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Aigtek功率放大器在彎曲波聲學(xué)透鏡聚焦實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

來源:西安安泰電子科技有限公司   2025年04月15日 11:02  

      實(shí)驗(yàn)名稱:功率放大器在彎曲波聲學(xué)透鏡聚焦實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:測(cè)試彎曲波經(jīng)相鄰的聲學(xué)透鏡反射之后,是否可以到達(dá)聚焦位置,實(shí)現(xiàn)能量收集的目的。

  研究方向:聲子晶體中的彈性波傳播機(jī)理研究

  測(cè)試設(shè)備:信號(hào)發(fā)生器,ATA-2022B高壓放大器、縱波直探頭、PZT、示波器、計(jì)算機(jī)等

  實(shí)驗(yàn)過程:

  首先基于Minlin板理論和相位調(diào)制原理設(shè)計(jì)了兩個(gè)相鄰的透鏡,理論和數(shù)值仿真證明了彎曲波會(huì)在一定區(qū)域內(nèi)聚焦,且聚焦尺寸小于半波長(zhǎng)。為了驗(yàn)證這一設(shè)計(jì)理念,在鋁板邊界加工出聲學(xué)透鏡,在激發(fā)區(qū)域布置PZT陣列,所有PZT以并聯(lián)的方式接入電路。


功率放大器在彎曲波聲學(xué)透鏡聚焦實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用


  雖然PZT本身換能效率較高,但為了同時(shí)驅(qū)動(dòng)整組陣列,需要接入功率放大器進(jìn)行信號(hào)放大。本次實(shí)驗(yàn)選用功率放大器型號(hào)為ATA-2022B高壓放大器,輸出端將電壓放大20倍后接入PZT陣列,從而提供足夠大的電壓,同時(shí)驅(qū)動(dòng)17個(gè)壓電陶瓷片,激勵(lì)端為窄帶脈沖信號(hào),中心頻率為25kHz,可以實(shí)現(xiàn)放大。

  接收端利用縱波直探頭在檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行逐點(diǎn)采集信號(hào),將示波器連入電腦方便批量化處理。最后將所有采集信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換轉(zhuǎn)化到頻域,定性表征彎曲波聚焦的規(guī)律,并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。


功率放大器在彎曲波聲學(xué)透鏡聚焦實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用


  由兩個(gè)透鏡結(jié)合的板用于聚焦入射彎曲波的示意圖:

  (a)透鏡的示意圖;(b)底板的理論模型。

  矩形鋁板和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該矩形鋁板由兩個(gè)布置在角落的透鏡制成。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

  彎曲波聚焦現(xiàn)象非常明顯,實(shí)際聚焦位置(0.101m,0)與理論設(shè)計(jì)值(0.1m,0)非常吻合。聚焦尺寸在x和y方向上分別是1.92cm和1.40cm,相當(dāng)于0.57λ和0.42λ。Y方向上的聚焦尺寸小于半波長(zhǎng),這表明它屬于亞波長(zhǎng)聚焦。


功率放大器在彎曲波聲學(xué)透鏡聚焦實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用


  FFT后接收電壓的平方:(a)理論聚焦位置附近;(b)當(dāng)y=0時(shí)沿著x方向;(c)當(dāng)x=0.101m時(shí)沿著y方向。

  ATA-2022B高壓放大器:



  西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè),為用戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線,且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商,樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。


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