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)31-33
• 4.4.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境31-32
• 4.4.2 PWM實(shí)現(xiàn)32-33
• 4.5 CPLD控制電路設(shè)計(jì)33-38
• 4.6 PWM控制設(shè)計(jì)38-41
• 4.7 數(shù)字功率放大器設(shè)計(jì)41-46
• 4.8 匹配原理和變壓器設(shè)計(jì)原理和應(yīng)用46-52
• 4.8.1 換能器匹配設(shè)計(jì)46
• 4.8.2 窄帶匹配46-48
• 4.8.3 寬帶匹配48
• 4.8.4 變壓器和匹配電感設(shè)計(jì)48-52
• 4.9 電源選擇52-58
• 4.10 可靠性和電磁兼容性設(shè)計(jì)58-59
• 4.10.1 可靠性設(shè)計(jì)58-59
• 4.10.2 電磁兼容型設(shè)計(jì)59
• 4.11 調(diào)試過(guò)程和測(cè)試結(jié)果59-63
• 4.12 本章小結(jié)63-64
• 第五章 全文總結(jié)與展望64-66
• 5.1 全文總結(jié)64-65
• 5.2 后續(xù)工作展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 附錄69-71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 劉洋;水聲主被動(dòng)定位系統(tǒng)聲模擬器設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

2 馮燁e，

本文編號(hào)：469317