實驗名稱:

高壓放大器在玻璃基壓電薄膜超聲換能器實驗頻率響應特性測試中的應用。

實驗目的:

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用場景，通過對比傳統(tǒng)壓電換能器結(jié)構，提出了適用于本課題應用需求的多層圓形壓電薄膜結(jié)構為陣元結(jié)構并對其進行聲學特性的理論分析。

實驗設備:

ATA-4011高壓放大器，超聲載波發(fā)生器，超聲換能器，音源等。

實驗過程:

測試系統(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聲器系統(tǒng)，另一部分是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。揚聲器系統(tǒng)主要由信號源、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動態(tài)分析儀組成。玻璃基壓電薄膜超聲換能器的樣品實物如圖所示。

實驗樣品實物圖

樣品測試系統(tǒng)聲頻定向原理進行搭建，聲頻定向系統(tǒng)工作過程為:音源所發(fā)出的音頻信號進入調(diào)制器，將音頻信號調(diào)制到由超聲波發(fā)生器產(chǎn)出的超聲載波信號中。

聲頻定向系統(tǒng)

再將已調(diào)制的調(diào)制超聲信號傳輸至超聲放大器放大，最后放大信號作為驅(qū)動信號，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)主要包括三個核心部件:調(diào)制器、高壓放大器和換能器，組成如圖所示。

實驗結(jié)果:

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

（樣品頻響曲線）

實驗中用到的ATA-4011高壓放大器參數(shù)指標：

本實驗參考至知網(wǎng)論文《玻璃基壓電薄膜超聲換能器實驗研究》