Aigtek电压放大器在驱振一体式压电驱动器研究中的应用

【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-2022B高压放大器，搭建压电驱动器实验平台。测试该驱动器样机的基础性能，并进行脑模型植入试验验证该驱动器在柔性电极植入应用中的有效性。

实验名称：驱振一体式压电驱动器样机性能测试

研究方向：驱振一体式压电驱动器的原理与建模、驱动器结构设计与优化、驱动信号的硬件实现、驱动器性能测试与优化、振动辅助植入应用验证

测试设备：可升降平台、上位计算机、ATA-2022B高压放大器、示波器、数模转换模块、激光位移传感器。

实验过程：先搭建由气浮隔震光学平台、MCU、DAC、功率放大器、示波器、激光位移传感器等组成的高精度测试系统，制作驱振一体式压电驱动器样机；先开展空载性能测试，探究驱动电压/频率与步距/速度、振动电压/频率与振幅的关系，测定最小步长、步进特性、重复性，通过调整压电叠堆恢复时间优化植入速度；再以0.6%琼脂糖凝胶为模拟脑模型，进行植入性能测试，对比空载与带载状态下的驱动器性能，优化振动电压和频率参数，开展二次植入试验，通过可视化分析与量化计算评估植入损伤程度，全面验证驱动器性能及振动辅助植入的有效性。

图：样机测试系统

实验结果：

1、空载性能测试表明，驱动器步距与驱动电压、振幅与振动电压均呈线性关系，一阶共振频率80Hz，最小步长可达6.3μm，重复性误差在合理范围，缩短压电叠堆恢复时间后植入效率提升72.6%。

2、带载植入测试显示，驱动器在0.6%琼脂糖凝胶模拟脑环境中运动形态稳定，仅植入速度较空载略有降低，适配实际植入载荷需求。

3、振动参数优化结果表明，当振动频率高于40Hz、电压在20-40V范围时，可有效避免柔性电极植入屈曲失效，实现顺利植入。

4、二次植入试验验证了驱动器在柔性电极形成胶质包裹层后仍能实现精准定位，静置30分钟后的二次植入轨迹虽有微小差异但不影响使用。

5、植入损伤评估显示，柔性电极植入导致的损伤面积仅比其自身截面积增加23%，证明振动辅助植入具有低损伤特性。

图：实验结果

安泰放大器在此应用中的产品优势：

1.功率放大——提供足够电压与功率，保障驱动器实现精准步进与高频振动功能

2.宽频带与高压摆率——精准匹配驱动步进与振动双模式高频切换

3.四象限输出与低失真——确保植入过程中运动形态稳定，为损伤评估等实验提供了稳定的设备运行保障

【推荐产品】：ATA-2022B高压放大器

图：ATA-2022B高压放大器指标参数

本文实验素材由西安安泰电子整理发布。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。西安安泰电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测试仪器研发、生产和销售的高科技企业。

审核编辑 黄宇