實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：功率放大器ATA-4051在單信號(hào)激勵(lì)的彎彎復(fù)合超聲電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

研究方向：超聲電機(jī)

測(cè)試目的：驗(yàn)證基于8字形振動(dòng)軌跡的超聲電機(jī)的工作原理的可行性

測(cè)試設(shè)備：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，ATA-4051功率放大器，激光位移傳感器，激光轉(zhuǎn)速計(jì)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用單路特殊激勵(lì)信號(hào)（由頻率比為1:2兩個(gè)正弦波形疊加而成）驅(qū)動(dòng)彎彎復(fù)合超聲電機(jī)，測(cè)試其驅(qū)動(dòng)足的運(yùn)動(dòng)軌跡和樣機(jī)基本輸出特性

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

（1）測(cè)試驅(qū)動(dòng)足軌跡。用兩個(gè)激光位移傳感器分別對(duì)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)足的上表面和右表面，用函數(shù)信號(hào)放大器產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大器（ATA4051）放大后施加到超聲電機(jī)上，打開(kāi)傳感器采集功能，完成振動(dòng)軌跡采集。改變激勵(lì)信號(hào)中兩種信號(hào)的相位差，從0~360度范圍內(nèi)，每15度測(cè)試一次，共測(cè)24次。

實(shí)驗(yàn)裝置

（2）測(cè)試輸出特性。驅(qū)動(dòng)足處放置一個(gè)小滑輪，側(cè)面貼放光紙，撥動(dòng)滑輪每轉(zhuǎn)一周，觀察轉(zhuǎn)速計(jì)計(jì)數(shù)是否正常。之后用信號(hào)發(fā)生器和功放產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)并施加到超聲電機(jī)上，測(cè)試電機(jī)在不同波形（兩種頻率成分正弦的相位差）下的輸出速度。

測(cè)試結(jié)果:

1. 驅(qū)動(dòng)足處在波形相位差為165度和-15度時(shí)都可以獲得8字型軌跡，軌跡的運(yùn)動(dòng)方向相反；

2. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機(jī)，的正反向輸出特性差異小于4%，推動(dòng)直徑為22mm轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)時(shí)ZD輸出速度為1373rpm；

3. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機(jī)只需單向激勵(lì)信號(hào)就能實(shí)現(xiàn)雙向輸出運(yùn)動(dòng)，壓電元件無(wú)閑置，摩擦耦合效率高，在航空航天等高可靠性應(yīng)用領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

軌跡運(yùn)動(dòng)測(cè)試結(jié)果

機(jī)械輸出特性測(cè)試結(jié)果

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰整理發(fā)布，安泰功率放大器廣泛應(yīng)用于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、超聲波測(cè)試、聲吶系統(tǒng)應(yīng)用和MEMS測(cè)試等，可提供免費(fèi)樣機(jī)SY服務(wù)，如果想了解功率放大器更多應(yīng)用，歡迎訪問(wèn)安泰測(cè)試網(wǎng)。

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng): 功率放大器基于超磁致伸縮換能器的CFRP板孔裂紋缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

研究方向：無(wú)損檢測(cè)

測(cè)試目的：驗(yàn)證磁致伸縮換能器在CFRP板孔缺陷識(shí)別的有效性

測(cè)試設(shè)備: ATA-2021H功率放大器，信號(hào)源，示波器，換能器等

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:對(duì)換能器施加掃頻信號(hào)確定換能器的Z佳工作頻段，對(duì)換能器施加激勵(lì)信號(hào)，利用超聲導(dǎo)波檢測(cè)CFRP孔缺陷，并進(jìn)行信號(hào)處理，確定缺陷位置。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

實(shí)驗(yàn)板材為CFRP材質(zhì)，邊長(zhǎng)500mm,厚度2mm，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)波形，通過(guò)功率放大器放大，磁致伸縮換能器產(chǎn)生高能超聲信號(hào)，將PZT-5方形貼片用于信號(hào)采集，通過(guò)分析信號(hào)來(lái)判斷導(dǎo)波信號(hào)中包含的缺陷信息。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）掃頻可快速測(cè)試元件的頻率特性， 通過(guò)產(chǎn)生不間斷頻率連續(xù)變化的信號(hào)，作用于換能器，獲得不同頻率下?lián)Q能器的響應(yīng)特性。由于超磁致伸縮材料其工作頻率不超過(guò)100KHz,因此掃頻范圍為40-100kHz.激勵(lì)端響應(yīng)信號(hào)幅度隨頻率逐漸提升呈線性增大。掃頻信號(hào)通過(guò)復(fù)合板傳播后到達(dá)接收端，由圖中課件在頻率70,80,92kHz處，信號(hào)幅值為局部峰值，為換能器的相對(duì)優(yōu)選激勵(lì)頻率。

