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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領(lǐng)域中的作用和實驗:
生物領(lǐng)域
作用:高壓功率放大器用于將低功率的信號放大成高功率的超聲波,從而實現(xiàn)對生物組織的深入研究和測試。超聲波具有無創(chuàng)、無痛、無輻射等優(yōu)點,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,驅(qū)動超聲換能器產(chǎn)生超聲波,進而作用于生物組織,產(chǎn)生各種物理和化學(xué)效應(yīng),如聲壓、聲流、熱效應(yīng)等,研究人員通過對這些效應(yīng)的測量和分析,了解生物組織的物理特性和化學(xué)組成。
實驗一、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
實驗原理:生物電刺激是一種通過外部電信號刺激生物體,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)外部電信號施加到生物體上時,可以改變神經(jīng)細胞的電位差,從而激活或抑制神經(jīng)元的活動;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。以達到治療、康復(fù)或促進健康的目的。
圖:ATA-4315高壓功率放大器在生物電刺激技術(shù)研究中實驗框圖
圖:ATA-4315高壓功率放大器在生物電刺激技術(shù)研究中實驗實拍圖
信號發(fā)生器為ATA-4315高壓功率放大器提供信號,功放連接電極片,本次實驗中選取有心律失常的小鼠作為被測物,將電極片放置在小鼠的心臟位置,刺激信號為脈沖波,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,脈寬則對應(yīng)電刺激的持續(xù)時間。根據(jù)不斷的實驗,選取頻率100Hz,脈寬500us,幅值15Vpp對小鼠進行電刺激治療,通過心電圖觀測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)動超聲換能器、壓電陶瓷等元件,產(chǎn)生高強度的超聲波,實現(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,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)生機械振動,進而產(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。
實驗二、ATA-4315高壓功率放大器在聚焦聲場誘導(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誘導(dǎo)虛擬光波導(dǎo)中的應(yīng)用實驗實拍圖
實驗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。將瓊脂仿體固定在聲場聚焦的位置,波長為660nm的連續(xù)激光經(jīng)光學(xué)器件準(zhǔn)直后,由下方進入換能器和全息板,光束進入瓊脂仿體,經(jīng)聚焦聲場調(diào)制后,使用CMOS相機對組織中的光學(xué)模式橫截面進行成像。通過調(diào)節(jié)輸入電信號的電壓值,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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