應用案例

【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-2022B高壓放大器，搭建壓電驅動器實驗平臺。測試該驅動器樣機的基礎性能，并進行腦模型植入試驗驗證該驅動器在柔性電極植入應用中的有效性。

實驗名稱：驅振一體式壓電驅動器樣機性能測試

研究方向：驅振一體式壓電驅動器的原理與建模、驅動器結構設計與優化、驅動信號的硬件實現、驅動器性能測試與優化、振動輔助植入應用驗證

測試設備：可升降平臺、上位計算機、ATA-2022B高壓放大器、示波器、數模轉換模塊、激光位移傳感器。

實驗過程：先搭建由氣浮隔震光學平臺、MCU、DAC、功率放大器、示波器、激光位移傳感器等組成的高精度測試系統，制作驅振一體式壓電驅動器樣機；先開展空載性能測試，探究驅動電壓/頻率與步距/速度、振動電壓/頻率與振幅的關系，測定最小步長、步進特性、重復性，通過調整壓電疊堆恢復時間優化植入速度；再以0.6%瓊脂糖凝膠為模擬腦模型，進行植入性能測試，對比空載與帶載狀態下的驅動器性能，優化振動電壓和頻率參數，開展二次植入試驗，通過可視化分析與量化計算評估植入損傷程度，全面驗證驅動器性能及振動輔助植入的有效性。

圖：樣機測試系統

實驗結果：

1、空載性能測試表明，驅動器步距與驅動電壓、振幅與振動電壓均呈線性關系，一階共振頻率80Hz，最小步長可達6.3μm，重復性誤差在合理范圍，縮短壓電疊堆恢復時間后植入效率提升72.6%。

2、帶載植入測試顯示，驅動器在0.6%瓊脂糖凝膠模擬腦環境中運動形態穩定，僅植入速度較空載略有降低，適配實際植入載荷需求。

3、振動參數優化結果表明，當振動頻率高于40Hz、電壓在20-40V范圍時，可有效避免柔性電極植入屈曲失效，實現順利植入。

4、二次植入試驗驗證了驅動器在柔性電極形成膠質包裹層后仍能實現精準定位，靜置30分鐘后的二次植入軌跡雖有微小差異但不影響使用。

5、植入損傷評估顯示，柔性電極植入導致的損傷面積僅比其自身截面積增加23%，證明振動輔助植入具有低損傷特性。

圖：實驗結果

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

1.功率放大——提供足夠電壓與功率，保障驅動器實現精準步進與高頻振動功能

2.寬頻帶與高壓擺率——精準匹配驅動步進與振動雙模式高頻切換

3.四象限輸出與低失真——確保植入過程中運動形態穩定，為損傷評估等實驗提供了穩定的設備運行保障

【推薦產品】：ATA-2022B高壓放大器

圖：ATA-2022B高壓放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、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、生產和銷售的高科技企業。如想了解更多功率放大器等產品，請持續關注安泰電子官網m.fjiakun.cn或撥打029-88865020。

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