隨著科(ke)學技術的不斷進步，功率放大器作為電(dian)子設備中重要的一(yi)部分，除了在高校(xiao)的日常實(shi)驗教學中發揮作用，還很大程(cheng)(cheng)度上助(zhu)力了眾多科(ke)研項目(mu)的開展，及幫助(zhu)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)(cheng)項目(mu)的順利落地實(shi)施，其應用領(ling)域(yu)及其廣泛，從航空航天(tian)到(dao)海洋勘測，從生(sheng)物(wu)醫療到(dao)消費電(dian)子、建筑工(gong)程(cheng)(cheng)領(ling)域(yu)等等，它都(dou)在最大程(cheng)(cheng)度上為研究人員及工(gong)程(cheng)(cheng)師的測試工(gong)作提供便利。

　　在高校機械學院的眾多項目研究中，它同樣不可或缺，今天Aigtek安泰電子就帶(dai)大家了(le)解(jie)一下功率放(fang)大器在(zai)高(gao)校(xiao)機械學院研究(jiu)中的(de)具(ju)體應用(yong)方(fang)向，我們也將在(zai)本期分享應用(yong)方(fang)向對應的(de)實際案例，希(xi)望(wang)能讓您(nin)有(you)所收獲。

　　首先，在機械控制系統中，功率放大器被廣泛應用于驅動電機和執行器。通過功率放大器的調節(jie)，可以實現對(dui)控制(zhi)信號的放大和(he)精確控制(zhi)，從而實現機(ji)械(xie)系統的高效(xiao)運行(xing)。例如，在自動化生(sheng)產線中，功(gong)率放大器可以用于驅動各種電機(ji)，使機(ji)械(xie)設備能夠按照預定的程序和(he)速度進行(xing)工作，提高生(sheng)產效(xiao)率和(he)質量。

　　案例：功率放(fang)大器在單(dan)信號激勵的(de)彎(wan)彎(wan)復合超聲(sheng)電機的(de)正反向運動實驗中的(de)應用

　　研(yan)究方向：超聲電機

　　測試目的(de)(de)(de)：驗證基于(yu)8字形振(zhen)動軌跡的(de)(de)(de)超(chao)聲電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)工作原理的(de)(de)(de)可行性

　　測(ce)試設備：函數信號發生器(qi)，ATA-4051高壓功率(lv)放大器(qi)，激光(guang)位移傳感器(qi)，激光(guang)轉速計(ji)。

　　實(shi)驗內(nei)容：用(yong)單路特殊(shu)激勵信號（由頻率比為(wei)1:2兩個正弦(xian)波形疊加而成）驅(qu)動(dong)彎彎復合超聲電機，測試其驅(qu)動(dong)足的(de)運(yun)動(dong)軌跡和樣機基(ji)本輸出(chu)特性。

　　測(ce)試(shi)驅(qu)動(dong)足軌(gui)跡(ji)。用兩個激光位移傳感器(qi)(qi)分別(bie)對準驅(qu)動(dong)足的(de)上表面和右表面，用函數(shu)信(xin)號(hao)放(fang)大器(qi)(qi)產生(sheng)信(xin)號(hao)，經過功(gong)率放(fang)大器(qi)(qi)（ATA4051）放(fang)大后(hou)施加到超聲電機上，打開傳感器(qi)(qi)采(cai)集功(gong)能，完成振動(dong)軌(gui)跡(ji)采(cai)集。改(gai)變(bian)激勵信(xin)號(hao)中兩種信(xin)號(hao)的(de)相(xiang)位差，從0~360度范圍內，每15度測(ce)試(shi)一次，共測(ce)24次。

