實(shí)驗(yàn)名稱:

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)用場景，通過對(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。

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。

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。

（樣品頻響曲線）

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

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》