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功率放大器在聲波截面梯度場的重建及其在聲波場處理中的應(yīng)用

時間:2025/4/10閱讀:73
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  實驗名稱:電壓放大器在聲波截面梯度場的重建及其在聲波場處理中的應(yīng)用

  實驗內(nèi)容:水下聲信號在傳播過程中會引起介質(zhì)折射率的變化,當(dāng)激光穿過聲擾動介質(zhì)時,介質(zhì)折射率的空間變化引起激光束的偏轉(zhuǎn),利用位置敏感探測器(PSD)感應(yīng)激光的偏轉(zhuǎn)信息,激光束的偏轉(zhuǎn)可以分為兩部分;一部分是在激光束經(jīng)過的平面內(nèi),另一部分是垂直于平面的。結(jié)合使用這兩部分偏轉(zhuǎn)的斷層成像結(jié)果,可以得到橫截面上傳播聲波的梯度場,這是光束偏轉(zhuǎn)斷層成像的一個擴(kuò)展版本。基于波場的梯度與相對聲壓分布,可以直接采用基爾霍夫積分定理來進(jìn)一步計算和分析波場。


功率放大器在聲波截面梯度場的重建及其在聲波場處理中的應(yīng)用


  研究方向:聲光傳感、聲場重建

  測試設(shè)備:ATA-4051高壓功率放大器


功率放大器在聲波截面梯度場的重建及其在聲波場處理中的應(yīng)用


  實驗過程:實驗裝置如圖所示,水箱里裝滿水,吸聲器鋪在底部。聲波場由一個換能器產(chǎn)生,信號發(fā)生器產(chǎn)生180kHz信號,經(jīng)AigtekATA-4051高壓功率放大器放大后作用于換能器設(shè)備,產(chǎn)生聲信號。從激光器發(fā)出的光束在穿過被聲波調(diào)制的水面時發(fā)生偏轉(zhuǎn),將PSD被放置在水箱的另一側(cè),以接收流出的光束。光斑的位移反映了沿激光束的聲壓梯度的積分。換能器被安裝在平臺上,它可以在垂直于激光束的方向上移動,允許在平行線上掃描。一次掃描結(jié)束后,將換能器旋轉(zhuǎn)到另一個角度,重復(fù)掃描過程,直到覆蓋180°的角度。換能器發(fā)出的信號與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同步,用于重建瞬時聲場。


功率放大器在聲波截面梯度場的重建及其在聲波場處理中的應(yīng)用


  實驗結(jié)果:利用實驗中獲得的數(shù)據(jù),我們構(gòu)建了兩種形式的聲波場,一種是聲壓的相對分布,另一種是聲波場截面的三維梯度。圖1中的第一行顯示了聲波場的相對壓力分布(見視頻1)。為了清楚地顯示場中的梯度,我們在第二行顯示梯度的x和y分量,在最后一行顯示z分量(見視頻2)。為了驗證表格中重建的正確性,我們將結(jié)果與使用相同參數(shù)的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較。因為橫斷面的壓力分布與聲波場的x和y分量的梯度場結(jié)構(gòu)相同,我們只顯示壓力分布和z分量的比較結(jié)果。從圖2中我們可以看出,在每個采樣時間,聲波的形式都很相似。


功率放大器在聲波截面梯度場的重建及其在聲波場處理中的應(yīng)用


  Aigtek安泰電子功率放大器在本次實驗中發(fā)揮的作用:將脈沖信號放大200倍



  西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè),為用戶提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線,且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商,樣機(jī)都支持免費試用。

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