压电陶瓷执行器因其体积小、位移分辨率高、响应速度快、输出力大、换能效益高等优点,广泛应用于扫描探针显微镜、自适应
/主动光学元件、纳米定位、振动控制、声学、声纳、微流体输送等领域中[1]。对于压电陶瓷稳定工作很多困难亟待解决,其中迫切的就是驱动电源,压电陶瓷驱动电源技术己成为目前压电陶瓷执行器应用中的关键技术之一[2]。
压电陶瓷执行器驱动电源主要有电压控制型和电流/电荷控制型两种[3],从实现方式上主要有线性和开关式两种[4]。电压控制型压电陶瓷执行器驱动电源有以下几种方式:
1)线性直流放大式电源直接采用高压运算放大器的方式具有静态性能好、集成度高、结构简单等优点,但由于高压运算放大器的输出电流一般都小于200mA,
因此压电陶瓷执行器的动态性能受到限制。换能器是一种能量转换器件,其性能描述和评价需要许多参数. 换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等. 不同用途的换能器对性能参数的要求不同,例如,对于发射型换能器,要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型换能器,则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等. 因此,在换能器的具体设计过程中,必须根据具体的应用,对换能器的有关参数进行合理的设计.现代声纳根据海区声速--深度变化形成的传播条件,可适当选择基阵工作深度和俯仰角,利用声波的不同传播途径(直达声、海底反射声、会聚区、深海声道)来克服水声传播条件的不利影响,提高声纳探测距离。又如,运载平台的自噪声主要与航速有关,航速越大自噪声越大,声纳作用距离就越近,反之则越远;目标反射本领越大,被对方主动声纳发现的距离就越远;目前,声纳是进行水下监视使用的主要技术,用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪。目标辐射噪声强度越大,被对方被动声纳发现的距离就越远。