實驗名稱：功率放大器在聲鑷操控粒子實驗中的應用

實驗內容：利用放大器對驅動電壓的放大實現換能器的高效率振動，驅動電壓大幅增加，使得換能器振動強度增大，更有利于聲鑷對粒子的操控。

測試設備：信號發生器、ATA-122D功率放大器、換能器等。

圖1：實驗裝置

實驗過程：這個實驗在尺寸為0.3m×0.5m×0.3m的容器中進行，為盡量減少反射，在容器的四周和底部均放置了吸聲塊。信號發生器輸出頻率為2MHz的正弦波信號，經過ATA-122D型功率放大器后加載到壓電陶瓷換能器，驅動換能器產生相同頻率的振動。相位板通過耦合劑與換能器連接，然后浸入水中。通過改變頻率，可實現聲場變換，使粒子沿著不同軌跡輸運。

實驗結果：

圖2：不同頻率下的粒子分布形式

圖3：粒子沿正反三角形運動

我們通過改變頻率實現了在同一平面上得到不同的聲場分布，從而實現了單源多頻聲鑷。我們設計的方法允許粒子沿著不同的軌跡運動或按不同形式分布，可以實現矩形粒子按固定角度旋轉、粒子在一條線上可選擇地左右移動、多圖案的粒子排列分布以及用單個粒子完成兩個不同軌跡運動，都是通過信號發生器連接功率放大器調節頻率實現這些效果。這為聲鑷提供了一種靈活的可實時控制的方法，可以部分替代電路復雜度高的相控陣。

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圖：ATA-1372A寬帶放大器指標參數

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審核編輯 黃宇