ATA-2000系列高壓放大器在壓電陶瓷中的典型應(yīng)用

壓電陶瓷介紹：

壓電陶瓷是一種能夠?qū)?a href="http://m.1cnz.cn/v/tag/1472/" target="_blank">機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的陶瓷材料。壓電陶瓷除具有壓電性外，還具有介電性、彈性等,已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。壓電陶瓷利用其材料在機(jī)械應(yīng)力的作用下，引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化，導(dǎo)致材料兩端出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷即壓電效應(yīng)。壓電陶瓷主要用于制造超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發(fā)生器、紅外探測(cè)器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。

PZT壓電陶瓷的應(yīng)用：

近年來(lái)，PZT壓電陶瓷在包括但不限于以下幾個(gè)方面得到了應(yīng)用：

（1）高位移新型壓電制動(dòng)器

（2）壓電變壓器

（3）用于主動(dòng)減震和降噪的壓電器件

（4）醫(yī)用微型壓電陶瓷傳感器

ATA-2000系列是一款理想的可放大交、直流信號(hào)的高壓放大器。最大差分輸出1600Vp-p(±800Vp)高壓，可以驅(qū)動(dòng)高壓型負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設(shè)置，為您提供了方便簡(jiǎn)潔的操作選擇，同時(shí)雙通道高壓放大器輸出還可同步調(diào)節(jié)，可與主流的信號(hào)發(fā)生器配套使用，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。

ATA-2000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)：

·最大輸出電壓1600Vp-p（±800Vp）

·帶寬（-3dB）DC~1MHz

·最大輸出電流500mAp

·輸出電壓軌三檔可調(diào)

·直流偏置連續(xù)可調(diào)

案例1：ATA-2082高壓放大器驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷測(cè)試應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：PZT4壓電陶瓷的溫度變化研究

研究方向：PZT4壓電陶瓷的強(qiáng)場(chǎng)下升溫變化研究

測(cè)試目的：探索大功率領(lǐng)域壓電陶瓷的應(yīng)用，探索大功率情況下壓電陶瓷溫度變化對(duì)材料特性的影響，從而探尋合適的驅(qū)動(dòng)方法降低由于壓電陶瓷升溫對(duì)器件特性的影響，這對(duì)大功率壓電陶瓷器件的應(yīng)用有著至關(guān)重要的作用。

測(cè)試設(shè)備：示波器、信號(hào)發(fā)生器、ATA-2082高壓放大器，電腦（處理數(shù)據(jù)）溫度監(jiān)測(cè)儀（監(jiān)控溫度變化）DSP720(監(jiān)控電流)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

1.將實(shí)驗(yàn)儀器放置合適位置，將實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行連接，檢查無(wú)誤后開(kāi)機(jī)；

2.將準(zhǔn)備測(cè)試PZT4陶瓷壓電振子放置夾具中；

3.通過(guò)信號(hào)發(fā)生器給高壓放大器提供一個(gè)激勵(lì)信號(hào)（正弦波），調(diào)整高壓放大器的放大倍數(shù)，進(jìn)行輸出一定幅值的電壓施加在壓電振子上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；

4.使用溫度監(jiān)測(cè)儀監(jiān)控該頻率，電壓幅值下的溫度；

5.改變電壓幅值重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并記錄數(shù)據(jù)；

6.處理記錄的數(shù)據(jù)；測(cè)試完畢整理儀器。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的PZT4壓電陶瓷振子的溫度變化情況，整理數(shù)據(jù)并進(jìn)行畫(huà)圖，整理出升溫曲線，左圖是監(jiān)控的電流變化情況，右圖是PZT4壓電振子的升溫變化情況，隨著輸入功率的增加，壓電振子出現(xiàn)了明顯的升溫變化。

高壓放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能：ATA-2082高壓放大器在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為實(shí)驗(yàn)測(cè)試提供了一個(gè)穩(wěn)定的電壓，為實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行提供了必要條件。

案例2：ATA-2161高壓放大器在光學(xué)系統(tǒng)和精密跟蹤瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的應(yīng)用

在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)和精密跟蹤瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中，作為波前校正和快速精密跟蹤的關(guān)鍵元件——變形反射鏡(DM)和高速傾斜反射鏡(TM)與傳統(tǒng)的跟瞄系統(tǒng)構(gòu)成多環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng)，使其系統(tǒng)跟蹤精度大大提高(達(dá)1μrad)，系統(tǒng)跟蹤帶寬從幾Hz到數(shù)十Hz。

目前的變形鏡和傾斜鏡的驅(qū)動(dòng)器是利用壓電陶瓷(PZT)材料的逆壓電效應(yīng)以特殊工藝研制而成的。要使驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生需要的位移量，必須在PZT的正負(fù)兩極施加高達(dá)1500Vpp的控制電壓。而控制電壓的變化頻率達(dá)數(shù)百Hz，這就需要與之相適應(yīng)的高壓驅(qū)動(dòng)放大器。系統(tǒng)中要求的跟蹤范圍越大、跟蹤精度和速度越高，越要求高壓放大器在大電容負(fù)載情況下，輸出電壓要高，帶寬要寬，噪聲、紋波和漂移要小。在設(shè)計(jì)高壓放大器時(shí)，同時(shí)滿足這些要求是相當(dāng)困難的。

西安安泰電子科技有限公司生產(chǎn)的ATA-2161高壓放大器可以完全滿足應(yīng)用要求，輸出電壓高達(dá)1600Vpp，輸出電流達(dá)40mA，帶寬（-3dB）更是達(dá)到DC-150KHz。在目前的自適應(yīng)光學(xué)和跟瞄系統(tǒng)試驗(yàn)中完全能夠滿足要求。其電壓、帶寬和輸出電流為自適應(yīng)光學(xué)和跟瞄系統(tǒng)的發(fā)展提供技術(shù)保障。

西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，為用戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。

如果對(duì)于功率放大器，高壓放大器的應(yīng)用還有什么想了解的，歡迎隨時(shí)咨詢。

審核編輯：湯梓紅