PDu150CL –具有應(yīng)變計反饋的低噪聲150V壓電驅(qū)動器
PDu150CL將高壓電源，精密應(yīng)變調(diào)節(jié)電路，反饋控制器和超低噪聲放大器（26uV RMS）組合成一個信用卡大小的封裝。它為帶有或不帶有集成電阻應(yīng)變傳感器的壓電致動器的高分辨率開環(huán)或閉環(huán)控制提供了所有必需的功能。PDu150CL在高達80 kHz的頻率下可產(chǎn)生高達300mA的輸出電流，且噪聲極低。它適用于苛刻的應(yīng)用，例如半導(dǎo)體機械，掃描探針顯微鏡，光學(xué)，振動控制和納米定位。PDu150CL可以與SCL系列閉環(huán)堆棧執(zhí)行器作為校準(zhǔn)對購買?。
PDu150CL具有短路保護，平均電流過載保護和過熱保護。被動冷卻可用于低功率應(yīng)用，或者當(dāng)功耗大于5W時可以使用集成風(fēng)扇。PDu150CL可以用四個M2.5螺釘安裝，也可以直接安裝到主機主板（PDu150CL-PCB）。
技術(shù)指標(biāo)
| 電源 | +24 V（+/- 10％） |
| 輸出電壓 | -30 V至+150 V |
| 峰值電流 | 300毫安 |
| RMS電流 | 235毫安 |
| 功率帶寬 | 80 kHz（150 Vp-p） |
| 信號帶寬 | 180 kHz的 |
| 擺率 | 38 V /美元 |
| 獲得 | 20伏/伏 |
| 輸入阻抗 | 10 kOhm（閉環(huán)模式） |
| 輸入阻抗 | 3.05 kOhm（開環(huán)模式） |
| 輸入偏移 | +/- 5毫伏 |
| 加載 | 無限 |
| 輸出噪音 | 26 uV RMS（1 uF負載，0.03 Hz至1 MHz） |
| 保護 | 短路，過電流和溫度 |
| 靜態(tài)電流 | 100 mA（停機時為10 mA） |
| 連接器 | 螺絲端子（AWG 20-30） |
| 外型尺寸 | 89 x 40 x 44毫米（長x寬x高） |
| 環(huán)境 | -40C至60C（-40F至140F） |
| 重量 | 80克 |
運作方式
PDu150CL可以在開環(huán)或閉環(huán)模式下使用。在開環(huán)模式下，輸入信號直接連接到功率放大器。請注意，放大器輸出使用新穎的低噪聲差分架構(gòu)，該架構(gòu)無法接地，例如，不能連接到接地示波器的接地線。
在閉環(huán)模式下，輸入信號充當(dāng)反饋回路的命令信號。應(yīng)變信號來自附接到壓電或結(jié)構(gòu)的電阻應(yīng)變儀。
應(yīng)變傳感器規(guī)格
| 應(yīng)變傳感器規(guī)格 | |
| 橋梁激勵 | 5V（差分） |
| 傳感器電阻 | 350歐姆至1000歐姆 |
| 傳感器配置 | 單，半或全橋 |
| 橋平衡范圍 | +/- 6毫伏 |
| 增益范圍 | 200至3000 |
| 偏移范圍 | +/- 6毫伏 |
| 帶寬 | 10 kHz的 |
| 輸入噪聲電壓 | 3 uV RMS（0.1 Hz至100 Hz |
傳感器校準(zhǔn)程序
校準(zhǔn)橋式調(diào)節(jié)電路需要執(zhí)行以下步驟，并且應(yīng)在將傳感器和壓電連接至PDu150CL的情況下執(zhí)行。
平衡橋梁
橋式平衡電位器可以解決橋式電阻中的微小失配問題。此步驟可優(yōu)化電橋電路的溫度靈敏度。
1）將PDu150CL置于開環(huán)模式，并向輸入端子施加0V或短路。
2）在S-和S +端子之間連接電壓表（無需斷開電橋）。
3）調(diào)整電橋平衡電位器，直到測得的電壓為零。
設(shè)置靈敏度和偏移
此步驟將對傳感器進行校準(zhǔn)，以使施加到壓電的0V至150V信號產(chǎn)生0V至10V的應(yīng)變信號。
1）逆時針旋轉(zhuǎn)傳感器增益電位器（10圈）。
2）確保PDu150CL處于開環(huán)模式，并向輸入端子施加0V或短路。
3）監(jiān)視SNS端子并調(diào)整Sensor Offset電位計，直到電壓為零。
4）向輸入端子施加7.5V電壓，以在壓電兩端產(chǎn)生150V電壓。
5）監(jiān)視SNS端子并調(diào)整傳感器增益電位計，直到電壓為+ 10V。
變化
上述過程的許多變化是可能的。下面列出了一些有用的選項。
可以通過在輸入端子上施加一個5Hz正弦波，同時在0V至7.5V的范圍內(nèi)對失調(diào)和增益進行調(diào)諧，從而在壓電兩端產(chǎn)生0V至150V的電壓。用示波器監(jiān)視SNS端子，并調(diào)整傳感器偏移和傳感器增益電位計，直到測得的正弦波在0V至10V之間。
與其將傳感器全量程校準(zhǔn)為+ 10V，還不如使用+ 5V等其他電壓。
如果壓電兩端的負電壓可接受，則可以方便地將整個壓電電壓范圍（例如-30V至+ 150V）校準(zhǔn)為0V至+ 10V的SNS電壓。在校準(zhǔn)期間，這需要輸入-1.5V至+ 7.5V，而不是0V至+ 7.5V。
對于額定電壓不同的堆棧執(zhí)行器，應(yīng)相應(yīng)選擇校準(zhǔn)輸入信號。例如，對于額定電壓為-20V至+ 100V的壓電，合適的校準(zhǔn)輸入為-1V至+ 5V。
外型尺寸
安裝柱接受M2.5螺釘。
PCB安裝版本（PDu150CL-PCB）設(shè)計為安裝在主機主板上。唯一的區(qū)別是，螺釘端子被安裝在模塊底部的插頭（Harwin M20-9990545和M20-9990845）取代。引腳的建議PCB孔尺寸為1 mm。可下載Altium原理圖和封裝庫。