（2）通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換的得到的Z終的缺陷云圖。

放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能:驅(qū)動(dòng)換能器、激勵(lì)超聲導(dǎo)波信號(hào)

選擇功率放大器ATA-2021H的原因:放大器可以很好的驅(qū)動(dòng)電感線圈，給電感線圈施加穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)電流。

實(shí)驗(yàn)中用到的功率放大器ATA-2021H參數(shù)指標(biāo)：

Z大輸出電壓200Vp-p（±100Vp，輸出電流 500mAp，帶寬（-3dB）高達(dá)DC~1MHz

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰整理發(fā)布，安泰功率放大器廣泛應(yīng)用于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、超聲波測(cè)試、聲吶系統(tǒng)應(yīng)用和MEMS測(cè)試等，可提供免費(fèi)樣機(jī)試用服務(wù)，如果想了解功率放大器更多應(yīng)用，歡迎訪問(wèn)安泰測(cè)試網(wǎng)www.agitek.com.cn。

高頻MEMS測(cè)試

近期，某實(shí)驗(yàn)室咨詢(xún)高頻MEMS測(cè)試，需要實(shí)現(xiàn)正弦波和方波驅(qū)動(dòng)，信號(hào)帶寬高達(dá)7MHz，驅(qū)動(dòng)電平需要達(dá)到50Vp-p，需要具備掃頻功能和DC+AC工作模式，目前市面上的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器輸出電壓低，電壓小于10Vp-p帶負(fù)載能力弱，輸出電流是mA級(jí)別，無(wú)法解決高壓大功率驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。

如何解決高頻MEMS測(cè)試問(wèn)題

通過(guò)和客戶技術(shù)交流，了解到高頻MEMS核心器件主要是一種壓電控制器件，主要是利用其壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換,可以通過(guò)將壓電控制器件在高頻電信號(hào)的激勵(lì)下產(chǎn)生高頻振動(dòng),激發(fā)出超聲波,可以通過(guò)壓電控制器件接收超聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換。

高頻MEMS驅(qū)動(dòng)方式一般為激振蕩式驅(qū)動(dòng)，利用方波（或脈沖）振蕩器來(lái)激勵(lì)發(fā)聲。高頻MEMS主要工作在1MHz以上的頻率上，電壓需要30Vp-p左右，要求大輸出功率，市場(chǎng)上常規(guī)的信號(hào)發(fā)生器輸出電壓低，帶負(fù)載能力弱，功率放大器和信號(hào)發(fā)生器都需要具有高性能和高品質(zhì)的輸出波形：一方面是良好的穩(wěn)定性能，輸出波形失真小，并且信號(hào)發(fā)生器還需要能產(chǎn)生多種波形信號(hào)；另一方面是良好的動(dòng)態(tài)性能，調(diào)幅調(diào)頻方便，負(fù)載適應(yīng)性好，此外有些測(cè)試除了需要信號(hào)發(fā)生器提供輸出電壓外，還需要功率輸出。

針對(duì)以上測(cè)試問(wèn)題，提供信號(hào)發(fā)生器+功率放大器+泰克示波器的測(cè)試方案，并為他們提供了現(xiàn)場(chǎng)演示。

測(cè)試方案

客戶做測(cè)試實(shí)驗(yàn)需要的是高電壓信號(hào)，方波，頻率在7MHz左右，電壓在70Vp-p左右。信號(hào)發(fā)生器和放大器推薦的是泰克的AFG3000系列加功率放大器，信號(hào)發(fā)生器輸出電壓幅度只有5Vp-p，接上功率放大器，輸出電壓達(dá)到了50Vpp，功率大10W，頻率范圍是DC-20MHz，具備掃頻功能和DC+AC工作模式，具備單端輸出和差分輸出信號(hào)，輸出阻抗可調(diào)整，可驅(qū)動(dòng)各種阻性、容性、感性負(fù)載，完全滿足驅(qū)動(dòng)測(cè)試需求，功放輸出信號(hào)直接加載到高頻MEMS器件上面，同時(shí)使用泰克示波器進(jìn)行整個(gè)鏈路信號(hào)分析測(cè)試。

