應(yīng)用案例

【概述】

某研究團(tuán)隊使用ATA-3090C功率放大器，搭建磁電復(fù)合材料實驗系統(tǒng)。

實驗名稱：磁電復(fù)合材料界面應(yīng)力傳遞與磁發(fā)射性能關(guān)聯(lián)實驗

研究方向：研究MoS2改性粘接層對PZTMFC/Metglas磁電復(fù)合材料磁發(fā)射性能的增強(qiáng)機(jī)制。通過優(yōu)化聲阻抗匹配（1wt%MoS2填充時聲透射系數(shù)0.132），實現(xiàn)磁發(fā)射強(qiáng)度331μT（較未改性提升1.5倍）及1m處2.7nT輻射強(qiáng)度；結(jié)合ASK調(diào)制驗證信號無損傳輸，外推100m處輻射強(qiáng)度約40fT。揭示粘接層聲學(xué)特性與磁電耦合的定量關(guān)聯(lián)，為水下/地下通信系統(tǒng)提供新方案。

實驗?zāi)康模?/strong>探究MoS2改性粘接層的聲阻抗匹配參數(shù)（填充量、楊氏模量）對磁電復(fù)合材料應(yīng)力傳遞效率的影響規(guī)律，及其在磁電轉(zhuǎn)換中對磁發(fā)射強(qiáng)度提升（增強(qiáng)1.5倍至331μT）和遠(yuǎn)場輻射能力（1m處達(dá)2.7nT）的調(diào)控作用，為水下/地下通信系統(tǒng)提供高性能磁電發(fā)射方案。

測試設(shè)備：鎖相放大器、直流電流源、亥姆霍茲線圈、螺線管、ATA-3090功率放大器、信號發(fā)生器、信號分析儀、標(biāo)定線圈、動態(tài)力學(xué)分析儀、差示掃描量熱儀、熱重分析儀、電子萬能試驗機(jī)、X射線衍射儀、傅立葉變換紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡。

實驗過程：在磁電復(fù)合系統(tǒng)中采用鎖相放大器驅(qū)動亥姆霍茲線圈生成直流偏置磁場與螺線管激發(fā)交流磁場，通過功率放大器調(diào)控壓電纖維諧振狀態(tài)；同步在MoS2改性粘接層的PZT/Metglas復(fù)合結(jié)構(gòu)中量化磁發(fā)射強(qiáng)度與1m處輻射場強(qiáng)；利用信號發(fā)生器生成ASK調(diào)制信號，通過信號分析儀解析波形保真度；結(jié)合聲阻抗模型計算應(yīng)力傳遞效率，基于磁偶極子方程外推遠(yuǎn)場輻射強(qiáng)度，最終建立聲學(xué)匹配參數(shù)-磁電轉(zhuǎn)換效率的定量關(guān)聯(lián)模型。

圖1：磁電復(fù)合材料調(diào)制測量裝置的示意圖

實驗結(jié)果：聲阻抗匹配測試證實，當(dāng)MoS2填充量為1wt%時，粘接層楊氏模量提升至5.56GPa（未改性僅3.2GPa），聲透射系數(shù)達(dá)0.132（未改性0.077），應(yīng)力傳遞效率提升71%，驅(qū)動磁電復(fù)合材料在最佳偏置場（12kHz諧振頻率、1A直流偏置）下磁發(fā)射強(qiáng)度達(dá)331μT，較未改性樣品（220μT）提升1.5倍；在距離發(fā)射源1m處實測輻射強(qiáng)度為2.7nT，并通過磁偶極子模型外推100m處輻射強(qiáng)度約40fT；ASK調(diào)制驗證實驗中，信號分析儀解析二進(jìn)制信號（0101序列）的波形保真度＞98%，實現(xiàn)數(shù)字信號無損傳輸；定量關(guān)聯(lián)模型進(jìn)一步揭示，聲阻抗參數(shù)（Z=2.7MRayl）與磁發(fā)射強(qiáng)度的擬合相關(guān)系數(shù)達(dá)R2=0.94，表明界面應(yīng)力傳遞效率對磁電轉(zhuǎn)換的調(diào)控權(quán)重占主導(dǎo)（85%）。

圖2：最佳偏置下MoS2填充前后磁電復(fù)合材料:（a）近場輻射特性（b）磁場強(qiáng)度隨實測距離變化曲線

表3本工作與已報道的磁電天線輻射性能比較

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：

一、大功率與大電流輸出能力——驅(qū)動壓電纖維在諧振頻率產(chǎn)生強(qiáng)應(yīng)力

二、寬頻帶與平坦響應(yīng)——精準(zhǔn)匹配諧振頻率，保障信號無損傳輸

三、低失真與高輸出穩(wěn)定性——保障聲阻抗匹配

【推薦產(chǎn)品】：ATA-3090C功率放大器

圖：ATA-3090C功率放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。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)都支持免費試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)m.fjiakun.cn或撥打029-88865020。