高壓功率放大器驅動超聲換能器測試應用

超聲波換能器是一種既可以把電能轉化為聲能,又可以把聲能轉化為電能的器件或裝置。超聲波一般用于測距、測深、測厚、探傷、醫(yī)療檢測，超聲洗滌等方面，超聲波換能器的驅動部分（高壓功率放大器）和接收電路（前置放大器）是測試系統(tǒng)中關鍵的儀器。

高壓功率放大器是整個超聲測量系統(tǒng)的基礎,只有功率放大器自身的頻率達到很高時才能驅動固有頻率也很高的換能器,使換能器產生共振,從而發(fā)出高頻的超聲波,以滿足實際測量的需要。

超聲換能器驅動的基本原理：

超聲波為直線傳播方式,頻率越高,繞射能力越弱,但反射能力越強。換能器在電脈沖激勵下可將電能轉化為機械能,向外發(fā)送超聲波;反之,當換能器處于接收狀態(tài)時,它可將聲能(機械能)轉化為電能。的超聲測量系統(tǒng)的方法是回聲探測法。其工作原理是:信號發(fā)生器產生一定的電壓信號經由高壓功率放大器作用于換能器的發(fā)射頭,使換能器發(fā)射超聲波脈沖,此聲波發(fā)射出去后被超聲波接收換能器所接收。

目前針對市場上常規(guī)的信號放大器輸出電壓低，帶負載能力弱，無法驅動超聲波換能器等大功率容性負載的實際問題，Aigtek研發(fā)設計了各個系列和型號的功率放大器，以驅動各種不同應用的換能器。

以ATA-214為例： ATA-214高壓功率放大器是一款可以輸出 400Vp-p (±200Vp)電壓，大輸出功率60W，同時可以放大交直流信號，驅動容性、感性負載。電壓增益數控可調0-100倍，儀器可一鍵保存常用設置，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實現(xiàn)信號的完美放大。

超聲波接收電路的作用就是將接收換能器輸出的微弱信號，進行濾波、放大、檢波、整形，來得到足夠大的電信號，然后送給數據處理部分，得到所要測量的參數。

接收端前置放大器以ATA-5220為例：

ATA-5220是用于極微小信號檢測的前置放大器，采用超低噪聲的電源供電，電壓增益60dB。大輸出電壓2Vp-p。電壓增益60dB。可放大微弱信號，以便后端設備進行采集。