压电器件的驱动技术研究
摘要
本文主要介绍了压电器件驱动技术的研究。在实验室已有的压电扫描器(PZTA)研究成果的基础之上，主要针对其驱动电路部分进行了新的改进，同时基于新改进的驱动电路，定性的对PZTA扫描输出波形的非线性补偿进行了探讨研究。
论文的主要内容包括：
(1) 课题的应用背景和主要任务
(2) 压电陶瓷材料基本特性介绍和压电扫描器的工作原理。
(3) PZTA的高压驱动电路设计。主要包括波形发生部分、高压放大部分高压直流电源部分、数据采集部分、通讯部分和液晶显示及键盘部分。计算机通过RS232口发出命令，控制驱动电路发出驱动电压工作波形。同时对工作波形的相关状态参数进行采集、存储和显示。
(4) 基于改进的驱动电路，利用已有的压电扫描器PSD测试系统对驱动电路工作进行了测试。针对测试结果，对PZTA的扫描输出波形的非线性进行补偿、修正。
(5) 最后对本论文的工作进行了总结，提出了改进方向。
This paper mainly presents the research on the driving technique which is based on Piezo-electric Translator of Angle (PZTA) scanner. We have improved on the driving circuit of PZTA succeed to the performance of predecessor's research on PZAT. And, according to the promoted driving circuit, we qualitatively discussed the nonlinear compensate of PZAT scanner's output wave.
The main content of this paper is:
1. The first chapter introduces the background of this subject and the task we will accomplish.
2. The second chapter describes the characteristic of PZTA and its working principle.
3. The third chapter presents the driving circuit design of high voltage. This circuit mainly includes: the wave making division, the high voltage magnifying division, the direct current power supply of high voltage division, the data acquiring division, the communication to the compute division, the LCD display and the keyboard division.
4. In the fourth chapter, on the basis of the improvement , we make a experimental test on the driving circuit by PZTA scanner PSD testing system. And according to the test result, we compensate and testify the nonlinear result of PZTA scanner's output wave.
5. In the last chapter, we make a conclusion of our work and mention the improving direction.
论文的主要内容包括：
(1) 课题的应用背景和主要任务
(2) 压电陶瓷材料基本特性介绍和压电扫描器的工作原理。
(3) PZTA的高压驱动电路设计。主要包括波形发生部分、高压放大部分高压直流电源部分、数据采集部分、通讯部分和液晶显示及键盘部分。计算机通过RS232口发出命令，控制驱动电路发出驱动电压工作波形。同时对工作波形的相关状态参数进行采集、存储和显示。
(4) 基于改进的驱动电路，利用已有的压电扫描器PSD测试系统对驱动电路工作进行了测试。针对测试结果，对PZTA的扫描输出波形的非线性进行补偿、修正。
(5) 最后对本论文的工作进行了总结，提出了改进方向。
This paper mainly presents the research on the driving technique which is based on Piezo-electric Translator of Angle (PZTA) scanner. We have improved on the driving circuit of PZTA succeed to the performance of predecessor's research on PZAT. And, according to the promoted driving circuit, we qualitatively discussed the nonlinear compensate of PZAT scanner's output wave.
The main content of this paper is:
1. The first chapter introduces the background of this subject and the task we will accomplish.
2. The second chapter describes the characteristic of PZTA and its working principle.
3. The third chapter presents the driving circuit design of high voltage. This circuit mainly includes: the wave making division, the high voltage magnifying division, the direct current power supply of high voltage division, the data acquiring division, the communication to the compute division, the LCD display and the keyboard division.
4. In the fourth chapter, on the basis of the improvement , we make a experimental test on the driving circuit by PZTA scanner PSD testing system. And according to the test result, we compensate and testify the nonlinear result of PZTA scanner's output wave.