擴(kuò)展應(yīng)用

信號(hào)發(fā)生器+功率放大器+泰克示波器測(cè)試方案還可以應(yīng)用在壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、傳感器測(cè)試、超聲波換能器驅(qū)動(dòng)和無(wú)損檢測(cè)、電磁閥和繼電器驅(qū)動(dòng)、MEMS控制驅(qū)動(dòng)、無(wú)線充電測(cè)試等。

總結(jié)

高頻MEMS驅(qū)動(dòng)測(cè)試要求

· 高電壓、高帶寬功率信息驅(qū)動(dòng)各種高頻MEMS器件。

· 多種功率和激勵(lì)波形選擇，可跟進(jìn)應(yīng)用需求進(jìn)行定制。

· 具備掃頻功能，AC+DC差分信號(hào)輸出模式等驅(qū)動(dòng)要求。

· 多通道組合，可以開(kāi)展不同的測(cè)試選擇。

· 精密數(shù)控增益，以及良好的幅頻及相頻特性要求。

· 輸入輸出阻抗匹配可調(diào)，配合用戶信號(hào)源及負(fù)載（阻性、容性、感性負(fù)載）。

系統(tǒng)配置參考

西安安泰測(cè)試為西安本地客戶提供免費(fèi)樣機(jī)支持及上門(mén)演示服務(wù)，為全國(guó)客戶提供功率放大器樣機(jī)SY服務(wù)，如需了解更多應(yīng)用，歡迎咨詢(xún)安泰測(cè)試網(wǎng)。

超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)與常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法相比，具有檢測(cè)距離長(zhǎng)，檢測(cè)速度快等突出優(yōu)點(diǎn)。超聲波所用的激勵(lì)源采用大功率信號(hào)源驅(qū)動(dòng)激勵(lì)的方法，放大并傳播在管道中接收到的超聲導(dǎo)波回波信號(hào)，利于缺陷檢測(cè)的分析和處理。針對(duì)市場(chǎng)上常規(guī)信號(hào)源輸出電壓低,帶負(fù)載能力弱,無(wú)法驅(qū)動(dòng)超聲波探頭、換能器等大功率容性負(fù)載的實(shí)際問(wèn)題，Aigtek推出了一種可輸出大功率437W，頻率DC-500KHz的功率放大器。

超聲波是聲波的一部分，是人耳聽(tīng)不見(jiàn)、頻率高于20KHZ的聲波，它和聲波有共同之處，即都是由物質(zhì)振動(dòng)而產(chǎn)生的，并且只能在介質(zhì)中傳播。功率放大器是為超聲換能器提供電能的關(guān)鍵部分，它主要用來(lái)激勵(lì)壓電超聲換能器將功率放大器提供的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

超聲激勵(lì)源主要原理：

超聲激勵(lì)源實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)功率信號(hào)發(fā)生器，它產(chǎn)生一個(gè)與探頭、換能器、壓電陶瓷諧振頻率一致的正弦波信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大器放大后，使得大功率電信號(hào)激勵(lì)探頭等產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生超聲波。

ATA-4052功率放大器介紹：

ATA-4052是一款理想的可放大交、直流信號(hào)的單通道高壓功率放大器。輸出310Vp-p（±155V）電壓，437W功率，可以驅(qū)動(dòng)高壓功率負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設(shè)置，為您提供了方便簡(jiǎn)潔的操作選擇，可與主流的信號(hào)發(fā)生器配套使用，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。

基于Aigtek對(duì)功率放大器多年的測(cè)試研究，其主要產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：寬頻帶·高速·高電壓、雙極性、大功率。

ATA-1000的頻帶寬度為DC～24MHz、上升速率為2000V/μs，即使對(duì)于上升迅速的脈沖信號(hào)和復(fù)雜波形信號(hào)也能夠?qū)崿F(xiàn)。

