實驗名稱：功率放大器在透明式定向發聲換能器實驗測試與驗證中的應用

實(shi)驗(yan)設備(bei)：動態信號分析儀(yi)，精密(mi)阻抗分析儀(yi)，混合域示波器和任意函數發生器，ATA-4011高壓功率放大器等。

實驗內(nei)容：提出(chu)透明式定向(xiang)發(fa)聲(sheng)換(huan)能器(qi)技(ji)術要求，設(she)計了一(yi)種(zhong)基于逆壓(ya)電效應的(de)有效的(de)透明式定向(xiang)發(fa)聲(sheng)換(huan)能器(qi)結(jie)構一(yi)一(yi)壓(ya)電雙夾(jia)片式的(de)圓形(xing)多層懸膜透明式換(huan)能器(qi)結(jie)構，通過仿真得到(dao)一(yi)階(jie)諧(xie)振頻率和聲(sheng)壓(ya)級的(de)大(da)小隨著陣元半(ban)徑的(de)增大(da)而降低、隨著彈性層或絕(jue)緣層厚度(du)增大(da)而增大(da)等影響，選擇仿真結(jie)果符(fu)合設(she)計研(yan)究(jiu)目標的(de)換(huan)能器(qi)進行樣(yang)品的(de)加工制作。

實驗過程：聲頻定向(xiang)換能器(qi)測試(shi)系統如圖所示，室內(nei)測試(shi)現場布(bu)置如圖所示。測試(shi)的整體流程可總結(jie)為：信(xin)號(hao)由(you)任(ren)意函數發(fa)生(sheng)器產生(sheng)，經動態信(xin)號(hao)分析(xi)儀分析(xi)后，儲存至電腦并發(fa)出，信(xin)號(hao)類(lei)型為正弦(xian)輸入信(xin)號(hao)；通過DSP系統處理接受到的信號，處理后的聲音信號經過功率放大器裝置進行放大；將放大后的(de)兩(liang)列超聲(sheng)信號(hao)通(tong)過換能器向空氣(qi)中(zhong)發(fa)射，超聲(sheng)波在(zai)空氣(qi)中(zhong)自主地(di)發(fa)生(sheng)(sheng)非線性解調效應，產生(sheng)(sheng)高指向的(de)可聽聲(sheng);傳聲器的把可聽聲信號轉化為電信號，通過信號采集設備接收和采集; 使用混合域示波器對信號進行分析; 使用動態信號分析儀顯示信號。

（1）換能器超聲聲壓級(ji)和(he)頻率(lv)響(xiang)應測試；

（2）指向性測試(shi)。

實驗結果：通過(guo)將一系列的(de)樣(yang)品進行測(ce)試(shi)后，剔除不可控的(de)因素和加(jia)工導(dao)致的(de)樣(yang)品不規(gui)范的(de)原因，得到了兩組測(ce)試(shi)結果較(jiao)好的(de)數(shu)據(ju)。

樣品頻響曲線

樣品指(zhi)向(xiang)性

      仿真與實驗結果(guo)表明(ming)，所設計(ji)透明(ming)式定(ding)向(xiang)(xiang)發(fa)聲(sheng)換能器具有良好(hao)的指向(xiang)(xiang)性，主(zhu)瓣波束的指向(xiang)(xiang)角(jiao)在土30°之間;實驗測試得到的一階諧振頻率和聲壓級的大小與通過理論計算和仿真得到的結果在誤差范圍內保持一致，換能器的工作頻率在超聲范圍內(30kHz -70kHz)，聲壓級能達到70dB以上，驗證了所設計的透明式定向發聲換能器具有一定的可行性。

實(shi)驗中所用到(dao)的功率放大(da)器ATA-4011參數指標：

      本文實驗由西安(an)安(an)泰電(dian)子整(zheng)理(li)發(fa)布，西安(an)安(an)泰電(dian)子科技有(you)限公(gong)司（Aigtek）是國內專業從事測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業。公司致力于功率放(fang)大器、功率放大模塊、功率信號源、計量校準產品等產品為核心的相關行業測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，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。如想了解更多實驗方案，請持續關注安泰電子官網hkdyw.cn。

此實驗(yan)案例參(can)考自知網論文《透明(ming)式(shi)定(ding)向發聲換(huan)能器的研究與設計》