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任意波形發(fā)生器驅(qū)動(dòng)超聲換能器的多頻段聲場(chǎng)重構(gòu)

閱讀:159      發(fā)布時(shí)間:2025-5-27
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  任意波形發(fā)生器(AWG)憑借其生成任意波形的能力,在超聲換能器的多頻段聲場(chǎng)重構(gòu)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。超聲換能器通過(guò)壓電材料的逆壓電效應(yīng),將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生超聲波。然而,傳統(tǒng)的單頻超聲信號(hào)在復(fù)雜介質(zhì)中傳播時(shí)易發(fā)生頻散,導(dǎo)致聲場(chǎng)分布不均,影響檢測(cè)精度。
  AWG通過(guò)編程可生成包含多個(gè)頻率成分的復(fù)合信號(hào),驅(qū)動(dòng)超聲換能器產(chǎn)生多頻段聲場(chǎng)。例如,在超聲無(wú)損檢測(cè)中,AWG可同時(shí)輸出不同頻率的正弦波、脈沖波或調(diào)制信號(hào),覆蓋目標(biāo)介質(zhì)的多個(gè)諧振頻率。這些信號(hào)經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)換能器,產(chǎn)生疊加的多頻段聲場(chǎng),有效抑制頻散效應(yīng),提高聲場(chǎng)的均勻性和穿透深度。
  為實(shí)現(xiàn)精確的聲場(chǎng)重構(gòu),AWG需與換能器特性匹配。通過(guò)調(diào)整輸出信號(hào)的頻率、幅度和相位,可優(yōu)化換能器的振動(dòng)模式,使其在不同頻段下均保持高效能量轉(zhuǎn)換。例如,采用相控陣技術(shù)時(shí),AWG可控制多個(gè)換能器陣元的發(fā)射時(shí)序,實(shí)現(xiàn)聲束的電子掃描和聚焦,進(jìn)一步提升聲場(chǎng)的空間分辨率。
  此外,AWG的實(shí)時(shí)波形編輯功能支持動(dòng)態(tài)調(diào)整信號(hào)參數(shù),適應(yīng)不同檢測(cè)需求。例如,在醫(yī)學(xué)超聲成像中,可通過(guò)修改AWG的輸出波形,優(yōu)化聲場(chǎng)在生物組織中的傳播特性,提高圖像對(duì)比度和分辨率。結(jié)合反饋控制系統(tǒng),AWG還可實(shí)現(xiàn)聲場(chǎng)的自適應(yīng)調(diào)節(jié),確保在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定工作。
  總之,AWG為超聲換能器的多頻段聲場(chǎng)重構(gòu)提供了靈活、高效的信號(hào)源解決方案,推動(dòng)了超聲技術(shù)在工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。

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