基于Push-Pull调制的分布反馈激光器带宽研究

为提高分布式反馈(DFB)激光器小信号曲线的通带平坦度和3dB带宽,利用一维行波模型,研究了一阶和二阶光栅结构下基于push-pull调制原理的DFB激光器,分析了器件参数(如光栅耦合系数、腔长、电极比例等)与激光器频率响应的关系。其中,仿真模型所用的参数是与实际器件的光电特性对照后提取出来的参数。仿真结果表明:对于一阶光栅结构的DFB激光器,在合适的光栅耦合系数、腔长和电极比例下,push-pull调制的带宽比单电极直接调制的带宽大12GHz;对于二阶光栅结构的DFB激光器,在合适的参数下,push-pull调制的带宽比单电极直接调制的带宽大40GHz;并且,一阶和二阶光栅结构的push-pull调制激光器的通带平坦度都优于普通的直接调制激光器。同时,实验结果也表明,即使对于普通的有源区设计,采用push-pull调制技术后,其带宽也会大幅提升。

一种超声手术刀推挽激励换能器的研究

设计了一种超声手术刀用的新型推挽激励换能器。它是在夹心式单晶堆压电超声换能器的经典构造基础上,把原先激励一组压电陶瓷晶片堆的方式,改为同时施加反相激励的前后两组晶堆。利用有限元方法,对该推挽激励换能器进行模态分析和频率响应分析。在相同大小的电压激励下,相对单晶堆换能器,推挽激励换能器可以获得更高的工作带宽和机电耦合系数,提高了换能器的电声转换效率。按照仿真结果加工推挽激励换能器,实现良好的动力学和电学特性,满足设计要求。

小型水声功率放大设计及换能器匹配技术研究

针对200 k Hz的小型水下超声压电换能器线阵的超声发射功率要求,通过对常用水声功率放大电路的分析,设计了一种基于D类功放原理的互补推挽式功率放大电路;并根据换能器和功放的阻抗特性,选择串联调谐进行了阻抗匹配设计。仿真分析表明,设计的功率放大电路输出功率最大值为17.47 W,实际测试超声发射信号较强、稳定性好、干扰小。该功率放大电路满足设计要求,有较高的应用价值。

随钻声波测井的正弦脉冲激励方法和实验研究

多极子随钻声波测井受钻铤直达波干扰影响严重,将声源激励频率控制在隔声体阻带内是获得高信噪比数据的重要方法。传统单脉冲激励源因其谐振点工作和宽频特性难以满足要求。针对这一问题,设计了基于推挽式功率放大结构的门控正弦波脉冲激励电路,包括发射主控制器、信号发生、半波整流、功率放大、脉冲变压器及高压储能等电路单元。通过实验研究,激励同一换能器的声源频率、相位和带宽均可控,实现了多极子模式的发射,并给出了声源周期数量设计的参考依据。

一类用于清洗的新型超声波振子

介绍了一类新型超声波振子———管形振子及推拉换能器,比较了二者的结构,分析了这类振子的工作原理,并对其辐射声场进行了计算。结果表明这类新型超声波振子结构简单,辐射效率高,辐射声场均匀,安装方便,可用于超声清洗等大规模液体处理领域,特别适用于管罐类物件的清洗。

低频超声波功率电源的设计

介绍了低频超声波功率电源的设计,主要包括信号源的研制、信号功率的放大和频率跟踪等几个方面。分析了以超音频电能稳定输出为前提,应用逆变技术,结合单片机编程驱动和专用芯片驱动,设计性能稳定的低频超声波电源,使其在低频段有较宽的频率调节范围,且具有较高的频率精度。选择合理的功放电路,使输出功率可调,并根据负载的变化,可自动锁定工作频率,使超音频电能恒功率稳频输出。通过测试表明,系统工作基本满足要求。