ATA-2000的頻帶寬度為DC～1MHz、輸出電壓為1600Vp-p，即使對(duì)于有高壓需求的壓電元件和顯示元器件，也能夠富富有余地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

ATA-3000的功率為810W，提供大功率的電磁場(chǎng)線圈驅(qū)動(dòng)，同時(shí)所有的都能從直流開(kāi)始輸出的, 所以能夠輕松實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生器提供的任意波形的放大。

ATA-4000高壓功率放大器輸出功率為437W，頻率寬度為DC-1MHz，可同時(shí)滿足驅(qū)動(dòng)高壓大功率型負(fù)載，可雙極性輸出，匹配任意型號(hào)品牌的信號(hào)發(fā)生器并放大各種波形。

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：垂向動(dòng)磁式壓電振動(dòng)能量收集器建模及實(shí)驗(yàn)研究

研究方向：為了改善單懸臂梁壓電能量收集器的性能

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

為了改善單懸臂梁壓電能量收集器的性能，設(shè)計(jì)了一種垂向動(dòng)磁式壓電振動(dòng)能量收集結(jié)構(gòu)。針對(duì)該結(jié)構(gòu)建立了集總參數(shù)壓電耦合模型并進(jìn)行數(shù)值仿真，同時(shí)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

測(cè)試設(shè)備：示波器、能量收集電路、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、電磁激振器、加速度計(jì)等。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的激勵(lì)部分是由函數(shù)發(fā)生器、功率放大器和電磁激振器組成，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)函數(shù)發(fā)生器調(diào)節(jié)頻率進(jìn)行向上掃頻測(cè)試。測(cè)量部分由加速度測(cè)量及能量測(cè)量功能組成，加速度測(cè)量由加速度計(jì)及附加的信號(hào)調(diào)理器完成，加速度計(jì)固定在亞克力底座上，以對(duì)激勵(lì)的加速度進(jìn)行標(biāo)定與測(cè)量。

壓電材料通過(guò)導(dǎo)線與能量收集電路連接，電路中加入電阻作為負(fù)載，以方便對(duì)能量收集裝置的性能進(jìn)行測(cè)試。負(fù)載兩端及IEPE加速度傳感器的輸出均直接接入示波器，直接記錄系統(tǒng)輸出電壓及加速度情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）低頻排斥與咼頻吸引模式呈現(xiàn)咼峰寬頻帶特性，高頻排斥與低頻吸引呈現(xiàn)了雙峰值特性，低頻排斥模式更易于應(yīng)用。

不同負(fù)載下的電壓和功率曲線

（2）集總參數(shù)模型在可接受誤差范圍以?xún)?nèi)可以有效預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)性質(zhì)，幅值的預(yù)測(cè)誤差小于7%,可以用于VMM-PVEH的設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化。

（3）在不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度下均存在zui優(yōu)的磁鐵距離值，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大，zui優(yōu)距離值變大，各zui優(yōu)值下的峰值近似。

（4）在本文所述的zui優(yōu)化參數(shù)條件下,系統(tǒng)峰值功率可提高42.7%，帶寬可提高40. 6%。

如需了解功率放大器更多應(yīng)用案例歡迎咨詢(xún)安泰測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng): 基于壓電陶瓷的聲光模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

研究方向：光纖模式

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容: 用高頻高壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷振動(dòng)光纖產(chǎn)生模式轉(zhuǎn)換

測(cè)試目的：利用功率放大器對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的放大實(shí)現(xiàn)壓電陶瓷的GX率振動(dòng)

測(cè)試設(shè)備: 壓電陶瓷

放大器型號(hào): Aigtek: ATA-2022H

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的高頻正弦信號(hào)（1 MHz 附近）通過(guò)高頻電壓放大器后，幅值（峰峰值）被放大到百伏左右，能夠很好地驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片振動(dòng)，產(chǎn)生我們所需要的高頻有效振動(dòng)實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。

