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生控制信號或波形實現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具有較高的數據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據的獲取與控制。
