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隨著科技的不斷發(fā)展，人們研究的對(duì)象已經(jīng)深入到微觀領(lǐng)域。超聲波探頭主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類，電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。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。
超聲波探頭驅(qū)動(dòng)原理：
超聲波探頭，主要利用石英等壓電晶體的逆壓電效應(yīng)來(lái)完成電能到超聲波機(jī)械振動(dòng)的轉(zhuǎn)換(即超聲波的發(fā)射)，利用壓電晶體的壓電效應(yīng)來(lái)完成超聲波機(jī)械振動(dòng)到電能的轉(zhuǎn)換(即超聲波的接受)，因此又可將其稱為超聲波發(fā)生器或超聲波接收器，是超聲波檢測(cè)的一重要組成部分，也是影響檢測(cè)結(jié)果的一重要結(jié)構(gòu)。
超聲波探頭根據(jù)其所完成功能的不同分為發(fā)射探頭和接收探頭，其中，發(fā)射探頭主要利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)來(lái)發(fā)射超聲波，當(dāng)高頻電壓作用于晶片(超聲波探頭的關(guān)鍵部件，是一個(gè)具有壓電效應(yīng)的晶體薄片)上時(shí)，壓電晶體受激勵(lì)以相同的頻率在相鄰介質(zhì)中傳播超聲波，完成電能到機(jī)械振動(dòng)的轉(zhuǎn)換。而接受探頭主要利用壓電晶體的壓電效應(yīng)來(lái)接受超聲波，當(dāng)超聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，在介質(zhì)的交界面處發(fā)生反射，反射后的超聲波作用于壓電晶體上，便產(chǎn)生與機(jī)械振動(dòng)頻率相同的電能，完成機(jī)械振動(dòng)到電能的轉(zhuǎn)換。
信號(hào)發(fā)生器輸出電壓峰峰值一般是在20Vp-p，通過(guò)連接功率放大器大可輸出電壓160Vp-p(±80V)，電流2Arms，帶寬(-3dB)DC~1MHz，壓擺率400V/μs，輸入為BNC接口，輸入電阻50Ω、5kΩ兩檔可選，完美匹配高低內(nèi)阻信號(hào)源。電壓增益數(shù)控0~50倍可調(diào)，具體分為粗調(diào)(1step)和細(xì)調(diào)(0.1 step)兩種。結(jié)合液晶面板增益的顯示，能夠快速調(diào)整至需要的電壓值。
與傳統(tǒng)器件相比,超聲波探頭的驅(qū)動(dòng)有著特殊的要求,一般要求驅(qū)動(dòng)電源輸出頻率在20kHz—1MHHz。另外,為了充分利用可通過(guò)頻率、相位和幅值改變壓電片完成電能到機(jī)械振動(dòng)的轉(zhuǎn)換，要求驅(qū)動(dòng)的電壓和功率需可調(diào)，并可輸出大功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。Aigtek基于對(duì)功率放大器多年的測(cè)試研究,ATA4012作為雙極性高壓驅(qū)動(dòng)電源能很好地實(shí)現(xiàn)所需要的功能。
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