測(cè)試結(jié)果：

信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)電壓幅值很低，對(duì)于壓電陶瓷片的驅(qū)動(dòng)能力弱，其振動(dòng)效率很低，無(wú)法滿足我們對(duì)于模式轉(zhuǎn)換所需要的高頻GX率振動(dòng)。而加了高壓功率放大器之后，驅(qū)動(dòng)電壓大幅增加，使得壓電陶瓷片振動(dòng)強(qiáng)度大，其產(chǎn)生的聲光作用強(qiáng)，模式耦合實(shí)驗(yàn)結(jié)果理想。

安泰的功率放大器廣泛應(yīng)用于MEMS 實(shí)驗(yàn)、壓電陶瓷、水聲（換能器）磁性材料的磁化特性（B-H 曲線）測(cè)量以及YL領(lǐng)域（磁場(chǎng)生物效應(yīng)）等眾多領(lǐng)域。安泰免費(fèi)為西安本地客戶提供上門(mén)演示服務(wù)，為全國(guó)客戶提供樣機(jī)演示服務(wù)，如需了解更多，歡迎訪問(wèn)安泰測(cè)試網(wǎng)。

       功率放大器（VoltageAmplifier）是提高電壓信號(hào)的裝置。對(duì)弱信號(hào)，常用多級(jí)放大，級(jí)聯(lián)方式分直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合，要求放大倍數(shù)高、頻率響應(yīng)平坦、失真小。當(dāng)負(fù)載為諧振電路或耦合回路時(shí)，要求在指定頻率范圍內(nèi)有較好幅頻和相頻特性以及較高的選擇性。

功率放大器的特點(diǎn)：

      （1）信號(hào)發(fā)生器輸入的信號(hào)最大是20Vpp，通過(guò)功率放大器可以提升電壓和功率；

      （2）是具有可增益調(diào)節(jié)的放大器，實(shí)質(zhì)是一個(gè)電壓放大器；

      （3）不容易引入現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)，電路受連接電纜長(zhǎng)度變化的影響不大，幾乎可忽略不計(jì)，可用于壓電式傳感器遠(yuǎn)距離傳輸放大；

      （4）D創(chuàng)的數(shù)控增益系統(tǒng)可以快速調(diào)節(jié)需要的輸出電壓，兼容市面所有主流的任意波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)完美放大；

      （5）頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕。

功率放大器（VoltageAmplifier）是提高電壓信號(hào)的裝置。對(duì)弱信號(hào)，常用多級(jí)放大，級(jí)聯(lián)方式分直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合，要求放大倍數(shù)高、頻率響應(yīng)平坦、失真小。當(dāng)負(fù)載為諧振電路或耦合回路時(shí)，要求在指定頻率范圍內(nèi)有較好幅頻和相頻特性以及較高的選擇性。

功率放大器的特點(diǎn)：

（1）信號(hào)發(fā)生器輸入的信號(hào)最大是20Vpp，通過(guò)功率放大器可以提升電壓和功率；

（2）是具有可增益調(diào)節(jié)的放大器，實(shí)質(zhì)是一個(gè)電壓放大器；

（3）不容易引入現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)，電路受連接電纜長(zhǎng)度變化的影響不大，幾乎可忽略不計(jì)，可用于壓電式傳感器遠(yuǎn)距離傳輸放大；

（4）數(shù)控增益系統(tǒng)可以快速調(diào)節(jié)需要的輸出電壓，兼容市面所有主流的任意波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大；

（5）頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕。

功率放大器（VoltageAmplifier）是提高電壓信號(hào)的裝置。對(duì)弱信號(hào)，常用多級(jí)放大，級(jí)聯(lián)方式分直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合，要求放大倍數(shù)高、頻率響應(yīng)平坦、失真小。當(dāng)負(fù)載為諧振電路或耦合回路時(shí)，要求在指定頻率范圍內(nèi)有較好幅頻和相頻特性以及較高的選擇性。

功率放大器的特點(diǎn)：

（1）信號(hào)發(fā)生器輸入的信號(hào)最大是20Vpp，通過(guò)功率放大器可以提升電壓和功率；

（2）是具有可增益調(diào)節(jié)的放大器，實(shí)質(zhì)是一個(gè)電壓放大器；

（3）不容易引入現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)，電路受連接電纜長(zhǎng)度變化的影響不大，幾乎可忽略不計(jì)，可用于壓電式傳感器遠(yuǎn)距離傳輸放大；

（4）數(shù)控增益系統(tǒng)可以快速調(diào)節(jié)需要的輸出電壓，兼容市面所有主流的任意波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大；

