高壓功率放大器驅(qū)動超聲換能器測試應(yīng)用
超聲波換能器是一種既可以把電能轉(zhuǎn)化為聲能,又可以把聲能轉(zhuǎn)化為電能的器件或裝置。超聲波一般用于測距、測深、測厚、探傷、醫(yī)療檢測，超聲洗滌等方面，超聲波換能器的驅(qū)動部分（高壓功率放大器）和接收電路（前置放大器）是測試系統(tǒng)中關(guān)鍵的儀器。
高壓功率放大器是整個超聲測量系統(tǒng)的基礎(chǔ),只有功率放大器自身的頻率達(dá)到很高時才能驅(qū)動固有頻率也很高的換能器,使換能器產(chǎn)生共振,從而發(fā)出高頻的超聲波,以滿足實際測量的需要。
超聲換能器驅(qū)動的基本原理：
超聲波為直線傳播方式,頻率越高,繞射能力越弱,但反射能力越強。換能器在電脈沖激勵下可將電能轉(zhuǎn)化為機械能,向外發(fā)送超聲波;反之,當(dāng)換能器處于接收狀態(tài)時,它可將聲能(機械能)轉(zhuǎn)化為電能。最常用的超聲測量系統(tǒng)的方法是回聲探測法。其工作原理是:信號發(fā)生器產(chǎn)生一定的電壓信號經(jīng)由功率放大器作用于換能器的發(fā)射頭,使換能器發(fā)射超聲波脈沖,此聲波發(fā)射出去后被超聲波接收換能器所接收。
目前針對市場上常規(guī)的信號放大器輸出電壓低，帶負(fù)載能力弱，無法驅(qū)動超聲波換能器等大功率容性負(fù)載的實際問題，Aigtek研發(fā)設(shè)計了各個系列和型號的功率放大器，以驅(qū)動各種不同應(yīng)用的換能器。
以ATA-214為例： ATA-214高壓放大器是一款可以輸出 400Vp-p (±200Vp)電壓，最大輸出功率60W，同時可以放大交直流信號，驅(qū)動容性、感性負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào)0-100倍，儀器可一鍵保存常用設(shè)置，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實現(xiàn)信號的完美放大。
超聲波接收電路的作用就是將接收換能器輸出的微弱信號，進(jìn)行濾波、放大、檢波、整形，來得到足夠大的電信號，然后送給數(shù)據(jù)處理部分，得到所要測量的參數(shù)。
接收端前置放大器以ATA-5220前置放大器為例：
ATA-5220是用于極微小信號檢測的前置放大器，采用超低噪聲的電源供電，電壓增益60dB。最大輸出電壓2Vp-p。電壓增益60dB。可放大微弱信號，以便后端設(shè)備進(jìn)行采集。
本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布，如想了解更多實驗方案，請持續(xù)關(guān)注安泰官網(wǎng)sillink.com.cn。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源、功率放大器模塊等電子測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。