功率放大器被廣泛的用于MEMS測試，壓電陶瓷驅(qū)動，換能器驅(qū)動，無損檢測，微粒分選，超聲波測試等多個方面，今天帶大家了解功率放大器在透明式定向發(fā)聲換能器的研究與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用的案例。實(shí)驗(yàn)過程詳細(xì)如下：

實(shí)驗(yàn)名稱：功率放大器在透明式定向發(fā)聲換能器實(shí)驗(yàn)測試與驗(yàn)證中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：動態(tài)信號分析儀，精密阻抗分析儀，混合域示波器和任意函數(shù)發(fā)生器，ATA-4011功率放大器等。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：提出透明式定向發(fā)聲換能器技術(shù)要求，設(shè)計(jì)了一種基于逆壓電效應(yīng)的有效的透明式定向發(fā)聲換能器結(jié)構(gòu)一一壓電雙夾片式的圓形多層懸膜透明式換能器結(jié)構(gòu)，通過仿真得到一階諧振頻率和聲壓級的大小隨著陣元半徑的增大而降低、隨著彈性層或絕緣層厚度增大而增大等影響，選擇仿真結(jié)果符合設(shè)計(jì)研究目標(biāo)的換能器進(jìn)行樣品的加工制作。

實(shí)驗(yàn)過程：聲頻定向換能器測試系統(tǒng)如圖所示，室內(nèi)測試現(xiàn)場布置如圖所示。測試的整體流程可總結(jié)為：信號由任意函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)動態(tài)信號分析儀分析后，儲存至電腦并發(fā)出，信號類型為正弦輸入信號；通過DSP系統(tǒng)處理接受到的信號，處理后的聲音信號經(jīng)過功率放大器裝置進(jìn)行放大；將放大后的兩列超聲信號通過換能器向空氣中發(fā)射，超聲波在空氣中自主地發(fā)生非線性解調(diào)效應(yīng)，產(chǎn)生高指向的可聽聲;傳聲器的把可聽聲信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過信號采集設(shè)備接收和采集; 使用混合域示波器對信號進(jìn)行分析; 使用動態(tài)信號分析儀顯示信號。

（1）換能器超聲聲壓級和頻率響應(yīng)測試；

（2）指向性測試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：通過將一系列的樣品進(jìn)行測試后，剔除不可控的因素和加工導(dǎo)致的樣品不規(guī)范的原因，得到了兩組測試結(jié)果較好的數(shù)據(jù)。

樣品頻響曲線

樣品指向性

      仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)透明式定向發(fā)聲換能器具有良好的指向性，主瓣波束的指向角在土30°之間;實(shí)驗(yàn)測試得到的一階諧振頻率和聲壓級的大小與通過理論計(jì)算和仿真得到的結(jié)果在誤差范圍內(nèi)保持一致，換能器的工作頻率在超聲范圍內(nèi)(30kHz -70kHz)，聲壓級能達(dá)到70dB以上，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的透明式定向發(fā)聲換能器具有一定的可行性。

實(shí)驗(yàn)中所用到的功率放大器ATA-4011參數(shù)指標(biāo)：

      本文實(shí)驗(yàn)由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內(nèi)專業(yè)從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于功率放大器、計(jì)量校準(zhǔn)產(chǎn)品、線束測試儀等產(chǎn)品為核心的相關(guān)行業(yè)測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，Aigtek 已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多實(shí)驗(yàn)方案，請持續(xù)關(guān)注安泰電子。

此實(shí)驗(yàn)案例參考自知網(wǎng)論文《透明式定向發(fā)聲換能器的研究與設(shè)計(jì)》