5. In the last chapter, we make a conclusion of our work and mention the improving direction.
引文
(1) 杨国光，“冷光学系统的自扫描与自调焦方案”，
(2) 刘承，“PZTA研究与开发总结”，PZTA系列成果鉴定报告会
(3) 刘承，《新型压电扫描器(PZTA)的理论及研究》，1995
(4) 舒晓武，《低温压扫描器件理论及技术研究》，1997
(5) 何立民，《MCS-51系列单片机应用系统设计》北京航空航天大学出版社
(6) “TLC5617，TLC1544，MAX232产品说明书”，2002
(7) 张福学，孙慷，《压电学》，国防工业出版社，1984
(8) 朱成武，《压电扫描器的驱动与控制》，1999
(9) 宋道仁，肖鸣山，《压电效应及其应用》，科学普及出版社，1980
(10) 季寿元，王德滋，《晶体光学》，人民出版社，1964
(11) 田中哲郎，《压电陶瓷应用》 电子陶瓷情报网编
(12) 贺江涛，《压电与声光》“压电晶体及其应用”，P26-88，FEB。1991
(13) 王大春，《压电与声光》 “陶瓷制动器及其应用”，VOL。11。NO。3
(14) 赵莉，白智涛，《半导体技术》“基于USB总线的多路同步采集系统”6期25卷
(15) 周洁敏，陶云刚，《压电与声光》“压电陶瓷功率放大器研究”1998 20卷第5期
(16) 李明全，黄树辅，《光电工程》，“驱动压电陶瓷的高压放大器”，1998，10期25卷
(17) 张奔牛，张俊乾，《重庆大学学报》“压电传感材料与结构的变形传递模型”2000，23卷，4期
(18) 甘国友，严继康，《功能材料》，“压电复合材料的现状与展望”，2000，31
(19) 施立亭，《仪表机构零件》，冶金工业出版社，1984
(20) 王世蕃，《压电与声光》，“弛豫铁电体PZT-LA陶瓷的电至伸缩效应和研究“，NO。5，P，1982
(21) 《产品说明书》山东淄博无线电瓷件厂
(22) 方崇智，萧德云，《过程识别》清华大学出版社，1994
(23) 《开关式稳压器的设计》机械工业出版社，1989
(24) 童诗白，《模拟电子技术基础》，清华大学出版社
(25) 宋永效，《实用电子技术教程》，浙江大学出版社，1989
(26) 《进口集成电路管脚与简明特性应用手册》上海半导体器件研究所，
(27) 《美国国家半导体手册》1985
(28) 《美国国家半导体通用手册》1989
(29) 《微机接口技术》，机械工业出版社
(30) “PDIUSB12芯片说明书”2002
(31) W。J。汤谱金斯《传感器与IBM—PC接口技术》，华中理工大学出版社，1993
(32) 李阴远，杨顺化，《非线性光学》，科学出版社
(33) 李松明，“红外导引头探测系统关键技术跟踪报告”，动态跟踪与发展研究文集，1994
(34) 导引头系统概念研究文集
(35) 《数字电子技术》，浙江大学出版社，1993
(36) 成都地质学院岩石教研室《晶体光学》
(37) 刘一声，《压电与声光》，“压电双晶片致动元件的应用”，P35-46，FEB，1985
(38) 黄培康，《现代防御技术》，“外层空间防御系统”，NO。2。1992
(39) 李景镇，《光学手册》，陕西科学技术出版社
(40) 张幼文，《物理学报》，28．183．1979
(41) 《Laser Beam Scanning》 G.F.Marshell,Marcel DeKKer Inc.,1985
(42) J.FeinLeib,S.G.Lipson,"Monolithve Piezoectrics Mirror for Wavefront Correction",Applied Physics Lett,Vol.25 No.6 1974
(43) J.C.Purcupile,H.M.Techniques"GALVANOMETER COMPENSATION TO EXTEND ITS FREQUENCY RANCE,Laser Scanning Comonents and Techiniques"SPIE proceedings VOL.84 P62-P68
(44) 《Optical Scanning》 G.F.Marshell,Marcel DeKKer Inc.,1991
(45) J.M.Lloyd,Thermal Imaging Systems plenum, 1975
(46) J.Hoschette,"Design and build of the brilliant pebbles passive IR sensor.",Loral Infrared & image system
