功率放大器在三維超聲振動臺性能測試中的應用

更新時間：2020-09-02

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實驗名稱: 三維超聲振動臺性能測試

研究方向：微納加工

實驗內容：在傳統探針納米刻劃加工的基礎上，加工一維/二維的超聲振動，可有效提高加工效率，并減小探針磨損和材料堆積，本實驗意在測試所設計的三維超聲振動臺的相關性能，看是否滿足加工需求。

測試目的：標定振動臺的工作性能

測試設備: 自研三維超聲振動臺、多普勒激光測振儀、DAQ采集卡、功率放大器、壓電陶瓷

功率放大器型號: ATA-2082

實驗過程:

三維超聲振動臺具有xyz三個方向的自由度，每個方向由一個單獨的壓電陶瓷片驅動，可在振動輔助加工過程中，提供一維或二維的振動輔助，在實驗過程中，首先由信號發生器發出控制信號，然后經過ATA-2082功率放大器，對控制信號的電壓和功率進行放大，驅動壓電陶瓷片輸出位移信號，并由多普勒激光測振儀進行信號的采集。測試分別對三個方向的不同頻率、不同電壓下的一維振動，以及xy和xy的不同相位差下二維振動進行了實驗。

實驗結果：

如圖所示，在不同驅動電壓下，輸出位移呈現線性增加；在不同驅動頻率下，開始位移信號保持不變，但隨著驅動頻率逐漸接近振動臺的固有頻率，位移信號開始增大；二維振動同樣表現與隨相位差的變化，而表現出不同的形狀。在整個過程中驅動壓電穩定，位移信號與預期一致，兩個通道可同時輸出，且在達到超聲頻率時，大輸出電壓仍可穩定輸出。

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功率放大器在該實驗中發揮的效能: 為信號發生器發出的信號進行電壓與功率的放大，ATA-2082的功率與本實驗所采用的壓電陶瓷片匹配，雙通道可提供兩個方向的信號放大，且兩信號相位差穩定。

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