CN1056712C - 压电陶瓷执行器件驱动器 - Google Patents
压电陶瓷执行器件驱动器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1056712C CN1056712C CN95109364A CN95109364A CN1056712C CN 1056712 C CN1056712 C CN 1056712C CN 95109364 A CN95109364 A CN 95109364A CN 95109364 A CN95109364 A CN 95109364A CN 1056712 C CN1056712 C CN 1056712C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistance
- operational amplifier
- performer
- input
- pin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 208000001491 myopia Diseases 0.000 description 1
- 230000004379 myopia Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
本发明公开了一种压电陶瓷执行器件驱动器，它将输入的数字控制信号送入存有预先测定的压电陶瓷器件的工作补偿曲线的预校波形存贮器，再经数模转换器及信号组合级转变为具有补偿性能的模拟信号送入高压放大级，放大为压电器件工作所需的高电压，采用本发明能提高频率响应，稳定整个电路放大倍数，具有较大的电流驱动能力，能方便和计算机接口。
Description
本发明涉及执行器件驱动器，尤其涉及压电陶瓷执行器件驱动器。
压电陶瓷执行器件在精密定位、微位器、自动控制、自适应光学等领域得到广泛应用。但一般单片压电陶瓷的变形量都很小，因此应用范围受到一定限制。为了得到大的变形量往往利用几片、甚至数十片压电瓷片按一定的方式而成一个复合压电陶瓷执行器件，以得到更好的性能。此类压电陶瓷执行器件在电学上可视为一个电阻无穷大的大容量负载，例如我们研制的大变形压电陶瓷变形器件，采用32片压电陶瓷片按一定方式叠加而成，电容量达3uf左右。容性负载和电阻性负载在电路设计上完全不同，当加在容性负载上的电压上升时对其充电，而在电压下降时要释放它所积累的电荷。过去的压电陶瓷执行器件的驱动电路，应用于此类压电陶瓷执行器件，由于大电容的影响往往只能工作在很低的频率范围，而且输出电压很不稳定。
本发明的目的是提供一种能提高频率响应的压电陶瓷执行器件驱动器。
为了达到上述目的本发明采取下列措施：
压电陶瓷执行器件驱动器是将输入的并行数字控制信号送入存储有预先测定的压电陶执行器件的工作补偿曲线的预校波形存贮器，数字控制信号被其转化为具有补偿特性的数字输入送入数模转换级，数模转换级将数字输入转换成模拟信号送入信号组合级，最后送入高压放大电路，其特征在于所说的高压放大电路：是由高压放大级及电流放大级组成，高压放大级为混合放大电路，由运算放大器、场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻构成，其中第一电阻一端为输入控制信号端，另一端与运算放大器反相输入端及第四电阻的一端相连，第四电阻另一端接运算放大器的输出端及场效应管的栅极；第三电阻一端接地，第三电阻另一端与运算放大器的同相输入端及第二电阻一端相连；第二电阻的另一端与场效应管的漏极相连；场效应管的源极接地，场效应管的漏极与第五电阻的一端及二极管的阴极相连后，与达林顿管的基极相连，电流放大级由达林顿管和第六电阻构成，其中第六电阻一端与达林顿管集电极相接，第六电阻另一端与第五电阻另一端相连后，与高压电源相接，达林顿管发射极与二极管正极相接，运算放大器正电源供电端和负电源供电端分别接入正、负电源。
本发明的优点是：
1)驱动电路输出端设置一个电流释放级，以提高其频率响应；2)在放大电路中加入电压负反馈，来稳定整个电路的放大倍数；3)本驱动电路加上了一个波形预校环节，改善固态压电陶瓷执行器件的性能；4)设计了一个并行输入口，能方便的和计算机接口。
下面结合附图作详细说明。
图1是压电陶瓷执行器件驱动器方框示图；
图2是高压放大级电原理图。
压电陶瓷执行器件驱动器是将输入的并行数字控制信号送入存储有预先测定的压电陶执行器件的工作补偿曲线的预校波形存贮器，数字控制信号被其转化为具有补偿特性的数字输入送入数模转换级，数模转换级将数字输入转换成模拟信号送入信号组合级，最后送入高压放大电路，其特征在于所说的高压放大电路：是由高压放大级及电流放大级组成，高压放大级为混合放大电路，由运算放大器IC1、场效应管M1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5构成，其中第一电阻R1一端为输入控制信号端，另一端与运算放大器IC1反相输入端2脚及第四电阻R4的一端相连，第四电阻R4另一端接运算放大器IC1的输出端6脚及场效应管M1的栅极G；第三电阻R3一端接地，第三电阻R3另一端与运算放大器IC1的同相输入端3脚及第二电阻R2一端相连；第二电阻R2的另一端与场效应管M1的漏极D相连；场效应管M1的源极S接地，场效应管M1的漏极D与第五电阻R5的一端及二极管D1的阴极相连后，与达林顿管M2的基极B相连，电流放大级由达林顿管M2和第六电阻R6构成，其中第六电阻R6一端与达林顿管M2集电极C相接，第六电阻R6另一端与第五电阻R5另一端相连后，与高压电源Vcc相接，达林顿管M2发射极E与二极管D1正极相接，运算放大器IC1正电源供电端7脚和负电源供电端4脚分别接入正、负电源。
在图中，V0，V1，V2，V3，V4，V5，代表相应各点的电压。运算放大器IC1工作在正常放大状态，故其第2脚和第3脚可认为是“虚短”，可得
