依据压电陶瓷微位移器对驱动电源的需求，规划了压电驱动电源体系的计划。该计划先介绍了电源体系中的数字电路部分和模仿电路部分，并对驱动电源的精度与安稳性进行了剖析与改善。最终对驱动电源的功能进行了试验验证。试验结果表明：该规划计划的电源输出电压噪声低于0.43 mV、输出最大非线性差错低于0.024%、分辨率可达1.44 mV，可以满意高分辨率微位移定位体系中静态定位操控的需求。
压电陶瓷驱动器（PZT）是微位移渠道的中心，其主要原理是使用压电陶瓷的逆压电效应产生形变，然后驱动履行元件产生微位移。压电陶瓷驱动器具有分辨率高、呼应频率快、推力大和体积小等长处，在航空航天、机器人、微机电体系、精细加工以及生物工程等领域中得到了广泛的使用。但是压电陶瓷驱动器的使用离不开功能杰出的压电陶瓷驱动电源。要完成纳米级定位的使用，压电陶瓷驱动电源的输出电压需求在必定规模内接连可调，同电压分辨率需求到达毫伏级。因而压电陶瓷驱动电源技能已成为压电微位移渠道中的关键技能。
D/A 电路规划
因为压电驱动电源要求输出电压规模为0~100 V，分辨率到达毫伏级，所以D/A 的分辨率需到达亚毫伏级。本规划选用AD5781作为D/A 器材。AD5781是一款SPI 接口的18位高精度转换器， 输出电压规模-10~10 V，供给±0.5 LSB INL，±0.5 LSB DNL 和7.5 nV/Hz 噪声频谱密度。别的，AD5781还具有极低的温漂（0.05 ppm/℃）特性。因而，该D/A 转换器芯片特别适合于精细模仿数据的获取与操控。D/A 电路规划如图2 所示。
在硬件电路规划中，因为AD5781 选用的精细架构，要求强制检测缓冲其电压基准输入，确保到达规则的线性度。因而挑选用于缓冲基准输入的扩大器应具有低噪声、低温漂和低输入偏置电流特性。这儿选用AD8676，AD8676 是一款超精细、36 V、2.8 nV/ Hz 双通道运算扩大器，具有0.6 μV/℃低失调漂移和2 nA 输入偏置电流，因而能为AD5781供给精细电压基准。经过下拉电阻将AD5781的CLR 和LDAC 引脚电平拉低，用于设置AD5781为DAC 二进制寄存器编码格局和装备输出在SYNC 的上升沿更新。在ARM 端的软件规划中，除正确装备AD5781的相关寄存器外，还应正确装备SPI的时钟相位、时钟极性和通讯形式。
线性扩大电路规划
从工程视点考虑，因为搅扰源的存在，会使体系的安稳性产生变化，导致体系产生震动。因而确保操控体系具有必定的抗搅扰性的办法是使体系具有必定的安稳裕度即相角裕度。因为实践电路中存在杂散电容，其间扩大器反向输入端的对地电容对体系的安稳性有较大的影响。如图6所示，选用C5和C6补偿反向端的杂散电容。从体系函数的视点看，即构成超前校对，添加开环体系的开环截止频率，从事添加体系带宽进步呼应速度。PA78有两对相位补偿引脚，经过外部的RC 网络对扩大器内部的零极点进行补偿。经过PA78的数据表可知，PA78内部的零极点坐落高频段。依据操控体系抗噪声才能的需求，装备RC 网络使高频段的幅值特性曲线敏捷衰减，然后进步体系的抗搅扰才能。图中，R4，C1与R5，C2构成RC 补偿网络。
此外电路中C3的效果是避免输出信号下降沿的振荡引起的搅扰；R10起到偏置电阻的效果，将电源电流注入到扩大器的输出级，进步PA78的驱动才能。将PI 操控器的参数别离设置为KP=10、KI=0.02;超前校对补偿%&&&&&%别离为12 pF 和220 pF;RC 补偿网络为R=10 kΩ、C=22 pF.使用线性扩大电路的Spice 模型进行仿真得到幅频特性和相频特性曲线如图所示。从图中调查可得，扩大体系的带宽可达100 kHz，然后确保了体系杰出的动态特性，一起相角裕度6使体系具有较高的安稳性。
