２ 系 统 匹配 设 计
为使换能器变为纯阻或接近纯阻性，且提 高工 作效率。采用换 能器输 入端 串联电感的方 法，使换 能器和 电感 组成 的系统在换能器的串 联谐振频率上谐振，对外呈现纯阻性。而后调 节激励 信号源 的电压化整个系统的频率响应 的目
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
水下大功率喊话器的设计
文／ 金嘉 荣 刘 锦 剑
２ ０ ０ ０ 音频功率放大器负责将 信号进 行电压放大 态 。 内部安装走线架。 换能器插头采用 ４ 芯航插。
随 着 港 口 及 港 湾 等 重 要 基 地 的发展 ， 以及 水下蛙 人 装备 的
音 频 功率 放大 器采 用美 国 皇冠 Ｘ Ｔ Ｉ － ２ ０ ０ ０ 型音 频 功 放 。 其输 出 功 率 范 围 在 １ ２ ２ ５ ｗ ￣ ２ ０ ０ ０ ｗ
［ ２ 】 孙 爱 晶 ，刘毓 ， 马贺洲 ． 基于Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的 声卡数 据 采集及 滤 波处理设 计 ［ Ｊ ］ ．天
寸的通用机 柜设计很好的满足了功放通用安装 的需求，维修 及船上安装均较为方便。整个系 统在 低 成 本 的 设 计 理 念 下 达 到 了 优 良的 性 能 要
求。
匹配网络及换能器 四大部分组成 。该系统与水
声信号发射机功能相近 。
１ ． １ 方 案设 计
抗 。绕制换能器 的匹配变压器采用 Ｅ Ｅ ７ ０磁芯， 以直 径 １ ． ５ ｍｍ 的漆包 线 绕 制，缠 绕 ３圈 Ｐ Ｖ Ｃ 绝缘胶带作为初 、次级绝缘层 ，最外 圈缠绕 ３ 圈保护层，最后浸漆烘干。匹配 电感采用 Ｅ Ｅ ６ ５ 磁芯 ，以直径 １ ． ２ ｕｒ ｔ ｎ的多股塑胶线 ｚ型绕制， 最外 圈缠绕 ３圈 Ｐ ＶＣ保护层，最后浸漆烘干。 匹配电路连 续工作 ８小时温升正常 ，表明
的。
【 关键词 】水下 蛙人 安防系 统 喊话器 噪声干扰
采用 Ｌ ａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ 软件进 行设计，设计带宽信 号在 １ Ｋ Ｈ ｚ － ５ ＫＨ ｚ均衡 可调，此 范围基本 属于 中高音频率范 围。若不进行均衡 ，信号很 容易
失真。 设 计 软 件 包 括 播 放 器 软 件 以及 录 音 软 件 ， 界 面 集 成噪 声 、 均衡 、喊 话 等 功能 。
当蛙人探测系统侦察到蛙人入侵时，对声 驱赶系 统发送远程 警报消息。岸上 安防工作人
３制 作工 艺要 求
３ ． １匹配变压 器及 电感制作 工艺 输 出变压 器是 阻抗 匹配 、传 输 功率 的重 要部件，它的设计与绕制工艺对系统的工作安 全是十分重要 的。它不仅会 以漏感 、励磁 电流 等方式影响 电路的工作，其漏感还是形成输 出 电压尖峰 的主要原 因。为此在设 计时，应选取
５ 结 论
通 过 本 系 统 的研 制 ， 实 现 了 水 声 设 备 的 通 用 化 ，小 型 化 。通 过 合 理 设 计 匹 配 电 路 ， 在 设
计周 期短的情况下，可 以采用适合的音频功放 代替， 采用音频功放 ， 可无需设计信号发射机 ， 直接采 用笔记本电脑代替，通过声音文件发 出
员通过 该系统向蛙人发出驱赶语音，此语音音
频信 号、声 强在蛙 人通讯装备接收频率及强度 范围 内，使 蛙人入 侵者听到清晰的驱赶语音 。 同时系统发出连续报警信号，告知岸上安防人 员在 充足的时间 内做 出防御措施。如果蛙人无 视驱赶语音信号继续入侵 ，当入侵者在靠近 区 域有效距离范 围内，岸上安防工作人员发 出连
Ｅ ｌ 益 更 新 ， 对 港 口及 水 下 的 安 防 系 统 提 出 了 更 高 的 要 求 。 本 文 针 对 水 下 安 防 系 统 的 重 要 组 成 部 分 一 一 大 功 率 喊 话 器 系统 进 行 了
和 电流放大 ，输 出为功率信号 ，匹配 网络对 小 板材外层涂镀防火材 料。 输 出阻抗 的音频功放 与大输入容性 负载进 行匹 ４ 系统 软 件 设 计 配，通过调节负载 阻抗 的相角使 负载输 出额定 功率 。换能器将 电信号转化为声信 号并辐 射出
１ 系 统 组 成 及 原理
本 系 统 主 要 由 信 号源 、 音频 功 率 放 大 器 、
Ｂ Ｂ ｓ／３为宜，且变压器初级 阻抗应 满足下 式 关 系 ：ｏ Ｌ ｌ １ ５ Ｒ Ｌ ，其 中 Ｒ Ｌ 为 次级负载所
算 到 初 级边 的 等 效 电阻 值 ，ｏ Ｌ１ 为 初 级 电感 感
设计 是 成 功 的 。
参考 文献
［ １ ］陈捃 ，黄用 勤 ，王永涛 ．基于虚拟仪 器 的 实时数据 采 集 系统 的设 计 【 Ｊ ］ ．武汉 ：武 汉理工 大学学报 ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ９ （ ６ ） ： ｈ ２ ２ － ｉ ２ ４ ．
考虑到成本及设计周期，信号源采 用手提 电脑，通过 ｌ ａ ｂ ｖ ｉ ｅ ｗ软件设计报警信号 ，噪声信 号 ，并形成美观 的界面 ，方便安 防工作 人员进 行简易操作 。
去。
由于换 能器 的发射 电压响应在不同频率的
不一致性，导致发射信号的质量受到影响 ，为
了补偿功放、换能器对信号 的影响 ，对带宽信 号进行软件均衡设计 ，从而可 以依据换能器的
发射 电压 响 应 曲线来 确 定 频 率 点上 的 取 样幅 度 ，
理 论研 究 、 系统 研 制。该 系统主 要 包括 水 下放 音、报 警功 能及 噪 声干 扰 功 能 。
到 音 频 功 放 和 换 能 器 优 良 的带 宽 匹配 效 果 。 １ ９
具有高磁通密度 、高导磁 率、高电阻率、和低
续高强度噪声破坏其蛙人通讯甚至对入侵者进 矫顽力 的高饱和材料 作铁 芯。一般在 防止 高频 信号，同时通 过软件设计 良好的均衡器，可达 变压器 的瞬态饱和 时，一般选取工作磁通 密度 行 声杀 伤 。