　　其次，功率放大器(qi)在機械學院的(de)(de)電(dian)(dian)力系(xi)統研究中(zhong)也(ye)有重要(yao)的(de)(de)應用。電(dian)(dian)力系(xi)統是機械學院的(de)(de)重點研究領域之(zhi)一，而功率放大器(qi)則是電(dian)(dian)力系(xi)統中(zhong)實現(xian)信(xin)號放大和(he)調節(jie)的(de)(de)關鍵組件。通過功率放大器(qi)的(de)(de)使(shi)用，可(ke)以(yi)實現(xian)對電(dian)(dian)力信(xin)號的(de)(de)放大和(he)穩定輸(shu)出(chu)，保證電(dian)(dian)力系(xi)統的(de)(de)正常運行和(he)安全性。

　　案(an)例(li)：功率放大(da)器在(zai)電動汽車動態無線電能傳輸阻抗(kang)匹配(pei)研究中的應用

　　實驗目的(de)：針(zhen)對電(dian)動汽(qi)車動態無線(xian)充電(dian)過(guo)程中的(de)系統失配(pei)問(wen)題(ti)，重點分析失配(pei)原因以及(ji)重新恢復匹配(pei)條件，將一(yi)種具有自適應調(diao)節(jie)能力的(de)阻(zu)抗(kang)匹配(pei)網絡嵌入二次回(hui)路，使電(dian)動汽(qi)車能夠(gou)根據(ju)當前(qian)工況進行自適應阻(zu)抗(kang)匹配(pei)調(diao)整，在工況變化的(de)情(qing)況下穩(wen)定傳輸效率。

　　實驗設備：信號(hao)發(fa)生器、ATA-3040功率放(fang)大(da)器、發(fa)射線圈(quan)、接收線圈(quan)、整流橋、DC/DC及負載電(dian)阻、示(shi)波器、LCR阻抗分析儀(yi)、泰克差分電(dian)壓探(tan)(tan)頭、電(dian)流探(tan)(tan)頭等。

　　實驗過程：電網(wang)電能(neng)經(jing)過整流(liu)高(gao)頻(pin)逆變后(hou)通過發射線圈產生高(gao)頻(pin)磁場，當接收線圈處于磁場環境中，便會產生感應電流(liu)，電網(wang)電能(neng)就會從(cong)一次側轉移(yi)到(dao)二次側，二次側拾取的(de)能(neng)量通過整流(liu)器和DC/DC調節后(hou)傳遞(di)給負載。

　　此外，功率(lv)放(fang)大器還被廣泛應用于(yu)機(ji)器人(ren)技(ji)術(shu)研究中。機(ji)器人(ren)技(ji)術(shu)是(shi)機(ji)械學院(yuan)的(de)重要(yao)(yao)研究方(fang)向之一，而(er)功率(lv)放(fang)大器則是(shi)機(ji)器人(ren)系統中實現電力(li)輸出和(he)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)重要(yao)(yao)組成部分。在機(ji)器人(ren)的(de)運動(dong)(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)中，功率(lv)放(fang)大器可以用于(yu)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)機(ji)器人(ren)的(de)關節運動(dong)(dong)和(he)力(li)量輸出，實現精確(que)的(de)動(dong)(dong)作(zuo)和(he)力(li)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。

　　案例：功率放大(da)器驅動介(jie)電彈性體(ti)機器人

　　研究(jiu)方(fang)向(xiang)：仿(fang)生學

　　實驗內(nei)容：通(tong)過高(gao)壓施(shi)加在機(ji)器(qi)人(ren)驅動部分，觀察機(ji)器(qi)人(ren)在一個電壓周期(qi)內(nei)的運動過程

　　測試目的：利(li)用(yong)介電彈性體(ti)驅(qu)動(dong)器制成(cheng)可以奔跑(pao)的仿生軟體(ti)機(ji)器人(ren)

