可用于水聲通信發(fā)射系統(tǒng)的D類功放的研究.pdf

1、本論文的技術研究是以水聲通信發(fā)射系統(tǒng)為應用背景設計的基于Σ-Δ調制技術的D類功率放大器。與傳統(tǒng)的模擬功放相比，數(shù)字D類功放有著更高的工作效率，這就意味著更小的功率損失與更低的散熱量。與數(shù)字功放的傳統(tǒng)PWM調制相比，本文的信號調制技術是基于Σ-Δ調制，輸出信號有著更小的諧波干擾。以上這兩大優(yōu)勢可以讓水聲通信設備擁有更小的體積結構和更高能量的發(fā)射功率。
　　本文研究的基于Σ-Δ調制技術的D類功放主要有兩大部分：Σ-Δ信號調制部分（數(shù)字

2、部分）和后級的功率放大部分（模擬部分）。在信號調制部分，有過采樣技術和噪聲整形技術兩大關鍵要點。過采樣采用多級實現(xiàn)，其間插值濾波器的設計進行了結構優(yōu)化。噪聲整形技術是通過Σ-Δ調制器來實現(xiàn)，其實際是一個閉環(huán)的控制系統(tǒng)，調制器模型和系統(tǒng)零極點都進行了相關優(yōu)化，最終調制器輸出高速1bit數(shù)據(jù)流,輸出信噪比約為110dB。模擬部分集中體現(xiàn)為功率放大功能，經(jīng)低通濾波還原為初始信號。
　　本論文詳細介紹了基于Σ-Δ調制技術的D類功放的關鍵技

3、術及其具體實現(xiàn)過程，不但對前端的信號調制部分進行了Simulink環(huán)境下的建模仿真，而且對后端全橋結構的功率輸出級進行了硬件實現(xiàn)，其中的死區(qū)時間通過VHDL進行精確設置。從長遠來看，無論是前面的調制器部分還是后面的死區(qū)時間設計都可以通過FPGA芯片和相關的程序語言完成，體現(xiàn)了高集成度便于后期改進的優(yōu)點。結合插值濾波器、調制器噪聲傳輸函數(shù)零點位置、功率輸出級互補信號插入死區(qū)時間等方面的優(yōu)化設計，最終設計的D類功放滿足水聲通信發(fā)射系統(tǒng)的指標