【概述】

本研究中使用功率放大器，搭建无铅压电MEMS水听器试验平台。本实验旨在为高可靠性无铅压电MEMS水听器的工程化应用提供理论与实验支撑，推动其在海洋环境监测及水下目标识别等领域的实用化进程。
 

实验名称：无铅压电MEMS水听器关键指标测试实验

研究方向：无铅压电材料、AlScN压电薄膜、MEMS水听器、磁控溅射、微纳加工、声阻抗匹配、低噪声信号放大、水下低频声学探测

实验目的：压电MEMS水听器作为新兴的小型化、无人化水下探测系统的核心器件，其性能直接决定着水下探测系统的灵敏度和可靠性。然而，传统铅基压电材料因重金属污染问题限制了其扩大应用，而无铅压电材料虽具备环保优势，但其在复杂水声环境中的灵敏度、环境适应性及自噪声抑制能力仍需系统性研究。

测试设备：

1、标准水听器

2、功率放大器

3、程控电子开关

4、DSOX3014T数字示波器

5、前置放大器

6、程控滤波器

7、不锈钢校准腔（驻波桶）

8、非标定制高精度回转臂，以及配套计算机与信号采集外设

图1试验平台示意图

实验过程：采用“驻波场测试法（比较校准法）”开展实验，将自研无铅压电MEMS水听器与标准水听器同时垂直悬挂于充入海水的不锈钢校准腔内，为待测水听器加载±7V直流电压，通过系统信号源驱动发射换能器在腔内形成平面驻波声场，固定两者入水深度，采集并记录待测水听器与标准水听器的开路电压，代入校准公式计算不同频率下的声压灵敏度，完成全频段灵敏度测试。
 

实验结果：自研无铅压电MEMS水听器平均灵敏度达-168dB(re:1V/μPa)，在目标低频段（10Hz-100Hz）灵敏度高于-167dB(re:1V/μPa)，灵敏度曲线带内最大波动±5dB、平均波动小于±3dB，不均匀性接近测量水听器国家实用标准，低频灵敏度性能优于国内同类无铅压电MEMS水听器。

安泰放大器在此应用中的产品优势：

一、大功率高电流驱动能力——有效驱动发射换能器，在全频段建立稳定平面声场

二、宽频带与平坦响应——精准保障低频段灵敏度校准的准确性

三、低失真与高输出稳定性——保障校准数据的可重复性与系统长期运行可靠性

【推荐产品】：ATA-3000系列功率放大器

图：ATA-3000系列功率放大器指标参数

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。

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