超声电机是一种基于压电效应和超声频段机械振动的高新技术产品,与传统的电磁式电机不同,它利用压电材料的逆压电效应,将产生的微小形变放大再通过摩擦作用将能量传递给转子,是典型的机电一体化产品。驱动超声电机需要大功率、宽频功率放大器,Aigtek推出ATA-4011高压功率放大器,大输出80W功率。
超声电机具有低速扭矩大、响应快、不受电磁干扰等诸多优点,但是上述优点需要合适的驱动器才能使其充分发挥。 超声波电机工作频率在高于人类听觉所能感知的20kHz以上,一般低于1MHz,驱动频率要尽可能接近或等于其工作频率,这就给驱动器提出了带宽和频率分辨率的要求。由于传统的驱动电路信号源输出为方波,其谐波成份容易激起电机定子的非工作模态,对电机试验及性能发挥是非常不利的。基于以上原因以及现有的信号源技术及硬件设备能够较容易达到超声电机的特殊要求,采用正弦信号发生器,对其输出的信号直接通过功率放大器放大作为电机驱动信号是较为适宜的方法。
高压功率放大器输出ATA-4011是一款理想的可放大交、直流信号的单通道高压功率放大器。大输出160Vp-p(±80V)电压,80W功率,可以驱动高压功率型负载。电压增益数控可调,一键保存常用设置,为您提供了方便简洁的操作选择,可与主流的信号发生器配套使用,实现信号的放大。
超声波电机驱动在设计过程中,将整个系统分为信号源、隔离和功率放大器、示波器检测三个大模块,功率放大器电压增益数控0~50倍可调,具体分为粗调(1 step)和细调(0.1 step)两种。结合液晶面板增益的显示,能够快速调整至需要的电压值。
功率放大器是指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。通常由3部分组成:前置放大器、驱动放大器、末级功率放大器。 一、选择功率放大器的时候,首先要注意它的一些技术指标: 1、输入阻抗:通常表示功率放大器的抗干扰能力的大小,一般会在5000-15000Ω,数值越大表示抗干扰能力越强; 2、失真度:指输出信号同输入信号相比的失真程度,数值越小质量越好,一般在0.05%以下; 3、信噪比:是指输出信号当中音乐信号和噪音信号之间的比例,数值越大代表声音越干净。 二、另外,在选购功率放大器的时候还要明确购买意愿: 如果希望加装低音炮,可以购买5声道的功放,通常2声道和4声道扬声器只能推动前后扬声器,而低音炮只能再另配功放,5声道功放就可以解决这个问题,功率放大器的输出功率也要尽量大于扬声器的额定功率。
功率放大器的一种常用的电子测量仪器,在电子测试实验室中有一定的应用,其中功率放大器是高校、科研单位电子类实验室不可缺少的实验设备;
目前很多科研实验室都会遇到常规的信号源输出电压低,带负载能力弱,无法取得超声波换能器等大功率容性负载的实际问题,如何选择一款合适的功率放大器?需要哪些指标?
指标:
带宽:通常功率放大器带宽都是以正弦波来定义的,例如功率放大器100KHz,指的是正弦波信号,可以达到的最高频率;
而不是方波或者三角波,这些波形由于其高次谐波的影响;
不能达到,通常厂家会给出小信号带宽或者大信号带宽,客户需要根据自己的应用与厂家进行沟通。
电压:需要放大信号的最高电压值,客户通常要注意自己测试应用需要的电压是有效值Vrms还是峰峰值Vpp,通常厂家给出的是峰峰值。
电流:
功率放大器通常输出的功率是恒定的,这样P=U*I,也就是电压和电流在功率恒定下是成反比的;
通常厂家给出的电流值是最大值,特别是当在DC下当电压输出最大时,电流一定是最小的。
功率:
功率代表了放大器的驱动能力,P=U*I,通常功率的选择与客户预期希望加载再待测设备上的电压与电流有关;
但是如果负载是纯阻性负载是方便计算的,如果是容性或是感性负载就需要客户与厂家工程师进行沟通,进行一定的模拟仿真后获得一个准确的需求。
通道:
根据测试的应用选择通道数,目前厂家主流的是单通道或者双通道,但是有些厂家可以根据用户需要定制通道;
较多可以达到8通道,同时可以保证通道的同步性,也可以输出不同相位差的信号,方便了用户的使用。
增益:
分为模拟增益及数控增益,模拟增益采用电位器调节,模拟增益无法精确放大只能,通过外置观测示波器来读取;
逐步被厂家淘汰,数字增益控制,调节精度高,直观方便,是目前主流放大器采用的增益放大方式。
输入输出阻抗匹配:
放大器通常配合信号源使用,通常信号源有50欧姆及高阻输出,放大器在输入阻抗有对应的匹配阻抗,保证了输入端的安全。
输出阻抗匹配,由于客户驱动的负载的多样性,需要厂家提供更灵活的匹配电阻。
保护:
功率放大器由于驱动负载,由于很多是动态变化的,就对功率放大器提出了更高的要求;
为了防止损坏功率放大器,通常要求有过电压保护,过电流保护,过热保护,短路保护。
安全性
由于功率放大器通常进行负载的驱动,而负载的特性的复杂,决定了我们使用功率放大器的风险,如果安全的使用功率放大器需要注意的问题:
1、选择合适功率的放大器,对于待输入信号进行预估电压电流、功率、频率、波形等(参见如何选择功率放大器)。
2、保证功率放大器安全接地
3、查看说明书看厂家对应产品是否支持长时间连续工作能力
4、注意仪器的散热
5、前端连接线的稳定可靠,防止短路发生
6、信号源输入信号再安全范围之内
总之:选购好的功率放大器设备,要从外观到内里进行挑选,外观做的漂亮的设备,证明厂家对待产品的质量态度和产品定位较高。
但是好的设备通常市场上都会有仿制,所以性能参数和节能,安全性等多方面考虑才能选到好的设备。
所以选够功率放大器设备时,优先考虎一些市场定位准确,产品有客户先例的。可以先试用样机的或者是能到他的客户那里去看看.然后货比三家再行定夺。