(47) J.D.Zook,"Light beam deflector perfomance:a compraative annalysis",Applied Optic,VoL. 13.P275,1974
(2) 刘承，“PZTA研究与开发总结”，PZTA系列成果鉴定报告会
(3) 刘承，《新型压电扫描器(PZTA)的理论及研究》，1995
(4) 舒晓武，《低温压扫描器件理论及技术研究》，1997
(5) 何立民，《MCS-51系列单片机应用系统设计》北京航空航天大学出版社
(6) “TLC5617，TLC1544，MAX232产品说明书”，2002
(7) 张福学，孙慷，《压电学》，国防工业出版社，1984
(8) 朱成武，《压电扫描器的驱动与控制》，1999
(9) 宋道仁，肖鸣山，《压电效应及其应用》，科学普及出版社，1980
(10) 季寿元，王德滋，《晶体光学》，人民出版社，1964
(11) 田中哲郎，《压电陶瓷应用》 电子陶瓷情报网编
(12) 贺江涛，《压电与声光》“压电晶体及其应用”，P26-88，FEB。1991
(13) 王大春，《压电与声光》 “陶瓷制动器及其应用”，VOL。11。NO。3
(14) 赵莉，白智涛，《半导体技术》“基于USB总线的多路同步采集系统”6期25卷
(15) 周洁敏，陶云刚，《压电与声光》“压电陶瓷功率放大器研究”1998 20卷第5期
(16) 李明全，黄树辅，《光电工程》，“驱动压电陶瓷的高压放大器”，1998，10期25卷
(17) 张奔牛，张俊乾，《重庆大学学报》“压电传感材料与结构的变形传递模型”2000，23卷，4期
(18) 甘国友，严继康，《功能材料》，“压电复合材料的现状与展望”，2000，31
(19) 施立亭，《仪表机构零件》，冶金工业出版社，1984
(20) 王世蕃，《压电与声光》，“弛豫铁电体PZT-LA陶瓷的电至伸缩效应和研究“，NO。5，P，1982
(21) 《产品说明书》山东淄博无线电瓷件厂
(22) 方崇智，萧德云，《过程识别》清华大学出版社，1994
(23) 《开关式稳压器的设计》机械工业出版社，1989
(24) 童诗白，《模拟电子技术基础》，清华大学出版社
(25) 宋永效，《实用电子技术教程》，浙江大学出版社，1989
(26) 《进口集成电路管脚与简明特性应用手册》上海半导体器件研究所，
(27) 《美国国家半导体手册》1985
(28) 《美国国家半导体通用手册》1989
(29) 《微机接口技术》，机械工业出版社
(30) “PDIUSB12芯片说明书”2002
(31) W。J。汤谱金斯《传感器与IBM—PC接口技术》，华中理工大学出版社，1993
(32) 李阴远，杨顺化，《非线性光学》，科学出版社
(33) 李松明，“红外导引头探测系统关键技术跟踪报告”，动态跟踪与发展研究文集，1994
(34) 导引头系统概念研究文集
(35) 《数字电子技术》，浙江大学出版社，1993
(36) 成都地质学院岩石教研室《晶体光学》
(37) 刘一声，《压电与声光》，“压电双晶片致动元件的应用”，P35-46，FEB，1985
(38) 黄培康，《现代防御技术》，“外层空间防御系统”，NO。2。1992
(39) 李景镇，《光学手册》，陕西科学技术出版社
(40) 张幼文，《物理学报》，28．183．1979
(41) 《Laser Beam Scanning》 G.F.Marshell,Marcel DeKKer Inc.,1985
(42) J.FeinLeib,S.G.Lipson,"Monolithve Piezoectrics Mirror for Wavefront Correction",Applied Physics Lett,Vol.25 No.6 1974
(43) J.C.Purcupile,H.M.Techniques"GALVANOMETER COMPENSATION TO EXTEND ITS FREQUENCY RANCE,Laser Scanning Comonents and Techiniques"SPIE proceedings VOL.84 P62-P68
(44) 《Optical Scanning》 G.F.Marshell,Marcel DeKKer Inc.,1991
(45) J.M.Lloyd,Thermal Imaging Systems plenum, 1975
(46) J.Hoschette,"Design and build of the brilliant pebbles passive IR sensor.",Loral Infrared & image system
(47) J.D.Zook,"Light beam deflector perfomance:a compraative annalysis",Applied Optic,VoL. 13.P275,1974