聲波定向驅散系統(tǒng)換能器分析及驅動電路設計與實現(xiàn).pdf

1、聲波定向驅散系統(tǒng)采用一種可以產(chǎn)生大功率高指向性聲波的新技術，可以對陸地特定人群進行通信、示警和驅散，對海上目標進行通信、示警、安全距離界定與威懾；同時可以應用于機場驅鳥、航空母艦驅鳥及港口安全等場合。
　　本文的研究對象是應用于大功率驅散設備的聲波定向系統(tǒng)，旨在分析其關鍵組成部分——壓電換能器的電學特性和組陣原理，利用較小功率換能器通過換能器組陣實現(xiàn)大功率聲波輸出。根據(jù)對換能器等效電路中元件的電學參數(shù)的分析結果，設計并制作一款較大

2、功率、較高效率、低失真的驅動電路。
　　聲波定向驅散技術產(chǎn)生的大功率指向性聲波是通過換能器組陣技術實現(xiàn)的。由于單個換能器指向性有限，通過組陣可以有效抑制聲波旁瓣，使聲波的指向性變得更好。同時由于單個換能器聲壓級相對較小，難以達到攻擊指標，可以選擇單個聲壓級較小的換能器組成陣列，加大系統(tǒng)輸出功率達到設計攻擊聲壓級。另外由于壓電換能器表現(xiàn)為容性負載，在高頻交流輸出時，容性負載自身所表現(xiàn)的阻抗極小甚至近似短路，這種情況有可能導致器件熱擊

3、穿或燒毀。因此基于對換能器陣列電學模型的研究，在功率放大器與換能器負載之間設計一級匹配網(wǎng)絡，使得功放電路后級呈現(xiàn)阻性或感性。此時換能器工作于諧振狀態(tài)，能夠實現(xiàn)較大的電聲轉換效率。然后設計D類功率放大器作為換能器驅動電路，晶體管工作在開關狀態(tài)，其理論效率高達90％以上。選用合適的驅動芯片，搭建其外圍電路，配合以晶體管構成的H橋結構組成功率放大單元。為了簡化設計過程，在Multisim10.0中進行電路仿真，利用Altium Designe