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)

　　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(shuō)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(wú)創(chuàng)、無(wú)痛、無(wú)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(guò)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(guò)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(guò)小鼠電刺激過(guò)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(guò)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(guò)心電圖觀(guān)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(guò)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(mǎn)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(guò)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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