V1＝V2 (1)同时，运算放大器IC1的第2脚和第3脚可认为是“虚短”，故在其第3脚处可得
(V4-V1)/R2+(-V1)/R3＝0即 V1＝V4/(R2+R3)·R3 (2)在运算放大器IC1的第3脚处可得
(V0-V2)/R1+(V3-V2)/R4＝0即 V3＝V2+(V2-V0)·R4/R1 (3)整个驱动器正常工作时，MOS管M1近视工作在线性放大区，所以
Vcc-((V3-Vth)·Gm·R5)＝V4 (4)Vth：MOS管M1的开启电压。Gm：MOS管M1的跨导。
由于达林顿管M2和二极管D1工作时导通电压很小，故
V4＝V5 (5)
综合式(1)，(2)，(3)，(4)，(5)可得 整个高压放大级的放大倍数k： 由于R1/R4＜＜1，所以1+R1/R4≈1。因Gm·R5·R4/R1＞＞1，故1/(Gm·R5·(R4/R1))≈0(6)式可化简为
k＝1+R2/R3
压电陶瓷器件是一种新型的电-机转换的主动器件，它兼有高灵敏度和大量程的特点，且具有体积小，重量轻；结构一体化，不存在相对滑动和滚动的运动副，可靠性好；效率高，可控性好等优点；压电陶瓷执行器件驱动器为压电陶瓷执行器件提供了一个性能良好的放大器，输出电压达0～500V，截止频率达800Hz。采用此驱动电路的预校波贮藏器，可大大改善压电陶瓷执行器件的线性度指标，因此它具有广阔的应用前景，可在光扫描精密定位、微位移器、光路调制控制、自动控制等领域得以应用：
(1)光扫描器：同传统的压电变形器件相比，它的扫描范围大、灵敏度高。作为常规扫描器，压电陶瓷光扫描具有体积小，功耗低可控性好，精度高等优点，无相对滑动的部件，不存在磨擦、磨损、空隙等问题，并可利用改变工作波形的方法实现任意波形的扫描。利用此驱动器可达到8°的扫描角，实现20Hz的锯齿波(占空比为8∶2)扫描，线性度优于1％。目前，已在我国资源卫星像补偿扫描器上采用，进行试验。
(2)精密定位：压电陶瓷执行器件可以实现较大的位移，用其相关原理可以制成压电导轨，其位移可由驱动电压决定，电压和位移的关系是相应的，具有较好的可控性，较易实现计算机的编程控制，这在微位移，高精度定位等方面将得以应用。
(3)自适应适应光学：压电陶瓷器件可实现可控的位移和角偏摆，因此用它可构成可控光阵列，由计算机控制，实现系统光参量的自适应变化。
(4)控制：利用压电陶瓷执行器件的可控性，可以用它制成控制执行器，用于自动控制系统中。
压电陶瓷执行器因其性能上的优点，具有强大的生命力和良好的发展前景。随着压电陶瓷器件的开发和推广工作的深入进行，与其配套的驱动器的应用也将日益扩大。
Claims (1)
1.一种压电陶瓷执行器件驱动器，它将输入的并行数字控制信号送入存储有预先测定的压电陶执行器件的工作补偿曲线的预校波形存贮器，数字控制信号被其转化为具有补偿特性的数字输入送入数模转换级，数模转换级将数字输入转换成模拟信号送入信号组合级，最后送入高压放大电路，其特征在于所说的高压放大电路：是由高压放大级及电流放大级组成，高压放大级为混合放大电路，由运算放大器(IC1)、场效应管(M1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)构成，其中第一电阻(R1)一端为输入控制信号端，另一端与运算放大器(IC1)反相输入端(2脚)及第四电阻(R4)的一端相连，第四电阻(R4)另一端接运算放大器(IC1)的输出端(6脚)及场效应管(M1)的栅极(G)；第三电阻(R3)一端接地，第三电阻(R3)另一端与运算放大器(IC1)的同相输入端(3脚)及第二电阻(R2)一端相连；第二电阻(R2)的另一端与场效应管(M1)的漏极(D)相连；场效应管(M1)的源极(S)接地，场效应管(M1)的漏极(D)与第五电阻(R5)的一端及二极管(D1)的阴极相连后，与达林顿管(M2)的基极(B)相连，电流放大级由达林顿管(M2)和第六电阻(R6)构成，其中第六电阻(R6)一端与达林顿管(M2)集电极(C)相接，第六电阻(R6)另一端与第五电阻(R5)另一端相连后，与高压电源(Vcc)相接，达林顿管(M2)发射极(E)与二极管(D1)正极相接，运算放大器(IC1)正电源供电端(7脚)和负电源供电端(4脚)分别接入正、负电源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN95109364A CN1056712C (zh) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 压电陶瓷执行器件驱动器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN95109364A CN1056712C (zh) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 压电陶瓷执行器件驱动器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1126390A CN1126390A (zh) | 1996-07-10 |
| CN1056712C true CN1056712C (zh) | 2000-09-20 |
Family
ID=5077157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN95109364A Expired - Fee Related CN1056712C (zh) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 压电陶瓷执行器件驱动器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1056712C (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103848173A (zh) * | 2012-12-05 | 2014-06-11 | 施建强 | 一种精密直线送料的方法和装置 |