（5）頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕。

功率放大器與超聲波發(fā)生器：

功率放大器是用來(lái)放大超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)，超聲波發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以是正弦信號(hào)，也可以是脈沖信號(hào)，這個(gè)特定頻率是換能器工作的頻率。

超聲波發(fā)生器的輸出功率調(diào)節(jié)：

當(dāng)超聲波發(fā)生器接入電壓的發(fā)生變化時(shí)，發(fā)生器的輸出功率也隨著發(fā)生變化。會(huì)使超聲波換能器的機(jī)械振動(dòng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致工作效果不佳。因此需要穩(wěn)定輸出功率，通過(guò)調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，具體分為粗調(diào)（1step）和細(xì)調(diào)（0.1 step）兩種，通過(guò)功率反饋信號(hào)相應(yīng)調(diào)整功率放大器，使得功率放大穩(wěn)定。

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半導(dǎo)體激光器是光纖通訊，激光顯示，氣體探測(cè)等領(lǐng)域中的核心部件，受到全世界科技人員的廣泛關(guān)注。在半導(dǎo)體激光器的生產(chǎn)、研發(fā)過(guò)程中，對(duì)激光器的光電特性的測(cè)量尤為重要，是控制激光器制備工藝的穩(wěn)定性，激光器性能可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

半導(dǎo)體激光器是半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換器件。如圖1所示，半導(dǎo)體激光器由多層材料構(gòu)成。自下而上包括背電極，襯底，下光限制層，下波導(dǎo)層，有源層，上波導(dǎo)層，上限制層，上電極。不同層由不同的外延材料組成。如此層狀結(jié)構(gòu)是為了達(dá)到（1）載流子（電子，空穴）的注入復(fù)合發(fā)光，（2）光子橫向限制，形成光波導(dǎo)的目的。外延完成的層狀結(jié)構(gòu)要經(jīng)過(guò)刻蝕工藝，形成脊波導(dǎo)，在脊波導(dǎo)上制備接觸電極。

如此脊波導(dǎo)的目的：（1）限制電流側(cè)向擴(kuò)散，（2）形成光子的側(cè)向波導(dǎo)。制備完的圓片經(jīng)過(guò)解理，鍍膜，燒焊，壓焊引線等工藝得到待測(cè)量的激光器，如同2所示。當(dāng)向激光器電極注入電流時(shí)，激光器PN結(jié)兩側(cè)的電子和空穴大量的涌入有源區(qū)，在有源區(qū)電子空穴對(duì)復(fù)合，產(chǎn)生大量的光子，光子在波導(dǎo)的作用下沿軸方向傳播，在激光器端面，反射光形成激射條件，透射光則為激光器輸出的激光。

激光器工作特性主要體現(xiàn)在（1）PN結(jié)特性，串聯(lián)電阻，（2）激光器的激射閾值，激光器斜率效率。這些特性決定了激光器的出光功率 ，功率轉(zhuǎn)換效率，工作壽命等性質(zhì)。生產(chǎn)和科研過(guò)程中經(jīng)常采用PIV測(cè)量方法獲得這些重要參數(shù)。

ATS-2000V系列是一款高精度、高穩(wěn)定性電壓輸出的電壓源。zui大輸出200V的電壓，最小電壓分辨率可達(dá)2μV，輸出精度高，噪聲低。操作面板液晶顯示，簡(jiǎn)潔易懂，易于操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、可靠性好、速度快，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也增加了測(cè)試精度和可靠性，降低了大量測(cè)試的成本。集成PIV系統(tǒng)由系統(tǒng)主要由ATS-2000V雙通道精密源測(cè)量單元SMU、積分球、夾具及軟件組成。ATS-2000V的一個(gè)通道 作為激光器的電流源同時(shí)測(cè)量激光器的電壓V。LD的激射出光耦合入積分球，由積分球探測(cè)器轉(zhuǎn)化成光電流進(jìn)入 ATS-2000V高精度電壓源的另一個(gè)通道，用ATS-2000V測(cè)得的光電流乘以積分球探測(cè)器功率電流轉(zhuǎn)換系數(shù)就得到了激光器的出光功率。B2900A由USB端口與PIV測(cè)量軟件連接，完成測(cè)量控制和數(shù)據(jù)采集。

