功率放大器在三维超声振动台性能测试中的应用

实验名称: 三维超声振动台性能测试

研究方向：微纳加工

实验内容：在传统探针纳米刻划加工的基础上，加工一维/二维的超声振动，可有效提高加工效率，并减小探针磨损和材料堆积，本实验意在测试所设计的三维超声振动台的相关性能，看是否满足加工需求。

测试目的：标定振动台的工作性能

测试设备: 自研三维超声振动台、多普勒激光测振仪、DAQ采集卡、功率放大器、压电陶瓷

功率放大器型号: ATA-2082

实验过程:

三维超声振动台具有xyz三个方向的自由度，每个方向由一个单独的压电陶瓷片驱动，可在振动辅助加工过程中，提供一维或二维的振动辅助，在实验过程中，首先由信号发生器发出控制信号，然后经过ATA-2082功率放大器，对控制信号的电压和功率进行放大，驱动压电陶瓷片输出位移信号，并由多普勒激光测振仪进行信号的采集。测试分别对三个方向的不同频率、不同电压下的一维振动，以及xy和xy的不同相位差下二维振动进行了实验。

实验结果：

如图所示，在不同驱动电压下，输出位移呈现线性增加；在不同驱动频率下，开始位移信号保持不变，但随着驱动频率逐渐接近振动台的固有频率，位移信号开始增大；二维振动同样表现与随相位差的变化，而表现出不同的形状。在整个过程中驱动压电稳定，位移信号与预期一致，两个通道可同时输出，且在达到超声频率时，输出电压仍可稳定输出。

功率放大器在该实验中发挥的效能: 为信号发生器发出的信号进行电压与功率的放大，ATA-2082的功率与本实验所采用的压电陶瓷片匹配，双通道可提供两个方向的信号放大，且两信号相位差稳定。