實驗名稱：高壓功率放大器在聲波諧振電小天線測試中的應用

　　研究方向：聲波諧振

　　實驗設備：ATA-2031高壓放大器、信號發生器、阻抗分析儀、網絡分析儀

　　實驗內容：

　　設計了三種不同類型的聲波諧振電小天線，包括基于Fe-Si-B/PIMNT復合材料的聲波諧振電小天線，基于Fe-Ga/PIMNT復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計和實現方案。通過對結構參數、材料參數和工作模式等進行分析，確定影響聲波諧振電小天線性能的關鍵參數，同時設計相應的測試系統。

　　實驗過程：

　　采用自己搭建的正磁電耦合系數測量系統測試磁電復合材料的正磁電耦合系數。基本原理為：信號發生器產生交流信號施加在調制線圈上得到一個交變的磁場dH，將此交變磁場信號作為樣品輸入信號。在磁電復合材料獲得這個交變磁場的同時，外加一個直流的掃描磁場H，而這個掃描磁場大小由直流電源控制，由高斯計測量反饋，能較精確的控制掃描磁場的大小和變化。最后將調制線圈中的交變磁場信號dH，掃描磁場信號H和磁電復合材料得到交變電壓信號dE通過示波器計算機等部件，得出磁電復合材料的性能參數。由于在高頻下調制線圈感抗較大，通常會在信號發生器與調制線圈之間加一個功率放大器。該系統主要包括三個模塊，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頻率和磁場強度可調的交流輸入磁場，選用信號發生器（任意波形函數信號發生器）。利用該信號發生器提供1μHz至25MHz的正弦波信號，采樣率為200MSa/s。為了在高頻下對調制線圈施加足夠的電壓/電流，以獲得一定強度的均勻磁場，將正磁電耦合測量系統的信號發生器與電壓放大器連接。選擇西安安泰公司生產的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）。

　　給樣品施加一定區域的均勻磁場，同時磁場強度不小于1Oe（設計磁場頻率范圍為dc-100kHz），選用的交流磁場產生線圈為特殊設計的小亥姆霍茲線圈。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，計算了線圈的不同匝數和尺寸亥姆霍茲線圈的阻抗值。通過調整匝數和尺寸的變化，使總阻抗基本保持不變，但在該電壓放大器的激勵下能獲得的一定強度的均勻磁場區域越大越好。

　　實驗結果：

　　在Maxwell模擬中僅僅以電流激勵線圈，在靜磁場條件下計算磁場的均勻度。分析模擬結果，可以得到一個至少可以得到φ30mm*50mm的均勻磁場區域（磁場均勻度為+/-5%）。線圈內部對應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合材料施加一個磁場強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）。利用高斯計進行磁場電流常數的標定。標定結果表明，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生的電壓信號。利用波器讀出交變磁場信號強度可通過電壓放大器的輸出電流和標定線圈的電流-磁場常數簡單計算得到。

　　高壓放大器在該實驗中發揮的效能：將信號發生器中的電壓信號放大

　　ATA-2031電壓放大器參數指標：

　　本文實驗素材由西安安泰電子整理發布，西安安泰電子是專業從事功率放大器、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、生產和銷售的高科技企業。，Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解更多實驗方案，請持續關注安泰電子官網www.sillink.com.cn或撥打029-88865020。

 

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