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                高压功率放大器在超声波实现能量与信号的同步传输中的应用

                发布:2022-04-24

                实验名称:高压功率放大器超声波实现能量与信号的同步传输中的应用

                实验目的:提出了一种利用超声波实现能量与信号反¤向同步传输的方法,利用负载电压信号与三角波信号比较得到PWM波,负载电压的变化体现在PWM波占空比的变化,该PWM波用于驱动实现信号传递的换能器,接收到的电压均方根值与负载电压幅值成线性关系。在此基础上,对 PWM波进行傅里叶分解,从波的组成的角▼度对信号的传递做简要分析。

                实验设备:驱动电源(高压功率放大器ATA-4011)、高速比较电≡路、驱动电路以及信号检测电路等。

                实验过程:

                金属板介质下UWCPT和信号同步传输系统的设计:

                利用超声波实现金属板介质下能量与信◣号的同步传输系统分解为两部分,其中一个部分是金属板介质下的UWCPT系统,将能量从发射侧传递到能量接收侧,即能量从金属容器外部传送给金属容器内各电气负载供电的过程,其决定着系统传输功率的大小;而另一个部分是信号的同步传输部分,即将负载的电压信号传回到能量的发射侧,并可以完成对信号的进行解读,其信号应与负载两端电压信号有对应关系,以此来实现负载电压信号的同步传输。

                在超声波无线电能传输领域,能量传输的效率较低,因此在同等传输条件下,对能量输入侧的提升,便成为了能够提升系统传输能量的一种方式。在已知换能器的最佳谐振频率以及系统传输功率的要求下,设计合适的电源对换能器进行驱动。在进行尝试性实验的过程中,使用的是ATA-4011型的高压功率放大器作为能量来源。

                高压功率放大器应用金属板介质下UWCPT系统结构图.png 

                金属板介质下UWCPT系统结构图

                 高压功率放大器应用信号同步传输部分系统框图.png

                信号同步传输部分系统框图

                实验结果:

                由实验结果可知,在换能器的测试频率,即 39840Hz,系统接收到的电压的均方根值比较小,而当频率为40360Hz时,系统接收到的电压的均方根值达到最大值,同时由图4.7结果显示,此频率下负载的功率也达到最大值,为5.491W。可知,换能器的频带很窄,找到最佳的工作频率尤为重要。对于该换能器存在这样一段频率区间,即40.6~41.9kHz 区间,频率的变化对接收〇到的电压均方根值无影响,保持数值稳定。在进行信号回传时,应避免该区间频率的选择。

                 实验结果1.png

                 实验结果2.jpg

                实验结果3.png

                实验中▃用到的高压功率放大器ATA-4011

                高压功率放大器.jpg

                本文实验素材由々西安安泰电子整理发布,西安安泰电子科技有限公司(Aigtek)是国内专业从事测量仪器研发、生产和销售的高科技企业。公司致力于高压功率放大器、计量校准产品、线束测试仪等产品为核心的◇相关行业测试解决方案的研究,为用户提供具有竞争力的测试方案,Aigtek 已经成为在业界拥有广泛产品线,且具有相当规模的仪器设备供应商,样机都支持免费试用。如想了解更多实验方案,请持续关注∩安泰电子官网www.webtechxperts.com或拨打029-88865020。

                此实验引用自知网论文《金属板介质▅下用超声波实现能量与信号的同步传输

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