CN107843890A - 声纳发射电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及声纳发射领域。本发明实施例中，声纳发射电路，包括桥式推挽放大电路，保护电路和匹配电路，桥式推挽放大电路，将激励信号送到与门，通过与门的信号经过驱动电路后去激励由四个大功率MOS管组成的桥式电路；保护电路包括，电流互感器、交直流转换电路、比较器、以及触发器；负载过流及双导由电流互感器进行检测，经过交直流转换电路后送到比较器，比较器的比较电压由电位器调节到合适的范围；所述匹配电路，由匹配电感和输出变压器组成；所述匹配电路，用于，对换能器的非线性阻抗进行补偿，在谐振点补偿为最小，离谐振点越远的地方补偿越大。本发明中的声纳发射电路稳定性、可靠性得到了较大程度的提升。

Description

声纳发射电路
技术领域
本发明涉及声纳发射领域，尤其涉及声纳发射电路中的功放电路。
背景技术
现有技术中的声纳发射电路，设计简单，并且稳定性、可靠性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新的声纳发射电路，所述声纳发射电路，包括，桥式推挽放大电路，保护电路和匹配电路，其特征在于：所述桥式推挽放大电路用于，将激励信号送到与门，通过与门的信号经过驱动电路后去激励由四个大功率MOS管组成的桥式电路；所述保护电路包括，电流互感器、交直流转换电路、比较器、以及触发器；负载过流及双导，由电流互感器进行检测，经过交直流转换电路后送到比较器，比较器的比较电压由电位器调节到合适的范围，当过流或双导时，电压超出比较电压时，比较器的输出电压触发触发器，触发器的翻转电压关闭与门，从而关闭了激励信号，起到保护作用；所述匹配电路，由匹配电感和输出变压器组成；所述匹配电路，用于，对换能器的非线性阻抗进行补偿，在谐振点补偿为最小，离谐振点越远的地方补偿越大。
优选的，所述激励信号，为双相正脉冲信号。
优选的，所述保护电路，还用于，当负载短路时，保护电路控制电路桥式推挽放大电路仍能工作，但输出电压为0；当负载开路时，保护电路禁止发射。
优选的，所述匹配电路，设置在略微偏移换能器最大响应点位置。
优选的，所述双相正脉冲信号，一相在正半周，另一相在负半周，其脉冲宽度少于1/2周期。
本发明中的新型声纳发射电路稳定性、可靠性得到了较大程度的提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明声纳发射电路示意图。
图2是驱动后的激励信号示意图。
图3是激励信号示意图。
图4是串并联转换示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为声纳发射电路示意图。声纳发射电路，包括，桥式推挽放大电路，保护电路和匹配电路，其特征在于：所述桥式推挽放大电路用于，将激励信号送到与门，通过与门的信号经过驱动电路后(驱动后的激励信号示意图如图2所示)去激励由四个大功率MOS管组成的桥式电路；所述保护电路包括，电流互感器、交直流转换电路、比较器、以及触发器；负载过流及双导，由电流互感器进行检测，经过交直流转换电路后送到比较器，比较器的比较电压由电位器调节到合适的范围，当过流或双导时，电压超出比较电压时，比较器的输出电压触发触发器，触发器的翻转电压关闭与门，从而关闭了激励信号，起到保护作用；所述匹配电路，由匹配电感和输出变压器组成；所述匹配电路，用于，对换能器的非线性阻抗进行补偿，在谐振点补偿为最小，离谐振点越远的地方补偿越大。
其中，放大电路的激励信号为双相正脉冲信号(激励信号示意图如图3所示)，一相在正半周，另一相在负半周，其脉冲宽度少于1/2周期。
图1中的保护电路，负载过流及双导，它们由电流互感器来检测，经过交直流转换电路后送到比较器，比较器的比较电压由电位器调节到合适的范围。当过流或双导时，电压超出比较电压时，比较器的输出电压触发触发器，触发器的翻转电压关闭与门，从而关闭了激励信号，起到保护作用。
当负载短路时，该电路仍能工作，但输出电压为0；当负载开路时，保护电路动作，发射禁止。
图1中的匹配电路由匹配电感和输出变压器组成。
匹配电路需考虑带宽的要求，由于换能器的阻抗是非线性的，所以在匹配电路的设计时必须对它进行补偿，也就是说在谐振点补偿为最小，离谐振点越远的地方补偿越大，这样才能使信号在带宽较大的情况下能保持信号不损失。设计在略微偏移换能器最大响应点位置，这样可以在保证电功率的前提下使得换能器带宽可以适当加宽。
匹配电感设计
计算匹配电感时，串并联转换示意图如图4所示。
由得：
因为Z'＝R'H+(-jX'C)
串并转换时Z＝Z'，则：
将代入则：
将代入可得：
电路谐振的条件为虚部为0，即XL-X′C＝0
可得：
由工作频段内换能器条阵的电导值可推算出换能器阻抗值，进而通过上面的计算过程得出匹配电感的值。
输出变压器设计
假设负载上的功率为P1，匹配效率约为85％，则次级功率约为P2，假设变压器效率为90％，那么初级功率P0约为1.3P1。
若直流高压为VCC，MOS管管压降为VCES，则：
初级等效电阻：
初级电流有效值：
变压器匝比：
次级电压有效值：
初级电压有效值：
变压器初级电感量：
通过以上的公式，可以计算出输出变压器的各级参数。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种声纳发射电路，包括，桥式推挽放大电路，保护电路和匹配电路，其特征在于：
所述桥式推挽放大电路用于，将激励信号送到与门，通过与门的信号经过驱动电路后去激励由四个大功率MOS管组成的桥式电路；
所述保护电路包括，电流互感器、交直流转换电路、比较器、以及触发器；负载过流及双导，由电流互感器进行检测，经过交直流转换电路后送到比较器，比较器的比较电压由电位器调节到合适的范围，当过流或双导时，电压超出比较电压时，比较器的输出电压触发触发器，触发器的翻转电压关闭与门，从而关闭了激励信号，起到保护作用；
所述匹配电路，由匹配电感和输出变压器组成；所述匹配电路，用于，对换能器的非线性阻抗进行补偿，在谐振点补偿为最小，离谐振点越远的地方补偿越大。
2.根据权利要求1所述的声纳发射电路，其特征在于：
所述激励信号，为双相正脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的声纳发射电路，其特征在于：
所述保护电路，还用于，当负载短路时，保护电路控制电路桥式推挽放大电路仍能工作，但输出电压为0；当负载开路时，保护电路禁止发射。
4.根据权利要求2所述的声纳发射电路，其特征在于：
所述匹配电路，设置在略微偏移换能器最大响应点位置。
5.根据权利要求2所述的声纳发射电路，其特征在于：
所述双相正脉冲信号，一相在正半周，另一相在负半周，其脉冲宽度少于1/2周期。
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