Разработка и исследование усилителя мощности гидроакустического комплекса для экологичеcкого мониторинга водной среды

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕКОГО МОНИТОРИНГА ВОДНОЙ СРЕДЫ

И. А. Кириченко

Particularities of electrical principle scheme of hydroacoustic complex power amplifier for ecological monitoring of water ecosystems and practical realization of co-ordinate device w'ith the load curcuit are considered.

В основу структурной и электрической принципиальной схем усилителя мощности (УМ) положены рассмотренные в [1, 2] двухтактные и полумос-товые схемы УМ. Лабораторные исследования макета УМ показали, что для повышения надежности необходимо учесть ряд специфических вопросов, связанных как со схемотехническими решениями УМ, так и с особенностями его работы.

Рассмотрение переходных процессов коммутации показало, что на этапе переключения транзисторы УМ оказываются открытыми и через них проходят «сквозные» токи. Такой режим является опасным для двухтактных схем. Устранить «сквозные» токи можно только задержкой включения одного транзистора по отношению к другому. Для этого в цепи управления УМ вводится принудительная пауза, длительность которой больше времени рассасывания основных носителей заряда в транзисторах. Практически такая задержка реализована в формирователе путем включения двух О-триггеров и логических элементов «не» и «2и-не», позволяющих получить непрерывную последовательность «укороченных» импульсов. Такое решение вызвало необходимость повышения частоты задающего генератора в два раза по отношению к рабочей частоте УМ.

Другой особенностью структуры УМ является защита от перегрузки по току и короткого замыкания. Защита позволяет исключить превышение тока коллектора мощных транзисторов оконечного каскада УМ сверх допустимого значения как в установившемся, так и в переходном режимах УМ. В этой схеме импульсы напряжения с датчика тока, которым является резистор в цепи эмипера транзистора, через резистивный делитель напряжения поступают в базу транзистора, который в исходном состоянии закрыт. Параллельно выходному плечу делителя подключен конденсатор, который устраняет колебательный процесс на вершине импульсов, поступающих с датчика тока. Делителем устанавливается заданное значение амплитуды импульсов напряжения, пропорциональных амплитуде импульсов коллекторного тока транзисторов УМ. Если амплитуда импульсов коллекторного тока транзисторов УМ начинает превышать заданное значение, то транзистор схемы защиты открывается и импульсы коллекторного тока поступают на вход ждущего мульти-

Всероссийская научная конференция с международным участие.»

вибратора, реализованного на D-триггере. Мультивибратор вырабатывает импульс длительностью 2 сек., который отключает выход формирователя.

Для защиты УМ от режима холостого хода, который связан с обрывом нагрузки, первичная обмотка согласующего трансформатора зашунтирована резистором, сопротивление которого много больше сопротивления первичной обмотки.

Напряжение питания УМ подается не через среднюю точку согласующего трансформатора, а через среднюю точку симметричного дросселя, включенного параллельно первичной обмотке трансформатора. Это приводит к устранению эффекта насыщения сердечника трансформатора. Индуктивность дросселя питания должна быть не менее, чем на один порядок больше индуктивности первичной обмотки трансформатора.

Зависимость электрической мощности, отдаваемой УМ в активную нагрузку для различных значений напряжения питания в диапазоне изменения нагрузки 10-50 Ом показала, что выходной трансформатор обеспечивает оптимальное согласование оконечного каскада УМ с нагрузкой 20 Ом. Была исследована зависимость выходной мощности УМ от величины нагрузки и частоты сигнала для двух различных типов выходных трансформаторов - на тороидальном и трубчатом сердечниках [2]. Выходной трансформатор в обоих случаях обеспечивал оптимальное согласование с нагрузкой 20 Ом с центральной частотой 190 кГц в диапазоне symbol 177 \f "Times New Roman" \s 12±30 кГц относительно центральной частоты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Титце У, Шенк К. Полупроводниковая схемотехника.: Пер. с нем./ Под ред. А. Г. Алексеенко. М.: Мир, 1982.

2. Хоровиц II, Хиля У. Искусство схемотехники: В 2-х т. Т. 1./ Пер. с англ./ Под ред. М. В. Гальперина М.: Мир, 1983.

ПОРТАТИВНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОЁМОВ

М.Н. Чернов

In this article there is considered the portable apparatus for a research of water areas’ physical parameters worked out by me. This measuring complex involves in temperature, saltiness, pressure and sound speed measurers. There is considered the possibility of composition of water area’s ecological condition thorough picture on the base of enumerated parameters’ measuring.

Возможность экологических исследований напрямую зависит от имеющихся сведений о состоянии изучаемого объекта. Для исследования па*

103

Всероссийская научная конференция с международным участием