為保證壓電材料定征結(jié)果的自洽性，基于單塊樣品采用超聲諧振譜(RUS)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了壓電材料全矩陣材料系數(shù)的定征。壓電材料廣泛應(yīng)用于超聲及水聲工程中，聲學(xué)工程的實(shí)際需求又不斷促進(jìn)壓電材料的發(fā)展。在高端醫(yī)療超聲領(lǐng)域，弛豫鐵電單晶已經(jīng)逐步替代傳統(tǒng)的壓電陶瓷。壓電材料制備完成之后，首先必須對(duì)其進(jìn)行性能表征，方可用于聲學(xué)器件的設(shè)計(jì)。

如圖所示RUS測(cè)試系統(tǒng)示意圖。計(jì)算機(jī)控制鎖相放大器產(chǎn)生一掃頻信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大器放大后，成為激發(fā)換能器的輸入信號(hào)，激發(fā)換能器激勵(lì)樣品產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)信號(hào)被接收換能器接收后輸入到鎖相放大器，經(jīng)過(guò)處理，即可得到樣品的超聲諧振譜。為保證測(cè)量結(jié)果的精度，激發(fā)與接收換能器的中心工作頻率需遠(yuǎn)離擬測(cè)試的帶寬，以避免樣品與測(cè)試系統(tǒng)發(fā)生諧振。由于樣品振動(dòng)的激發(fā)信號(hào)已知，故非常適宜采用鎖相放大進(jìn)行微弱信號(hào)的提取。鎖相放大器可從干擾極大的環(huán)境中分離出特定載波頻率。

利用RUS技術(shù)定征壓電材料全矩陣材料系數(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于定征過(guò)程僅需要單塊樣品，從而可保證定征結(jié)果的自洽；此外，利用該技術(shù)可定征出隨溫度變化的自治材料系數(shù)。在此種測(cè)試方案中，Aigtek功率放大器放大信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)換能器激勵(lì)樣品產(chǎn)生振動(dòng)，有著重要的作用。ATA-7000功率放大器最大輸出電壓6KVp-p，最大輸出電流 30mAp，帶寬（-3dB）高達(dá)DC~5KHz，被廣泛的應(yīng)用在超聲諧振譜技術(shù)在壓電材料性能表征中，滿(mǎn)足不同指標(biāo)的需求。

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審核編輯：符乾江