基于FPGA+ARM的压电换能器阻抗测量系统设计

该文研制了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和ARM的压电换能器阻抗测量仪,介绍了矢量伏安法的阻抗测量方法,从压电换能器的等效电路出发,分析了换能器阻抗测量方法。设计了基于FPGA的直接数字式频率合成(DDS)信号发生电路,阻抗测量前端和相敏检波电路。通过ARM系统实现了换能器等效参数计算和导纳圆显示。实验表明,该装置结构简单,测量精度可靠,满足工程应用。     

压电超声无线能量传输通道阻抗特性研究

基于压电晶体沿厚度方向振动的数学模型,用等效电路法分析得到表面镀银的某型压电超声换能器的谐振频率和反谐振频率,与实测结果相符。在考虑耦合层影响条件下,建立了由外部压电换能器-金属壁-内部压电换能器所构成超声无线能量传输通道的等效电路模型,并仿真得到了通道的阻抗特性,与高精度阻抗分析仪实际测得的阻抗进行比较,验证了所建模型的准确性。     

基于虚拟仪器的超声换能器阻抗分析仪设计

利用常规的信号发生器、数字示波器等测量仪器,结合计算机控制原理,从导纳圆图法测量换能器阻抗特性参数的原理出发,基于虚拟仪器的设计方法,通过计算机控制信号发生器产生换能器的激励信号,经信号调理电路处理,数字示波器采集换能器工作时的电压及电流,分析换能器的电流和电压信号及其相位差,求出阻抗特性参数.多组实验数据显示,设计的系统基本上达到了商用仪器的测量精度,能测量换能器主要特性参数,开发成本低,拓展了超声换能器性能参数的测量方法.     

镜像阻抗连接叉指换能器制作低损耗声表面波滤波器浅探

介绍了镜像阻抗连接叉指换能器制作低损耗声表面波滤波器的基本原理，给出了研制的在同一种基片上采用不同的镜像阻抗连接叉指换能器制作的不同带宽的低损耗声表面波滤波器，并且可从结果中看到带内波动≤０．３ｄＢ。     

关于换能器阻抗测试分析与数据管理系统的设计与应用研究

本文通过进行一种换能器阻抗测试分析与数据管理系统的设计与实现,在PC机当中运行立足于相关的LabWIndows/CVI开发的换能器阻抗测试软件,凭借GPIB通信接口做好Agilent4294A高精度阻抗分析仪作用发挥,以便能够阻抗参数测试换能器,另外还能够处于PC机当中将测试数据与测试曲线实时显示,而且在这一过程当中,在数据库当中保存测试结果,数据管理软件能够将所有显示、分析、查询测试数据、生成报告等功能实现,从应用反馈的结果来看,这一系统存在着简便操作、稳定性能、高测量精度等优势,通过测试效率的有效提升,以便能够电子化文档和数据,因此存在的推广与应用价值特别高.     

压电换能器等效参数测量方法对比研究及验证

目前通过导纳圆获取压电换能器等效参数的方法较复杂,导致阻抗分析仪成本高,结构复杂,体积大及便携性差。为了更简单准确地测量压电换能器的等效参数,该文从压电换能器等效电路出发,提出了两种通过给定4个特定频率即可直接推导出换能器等效参数的方法。方法一的算法简单,只需测量4个特定频率下换能器两端电压、电流有效值;方法二需要在此基础上获得电压、电流的相位差。通过仿真分析结果表明,方法一的测量误差较大;方法二与阻抗分析仪PV520A测量结果相比其误差小于1.5%,测量精度较高。     

固结磨料超声磨削用压电换能器等效阻抗分析

固结磨料超声磨削加工过程中,随着负载的快速变化,压电换能器必须保持快速的频率跟踪与功率匹配响应,才能满足高效精密加工需求。该文从微观角度分析了固结磨料超声磨削的材料去除过程,通过建立压电换能器的力学模型,基于力电类比,得出压电换能器的等效阻抗与负载变化关系,即换能器的负载越大,其等效阻抗越大。当采用恒压源驱动压电换能器时,当换能器的负载越大,输出功率越小;反之,负载越小,输出功率越大,换能器无法工作在最佳状态。因此,为改善加工稳定性,提高材料表面完整性,提出了压电换能器的智能化恒流激励电源驱动方案,并进行了空载和负载状况下的电源系统测试试验,为进一步展开相关加工工艺研究奠定了坚实的基础。     

光纤耦合声光调制器键合膜系设计与制备

为了实现超高速的声光调制,该文提出了一种光纤耦合声光调制器键合膜系的设计与仿真方法。利用该方法设计并制作了一款工作频率为200 MHz、10 ns光脉冲上升时间的光纤耦合声光调制器。器件采用TeO2作为声光介质,36°Y 切LiNbO3作为压电换能器晶片,衬底层采用高纯度Cr,键合层为高纯度Au,结果表明器件性能测试良好。     

椭圆振动切削换能器的阻抗匹配研究

通过对换能器阻抗特性的分析,提出了一种适合超声波椭圆振动切削的压电换能器匹配方式.将换能器的工作频率选择在非谐振区内,使双激励压电换能器谐振频率不同的两组压电振子能在相同频率下协调工作.在选定的工作频率下,换能器两组压电振子间的交叉干扰很微弱,两个方向的振动可独立控制.超声波椭圆振动切削加工过程中,换能器两支路相位差变化小于0.5°,输出椭圆振动稳定.     

