射頻功率放大器在亚波长波导管中超聲波传播的實驗研究
實驗名稱：超聲波在亞波長波導管中傳播的實驗研究
實驗原理：前期理论研究预测聲波在亚波长波导管内以规则平面波进行传播，且传输损耗较�。攵圆ǖ脊苣诼暡ǖ拇ヌ匦裕緦嶒灧椒ú捎枚稍绞奔�(Time of fight)测量方法来展开實驗，實驗方案及测试原理如下图所示。
圖a：測量亞波長波導管中聲速的裝置
亚波长波导管實驗系统中1为信号发生器在通道1产生猝发音驱动信号，脉冲个数小于2个，控制较低的重频频率，以保证各脉冲之间不相互干扰。通道2设置相同的信号与2示波器相连，作为触发信号。3为射頻功率放大器（ATA-8035），将驱动信号进行放大，并控制驱动幅值至设定值，4为阻抗匹配器将驱动信号有效施加于超聲换能器，减小反向功率，降低系统功率损耗及反向功率造成的系统发热和损伤。超聲换能器11将电信号转换为声信号，通过固液耦合器7将聲波输送至波导管的输入端在邻近输入端有聲波导管6的支管，8水听器在管口处2mm进行测量，同型号10水听器在另一个管口进行测量，聲波信号在示波器中进行对比得到时间差t，其精度能达到微秒级，并测量两管口之间的距离L，即得到声速v=L/t。5为固定板用于固定整个测量聲波产生、传输、接收部分。12、9、13为水箱用于储存管内介质，并把超聲波的产生与超聲波的接收分隔开来，使之互不干扰。
測試設備：信号发生器、ATA-8035射頻功率放大器、示波器、水听器、超聲换能器
實驗過程：本實驗超聲波的産生部分由信號發生器和壓電式換能器組成，信號發生器産生激勵信號，壓電式換能接收到激勵信號後，由逆壓電效應産生脈沖聲波，脈沖信號的循環數設置爲2，避免相互幹擾。將壓電換能器固定在水槽底部並裝入純水，超聲波産生與傳輸部分並不直接觸碰，由管內液體進行連接，其亞波長波導管前端有漏鬥形狀的部分爲聲波耦合裝置，其目的是將壓電換能器産生的聲波導入到細細的管子中去，因爲我們的實方法爲時差法，故亞波長波導管有兩個支管，可通過分別對兩個支管聲波進行檢測，並獲得它門之間的延時以對聲速進行測量，最後通過水聽器來接收信號。
圖b：不同材料的聲速測量結果
圖c：不同材料下聲速隨頻率變化的點線圖
實驗結果：將圖b不同材料的聲速測量結果畫成點線圖後便于觀察，如圖c所示，結合圖表我們觀察我們發現，材料爲鋼的亞波長波導管中管壁材料的聲速接近于其材料本身的縱振動速度5000m/s，管內介質的聲速也接近于管中純水的聲速1480m/s，說明當亞波長波導管采用鋼作爲管壁材料時，在亞波長尺度下，管壁與管內介質中的聲波並沒發生固液耦合；材料爲黃銅的波導管中測量到的管壁中聲速低于其材料本身的聲速，材料爲有機玻璃的波導管中測量到的管壁中聲速高于其材料本身的聲速，且由于未能測量到這兩種材料的波導管管中介質的聲速，故無法進一步判斷耦合的情況。
當亞波長波導管的管壁材料爲石英玻璃時，測量到的管壁聲速高于其本身材料中的縱振動聲速，測量到的管內介質的聲速低于管中純水本身的聲速，故在亞波長尺度下，材料爲石英玻璃的亞波長波導管發生了固液耦合。
ATA-8035是一款射頻功率放大器。其P1dB输出功率250W，饱和输出功率500W。增益数控可调，一键保存设置，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，实现射頻信号的放大。宽范围供电电源，可兼容全球不同地区的电源标准。
工作模式：ClassA
工作頻率：100kHz~3MHz
P1dB輸出功率：250W
飽和輸出功率：500W
功率增益：51dB
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