杭 亮

（中船重工集团公司第七一五研究所，浙江 杭州 310012）

0 引 言

相控阵多普勒测流仪是以相控阵原理为基础，利用声波在水中的多普勒效应而制成的一种高性能测量流速和流向的仪器，该产品主要应用于港口海流监测以及内河流水纹监测。目前，国外市场上已有类似测流设备，在国内市场上利用相控阵技术的情况还很罕见[1]。

为了发挥测流仪相控阵的优势，发射机必须有较高的声源级和可靠的稳定性，发射机性能的好坏直接影响到相控阵的作用距离和工作频带等性能，从而也关系到测流仪的整体工作状态[2]。

本研究提出一种采用D类功率放大、输出功率可调的水声信号发射机，该发射机具有效率高、体积小及抗干扰能力强等特点。

1 发射机的原理和组成

发射机主要由信号产生模块，功率放大器、保护自检电路、匹配滤波模块及换能器组成，原理框图如图1所示。

信号处理板输出脉冲信号，经驱动电路输出功率放大器控制信号，经功率放大和匹配电路后，驱动相控阵换能器工作，将电信号转化声信号，发射到水中[3]。

图1 发射机原理框图

发射机的主要设计指标为输出电功率不小于100 W，两路输出信号相位差180°，误差≤1.5°，幅度不一致性≤1 dB。

1.1 驱动电路

驱动电路主要功能是：利用门电路形成两路控制信号，经驱动芯片IR4427驱动放大信号以控制功率放大电路中IGBT开通断状态[4]。

驱动电路框图如图2所示。

图2 驱动电路框图

为了防止功率放大器中功率管同时开通，引起短路烧坏，本研究采用RC延时，将两路信号间隔开，间隔时间为200 ns左右。……