談談壓電陶瓷驅動電源的系統(tǒng)設計
驅動電源電路主要由微處理器、d/a轉換電路和線性放大電路組成。通過微處理器控制d/a產(chǎn)生高精度、連續(xù)可調的直流電壓(0~10v)，通過放大電路對d/a輸出的直流電壓做線性放大和功率放大從而控制pzt驅動精密定位平臺。
該設計中采用lpc2131作為微處理器，用于產(chǎn)生控制信號及波形;
采用18位電壓輸出da芯片ad5781作為d/a轉換電路的主芯片，產(chǎn)生連續(xù)可調的直流低壓信號;
采用apex公司的功率放大器pa78作為功率放大器件，輸出0~100v的高壓信號從而驅動pzt.為實現(xiàn)高分辨率壓電驅動器的應用，壓電驅動電源分辨率的設計指標達到1mv量級。
1、基于arm的低壓電路設計
壓電陶瓷驅動電源中arm 控制器主要提供兩方面功能:
作為通信設備提供通用的輸入/輸出接口;
作為控制器運行相關控制算法以及產(chǎn)生控制信號或波形實現(xiàn)pzt的靜態(tài)定位操作。
針對如上需求，本設計采用lpc2131作為主控制器，lpc2131是基于支持實時仿真和跟蹤的32位arm 7tdmi-s-cpu的微控制器，主頻可達到60mhz;
lpc2131內部具有8kb片內靜態(tài)ram和32kb嵌入的高速flash存儲器;具有兩個通用uart接口、i2c接口和一個spi接口。由于lpc2131具有較高的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的接口資源使其能夠作為壓電驅動電源的控制芯片。
2、d/a電路設計
由于壓電驅動電源要求輸出電壓范圍為0~100v，分辨率達到毫伏級，所以d/a的分辨率需達到亞毫伏級。
本設計采用ad5781作為d/a器件。ad5781是一款spi接口的18位高精度轉換器，輸出電壓范圍-10~10v，提供±0.5lsbinl，±0.5lsbdnl和7.5nv/hz噪聲頻譜密度。
另外，ad5781還具有極低的溫漂(0.05ppm/℃)特性。因此，該d/a轉換器芯片特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲取與控制。