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高壓功率放大器（指芯明天生產(chǎn)的高壓功率放大器，又名：功率放大器、電壓放大器等）是內(nèi)部具有電壓與功率放大電路、可將微弱的外部模擬信號(hào)（如信號(hào)發(fā)生器）進(jìn)行放大、輸出的放大器。高壓功率放大器的增益可高達(dá)180倍，并且它的輸出電壓值V、輸出頻率值f等皆可進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在介紹高壓功率放大器如何在超聲懸浮中應(yīng)用前，我們先來(lái)了解下超聲懸浮技術(shù)及其應(yīng)用。

超聲懸浮技術(shù)

超聲懸浮技術(shù)是地面和空間條件下實(shí)現(xiàn)材料無(wú)容器處理的關(guān)鍵技術(shù)之一，和電磁懸浮技術(shù)相比，它不受材料導(dǎo)電與否的限制，且懸浮和加熱分別控制，因而可用以研究非金屬材料和低熔點(diǎn)合金的無(wú)容器凝固。

超聲駐波懸浮原理

超聲駐波懸浮是超聲懸浮中的一種，其基本原理是壓電換能器產(chǎn)生聲源振動(dòng)，聲波在輻射面和反射面之間多次反射疊加，當(dāng)激勵(lì)信號(hào)聲源幾何位置滿足一定關(guān)系時(shí)形成駐波，利用超聲駐波與物體的相互作用產(chǎn)生豎直方向的懸浮力以克服物體的重量，同時(shí)產(chǎn)生水平方向的定位力將物體固定于聲壓節(jié)點(diǎn)處。激勵(lì)信號(hào)的不同，形成聲壓節(jié)點(diǎn)的位置和數(shù)量不同，所以可以在不同位置懸浮起物體。

超聲懸浮工作原理

超聲駐波懸浮特點(diǎn)

超聲駐波懸浮可以懸浮起小于1/4波長(zhǎng)的任何物體，它也可以懸浮起活體生物而不影響其生命特征。與電磁懸浮技術(shù)相比超聲懸浮對(duì)試樣的電磁性能沒有特殊要求，懸浮穩(wěn)定，容易控制。

超聲駐波懸浮應(yīng)用

超聲懸浮技術(shù)可以模擬空間無(wú)容器狀態(tài)，用于材料凝固理論和制備工藝的研究。超聲駐波聲場(chǎng)具有一個(gè)特殊的物理特性叫深過(guò)冷特性，深過(guò)冷特性指的是在超聲駐波聲場(chǎng)中物體低于它凝固點(diǎn)溫度仍然保持液態(tài)，正是因?yàn)檫@些特殊的性能，超聲駐波聲場(chǎng)廣泛的應(yīng)用于新材料制備、新藥品制備、生物化學(xué)分析領(lǐng)域和精密傳輸領(lǐng)域。

在材料制備方面，由于它的深過(guò)冷物理特性，它可以制備出組織細(xì)化、均勻、高超導(dǎo)性能的材料，它還可以實(shí)現(xiàn)金屬粉末的分離，比如將二氧化硅與鐵粉末分開。

在生物化學(xué)分析領(lǐng)域，由于物體被懸浮起來(lái)沒有容器，它就避免了容器壁對(duì)樣品的污染、容器壁與樣品之間的相互化學(xué)作用，以及容器壁對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾，因?yàn)榇蟛糠謾z測(cè)原理都是基于光學(xué)原理，容器壁產(chǎn)生的光學(xué)效應(yīng)會(huì)影響它的檢測(cè)精度。

在精密制造領(lǐng)域，超聲駐波聲場(chǎng)還可以實(shí)現(xiàn)精密元器件的非接觸懸浮傳輸和操作。

芯明天實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證超聲駐波懸浮

超聲懸浮裝置簡(jiǎn)圖如下圖所示。 

超聲懸浮裝置簡(jiǎn)圖
(1.高壓功率放大器 2.壓電陶瓷換能器 3.變幅桿
4.圓錐形發(fā)射端 5.懸浮樣品 6.凹球面反射面)

超聲駐波是由壓電陶瓷換能器的振動(dòng)而產(chǎn)生，而壓電陶瓷換能器的振動(dòng)是由高壓功率放大器的電信號(hào)控制。

為驗(yàn)證超聲駐波懸浮現(xiàn)象，芯明天公司做了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，采用芯明天E01系列高壓功率放大器驅(qū)動(dòng)一款壓電陶瓷換能器，驅(qū)動(dòng)電壓為100V、驅(qū)動(dòng)頻率約為22.5kHz。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，E01系列高壓功率放大器驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷換能器產(chǎn)生超聲駐波，可讓泡沫物產(chǎn)生懸浮現(xiàn)象，效果如下方視頻所示。

