功率放大器驅動超聲波探頭測試方案

隨著科技的不斷發展，人們研究的對象已經深入到微觀領域。超聲波探頭主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類，電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。針對市場上常規信號源輸出電壓低,帶負載能力弱,無法驅動超聲波探頭、換能器等大功率容性負載的實際問題,Aigtek功率放大器ATA4012推出了一種可輸出大功率160W，頻率DC-1MHz。

ATA-4012是一款理想的可放大交、直流信號的單通道高壓功率放大器。大輸出160Vp-p（±80V）電壓，160W功率，可以驅動高壓功率負載。電壓增益數控可調，一鍵保存常用設置，為您提供了方便簡潔的操作選擇，可與主流的信號發生器配套使用，實現信號的放大。

超聲波探頭驅動原理：

超聲波探頭，主要利用石英等壓電晶體的逆壓電效應來完成電能到超聲波機械振動的轉換(即超聲波的發射)，利用壓電晶體的壓電效應來完成超聲波機械振動到電能的轉換(即超聲波的接受)，因此又可將其稱為超聲波發生器或超聲波接收器，是超聲波檢測的一重要組成部分，也是影響檢測結果的一重要結構。

超聲波探頭根據其所完成功能的不同分為發射探頭和接收探頭，其中，發射探頭主要利用壓電晶體的逆壓電效應來發射超聲波，當高頻電壓作用于晶片(超聲波探頭的關鍵部件，是一個具有壓電效應的晶體薄片)上時，壓電晶體受激勵以相同的頻率在相鄰介質中傳播超聲波，完成電能到機械振動的轉換。而接受探頭主要利用壓電晶體的壓電效應來接受超聲波，當超聲波在不同介質中傳播時，在介質的交界面處發生反射，反射后的超聲波作用于壓電晶體上，便產生與機械振動頻率相同的電能，完成機械振動到電能的轉換。

信號發生器輸出電壓峰峰值一般是在20Vp-p，通過連接功率放大器大可輸出電壓160Vp-p(±80V)，電流2Arms，帶寬（-3dB）DC~1MHz，壓擺率500V/μs，輸入為BNC接口，輸入電阻50Ω、5kΩ兩檔可選，匹配高低內阻信號源。電壓增益數控0~50倍可調，具體分為粗調（1step）和細調（0.1 step）兩種。結合液晶面板增益的顯示，能夠快速調整至需要的電壓值。

與傳統器件相比,超聲波探頭的驅動有著特殊的要求,一般要求驅動電源輸出頻率在20kHz—1MHHz。另外,為了充分利用可通過頻率、相位和幅值改變壓電片完成電能到機械振動的轉換，要求驅動的電壓和功率需可調，并可輸出大功率進行驅動。Aigtek基于對功率放大器多年的測試研究,ATA4012作為雙極性高壓驅動電源能很好地實現所需要的功能。

西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內從事測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業。公司致力于功率放大器、計量校準產品、線束測試儀等產品為核心的相關行業測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案。