基于ARM 的高分辨率壓電陶瓷驅(qū)動電源設(shè)計方案

　　在模擬電路中，噪聲是不可避免的。對于壓電驅(qū)動電源來說，噪聲的等級限制了驅(qū)動電源的輸出分辨率。

　　圖8、9分別給出經(jīng)典放大電路和改進后的放大電路的測試噪聲。從圖中可得通過使用PI控制器和相位補償元件將壓電驅(qū)動電源的輸出噪聲從1.82 mV（RMS）降低至0.43 mV（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，如要實現(xiàn)納米級的定位精度，驅(qū)動電源的分辨率需要達到毫伏級。圖10中，輸出電壓的分辨率可達到1.44 mV.

　　最后，給出驅(qū)動電源電壓線性度曲線。線性度能夠真實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)計的基于ARM的高分辨率壓電陶瓷驅(qū)動電源的方案，該方案采用直流放大原理，具有低電路噪聲、高分辨率和低輸出非線性度等特性，同時驅(qū)動電源的帶寬可達100 kHz.以上特性使本方案的壓電驅(qū)動電源能夠應(yīng)用于納米級靜態(tài)定位的需求，由于其性價比高、結(jié)構(gòu)簡單，故具有很高的實用價值。而實驗結(jié)果也表明：本方案所設(shè)計的電源輸出電壓噪聲低于0.43 mV、輸出最大非線性誤差低于0.024%、分辨率可達1.44 mV,能夠滿足高分辨率微位移定位系統(tǒng)中靜態(tài)定位控制的需求