在主动流动控制与压电驱动技术不断发展的背景下,高压放大器作为关键驱动设备,正在越来越多地应用于复杂的工程系统中。其中,ATA-2021B高压放大器在压电合成射流激励器中的应用,体现出其在高电压驱动、宽频响应以及精密控制方面的卓越性能。

压电合成射流激励器是一种基于压电陶瓷振动产生周期性射流的装置,广泛应用于航空气动控制、散热增强以及边界层调控等领域。其核心原理在于,通过周期性驱动压电材料,使腔体内气体产生吸入与喷出,从而形成“无净质量流动”的合成射流。这一过程对驱动信号提出了较高要求:既需要足够的电压幅值来激发压电材料变形,又需要稳定的频率控制以匹配系统的共振特性。

在这一系统中,高压放大器的作用至关重要。ATA-2021B能够将信号源输出的低电压信号放大为高压驱动信号,为压电陶瓷提供稳定且可调的激励电压。其最大输出可达200Vp-p,并具备较高的压摆率和宽带宽特性(DC~1MHz),能够满足从低频到中高频范围内的驱动需求 。这使得它在驱动压电执行器时,不仅能够提供足够的能量,还能保证信号的动态响应能力。

在具体实验中,研究人员将多个压电陶瓷片并联,构建成阵列式合成射流激励器,并通过ATA-2021B输出正弦电压,实现同步振动。当激励频率逐渐变化时,射流速度呈现出明显的频率响应特性:随着频率上升,射流强度先增强后减弱,并在接近系统共振频率时达到峰值。例如,在约700Hz附近,系统达到最佳激励状态,此时射流出口速度显著提升 。这一