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實驗名稱：高壓功率放大器在超聲波實現(xiàn)能量與信號的同步傳輸中的應用 實驗目的：提出了一種利用超聲波實現(xiàn)能量與信號反向同步傳輸?shù)姆椒ǎ秘撦d電壓信號與三角波信號比較得到PWM波，負載電壓的變化體現(xiàn)在PWM波占空比的變化，該PWM波用于驅(qū)動實現(xiàn)信號傳遞的換能器，接收到的電壓均方根值與負載電壓幅值成線性關(guān)系。在此基礎上，對 PWM波進行傅里葉分解，從波的組成的角度對信號的傳遞做簡要分析。 實驗過程： 金屬板介質(zhì)下UWCPT和信號同步傳輸系統(tǒng)的設計： 利用超聲波實現(xiàn)金屬板介質(zhì)下能量與信號的同步傳輸系統(tǒng)分解為兩部分，其中一個部分是金屬板介質(zhì)下的UWCPT系統(tǒng)，將能量從發(fā)射側(cè)傳遞到能量接收側(cè)，即能量從金屬容器外部傳送給金屬容器內(nèi)各電氣負載供電的過程，其決定著系統(tǒng)傳輸功率的大小;而另一個部分是信號的同步傳輸部分，即將負載的電壓信號傳回到能量的發(fā)射側(cè)，并可以完成對信號的進行解讀，其信號應與負載兩端電壓信號有對應關(guān)系，以此來實現(xiàn)負載電壓信號的同步傳輸。 在超聲波無線電能傳輸領(lǐng)域，能量傳輸?shù)男瘦^低，因此在同等傳輸條件下，對能量輸入側(cè)的提升，便成為了能夠提升系統(tǒng)傳輸能量的一種方式。在已知換能器的最佳諧振頻率以及系統(tǒng)傳輸功率的要求下，設計合適的電源對換能器進行驅(qū)動。在進行嘗試性實驗的過程中，使用的是ATA-4011型的高壓功率放大器作為能量來源。 金屬板介質(zhì)下UWCPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 信號同步傳輸部分系統(tǒng)框圖 實驗結(jié)果： 由實驗結(jié)果可知，在換能器的測試頻率，即 39840Hz，系統(tǒng)接收到的電壓的均方根值比較小，而當頻率為40360Hz時，系統(tǒng)接收到的電壓的均方根值達到最大值，同時由圖4.7結(jié)果顯示，此頻率下負載的功率也達到最大值，為5.491W。可知，換能器的頻帶很窄，找到最佳的工作頻率尤為重要。對于該換能器存在這樣一段頻率區(qū)間，即40.6~41.9kHz 區(qū)間，頻率的變化對接收到的電壓均方根值無影響，保持數(shù)值穩(wěn)定。在進行信號回傳時，應避免該區(qū)間頻率的選擇。 實驗中用到的高壓功率放大器ATA-4011： 本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內(nèi)專業(yè)從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于高壓功率放大器、計量校準產(chǎn)品、線束測試儀等產(chǎn)品為核心的相關(guān)行業(yè)測試解決方案的研究，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，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解更多實驗方案，請持續(xù)關(guān)注安泰電子。 此實驗引用自知網(wǎng)論文《金屬板介質(zhì)下用超聲波實現(xiàn)能量與信號的同步傳輸》 |
