水聲功率放大器與水聲寬帶換能器如何匹配的研究

　　低頻寬帶的水聲發射聲源是現代水聲發展的方向中的一個難點問題。如果想讓水聲信號能夠保持高保真、寬帶、大功率發射，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，我們一起來看看。

　　水聲功率放大器和寬帶水聲換能器在寬頻帶內很難實現良好的匹配。這是因為功率放大器的功率是確定的，當確定輸出電壓以后，也就確定了輸出阻抗。當負載阻抗和輸出阻抗不同的時候，都會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法工作。

　　想要提高發聲系統的匹配效率，就要讓換能器當作負載通過匹配網絡以后對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絡，能夠改善負載阻抗的特性，利用網絡的傳輸特性，可以對換能器發射電壓峰值點和谷點進行適當補償，從而改善電壓響應特性。

圖：匹配網絡的電原理圖

　　功率放大器和換能器之間的匹配網絡一般由R、L、C和寬帶變壓器組成。上面是一種匹配網絡，它的目的是對寬帶換能器的低頻端和高頻端進行阻抗匹配和電壓補償。Cs、Lp在低頻端補償換能器，它們數值大；用Ls和換能器自身的Cz對高頻端補償，Ls的值很小；電阻R和換能器并聯從而減小負載電阻的變化范圍。

　　Ls和Cz的值很小，作用可以忽略，換能器和R并聯后其電阻值在低頻端的范圍內可以看作定值。網絡低頻端簡化后的電路圖見下圖。

圖：匹配網絡低頻端等效電路圖

　　匹配網絡工作在大功率的時候，元器件需要滿足功率要求，電容要用無極性電容，耐壓大于網絡可能的最大電壓，電感元件要有足夠的電流容量，同時在最大工作電壓下不產生磁飽和。

　　在寬帶大功率水聲發射器材中，通過匹配網絡能夠實現功率放大器推動寬帶水聲換能器。而發射能夠覆蓋聲納工作頻帶的低頻大功率聲信號，降低器材重量，并且改善匹配狀態，從而提高器材的工作效率。

圖：低頻寬帶匹配網絡等效電路圖

　　水聲換能器的阻抗特性比揚聲器復雜很多，所以網絡元器件參數要仔細選取，通過實驗調整，從而實現預定效果。

圖：ATA-L系列水聲功率放大器

　　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，可驅動0~100%的阻性或非阻性負載，客戶可根據測試需求靈活調節。

　　以上就是安泰的電子帶來的水聲功率放大器與水聲寬帶換能器如何匹配的研究內容，對于水聲功放，您還有什么其他問題或者需求，隨時咨詢我們。