集成PIV系統(tǒng)的可擴(kuò)充性也是其在半導(dǎo)體激光器研發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用中的突出的優(yōu)點(diǎn)。集成PIV系統(tǒng)的硬件部分，包括ATS-2000V精密測(cè)量單元，測(cè)量平臺(tái)，由GPIB或USB等端口與計(jì)算機(jī)連接。因此，集成PIV系統(tǒng)硬件部分可以配合用戶通過(guò) National Instrument 等軟件平臺(tái)編寫(xiě)的測(cè)試軟件程序，完成用戶需要的，更為復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)。

在半導(dǎo)體激光器的生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中，要對(duì)半導(dǎo)體激光器芯片進(jìn)行大量的PIV測(cè)試。相比傳統(tǒng)的分立復(fù)雜的PIV測(cè)試系統(tǒng)，ATS-2000V精密測(cè)量單元集成的PIV測(cè)試系統(tǒng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，精度高，可靠性強(qiáng)，測(cè)量迅速等優(yōu)勢(shì)，大大降低了激光器芯片PIV性能測(cè)量的操作成本，時(shí)間成本，同時(shí)增加了PIV測(cè)量的靈活性。ATS-2000V高精度電壓源將會(huì)在半導(dǎo)體激光器生產(chǎn)和科研等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

如需了解安泰高精度電壓源ATS-2000V更多產(chǎn)品應(yīng)用及相關(guān)知識(shí)歡迎訪問(wèn)安泰測(cè)試網(wǎng)。

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng):

場(chǎng)致潤(rùn)濕性梯度驅(qū)使液滴在超潤(rùn)滑表面上實(shí)現(xiàn)無(wú)損運(yùn)輸

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

在平坦的超潤(rùn)滑表面上引入場(chǎng)致潤(rùn)濕性梯度。通過(guò)打印徑向交指電極陣列，可以對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行圖案化，從而產(chǎn)生潤(rùn)濕性梯度實(shí)現(xiàn)液滴的定向運(yùn)輸。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，液滴的運(yùn)輸行為可以通過(guò)無(wú)量綱化的電邦德常數(shù)評(píng)價(jià)，超潤(rùn)滑表面能夠無(wú)損運(yùn)輸各種類(lèi)型的液滴。

測(cè)試目的：

實(shí)驗(yàn)中提及的液滴運(yùn)輸能夠在傳熱，抗污染，微流控和生化分析等方面得到應(yīng)用發(fā)展。

測(cè)試設(shè)備:

電極基板、信號(hào)發(fā)生器DG1032、高壓放大器ATA-2161、光學(xué)測(cè)角儀、光學(xué)顯微鏡、PTFE薄膜、高速攝影機(jī)。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

（1）在帶有圖案的電極基板覆蓋上一層超潤(rùn)滑薄膜制備好實(shí)驗(yàn)樣品（附圖1中的(a-c)）；

（2）將信號(hào)發(fā)生器和高壓放大器中輸出的電壓信號(hào)源接到正負(fù)電極上（附圖1中的(d)）；

（3）電極基板施加直流或交流電壓后，電極的徑向交指設(shè)計(jì)可以產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度梯度，從而引起潤(rùn)濕性梯度，實(shí)現(xiàn)液滴運(yùn)輸。

測(cè)試結(jié)果:

實(shí)現(xiàn)液滴的定向運(yùn)輸；進(jìn)行液滴定向運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)應(yīng)用，如有機(jī)微液滴的收集(附圖2a)，液滴運(yùn)輸過(guò)程中進(jìn)行灰塵清潔(附圖2b)，在油相環(huán)境中運(yùn)輸液滴(附圖2c)。

高壓放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能:為實(shí)驗(yàn)提供頻率和幅值可調(diào)節(jié)的電壓信號(hào)。

安泰高壓放大器ATA2161主要指標(biāo)：

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實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：基于MEMS工藝柔性基底磁通門(mén)傳感器性能測(cè)試與分析

本文主要搭建了一套磁通門(mén)性能測(cè)試系統(tǒng)，主要測(cè)試設(shè)備有：信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、磁強(qiáng)計(jì)、電流表、磁通門(mén)傳感器、示波器等。

