功率放大器是科研院所的“萬能電源”，它能放大信號(hào)又不讓波形走樣，于是各學(xué)科都把最“耗電”的實(shí)驗(yàn)交給了它。以下從五個(gè)熱門方向，梳理當(dāng)前研究所用功率放大器正在開展的典型實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，并穿插實(shí)際案例，方便一目了然。

圖：功率放大器在納米晶軟磁材料高頻磁特性測(cè)量中的應(yīng)用

一、材料極化與磁學(xué)：把微觀“旋轉(zhuǎn)”變成宏觀信號(hào)

鐵電薄膜極化：上位機(jī)輸出鋸齒波，經(jīng)高壓功率放大器放大到±2kV后加在PZT樣品上，測(cè)得電滯回線，矯頑場(chǎng)強(qiáng)、剩余極化強(qiáng)度一次到位。

高頻軟磁損耗：用功率放大器驅(qū)動(dòng)納米晶磁環(huán)，通過B-H分析儀給出復(fù)磁導(dǎo)率頻散曲線，為無線充電磁芯選型提供依據(jù)。

二、水聲與超聲：讓“聽不見”的聲音看得見

水下波達(dá)角測(cè)量：信號(hào)源產(chǎn)生40kHz高斯脈沖，功率放大器補(bǔ)足200W峰值，驅(qū)動(dòng)換能器在水槽中形成平面波；激光折射疊加PSD四象限探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)0.1°角度分辨。

聲吶超表面：通過高壓放大器把連續(xù)波饋給換能器陣列，再用掃描水聽器記錄異常折射聲壓場(chǎng)，驗(yàn)證“負(fù)折射”超構(gòu)材料設(shè)計(jì)。

圖：功率放大器在電容耦合型無線電能傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

三、無線電能傳輸：把“空氣”變成導(dǎo)線

在電容耦合WPT實(shí)驗(yàn)中，功率放大器提供300W正弦激勵(lì)，保持收發(fā)極板間距30cm，實(shí)時(shí)測(cè)量負(fù)載電壓隨接地模式變化曲線，從而驗(yàn)證電路-電磁聯(lián)合仿真模型。

四、電磁無損檢測(cè)：裂紋的“多頻指紋”

對(duì)10mm厚鋼板，功率放大器分別輸出單頻與多頻激勵(lì)，驅(qū)動(dòng)交流漏磁探頭掃查；對(duì)比發(fā)現(xiàn)多頻法可把裂紋角度識(shí)別誤差從±15°降到±5°，并可定量給出深度0.5mm以上缺陷的大小。

圖：功率放大器在鋼板表面缺陷及交流漏磁測(cè)試中的應(yīng)用

五、生物醫(yī)學(xué)：從細(xì)胞膜穿孔到神經(jīng)調(diào)控

聚焦超聲血腦屏障開啟：射頻功率放大器驅(qū)動(dòng)超聲換能器，配合微泡造影劑，實(shí)現(xiàn)大鼠靶向腦區(qū)可逆開孔，提升化療藥物遞送效率。

光遺傳學(xué)LED驅(qū)動(dòng)：直流-寬帶功率放大器將任意波形發(fā)生器輸出的信號(hào)提升，精確驅(qū)動(dòng)植入式μLED，完成對(duì)神經(jīng)元毫秒級(jí)光刺激。

圖：ATA-300/3000系列功率放大器指標(biāo)參數(shù)

從原子尺度到海洋尺度，從納秒脈沖到穩(wěn)態(tài)連續(xù)波，功率放大器已成為現(xiàn)代科研的“能量接口”。

審核編輯 黃宇