高压放大器在压电薄膜超声换能器实验中的应用

 

实验名称:

高压放大器在玻璃基压电薄膜超声换能器实验频率响应特性测试中的应用。

实验目的:

基于压电薄膜超声换能器基本原理，根据声频定向基本理论和具体应用场景，通过对比传统压电换能器结构，提出了适用于本课题应用需求的多层圆形压电薄膜结构为阵元结构并对其进行声学特性的理论分析。

实验设备:

ATA-4011高压放大器，超声载波发生器，超声换能器，音源等。

实验过程:

测试系统由两部分组成，一部分是本课题研究的玻璃基压电薄膜换能器为核心的声频定向扬声器系统，另一部分是数据采集系统。扬声器系统主要由信号源、高压放大器、示波器和压电薄膜超声换能器组成;数据采集系统由超声传声器、可听声传声器和信号动态分析仪组成。玻璃基压电薄膜超声换能器的样品实物如图所示。

实验样品实物图

样品测试系统声频定向原理进行搭建，声频定向系统工作过程为:音源所发出的音频信号进入调制器，将音频信号调制到由超声波发生器产出的超声载波信号中。

声频定向系统

再将已调制的调制超声信号传输至超声放大器放大，最后放大信号作为驱动信号，传输至工作频率为超声频段的超声换能器，换能器所发出的超声在空气中自解调为可听声。声频定向系统主要包括三个核心部件:调制器、高压放大器和换能器，组成如图所示。

实验结果:

相较于仿真结果，谐振点频率大2kHz，声压级小3dB，仿真环境属于完全理想条件，实际测试环境虽然已尽量避免环境噪声，但不能达到仿真的完全理想环境，仿真与测试的结果差异属于可接受误差范围。

（样品频响曲线）

 

实验中用到的ATA-4011高压放大器参数指标：

本实验参考至知网论文《玻璃基压电薄膜超声换能器实验研究》