高壓功率放大器驅(qū)動(dòng)壓電薄膜測(cè)試中應(yīng)用

壓電材料是指受到壓力作用在其兩端面會(huì)出現(xiàn)電荷的一大類單晶或多晶的固體材料，它是可以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳遞的重要載體。壓電材料驅(qū)動(dòng)方式一般為激振蕩式驅(qū)動(dòng)，利用正弦波振蕩器來(lái)激勵(lì)發(fā)聲，這就需要可輸出大功率的信號(hào)源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或激勵(lì)。

市面上一般的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器無(wú)論是進(jìn)口的還是國(guó)產(chǎn)的，大電壓輸出都是10Vpp-20Vpp，電流輸出很小，在驅(qū)動(dòng)各種壓電陶瓷材料測(cè)試時(shí)電壓以及功率都不夠，ATA-4012 高壓功率放大器就需要作為驅(qū)動(dòng)放大部分來(lái)配合信號(hào)源來(lái)工作。

   壓電薄膜材料是原子或原子團(tuán)經(jīng)過(guò)或?yàn)R射的方法沉積在襯底上而形成的，其結(jié)構(gòu)可以是費(fèi)靜態(tài)、多晶甚至是單晶。PZT薄膜是目前應(yīng)用廣泛的壓電材料之一，就是高壓電特性的PZT材料已經(jīng)被大量應(yīng)用在了揚(yáng)聲器、超聲成像探頭、超聲換能器、蜂鳴器和超聲電機(jī)等電子器件中。

早人們利用溶膠-凝膠法制備了PZT薄膜，并在MEMS器件中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，如驅(qū)動(dòng)器、換能器和壓力傳感器。隨著薄膜制備技術(shù)的提高，開(kāi)始涌現(xiàn)出多種制備手段，并且也利用多種技術(shù)制備了PZT壓電薄膜，如磁控濺射技術(shù)、脈沖激光沉積技術(shù)（PLD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）和金屬化合物氣相沉積技術(shù)等。

某高校實(shí)驗(yàn)室需要驅(qū)動(dòng)的壓電薄膜材料主要工作在500KHz的頻率，電壓需要70V左右，電流需要2A左右，Aigtek技術(shù)工程師提供信號(hào)發(fā)生器的測(cè)試方案。

信號(hào)發(fā)生器和放大器推薦的是泰克的AFG3000系列、ATA-4012 高壓功率放大器驅(qū)動(dòng)放大，信號(hào)發(fā)生器輸出電壓幅度只有10Vp-p，連接功率放大器ATA-4012，輸出電壓達(dá)到了160Vpp，功率大160W，頻率范圍是DC-1MHz，*驅(qū)動(dòng)測(cè)試需求，可直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)壓電薄膜材料。

另外ATA-4012 高壓功率放大器驅(qū)動(dòng)放大可用于驅(qū)動(dòng)電容性、電感性負(fù)載，一般情況下，如果用交流電源驅(qū)動(dòng)含有電容器或電感線圈的負(fù)載，會(huì)導(dǎo)致來(lái)自負(fù)載一側(cè)的逆向電流。在這樣的情況下，用通常的電源的話可能無(wú)法驅(qū)動(dòng)。但是如果采用功率放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)，需要的高電壓、大電流也都可以實(shí)現(xiàn)。所以，對(duì)于壓電元件和電感線圈那樣的電容性·電感性負(fù)載，也能夠穩(wěn)定地運(yùn)行（輸出）。