| CN108427461A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-08-21 | 南昌航空大学 | 一种近红外光谱探测器mems-fpi的驱动电路设计方法 |
| CN109945926B (zh) * | 2019-03-28 | 2021-07-02 | 北京同创微纳科技有限公司 | 一种面向压电器件的检测系统及其方法 |
| CN109995357A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-09 | 北京中科格励微科技有限公司 | 线性隔离器 |
| CN113659934B (zh) * | 2021-07-27 | 2023-04-25 | 电子科技大学 | 一种基于负反馈匹配网络的分布式低噪声放大器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4449234A (en) * | 1981-02-13 | 1984-05-15 | Sony Corporation | Reverberation apparatus |
| CN1018783B (zh) * | 1989-01-17 | 1992-10-21 | 菲利浦光灯制造公司 | 晶体管电路 |
-
1995
- 1995-09-01 CN CN95109364A patent/CN1056712C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4449234A (en) * | 1981-02-13 | 1984-05-15 | Sony Corporation | Reverberation apparatus |
| CN1018783B (zh) * | 1989-01-17 | 1992-10-21 | 菲利浦光灯制造公司 | 晶体管电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1126390A (zh) | 1996-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1056712C (zh) | 压电陶瓷执行器件驱动器 | |
| CN102005941A (zh) | 一种实现数控电位器调节的压电陶瓷驱动电源 | |
| CN102891968A (zh) | 基于crt驱动电路实现emccd高压驱动信号的系统 | |
| CN102545850A (zh) | Pwm比较器及d类放大器 | |
| CN103633876A (zh) | 隔离控制双极性高频高压脉冲电源电路 | |
| CN208849669U (zh) | 一种堆叠型准z源升压斩波电路 | |
| CN2252453Y (zh) | 压电陶瓷执行器件驱动器 | |
| CN1744429A (zh) | 消除交越失真的具有动态同步电压偏置电路的功率放大器 | |
| CN106301068A (zh) | 一种数字驱动电源 | |
| CN100483926C (zh) | 差分放大器、2级放大器和模拟/数字转换器 | |
| CN209448819U (zh) | 一种具有多转换增益的像素电路 | |
| CN106056052A (zh) | 一种指纹采集电路 | |
| CN105048864A (zh) | 新型误差放大式压电陶瓷驱动电路 | |
| CN202601624U (zh) | 一种雪崩光电二极管增益温漂自动补偿装置 | |
| CN2872496Y (zh) | 光电隔离器 | |
| CN1193483C (zh) | 产生驱动电源的方法和装置 | |
| CN100542019C (zh) | 运算放大器的输出级电路 | |
| CN1913578A (zh) | 固态成像装置 | |
| CN1168204C (zh) | 动态同步电压偏置功率放大器 | |
| CN2182490Y (zh) | 一种驱动电源 | |
| CN209544817U (zh) | 一种压电陶瓷驱动电路 | |
| CN1409493A (zh) | 用于压缩模拟信号的动态压缩器 | |
| CN101034492A (zh) | 光电隔离器及其制作方法 | |
| CN1191707C (zh) | 电子束聚焦电压电路 | |
| CN203691283U (zh) | 一种隔离控制双极性高频高压脉冲电源电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| AR01 | Abandonment of patent right to avoid double patenting |
According to article 9 of the patent law and article 12 of the detailed rules for the implementation of the patent law: 95109364.9 of the invention patents in this issue as a notice of authorization, and at the same time corresponding to the 95220100.3 utility model patent to be given up, and in the 16 volume of the 38 issue of the new type of communique on the patent right to abandon the announcement. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |