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高壓放大器在壓電薄膜超聲換能器實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

Aigtek安泰電子 ? 2022-07-29 10:18 ? 次閱讀
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實(shí)驗(yàn)名稱(chēng):

高壓放大器在玻璃基壓電薄膜超聲換能器實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)特性測(cè)試中的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

基于壓電薄膜超聲換能器基本原理,根據(jù)聲頻定向基本理論和具體應(yīng)用場(chǎng)景,通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)壓電換能器結(jié)構(gòu),提出了適用于本課題應(yīng)用需求的多層圓形壓電薄膜結(jié)構(gòu)為陣元結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行聲學(xué)特性的理論分析。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備:

ATA-4011高壓放大器,超聲載波發(fā)生器,超聲換能器,音源等。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

測(cè)試系統(tǒng)由兩部分組成,一部分是本課題研究的玻璃基壓電薄膜換能器為核心的聲頻定向揚(yáng)聲器系統(tǒng),另一部分是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。揚(yáng)聲器系統(tǒng)主要由信號(hào)源、高壓放大器、示波器和壓電薄膜超聲換能器組成;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由超聲傳聲器、可聽(tīng)聲傳聲器和信號(hào)動(dòng)態(tài)分析儀組成。玻璃基壓電薄膜超聲換能器的樣品實(shí)物如圖所示。

afce5886-0e91-11ed-9ade-dac502259ad0.png

實(shí)驗(yàn)樣品實(shí)物圖

樣品測(cè)試系統(tǒng)聲頻定向原理進(jìn)行搭建,聲頻定向系統(tǒng)工作過(guò)程為:音源所發(fā)出的音頻信號(hào)進(jìn)入調(diào)制器,將音頻信號(hào)調(diào)制到由超聲波發(fā)生器產(chǎn)出的超聲載波信號(hào)中。

afe3e836-0e91-11ed-9ade-dac502259ad0.png聲頻定向系統(tǒng)

再將已調(diào)制的調(diào)制超聲信號(hào)傳輸至超聲放大器放大,最后放大信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào),傳輸至工作頻率為超聲頻段的超聲換能器,換能器所發(fā)出的超聲在空氣中自解調(diào)為可聽(tīng)聲。聲頻定向系統(tǒng)主要包括三個(gè)核心部件:調(diào)制器、高壓放大器和換能器,組成如圖所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

相較于仿真結(jié)果,諧振點(diǎn)頻率大2kHz,聲壓級(jí)小3dB,仿真環(huán)境屬于完全理想條件,實(shí)際測(cè)試環(huán)境雖然已盡量避免環(huán)境噪聲,但不能達(dá)到仿真的完全理想環(huán)境,仿真與測(cè)試的結(jié)果差異屬于可接受誤差范圍。

afecae26-0e91-11ed-9ade-dac502259ad0.png

樣品頻響曲線(xiàn)

實(shí)驗(yàn)中用到的ATA-4011高壓放大器參數(shù)指標(biāo):

b0133cbc-0e91-11ed-9ade-dac502259ad0.png

本實(shí)驗(yàn)參考至知網(wǎng)論文《玻璃基壓電薄膜超聲換能器實(shí)驗(yàn)研究》

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