　　測試設備：信號發生器，功率放大器AigtekATA-7030高壓放大器，介電(dian)彈性體機器人，高速運動相機。

　　實驗過程：

　　如上圖(tu)所示為，其中(zhong)包(bao)括一(yi)臺信號(hao)(hao)發(fa)生器(qi)，用(yong)以產生頻(pin)率為3HZ，波形為方波的激勵信號(hao)(hao)；一(yi)臺高(gao)壓放大器(qi)AigtekATA-7030，接受(shou)信號(hao)(hao)放大為5.5KV的電壓，給機(ji)器(qi)人(ren)后(hou)退加電，使軟體(ti)機(ji)器(qi)人(ren)運(yun)動(dong)，然后(hou)用(yong)高(gao)速相機(ji)捕(bu)捉機(ji)器(qi)人(ren)運(yun)動(dong)圖(tu)像。

　　此外，功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器還被應用于聲(sheng)(sheng)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究中(zhong)。在(zai)聲(sheng)(sheng)學(xue)(xue)(xue)領(ling)域，功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器可以用于水聲(sheng)(sheng)探測、水下通(tong)信、聲(sheng)(sheng)吶等水聲(sheng)(sheng)場(chang)景中(zhong)，通(tong)過放(fang)大(da)信號(hao)(hao)，實現信號(hao)(hao)的放(fang)大(da)和增強。在(zai)高校(xiao)機(ji)械學(xue)(xue)(xue)院的聲(sheng)(sheng)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究中(zhong)，功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器的應用可以幫(bang)助實現聲(sheng)(sheng)學(xue)(xue)(xue)實驗的高保真性(xing)和準確性(xing)。

　　案例：水下通(tong)信(xin)系統中功(gong)率放大器的驅動

　　水聲(sheng)信號(hao)(hao)發(fa)(fa)射系統在水聲(sheng)通信系統中完成將電(dian)信號(hao)(hao)轉(zhuan)化為(wei)(wei)聲(sheng)音(yin)信號(hao)(hao)的(de)功(gong)能。如660通信聲(sheng)吶，它采(cai)用的(de)是模擬單邊帶(dai)SSB（SingleSideband）調幅技術，模擬語音(yin)、報文等通信信息經發(fa)(fa)信機發(fa)(fa)送后對一(yi)個8.078KHz的(de)載(zai)波(bo)(bo)進行(xing)調制，抑制載(zai)波(bo)(bo)取出上邊帶(dai)，經水聲(sheng)功(gong)率放大器驅(qu)動以后，有水聲(sheng)換(huan)能器完成電(dian)聲(sheng)能量轉(zhuan)換(huan)，最(zui)后信息以聲(sheng)波(bo)(bo)為(wei)(wei)載(zai)體發(fa)(fa)送出去。

　　綜(zong)上(shang)所述，功率(lv)放大(da)(da)器(qi)在(zai)高校機(ji)械學(xue)院的(de)研(yan)(yan)究中(zhong)具有廣(guang)泛(fan)(fan)的(de)應(ying)用(yong)(yong)方向。無論是機(ji)械控制(zhi)系統(tong)、電(dian)(dian)力系統(tong)、機(ji)器(qi)人技術還是聲學(xue)研(yan)(yan)究，功率(lv)放大(da)(da)器(qi)都發(fa)揮(hui)著重要的(de)作用(yong)(yong)。隨著科(ke)技的(de)進步(bu)和機(ji)械學(xue)院研(yan)(yan)究的(de)深入(ru)，功率(lv)放大(da)(da)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)(yong)將會越來越廣(guang)泛(fan)(fan)，并為機(ji)械學(xue)院的(de)發(fa)展做出更(geng)加重要的(de)貢獻。感謝您對功率(lv)放大(da)(da)器(qi)在(zai)高校機(ji)械學(xue)院中(zhong)應(ying)用(yong)(yong)的(de)關注，希望(wang)本(ben)文對您有所幫(bang)助。本(ben)資(zi)料由Aigtek安泰電(dian)(dian)子整理發(fa)布，更(geng)多案例及產品(pin)詳情請持續(xu)關注我們。

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