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高性能超声电机驱动及控制电路的研制
高（可达nm量级），非常适合取代传统的伺服电机及步进电机。目前超声电机已广泛应用于照相机及摄像机的自动调焦系统，而且在精密仪器以及航空航天领域也有许多应用。尽管超声电机具有很多优点，但由于超声电机对于驱动信号有着较高的要求，所以目前国内外开发的超声电机的驱动及控制电路普遍存在电路体积大、控制性能单一等问题。大多数超声电机的控制特性研究还是基于与超声电机配套的普通驱动电路，难以利用计算机方便地进行超声电机的控制特性研究。针对上述问题，应用目前市面上流行的dds芯片ad9850和高压运放pa08开发出了一种高性能的超声电机驱动及控制电路。该电路可以通过串行接口用教育处机实施控制和参量采集，并且信号的频率及相位控制精度高；可以在温度传感器的控制下实现信号频率的自动调节，同时电路中还预留了4路模拟、数字通用传感器接口。 1 超声电机驱动及控制电路的工作原理由超声电机的工作机理[1]可知，大部分超声电机的运行需要相关的驱控制电路提供两路频率相同、相位差为90度（或可调）、频率为20khz～100khz、输出信号峰-峰值为100～350v、功率为0.1～10w的交变信号。此外，由于超声电
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号隔离单元考虑到信号的放大部分电压较高（约为２６０ｖ），而且信号发生部分还需要和计算机接口，为保证电路能安全可靠地工作，在信号发生单元和放大单元间加入了一级信号隔离单元。该单元使用一片ｈｐ２５３１高速光耦作信号传递元件。该光耦具有３ｍｈｚ的带宽，内带两路独立的光耦，在１ｋｈｚ～３００ｋｈｚ间作为线性光耦使用具有较好的线性度。在光耦的输入端还加了一级三极管射极跟随电路，从而保证光耦输入端的电流处于较佳的工作点上（参见图４）。２．４信号放大单元该单元采用两片ｐａ０８pa08系列高压运放。这种芯片采用８脚ｔｏ３封装，可以在±１５ｖ～±１５０ｖ电源范围内工作，输出电流可达±１５０ｍａ，１ｍｈｚ处的增益带宽积为５ｍｈｚ。该芯片在使用上与普通运放基本没有差别，只是考虑到超声电机的负载特性，在电路中加上了耐压２００ｖ以上的超快恢复二极管，对运放的输出端加以保护，防止电路谐振时产生的反向电压超出芯片的极限压差３００ｖ。此外，该芯片通过外接两枚电阻（图５中的ｒ７、ｒ８）对输出电流加以限制，实现对电路的保护作用。电路使用的高压电源直接由２２０ｖ交流市电整流产生，通过两枚１３０ｖ的

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