超聲(sheng)波換(huan)能(neng)器在聲(sheng)納(na)成(cheng)像(xiang)(xiang)系(xi)統中起(qi)著重要作(zuo)用，因為它有助(zhu)于(yu)實現(xian)電(dian)信號和聲(sheng)信號的(de)(de)相互(hu)轉換(huan)。對(dui)于(yu)聲(sheng)納(na)成(cheng)像(xiang)(xiang)設備，超聲(sheng)換(huan)能(neng)器通常由塊壓電(dian)陶瓷制成(cheng)，并(bing)(bing)在厚度振動模式(shi)下工作(zuo)。隨著微機電(dian)系(xi)統（MEMS）技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)快速(su)發展，微超聲(sheng)換(huan)能(neng)器（MUT）應運而(er)生。由于(yu)MUT具有小(xiao)尺寸、批量模式(shi)生產和CMOS工藝(yi)兼容(rong)性，并(bing)(bing)且可以很容(rong)易地與(yu)先進的(de)(de)封裝技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)進行陣列，許多研究人員(yuan)已(yi)經探(tan)索了其替代傳(chuan)統超聲(sheng)換(huan)能(neng)器的(de)(de)應用。與(yu)PZT相比，AlN不含(han)有毒鉛，并(bing)(bing)且與(yu)CMOS技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)兼容(rong)。雖然(ran)它的(de)(de)壓電(dian)系(xi)數(shu)比PZT小(xiao)一個數(shu)量級(ji)，但其介電(dian)常數(shu)小(xiao)兩(liang)個數(shu)量級(ji)，理(li)論上(shang)，AlNPMUT的(de)(de)接(jie)收靈(ling)敏度比PZTPMUT高(gao)一個數(shu)量級(ji)。因此，AlNPMUT具有替代聲(sheng)納(na)成(cheng)像(xiang)(xiang)接(jie)收器陣列中的(de)(de)體(ti)傳(chuan)感器的(de)(de)良(liang)好潛力。

　　安泰電(dian)子的ATA-2000系列高壓(ya)放大(da)器(qi)基于(yu)采用AB類放大(da)電(dian)路(lu)，具有低失真、高穩(wen)定(ding)的特(te)點。其最大(da)帶寬(kuan)可達1MHz，最大(da)輸出電(dian)壓(ya)可達1600Vpp，廣(guang)泛應用于(yu)各(ge)類壓(ya)電(dian)材料測試及性(xing)能評估。

　　實驗名稱：基于(yu)氮化鋁(lv)（AlN）的壓電微機械超聲換能器用(yong)于(yu)聲納成像應用(yong)研究

　　實驗原理：氮化鋁(lv)（AlN）作為壓電(dian)材(cai)(cai)料，具有寬帶隙(xi)、低介電(dian)常數、高熱(re)導率、優異的(de)壓電(dian)特性以及良好的(de)化學穩定性，是(shi)制造PMUT的(de)理(li)想選擇。PMUT的(de)工作原理(li)基于壓電(dian)效應，即(ji)當壓電(dian)材(cai)(cai)料受到外力(li)作用時，會產生電(dian)荷分布的(de)變化，從而發射(she)超(chao)聲波；反之，當壓電(dian)材(cai)(cai)料受到超(chao)聲波作用時，會產生機械振動，進而轉化為電(dian)信號。

　　實驗框圖：

　　實驗過程：為(wei)(wei)了(le)測量PMUT的水下接收(shou)(shou)靈敏度，使用了(le)來(lai)自研究機(ji)構的商用標準水聽(ting)器(qi)(qi)。同時，將(jiang)PMUT*用作(zuo)發(fa)射器(qi)(qi)，將(jiang)商用標準水聲換(huan)能器(qi)(qi)PMUT作(zuo)為(wei)(wei)接收(shou)(shou)器(qi)(qi)放(fang)(fang)置在距離發(fa)射器(qi)(qi)約3.6cm的地方，依次接收(shou)(shou)超聲。信號(hao)產生輸出一個(ge)1Vpp、5個(ge)循環的脈沖正弦波(bo)信號(hao)，該信號(hao)被功(gong)率放(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(ATA-2021BAigtek)放(fang)(fang)大(da)60倍，以激勵PMUT發(fa)射器(qi)(qi)發(fa)射聲波(bo)。波(bo)通過水介質傳播，并被PMUT接收(shou)(shou)器(qi)(qi)和水聽(ting)器(qi)(qi)表(biao)面(mian)捕獲，經過前置放(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)放(fang)(fang)大(da)后在示波(bo)器(qi)(qi)上讀取和分析水聽(ting)器(qi)(qi)和PMUT接收(shou)(shou)器(qi)(qi)電壓(ya)的峰峰值。

　　應用方向：三維成像與定位、生物醫學成像、非接觸式測量與傳感、高分辨率成像、水下探測

　　應用場景：壓電微機械超聲換能器（PMUT)、氮化鋁（AlN）、聲納成像、三維成像、水下探測、陣列技術、高頻超聲

　　產品推(tui)薦：ATA-2000系列高壓放大器

　　圖：ATA-2000系列高壓放大器指標參數

　　西安(an)(an)安(an)(an)泰(tai)電(dian)(dian)子是(shi)專業從事功(gong)(gong)率放大(da)器、高(gao)壓(ya)放大(da)器、功(gong)(gong)率信號(hao)源(yuan)、前置微小信號(hao)放大(da)器、高(gao)精度(du)電(dian)(dian)壓(ya)源(yuan)、高(gao)精度(du)電(dian)(dian)流源(yuan)等(deng)電(dian)(dian)子測量儀(yi)器研(yan)發、生產和銷售的高(gao)科技企業，為(wei)用(yong)戶提供具(ju)有(you)競爭力的測試方(fang)案。Aigtek已經成為(wei)在(zai)業界擁有(you)廣泛產品線，且具(ju)有(you)相當規模的儀(yi)器設備供應商，樣機都支持免(mian)費(fei)試用(yong)。如想了解(jie)更多功(gong)(gong)率放大(da)器等(deng)產品，請持續關注安(an)(an)泰(tai)電(dian)(dian)子官網hkdyw.cn或撥打(da)029-88865020。