容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及驅(qū)動電路，尤其涉及一種容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖光柵傳感技術(shù)在電力、消防、周界入侵等行業(yè)的應(yīng)用，市場對高速、高穩(wěn)定性和高一致性的解調(diào)儀表有巨大的需求。作為光纖光柵解調(diào)儀表中的核心模塊之一，可調(diào)諧掃頻激光器也需要滿足更高的要求。
[0003]可調(diào)掃頻諧激光器是光纖光柵解調(diào)儀表的核心模塊，主要作用是在一定的波段范圍內(nèi)發(fā)送波長隨時間線性連續(xù)波長的激光，它的性能決定了解調(diào)儀表的性能。作為可調(diào)掃頻諧激光器的核心模塊，F(xiàn)-P濾波器的運行性能至關(guān)重要，而F-P濾波器的性能由其中壓電執(zhí)行器的性能決定。一種高頻且電壓隨時間線性變化的電信號源加載在F-P濾波器上，將在可調(diào)掃頻諧激光器中產(chǎn)生高頻且波長隨時間線性變化的掃頻激光光源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有F-P濾波器驅(qū)動電路在高頻、高電壓驅(qū)動場合，驅(qū)動信號源出現(xiàn)非線性失真的缺陷，提供一種可使驅(qū)動信號源線性不失真的容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]提供一種容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置，包括依次連接的加法濾波電路、相位調(diào)節(jié)電路、功率放大及頻率補償電路和保護電路，保護電路并聯(lián)在容性負載壓電執(zhí)行器兩端。
[0007]本發(fā)明所述的驅(qū)動裝置中，加法濾波電路包括低通濾波選頻電路和同相放大電路，低通濾波選頻電路的輸出端與同相放大電路的一個輸入端連接，同相放大電路的輸出端與相位調(diào)節(jié)電路的輸入端連接。
[0008]本發(fā)明所述的驅(qū)動裝置中，相位調(diào)節(jié)電路包括相位滯后電路和相位超前電路。
[0009]本發(fā)明所述的驅(qū)動裝置中，功率放大及頻率補償電路包括功率放大電路和頻率補償電路，相位調(diào)節(jié)電路的輸出端與功率放大電路的一個輸入端連接。
[0010]本發(fā)明所述的驅(qū)動裝置中，保護電路由反接的二極管和兆歐姆電阻并聯(lián)組成。
[0011]本發(fā)明所述的驅(qū)動裝置中，相位滯后電路和相位超前電路的輸出信號增益均為I。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明采用多級電路調(diào)節(jié)信號質(zhì)量，提高電路穩(wěn)定性，選用集成功率放大器件搭建電路，可以有效簡化電路，降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0013]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0014]圖1是本發(fā)明提供的電路原理框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實施例的一個加法濾波電路圖。
[0016]圖3是本發(fā)明實施例的相位滯后電路圖。
[0017]圖4是本發(fā)明實施例的相位超前電路圖。
[0018]圖5是依照本發(fā)明實施例的功率放大及頻率補償電路圖。
[0019]圖6依照本發(fā)明實施例的容性負載及保護電路圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置可用在光纖光柵傳感領(lǐng)域，在光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的可調(diào)諧掃頻激光器模塊中，用于由壓電執(zhí)行器構(gòu)成的F-P濾波器驅(qū)動電路，主要作用是驅(qū)動F-P濾波器在確定的波段范圍內(nèi)分時發(fā)送連續(xù)波長的激光，與系統(tǒng)其它部分級聯(lián)來實現(xiàn)信號采集和波長解調(diào)。本發(fā)明也適用于其他各種利用壓電執(zhí)行器工作的場合。
[0022]本發(fā)明的一個實施例中，如圖1所示，容性負載壓電執(zhí)行器包括依次連接的加法濾波電路1、相位調(diào)節(jié)電路2、功率放大及頻率補償電路3和保護電路4，保護電路4并聯(lián)在容性負載壓電執(zhí)行器兩端。
[0023]本發(fā)明實施例中，如圖2所示，加法濾波電路I包括電阻R5、電阻R6、R7、電阻R8、電容Cl和運算放大器1P2。電阻信號源Ul和U2通過電阻R7、R8加載到該加法濾波電路1，電阻R7、電阻R8和電容Cl構(gòu)成低通濾波選頻電路，電阻R5、電阻R6及運算放大器1P2構(gòu)成同相放大電路。加法濾波電路I主要用于將兩路及以上信號源進行疊加，對驅(qū)動信號進行選頻后輸出給后級電路，保證驅(qū)動信號源滿足設(shè)計需要。本發(fā)明實施例中，加法濾波電路I對驅(qū)動信號源進行選頻后輸出信號U3給相位調(diào)節(jié)電路2。
