功率放大器在三維超聲振動(dòng)臺(tái)性能測試中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱: 三維超聲振動(dòng)臺(tái)性能測試

研究方向：微納加工

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在傳統(tǒng)探針納米刻劃加工的基礎(chǔ)上，加工一維/二維的超聲振動(dòng)，可有效提高加工效率，并減小探針磨損和材料堆積，本實(shí)驗(yàn)意在測試所設(shè)計(jì)的三維超聲振動(dòng)臺(tái)的相關(guān)性能，看是否滿足加工需求。

測試目的：標(biāo)定振動(dòng)臺(tái)的工作性能

測試設(shè)備: 自研三維超聲振動(dòng)臺(tái)、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(hào): ATA-2082

實(shí)驗(yàn)過程:

三維超聲振動(dòng)臺(tái)具有xyz三個(gè)方向的自由度，每個(gè)方向由一個(gè)單獨(dú)的壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)，可在振動(dòng)輔助加工過程中，提供一維或二維的振動(dòng)輔助，在實(shí)驗(yàn)過程中，首先由信號(hào)發(fā)生器發(fā)出控制信號(hào)，然后經(jīng)過ATA-2082功率放大器，對控制信號(hào)的電壓和功率進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片輸出位移信號(hào)，并由多普勒激光測振儀進(jìn)行信號(hào)的采集。測試分別對三個(gè)方向的不同頻率、不同電壓下的一維振動(dòng)，以及xy和xy的不同相位差下二維振動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

如圖所示，在不同驅(qū)動(dòng)電壓下，輸出位移呈現(xiàn)線性增加；在不同驅(qū)動(dòng)頻率下，開始位移信號(hào)保持不變，但隨著驅(qū)動(dòng)頻率逐漸接近振動(dòng)臺(tái)的固有頻率，位移信號(hào)開始增大；二維振動(dòng)同樣表現(xiàn)與隨相位差的變化，而表現(xiàn)出不同的形狀。在整個(gè)過程中驅(qū)動(dòng)壓電穩(wěn)定，位移信號(hào)與預(yù)期一致，兩個(gè)通道可同時(shí)輸出，且在達(dá)到超聲頻率時(shí)，大輸出電壓仍可穩(wěn)定輸出。

功率放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能: 為信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行電壓與功率的放大，ATA-2082的功率與本實(shí)驗(yàn)所采用的壓電陶瓷片匹配，雙通道可提供兩個(gè)方向的信號(hào)放大，且兩信號(hào)相位差穩(wěn)定。