功率放大器在六元振子電動(dòng)式換能器研究中的應(yīng)用
【概述】
本研究中使用Aigtek安泰ATA-63120功率放大器，搭建水池聲輻射性能測(cè)試系統(tǒng)，本研究旨在探究多元振子互輻射對(duì)超低頻電動(dòng)式換能器性能的提升作用。
實(shí)驗(yàn)名稱：多元振子互輻射效應(yīng)理論研究與六元振子電動(dòng)式換能器的輻射聲功率和電聲效率實(shí)驗(yàn)分析。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>本研究旨在探究多元振子互輻射對(duì)超低頻電動(dòng)式換能器性能的提升作用。通過建立等效電路模型與制作六元振子樣機(jī)，重點(diǎn)驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)在提升輻射聲功率和電聲效率方面的有效性，為水下無(wú)人平臺(tái)提供了高效聲源解決方案。
測(cè)試設(shè)備：水池聲輻射性能測(cè)試系統(tǒng)（換能器安裝平臺(tái)、水聲測(cè)量傳感器陣列及數(shù)據(jù)采集單元）、功率放大器（ATA-63120）、電流激勵(lì)信號(hào)源以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
圖1：傳統(tǒng)單振子電動(dòng)式換能器與六元振子電動(dòng)式換能器
圖2：實(shí)驗(yàn)流程圖
實(shí)驗(yàn)過程：本研究通過多元振子互輻射理論建模與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)分析超低頻電動(dòng)式換能器性能。首先建立有限元模型驗(yàn)證六元結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性，確認(rèn)性能增益源于互輻射效應(yīng)；隨后制作單振子與六元振子樣機(jī)，在消聲水池中進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多元結(jié)構(gòu)在發(fā)射響應(yīng)、聲功率和電聲效率方面均有顯著提升，驗(yàn)證了互輻射機(jī)制對(duì)解決超低頻換能器輻射阻過低問題的有效性，為水下平臺(tái)提供了新型高效聲源方案。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：基于多元互輻射的六元振子結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)超低頻聲源性能顯著提升，發(fā)射電流響應(yīng)提高約15dB，輻射聲功率最大增至單振子的41倍，電聲效率提升約6倍；在20–90Hz測(cè)試頻段內(nèi)，理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好，驗(yàn)證了互輻射阻抗模型的準(zhǔn)確性；該方法在超低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，全面滿足水下無(wú)人航行器對(duì)高效、低能耗聲源的性能需求。
圖3：電動(dòng)式換能器發(fā)射電流響應(yīng)(TCR)的測(cè)試結(jié)果
圖4：電動(dòng)式換能器電聲效率的測(cè)試結(jié)果及其比值關(guān)系
安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：
1.超大功率輸出能力——實(shí)現(xiàn)輻射聲功率與電聲效率的突破性提升
2.超低頻段穩(wěn)定響應(yīng)——保障互輻射阻抗模型驗(yàn)證的準(zhǔn)確性
3.高輸出穩(wěn)定性與長(zhǎng)時(shí)可靠性——支撐實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反復(fù)論證
本文實(shí)驗(yàn)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(fèi)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(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)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(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)m.fjiakun.cn或撥打029-88865020。