[0024]本實施例中，相位調(diào)節(jié)電路2用于進行相位控制，保證驅(qū)動信號源與最終加載在負載上的信號在相位上滿足設(shè)計的要求。相位調(diào)節(jié)電路2包括相位滯后電路和相位超前電路。圖3為相位滯后電路圖，包括電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容C3和比較器1P3，圖3中信號U3通過R9、R11加載到電路，通過調(diào)節(jié)R11、C3參數(shù)調(diào)節(jié)輸入輸出信號的相位差，保證信號U3與U5相位差趨近于0°。電阻R9與RlO的阻值相等，保證輸出信號增益為I。圖4為相位超前電路圖，包括電阻R12、電阻R13、電阻R14、電容C4和比較器10P4。圖4中信號U3通過R12、C4加載到電路，通過調(diào)節(jié)C4、R14參數(shù)調(diào)節(jié)輸入輸出信號的相位差，保證信號U3與U5相位差趨近于0°。電阻R12與R13的阻值相等，保證輸出信號增益為I。
[0025]本實施例中，功率放大及頻率補償電路3包括功率放大電路和頻率補償電路，通過功率放大電路對驅(qū)動信號源進行功率放大，為作為負載的壓電執(zhí)行器正常工作提供能量；頻率補償電路用于電路補償，保證驅(qū)動信號源在電路中不會發(fā)生自激振蕩或信號失真變形。如圖5所示，功率放大及頻率補償電路3包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、功率運算放大器1Pl、電容C2及容性負載壓電執(zhí)行器CL。信號U4通過電阻R3加載在電路上，信號通過功率運算放大器1Pl進行功率放大后加載到容性負載CL。電阻R1、R2、R4、電容C2及容性負載壓電執(zhí)行器CL構(gòu)成頻率補償電路，保證在負載容值一定的況下，一定頻率范圍內(nèi)，電路不會自激振蕩和信號失真。
[0026]本實施例中，容性負載壓電執(zhí)行器的保護電路4可保證容性負載不會因誤操作或異常驅(qū)動信號源導致?lián)p壞。如圖6所示，保護電路4由反接的通用二極管Dl和兆歐姆電阻R15并聯(lián)組成，當加載在容性負載壓電執(zhí)行器CL上信號為反相大電壓時，通過二極管Dl后的電壓幾乎為零，保護容性負載壓電執(zhí)行器CL不會出現(xiàn)反相過壓擊穿，兆歐姆電阻R15為容性負載壓電執(zhí)行器CL提供放電回路，保護壓電執(zhí)行器CL不會出現(xiàn)電荷累積導致的過壓擊穿。
[0027]綜上，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置的電路可根據(jù)實際情況進行裁剪，輸入信號為單路輸入情況下，可以去掉加法濾波電路I，對輸入與輸出信號相位不做要求的場合可以去掉相位調(diào)節(jié)電路2。本發(fā)明輸入信號與輸出信號相位差可調(diào)節(jié)，輸出電壓范圍大，輸出功率強。本發(fā)明選用集成功率放大器件進行搭建，穩(wěn)定性好，電路規(guī)模小，大批量生產(chǎn)成本低。
[0028]應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置，其特征在于，包括依次連接的加法濾波電路、相位調(diào)節(jié)電路、功率放大及頻率補償電路和保護電路，保護電路并聯(lián)在容性負載壓電執(zhí)行器兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，加法濾波電路包括低通濾波選頻電路和同相放大電路，低通濾波選頻電路的輸出端與同相放大電路的一個輸入端連接，同相放大電路的輸出端與相位調(diào)節(jié)電路的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，相位調(diào)節(jié)電路包括相位滯后電路和相位超前電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，功率放大及頻率補償電路包括功率放大電路和頻率補償電路，相位調(diào)節(jié)電路的輸出端與功率放大電路的一個輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，保護電路由反接的二極管和兆歐姆電阻并聯(lián)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，相位滯后電路和相位超前電路的輸出信號增益均為I。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種容性負載壓電執(zhí)行器的驅(qū)動裝置，包括依次連接的加法濾波電路、相位調(diào)節(jié)電路、功率放大及頻率補償電路和保護電路，保護電路并聯(lián)在容性負載壓電執(zhí)行器兩端。本發(fā)明的驅(qū)動裝置可使驅(qū)動信號源線性不失真。
【IPC分類】H01S3-09, H03K19-173
【公開號】CN104539284
【申請?zhí)枴緾N201410811124
【發(fā)明人】項勇, 于本化, 李凱, 印新達
【申請人】武漢理工光科股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月23日