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，根據聲頻定向基本理論和具體應用場景，通過對比傳統壓電換能器結構，提出了適用于本課題應用需求的多層圓形壓電薄膜結構為陣元結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，超聲載波發生器，超聲換能器，音源等。

實驗過程:

測試系統由兩部分組成，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，另一部分是數據采集系統。揚聲器系統主要由信號源、高壓放大器、示波器和壓電薄膜超聲換能器組成;數據采集系統由超聲傳聲器、可聽聲傳聲器和信號動態分析儀組成。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

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

聲頻定向系統

再將已調制的調制超聲信號傳輸至超聲放大器放大，最后放大信號作為驅動信號，傳輸至工作頻率為超聲頻段的超聲換能器，換能器所發出的超聲在空氣中自解調為可聽聲。聲頻定向系統主要包括三個核心部件:調制器、高壓放大器和換能器，組成如圖所示。

實驗結果:

相較于仿真結果，諧振點頻率大2kHz，聲壓級小3dB，仿真環境屬于完全理想條件，實際測試環境雖然已盡量避免環境噪聲，但不能達到仿真的完全理想環境，仿真與測試的結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高壓放大器參數指標：

本實驗參考至知網論文《玻璃基壓電薄膜超聲換能器實驗研究》