磁通門(mén)傳感器測(cè)試系統(tǒng)：

激勵(lì)信號(hào)由任意信號(hào)發(fā)生器33220A和功率放大器ATA-4011串聯(lián)產(chǎn)生。任意信號(hào)發(fā)生器可產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波，也可以通過(guò)程序控制產(chǎn)生特殊形狀的波形。功率放大器ATA-4011帶寬可達(dá)到1MHz，ZD提供2.82App的電流值，滿足測(cè)量需求。

為了測(cè)量激勵(lì)電流有效值，在激勵(lì)電路上串聯(lián)一個(gè)電流表，當(dāng)磁通門(mén)傳感器作為磁場(chǎng)傳感器時(shí)，被測(cè)磁場(chǎng)由直流電源激勵(lì)一個(gè)螺線管產(chǎn)生，為了標(biāo)定被測(cè)磁場(chǎng)的大小，在螺線管前串聯(lián)一個(gè)電流表測(cè)試螺線管電流。

基于MEMS工藝的柔性基底磁通門(mén)磁場(chǎng)傳感器

當(dāng)磁通門(mén)作為電流傳感器時(shí)，將柔性基底磁通門(mén)傳感器粘貼在一個(gè)圓柱形的支撐骨架上，使柔性基底傳感器鐵芯兩端緊挨以使磁路閉合，并將被測(cè)電流穿過(guò)支撐骨架ZX。被測(cè)電流用直流電源提供，并串聯(lián)一個(gè)電流表用于標(biāo)定被測(cè)電流值，在磁通門(mén)的感應(yīng)線圈兩端接示波器對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行分析。

基于MEMS工藝的柔性基底磁通門(mén)電流傳感器

ATA-4011高壓功率放大器產(chǎn)品介紹：

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實(shí)驗(yàn)名稱(chēng): 功率放大器基于超磁致伸縮換能器的CFRP板孔裂紋缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

研究方向：無(wú)損檢測(cè)

測(cè)試目的：驗(yàn)證磁致伸縮換能器在CFRP板孔缺陷識(shí)別的有效性

測(cè)試設(shè)備: ATA-2021H功率放大器，信號(hào)源，示波器，換能器等

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:對(duì)換能器施加掃頻信號(hào)確定換能器的最佳工作頻段，對(duì)換能器施加激勵(lì)信號(hào)，利用超聲導(dǎo)波檢測(cè)CFRP孔缺陷，并進(jìn)行信號(hào)處理，確定缺陷位置。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

實(shí)驗(yàn)板材為CFRP材質(zhì)，邊長(zhǎng)500mm,厚度2mm，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)波形，通過(guò)功率放大器放大，磁致伸縮換能器產(chǎn)生高能超聲信號(hào)，將PZT-5方形貼片用于信號(hào)采集，通過(guò)分析信號(hào)來(lái)判斷導(dǎo)波信號(hào)中包含的缺陷信息。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）掃頻可快速測(cè)試元件的頻率特性， 通過(guò)產(chǎn)生不間斷頻率連續(xù)變化的信號(hào)，作用于換能器，獲得不同頻率下?lián)Q能器的響應(yīng)特性。由于超磁致伸縮材料其工作頻率不超過(guò)100KHz,因此掃頻范圍為40-100kHz.激勵(lì)端響應(yīng)信號(hào)幅度隨頻率逐漸提升呈線性增大。掃頻信號(hào)通過(guò)復(fù)合板傳播后到達(dá)接收端，由圖中課件在頻率70,80,92kHz處，信號(hào)幅值為局部峰值，為換能器的相對(duì)優(yōu)選激勵(lì)頻率。

（2）通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換的得到的最終的缺陷云圖。

放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能:驅(qū)動(dòng)換能器、激勵(lì)超聲導(dǎo)波信號(hào)

選擇功率放大器ATA-2021H的原因:放大器可以很好的驅(qū)動(dòng)電感線圈，給電感線圈施加穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)電流。

實(shí)驗(yàn)中用到的功率放大器ATA-2021H參數(shù)指標(biāo)：

最大輸出電壓200Vp-p（±100Vp，輸出電流 500mAp，帶寬（-3dB）高達(dá)DC~1MHz

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