芯明天高壓功率放大器

綜上所述，高壓功率放大器在超聲懸浮中的作用是為產(chǎn)生振動(dòng)的壓電陶瓷換能器提供控制電壓、頻率信號(hào)等。

芯明天公司專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)高壓功率放大器近20年，所生產(chǎn)的高壓功率放大器的型號(hào)達(dá)上百種，可選的參數(shù)范圍也非常寬泛，例如：輸出電壓可高達(dá)1800V，輸出帶寬可達(dá)500kHz，可選模擬、數(shù)字信號(hào)控制，單臺(tái)控制器的通道數(shù)可達(dá)300通道，具有機(jī)箱式、易集成式、小體積、板卡式、工業(yè)型、宇航級(jí)等。

•機(jī)箱式高壓功率放大器

芯明天E00/E01機(jī)箱式高壓功率放大器可輸出高達(dá)1800V的高壓，可選帶寬達(dá)150kHz，增益達(dá)180倍。

•小體積型高壓功率放大器

芯明天E53系列小體積型高壓功率放大器具有1個(gè)輸出通道，可將0~10V的模擬輸入信號(hào)放大至0~120V或150V并輸出，帶寬達(dá)10kHz，可選擇外部模擬信號(hào)控制或上位機(jī)軟件控制。

•集成式高壓功率放大器

芯明天E52系列高壓功率放大器可將0~10V模擬輸入信號(hào)進(jìn)行12倍或15倍放大輸出，輸出峰值電流高達(dá)17A，帶寬可達(dá)10kHz。

•USB型高壓功率放大器

芯明天E63.C系列USB式高壓功率放大器，可對(duì)軟件控制，輸出0~150V電壓，可直接插入計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸出電壓大小及輸出頻率的控制。

•4通道高壓功率放大器

芯明天E80四通道高壓功率放大器可將0~10V電壓進(jìn)行80倍放大輸出（即800V輸出），帶寬可達(dá)1kHz，可通過(guò)模擬或數(shù)字信號(hào)控制。

•板卡式高壓功率放大器

芯明天E80.A4K板卡式高壓功率放大器的體積超薄，具有4個(gè)輸出通道，可將0~10V模擬輸入電壓進(jìn)行12倍放大至0~120V并輸出，非常易于集成。

•64通道高壓功率放大器

芯明天E82.A64K高壓功率放大器，具有64個(gè)輸出通道，可將0~5V模擬輸入電壓30倍放大至0~150V并輸出，帶寬可達(dá)30kHz。

•256通道高壓功率放大器

芯明天E82.A256K高壓功率放大器，具有256個(gè)輸出通道，可通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)行控制放大器的輸出電壓，帶寬可達(dá)1kHz，標(biāo)準(zhǔn)3U機(jī)箱。

哈爾濱芯明天科技有限公司是專注于壓電納米運(yùn)動(dòng)與控制系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，提供基于壓電陶瓷微位移技術(shù)的微米級(jí)行程、納米級(jí)定位精度的直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品，毫弧度級(jí)偏轉(zhuǎn)角度、納弧度級(jí)偏轉(zhuǎn)精度的角度運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品與配套壓電控制器、高壓功率放大器產(chǎn)品以及相關(guān)解決方案，是中國(guó)壓電納米定位行業(yè)開發(fā)、創(chuàng)新、開拓的先鋒。

芯明天已獲得國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定，并通過(guò)了ISO9001:2015質(zhì)量管理體系認(rèn)證，具有完善的質(zhì)量管理體系，且研發(fā)實(shí)力雄厚，截至2013年年底，擁有軟件著作權(quán)等，涵蓋了精密定位、檢測(cè)、傳感、控制、軟件等精密定位方面的關(guān)鍵技術(shù)。 

 聚焦納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，芯明天以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精密定位技術(shù)為基礎(chǔ)，廣泛汲取技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、開拓創(chuàng)新，不斷突破行業(yè)技術(shù)壁壘，為國(guó)內(nèi)外客戶提供個(gè)性化解決方案，協(xié)助客戶攻克技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值與客戶價(jià)值的共同提升。