超声换能器空化驱动电路的设计研究

介绍了换能器超声空化的原理,设计了一种有效的超声换能器空化驱动电路,使换能器和功放电路的阻抗得到了很好的匹配.通过实验对3种不同频率的压电超声换能器的空化现象进行了研究.实验表明了该电路不仅能满足需要.而且具有电路简单,容易实现的优点.     

TeO2晶体旋光性对其分光特性的影响分析

TeO2是声光可调滤波器主要成像晶体,由于晶体本身在分光成像时会产生色差,漂移等问题,文中从基础理论出发,研究了TeO2 晶体的旋光性对其作为声光可调滤波器时分光特性的影响,进而对其基本参数作了优化。首次对比分析了I.C.Chang理论体系与P.A.Gass修正理论体系,通过对比分析方法,得出在红外波段,两种理论体系对于超声波频率协调关系的计算结果差异较大,作者认为是I.C.Chang理论忽略晶体旋光特性所引起,因此,以P.A.Gass理论作为基础的声光可调滤波器设计方法适用于红外波段,当入射光极角小于30时,其旋光特性对分光性能的影响较小。通过对比分析可知,设计的入射光极角应小于54.7,这样可以保持较高的声光优值和较低水平的超声波频率;在红外波段,设计的入射光极角应小于39.2,两频率协调关系偏差f较小。     

材料特性对声光可调滤波器光谱分辨率的影响

声光可调谐滤波器(AOTF)是一种利用各向异性介质中的声光作用工作的快速可调谐的分光元件,通过调节所加载的超声波频率可实现对出射光波长进行灵活、快速地调节.光谱分辨率是评价声光可调滤波器性能的主要指标之一.以二氧化碲非共线声光可调滤波器为研究对象,基于声光作用基本原理,系统推导了非共线声光可调滤波器光谱分辨率公式,并分...     

激光外差干涉中声光器件非互易特性研究

针对声光器件存在的非互易现象导致光强衰减影响衍射效率并降低激光外差干涉效率的问题,进行了一种基于声光驱动100MHz时声光器件非互易效应对激光外差干涉影响的研究。以光束衍射实验为主体,结合光阑、TeOa晶体对声光器件非互易值进行测量,利用光功率计获得测量过程中的器件非互易数值,在不同驱动频率下分析衍射效率分布情况;并利...     

Analysis of the noncollinear acousto-optic filter

Theoretical analysis of an acousto-optic filter using noncollinear interaction is presented. The various characteristics of the filter, including tuning curve, resolution, angular aperture and deflection angle, are determined. The theoretical calculations are in good agreement with the measured results of a TeO2 filter.     

一种高速光纤声光调制器

该文介绍了应用于光纤传感系统中的高速光纤声光调制器的设计和应用。分析了影响光纤声光调制器调制速度的因素,介绍了高速光纤声光调制器的设计方法。最后采用氧化碲(TeO_2)晶体和小束腰光纤准直器得到工作波长1 550nm、光脉冲上升时间23.9ns、插入损耗2.9dB、通断消光比53dB的高速光纤声光调制器。     

基于声驻波原理的高频声光正弦调制器

介绍了一种基于声驻波原理研制的高频声光正弦调制器,分析了声驻波在晶体中形成的相位光栅的周期性变化特征,介绍了该高频声光正弦调制器的设计原理并对其性能进行了测试和分析。该声光正弦调制器调制频率达到300 MHz,驱动源结构简单,易于制作。     

PbMoO4声光器件外部阻抗匹配网络的设计

在PbMoO4声光器件的换能器与电源之间插入阻抗匹配网络,对换能器的声能传输损耗有一定的补偿作用.给出了阻抗匹配后换能器损耗的计算公式、匹配电路结构和元件值、能量损耗与频率的关系曲线图,得出合适的阻抗匹配网络可使得PbMoO4声光器件换能器的声能传输损耗降低,3 dB频带宽度增大的结论.利用阻抗匹配网络的这一优点,优化设计了PbMoO4声光器件换能器的结构.     

一种新型热致发声装置的特性研究

一种新型的热致发声装置,其主要由加热层、绝缘层、储热层和滑动导线组成.当加热层输入音频电信号时,由于焦耳热效应及各层材料的热力学特性,加热层表面的气体会产生与输入电功率信号相一致的声信号.通过绘制该音频发声器的阻抗曲线和频率响应曲线,表明其具有平坦的阻抗和频率响应,并通过实验证实了其具有良好的音频输出与阻抗匹配功能.     

声光调制光纤器件及其应用

综述了近年来光纤中声光耦合的研究及其一些应用。由PZT产生的弹性声波在光纤上传播,导致光纤周期性的微弯,引起光纤内模式耦合。其作用类似于长周期光栅,但又因为声波的频率、振幅随着施加的RF信号的频率和振幅的改变而改变,因而相对长周期光栅来讲有着灵活、可调的优点。根据声波对光纤共振波长的调谐特性,可以做出很多性能优异的光器件,如频移器,窄带和超宽带的可调滤波器,可调光衰减器,光开关等。     

ALD中射频阻抗匹配器的设计与研究

阐述原子层沉积系统（ALD）中射频阻抗匹配器的设计方案。利用ADS软件对阻抗匹配网络进行仿真,通过分析ALD真空腔室内等离子体产生前后的负载阻抗变化,结合仿真结果,提出等离子体产生过程中阻抗匹配网络的控制方法。经实验验证,该阻抗匹配器和控制方法可实现阻抗匹配。