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采用ARM高分辨率压电陶瓷D/A电路设计

2022-05-28 10:16分类:电路图 阅读:

 

  依据压电陶瓷片微偏移器对电源模块的要求,设计方案了压电式led驱动器系统软件的计划方案。该方法先介紹了开关电源体系中的数字电路设计一部分和数字集成电路一部分,并对电源模块的精密度与可靠性开展了剖析与改善。最终对电源模块的功能实现了试验认证。试验结果显示:该方案设计的开关电源输出电压噪音小于0.43 mV、輸出较大离散系统偏差小于0.024%、屏幕分辨率可以达到1.44 mV,可以达到高像素微偏移手机定位系统中静态数据精准定位操纵的要求。

  压电陶瓷片控制器(PZT)是微位移平台的关键,其具体机理是运用压电材料的逆热电效应造成变形,进而推动实行元器件产生微偏移。压电陶瓷片控制器具备分辩率高、回应頻率快、推动力金刚级体型小等优势,在航天航空、智能机器人、微机电系统、精密机械加工及其生物技术等行业中取得了普遍的运用。殊不知压电陶瓷片控制器的使用离不了特性较好的压电陶瓷片led驱动器。要完成纳米精准定位的运用,压电陶瓷片led驱动器的输出电压必须在一定区域内接连可调式,同工作电压屏幕分辨率必须做到毫伏级。因而压电陶瓷片led驱动器技术性已变成压电式微位移平台中的核心技术。

  D/A 电源电路设计方案

  因为压电式led驱动器规定输出电压范畴为0~100 V,屏幕分辨率做到毫伏级,因此D/A 的屏幕分辨率需做到亚毫伏级。本设计方案选用AD5781做为D/A 元器件。AD5781是一款SPI 插口的18位高精密转化器, 输出电压范畴-10~10 V,给予±0.5 LSB INL,±0.5 LSB DNL 和7.5 nV/Hz 噪音频带相对密度。此外,AD5781 还具备非常低的温漂(0.05 ppm/℃)特点。因而,该D/A 转化器集成ic非常适用于高精密仿真模拟信息的得到与操纵。D/A 电路原理如图2 所显示。

  在硬件配置电路原理中,因为AD5781 选用的高精密构架,规定强制性检验缓存其工作电压标准键入,保证 做到要求的线性。因而挑选用以缓存标准键入的放大仪应具备低噪音、超低温漂和低键入参考点电流量特点。这儿采用AD8676,AD8676 是一款超高精密、36 V、2.8 nV/ Hz 双通道内存运放电路,具备0.6 μV/℃低失衡飘移和2 nA 键入参考点电流量,因此能为AD5781给予高精密工作电压标准。根据往下拉电阻器将AD5781的CLR 和LDAC 脚位脉冲信号降低,用以设定AD5781为DAC 二进制存储器编码格式和配备輸出在SYNC 的上升沿升级。在ARM 端软件开发中,除恰当配备AD5781的有关存储器外,还应恰当配备SPI的数字时钟相位差、数字时钟旋光性和通讯方式。

  线形运算放大器设计方案

  从工程项目视角考虑到,因为干扰信号的存有,会使体系的可靠性产生变化,可能会导致产生波动。因而确保自动控制系统具备一定的抗干扰能力的办法是使操作系统具备一定的平稳裕量即相位角裕量。因为具体线路中出现杂散电容器,在其中放大仪反方向键入端对地电容器系统对的可靠性有很大的危害。如图所示6所显示,选用C5和C6赔偿反方向端杂散电容器。从系统软件涵数的角度观察,即组成超前的校准,提升开环增益系统软件的开环增益截止频率,从业提升系统软件网络带宽提升响应时间。PA78有俩对相位差赔偿脚位,根据外界的RC 互联网对放大仪內部的零顶点开展赔偿。根据PA78的数据分析表得知,PA78內部的零顶点坐落于高频率段。依据自动控制系统抗噪音水平的要求,配备RC 互联网使高频率段的幅度值特征曲线图快速衰减系数,进而增强操作系统的抗干扰性。图上,R4,C1与R5,C2组成RC 赔偿互联网。

  除此之外电源电路中C3的效果是避免輸出数据信号降低沿的震动造成的影响;R10具有参考点电阻的作用,将开关电源电流量引入到放大仪的輸出级,提升PA78的推动工作能力。将PI 控制板的技术参数各自设定为KP=10、KI=0.02;超前的校准无功补偿柜各自为12 pF 和220 pF;RC 赔偿互联网为R=10 kΩ、C=22 pF.运用线形运算放大器的Spice 实体模型实现模拟获得单位阶跃响应和相频特性曲线图如下图所示。从图上观查可获得,变大系统软件的网络带宽可以达到100 kHz,进而保障了系统软件较好的动态性特点,与此同时相位角裕量6使操作系统有着较高的可靠性。

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