【功率放大器應(yīng)用】高頻寬帶水聲換能器研究

隨著水聲信號(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展，為了獲取更多的水下信息，提升聲吶的探測(cè)和識(shí)別效果，須使得脈沖激勵(lì)下的聲吶的余震信號(hào)盡量小，即機(jī)械品致因數(shù)值較低，這就要求設(shè)計(jì)制作高頻寬帶聲吶，高頻寬帶換能器是高頻寬帶聲吶信號(hào)產(chǎn)生和獲取的基礎(chǔ)。一方面，可以提升整個(gè)聲吶系統(tǒng)的性能。攜帶更多的信息進(jìn)行水下探測(cè)與識(shí)別；另一方面在信號(hào)傳輸上也具有顯著優(yōu)勢(shì)，如減少波形畸變、提高可靠性和保密性、提高系統(tǒng)分辨率等。

在水下通信系統(tǒng)中，水聲信號(hào)往往通過(guò)功率放大器激勵(lì)，通過(guò)換能器進(jìn)行遠(yuǎn)距離的水下傳輸，經(jīng)過(guò)接收端接收信號(hào)放大，傳遞信息。在這過(guò)程中，高頻寬帶換能器有著重要的作用。

高效率寬帶換能器實(shí)現(xiàn)的主要困難在于壓電材料之間的聲阻抗失配，從而降低了換能器在水中的透射效率。聲波由壓電材料垂直傳遞到水介質(zhì)中時(shí)，由于兩者的聲阻抗相差較大，大部分聲波在界面處被反射﹐只有小部分聲波能夠透射。通過(guò)在壓電晶片的輻射端添加匹配層，能夠?qū)崿F(xiàn)壓電材料的聲阻抗與工作介質(zhì)(例如水)之間聲阻抗的過(guò)渡﹐有利于聲能的傳播。匹配層換能器在水中工作的物理結(jié)構(gòu)模型如圖所示。

高效率寬帶換能器的實(shí)現(xiàn)，使得水聲信號(hào)的處理速度得到快速的發(fā)展，當(dāng)然，這也不是決定水聲信號(hào)傳播速度的因素。聲吶系統(tǒng)中各個(gè)部件功能的不斷升級(jí)，都給水聲信號(hào)傳播速度帶來(lái)了一定的影響。ATA系列水聲功率放大器，近年來(lái)被廣泛的應(yīng)用在水聲信號(hào)傳播研究及實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，得到了積極的評(píng)價(jià)。ATA-L系列水聲功率放大器具有寬頻帶，大功率等特點(diǎn)，最大輸出1020Vrms電壓，1000VA功率，可驅(qū)動(dòng)0~100%的阻性或非阻性負(fù)載。

ATA-L參數(shù)指標(biāo)：

輸出阻抗匹配調(diào)節(jié)檔位：