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Aigtek高壓功率放大器在生物和超聲領(lǐng)域中的作用和實(shí)驗(yàn)

發(fā)布時(shí)間:2025-6-4 18:00    發(fā)布者:aigtek01
關(guān)鍵詞: 高壓功率放大器
  高壓功率放大器在生物和超聲領(lǐng)域中具有重要作用,以下分別說明其在兩個(gè)領(lǐng)域中的作用和實(shí)驗(yàn):
  生物領(lǐng)域
  作用:高壓功率放大器用于將低功率的信號(hào)放大成高功率的超聲波,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織的深入研究和測(cè)試。超聲波具有無創(chuàng)、無痛、無輻射等優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛,包括超聲成像、超聲治療、超聲介導(dǎo)的基因和藥物傳遞等。高壓功率放大器能夠提供超聲波所需的高功率信號(hào),驅(qū)動(dòng)超聲換能器產(chǎn)生超聲波,進(jìn)而作用于生物組織,產(chǎn)生各種物理和化學(xué)效應(yīng),如聲壓、聲流、熱效應(yīng)等,研究人員通過對(duì)這些效應(yīng)的測(cè)量和分析,了解生物組織的物理特性和化學(xué)組成。
  實(shí)驗(yàn)一、ATA-4315高壓功率放大器在生物電刺激技術(shù)研究中的應(yīng)用
  實(shí)驗(yàn)原理:生物電刺激是一種通過外部電信號(hào)刺激生物體,引發(fā)其內(nèi)部的電生理反應(yīng)和生物學(xué)反應(yīng)的技術(shù)。主要體現(xiàn)在生物體的神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng),當(dāng)外部電信號(hào)施加到生物體上時(shí),可以改變神經(jīng)細(xì)胞的電位差,從而激活或抑制神經(jīng)元的活動(dòng);在肌肉系統(tǒng)中,外部電流的刺激可以引發(fā)肌肉收縮或放松。以達(dá)到治療、康復(fù)或促進(jìn)健康的目的。

圖:ATA-4315高壓功率放大器在生物電刺激技術(shù)研究中實(shí)驗(yàn)框圖

圖:ATA-4315高壓功率放大器在生物電刺激技術(shù)研究中實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖
  信號(hào)發(fā)生器為ATA-4315高壓功率放大器提供信號(hào),功放連接電極片,本次實(shí)驗(yàn)中選取有心律失常的小鼠作為被測(cè)物,將電極片放置在小鼠的心臟位置,刺激信號(hào)為脈沖波,頻率1-160Hz,脈寬為2-500us,幅值從零逐漸遞增,通過小鼠電刺激過程中的各種生理反應(yīng)和心電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。電刺激過程中隨著頻率的增加,肌肉收縮和神經(jīng)傳導(dǎo)的速度加快,而電信號(hào)幅值越大,其肌肉收縮和神經(jīng)傳導(dǎo)的程度越大,脈寬則對(duì)應(yīng)電刺激的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)不斷的實(shí)驗(yàn),選取頻率100Hz,脈寬500us,幅值15Vpp對(duì)小鼠進(jìn)行電刺激治療,通過心電圖觀測(cè)到小鼠的心律失常有所緩解。
  超聲領(lǐng)域
  作用:在超聲領(lǐng)域,高壓功率放大器主要用于驅(qū)動(dòng)超聲換能器、壓電陶瓷等元件,產(chǎn)生高強(qiáng)度的超聲波,實(shí)現(xiàn)超聲加工、超聲成像、超聲聚焦等功能。超聲波的產(chǎn)生需要足夠的功率驅(qū)動(dòng),高壓功率放大器能夠提供所需的高電壓和大電流,使超聲換能器等元件產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生超聲波。此外,通過調(diào)節(jié)高壓功率放大器的輸出信號(hào)參數(shù),還可以控制超聲波的頻率、振幅和相位等特性,以滿足不同超聲應(yīng)用的需求。
  實(shí)驗(yàn)二、ATA-4315高壓功率放大器在聚焦聲場(chǎng)誘導(dǎo)虛擬光波導(dǎo)中的應(yīng)用

  圖:ATA-4315高壓功率放大器在聚焦聲場(chǎng)誘導(dǎo)虛擬光波導(dǎo)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖
  實(shí)驗(yàn)中先確定超聲換能器的最佳工作頻段,將換能器表面涂抹超聲凝聚并將全息板置于換能器表面,其中全息板用于調(diào)控超聲波的幅值和相位以產(chǎn)生聚焦聲場(chǎng)。將瓊脂仿體固定在聲場(chǎng)聚焦的位置,波長(zhǎng)為660nm的連續(xù)激光經(jīng)光學(xué)器件準(zhǔn)直后,由下方進(jìn)入換能器和全息板,光束進(jìn)入瓊脂仿體,經(jīng)聚焦聲場(chǎng)調(diào)制后,使用CMOS相機(jī)對(duì)組織中的光學(xué)模式橫截面進(jìn)行成像。通過調(diào)節(jié)輸入電信號(hào)的電壓值,可以獲得不同超聲壓力模式下的相關(guān)圖像。
  高壓功率放大器推薦:

圖:ATA-4000系列高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)
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