高壓放大器驅動壓電陶瓷測試設計

壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能相互轉換的功能陶瓷材料。隨著高新技術的發展,壓電陶瓷的應用必將越來越廣闊，壓電陶瓷把電能轉換為超聲振動，用來進行無損探傷、超聲清洗、超聲醫療等測試，如今壓電陶瓷已經被科學家應用到國防建設、科學研究、工業生產、以及人們生活密切相關的眾多領域中。壓電陶瓷在能量轉換過程中，需要提供高壓或者大功率來激勵壓電陶瓷產生震動，高壓放大器屬于發射端的末級，作用是將已經產生的高頻電壓信號進行放大，以滿足發送功率的要求。

壓電效應的原理：如果對壓電陶瓷施加壓力，它便會產生電位差，反之施加電壓，則產生機械應力。如果壓力是一種高頻震動，則產生的就是高頻電流，而高頻電信號加在壓電陶瓷上，則產生高頻聲信號（機械振動），這就是我們常說的超聲波信號。

壓電陶瓷驅動方式一般為激振蕩式驅動，利用方波（或短行波）振蕩器來激勵發聲。壓電陶瓷片主要工作在10KHz以上的頻率上，電壓需要200V左右，輸出功率要求大，市場上常規的信號發生器輸出電壓低，帶負載能力弱，無法解決高壓大功率驅動問題，Aigtek針對這一問題，給某實驗室提供信號發生器（ATG2000系列）+高壓放大器（ATA-2042）的測試方案。

高壓放大器和信號發生器都需要具有高性能和高品質的輸出波形：一方面是良好的穩定性能，輸出波形失真小，并且信號發生器還需要能產生多種波形信號；另一方面是良好的動態性能，調幅調頻方便，負載適應性好，此外有些測試除了需要信號發生器提供輸出電壓外，還需要功率輸出。

ATA-2042高壓放大器是Aigtek公司生產的寬頻雙通道高壓電源產品，電壓范圍（0-400Vpp），具有穩定的輸出電壓、電流、雙通道同步輸出等特點，同時具有過流、過溫保護功能。適用于驅動高壓型負載，可放大交、直流信號，輸出電流100mA，電壓增益數控0~60倍可調，液晶屏幕顯示，一鍵保存常用設置，可與任意品牌信號發生器配套使用，實現任意波形信號的完美放大。

電壓增益具體分為粗調（1step）和細調（0.1 step）兩種。可根據需要調整至需要輸出的電壓值，輸入為BNC接口，輸入電阻50Ω、5kΩ兩檔可選，完美匹配高低內阻信號源。