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文檔簡介
1、本論文的技術(shù)研究是以水聲通信發(fā)射系統(tǒng)為應用背景設(shè)計的基于Σ-Δ調(diào)制技術(shù)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(diào)制相比,本文的信號調(diào)制技術(shù)是基于Σ-Δ調(diào)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(shè)備擁有更小的體積結(jié)構(gòu)和更高能量的發(fā)射功率。
本文研究的基于Σ-Δ調(diào)制技術(shù)的D類功放主要有兩大部分:Σ-Δ信號調(diào)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(diào)制部分,有過采樣技術(shù)和噪聲整形技術(shù)兩大關(guān)鍵要點。過采樣采用多級實現(xiàn),其間插值濾波器的設(shè)計進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。噪聲整形技術(shù)是通過Σ-Δ調(diào)制器來實現(xiàn),其實際是一個閉環(huán)的控制系統(tǒng),調(diào)制器模型和系統(tǒng)零極點都進行了相關(guān)優(yōu)化,最終調(diào)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(diào)制技術(shù)的D類功放的關(guān)鍵技
3、術(shù)及其具體實現(xiàn)過程,不但對前端的信號調(diào)制部分進行了Simulink環(huán)境下的建模仿真,而且對后端全橋結(jié)構(gòu)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(shè)置。從長遠來看,無論是前面的調(diào)制器部分還是后面的死區(qū)時間設(shè)計都可以通過FPGA芯片和相關(guān)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(jié)合插值濾波器、調(diào)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(shè)計,最終設(shè)計的D類功放滿足水聲通信發(fā)射系統(tǒng)的指標
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