基于ARM的高分辨率壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源
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4 驅(qū)動(dòng)電源實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的穩(wěn)壓電源采用長峰朝陽電源公司的4NIC-X56ACDC直流電源，輸出電壓精度≤1％，電壓調(diào)整率≤0．5％，電壓紋波≤1 mV(RMS)、10 mV(P-P)。測量設(shè)備采用KEITHLEY 2000 6 1／2Multimeter。
首先對DAC輸出分辨率進(jìn)行測量，ARM控制器輸出持續(xù)5 s的階躍信號，同時(shí)在DAC輸出端對電壓信號進(jìn)行測量，將測量結(jié)果部分顯示見圖8。圖8中顯示AD5781的輸出電壓分辨率可達(dá)3．89e-5 V，即38．9μV。本文引用地址：http://www.104case.com/article/201610/306027.htm
在模擬電路中，噪聲是不可避免的。對于壓電驅(qū)動(dòng)電源來說，噪聲的等級限制了驅(qū)動(dòng)電源的輸出分辨率。圖9分別給出經(jīng)典放大電路和改進(jìn)后的放大電路的測試噪聲。從圖中可得通過使用PI控制器和相位補(bǔ)償元件將壓電驅(qū)動(dòng)電源的輸出噪聲從1.82mV(RMS)降低至0.43mV(RMS)。
圖10給出了放大電路的輸出分辨率，放大電路的分辨率決定了PZT的定位精度，如要實(shí)現(xiàn)納米級的定位精度，驅(qū)動(dòng)電源的分辨率需要達(dá)到毫伏級。圖10中，輸出電壓的分辨率可達(dá)到1．44 mV。
最后，給出驅(qū)動(dòng)電源電壓線性度曲線。線性度能夠真實(shí)的反映出輸出值相對于輸入真值的偏差程度。線性度曲線如圖11所示。得到擬合直線Yfit=9．846Vin+0．024 2，最大非線性誤差為0．024％，能夠滿足精密定位需求。
5 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)的基于ARM的高分辨率壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源采用直流放大原理，具有低電路噪聲、高分辨率和低輸出非線性度等特性，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電源的帶寬可達(dá)100 kHz。以上特性使本文設(shè)計(jì)的壓電驅(qū)動(dòng)電源能夠應(yīng)用于納米級靜態(tài)定位的需求，由于其性價(jià)比高、結(jié)構(gòu)簡單，故具有很高的實(shí)用價(jià)值。
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