實(shí)驗(yàn)名稱：高壓功率放大器在聲波諧振電小天線測試中的應(yīng)用

　　研究方向：聲波諧振

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備：ATA-2031高壓放大器、信號發(fā)生器、阻抗分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　　設(shè)計(jì)了三種不同類型的聲波諧振電小天線，包括基于Fe-Si-B/PIMNT復(fù)合材料的聲波諧振電小天線，基于Fe-Ga/PIMNT復(fù)合材料的聲波諧振電小天線，以及基于Fe-Ga/AlN的薄膜聲波諧振電小天線。

　　研究不同類型聲波諧振電小天線的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。通過對結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料參數(shù)和工作模式等進(jìn)行分析，確定影響聲波諧振電小天線性能的關(guān)鍵參數(shù)，同時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的測試系統(tǒng)。

　　實(shí)驗(yàn)過程：

　　采用自己搭建的正磁電耦合系數(shù)測量系統(tǒng)測試磁電復(fù)合材料的正磁電耦合系數(shù)。基本原理為：信號發(fā)生器產(chǎn)生交流信號施加在調(diào)制線圈上得到一個(gè)交變的磁場dH，將此交變磁場信號作為樣品輸入信號。在磁電復(fù)合材料獲得這個(gè)交變磁場的同時(shí)，外加一個(gè)直流的掃描磁場H，而這個(gè)掃描磁場大小由直流電源控制，由高斯計(jì)測量反饋，能較精確的控制掃描磁場的大小和變化。最后將調(diào)制線圈中的交變磁場信號dH，掃描磁場信號H和磁電復(fù)合材料得到交變電壓信號dE通過示波器計(jì)算機(jī)等部件，得出磁電復(fù)合材料的性能參數(shù)。由于在高頻下調(diào)制線圈感抗較大，通常會在信號發(fā)生器與調(diào)制線圈之間加一個(gè)功率放大器。該系統(tǒng)主要包括三個(gè)模塊，即：交流磁場施加模塊、直流磁場施加和檢測模塊和交流信號檢測模塊。

　　交流磁場施加模塊用于對磁電耦合器件施加一個(gè)頻率和磁場強(qiáng)度可調(diào)的交流輸入磁場，選用信號發(fā)生器（任意波形函數(shù)信號發(fā)生器）。利用該信號發(fā)生器提供1μHz至25MHz的正弦波信號，采樣率為200MSa/s。為了在高頻下對調(diào)制線圈施加足夠的電壓/電流，以獲得一定強(qiáng)度的均勻磁場，將正磁電耦合測量系統(tǒng)的信號發(fā)生器與電壓放大器連接。選擇西安安泰公司生產(chǎn)的ATA-2031高壓放大器，輸出電壓300Vp-p（±150Vp），輸出電流120mAp，輸出電壓增益0~50倍（0.1step）。

　　給樣品施加一定區(qū)域的均勻磁場，同時(shí)磁場強(qiáng)度不小于1Oe（設(shè)計(jì)磁場頻率范圍為dc-100kHz），選用的交流磁場產(chǎn)生線圈為特殊設(shè)計(jì)的小亥姆霍茲線圈。簡要介紹如下：為了在線圈中部有φ20mm*50mm的均勻圓柱磁場區(qū)域來為樣品提供交流磁場。選擇了大輸出電壓300Vp-p（±150Vp），大輸出120mAp的高壓放大器，計(jì)算了線圈的不同匝數(shù)和尺寸亥姆霍茲線圈的阻抗值。通過調(diào)整匝數(shù)和尺寸的變化，使總阻抗基本保持不變，但在該電壓放大器的激勵(lì)下能獲得的一定強(qiáng)度的均勻磁場區(qū)域越大越好。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　在Maxwell模擬中僅僅以電流激勵(lì)線圈，在靜磁場條件下計(jì)算磁場的均勻度。分析模擬結(jié)果，可以得到一個(gè)至少可以得到φ30mm*50mm的均勻磁場區(qū)域（磁場均勻度為+/-5%）。線圈內(nèi)部對應(yīng)平面的磁場分布情況直流磁場施加模塊主要用于給磁電復(fù)合材料施加一個(gè)磁場強(qiáng)度可控的直流偏置磁場。采用自制線圈或大亥姆霍茲線圈，利用直流源直接給線圈施加直流電壓（0-31V）。利用高斯計(jì)進(jìn)行磁場電流常數(shù)的標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果表明，選用大亥姆霍茲線圈可獲得0-145Gs直流磁場。

　　交流信號檢測模塊用于檢測樣品產(chǎn)生的電壓信號。利用波器讀出交變磁場信號強(qiáng)度可通過電壓放大器的輸出電流和標(biāo)定線圈的電流-磁場常數(shù)簡單計(jì)算得到。

　　高壓放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能：將信號發(fā)生器中的電壓信號放大

　　ATA-2031電壓放大器參數(shù)指標(biāo)：

　　本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布，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)。，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)注安泰電子官網(wǎng)www.gairou.cn或撥打029-88865020。

 

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