Piezoelektrik sensörleri ve hareketleyiciler modern hassas sistemlerde temel bileşenlerdir, tıbbi ultrasonda yetenekleri sağlar, endüstriyel vibrasyon izleme, yakıt enjeksiyonu ve nanopozisyon. Bu cihazlar histeriler, ürperatif güçlendiriciler ve elektrik şarjları arasında, olağanüstü hassasiyet, geniş bant genişliği ve her iki anlamda da hareket etme yeteneği sağlar. ancak, bu işlevin bozulmasına olanak sağlayan çok materyal fiziği de önemli olmayan bir olasılıktır.

Piezoelektrik Sistemlerindeki Linearity Challenge

Geri bildirim gücünü takdir etmek için, ilk önce işaret için kullanılan elektronik bileşenlerin belirli kaynaklarını anlamak gerekir.Bu kaynaklar hem sensör materyalinden hem de sinyal için kullanılan elektronik bileşenlerin kusurunu oluşturur.

Malzeme Doğrusallıkları: Hysteresis ve Creep

Katı devletli pastazoelektrik seramiklerinde ilk bozulma kaynağı histerizdir. Bu, elektriksel yerinden edilme veya mekanik suların yalnızca mevcut elektrik alanında değil, aynı zamanda tarihi aşırılıkta da, histerizlerin sadece% 10 ila% 15'ini tam ölçekli bir çıkış hatasına göre hesaplayabilmesidir. Bu etki, doğrudan bir etki alanın kaynaklanmış olması gibi, zararlı bir zaman içinde sabitlenme ve sabit tutmanın ardından sabit bir şekilde sabitlenmedir.

Amplifier Imperfections and Signal Chain Hatas

Doğru olmayanlar, düşük sinyalli devreler ile üretilen aşırı düşük sinyal miktarı (PSR) ile ilgili olarak, sinyalin düzeltilmesine ve önyargılara yol açmalarına izin vermek için, özellikle de düşük frekanslı konfigürasyonlarda hata elde etmek için zor olan filtreler. Common-mode ret oranı (CMRR) ve güç tedarik oranı (PSR) ve sonlu ve frekans bağımlısı, yükseltici sistemin sinyal bozulması ve önyargıları kolayca kontrol altına almak için istenmeyen sinyallerin baskısını sağlar.

Olumsuz Geri bildirimin Temel Rolleri

Olumsuz geri bildirimler lineer yükseltici tasarımın yatak ayağıdır. Prensip henüz derinden güçlüdür: çıktı sinyalinin bir kısmı, girişe kıyasla ve çıktı değişikliğine karşı çıkan hatayı tekrar beslemektedir.

Kapalı-Loop Oyunu ve Ring

Temel bir olumsuz geri bildirim sistemi düşünün. İleri yol yükselticisi açık bir kazança sahiptir, A(s), genellikle çok yüksek (genellikle >100 dB hassas af-amps için) ama son derece doğrusal olmayan ve frekans bağımlıdır. geri bildirim ağının genellikle pasif bileşenlerle tasarlanmıştır.

[Düzücü:0)CL[[Dönem: 1) = A(s) / (1 + A(s)(s))

Ürün L(s) = A(s)Fe (s) a) aktılı geri bildirim ağı, bu rejimde, son derece yüksek hassasiyet ve istisnai lineer olmayan açık-loop kazanımı tamamen 1/davılış kazanır. Bu, genel transfer fonksiyonuyla ilgili olarak belirlenebilir.

Distortion ve Gürültünün Baskısı

İç doğrusal olmayanların baskısı, döngü kazançlarının doğrudan bir işlevidir. Bir bozulma ileri yol yükselticisinde üretilirse, bu baskıyı bir hata olarak görür ve geri yükleme işlemine giriş yapın.

D[DÜDÜ:0)CL[[DÜDÜT:2) = D[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye: 1)

Yüksek döngü doğrudan harmonik bozulma, intermodülasyon bozulması ve yükseltici tarafından getirilen diğer doğrusal olmayanlıklar kazanır. Örneğin, döngü kazanç 60 dB (1000), bozulma, 1000 faktör tarafından azaltılırsa, bu, sensör ön uçlarında yüksek sinyal saflığı elde etmek için güçlü bir araçtır.

Stability Trade-Off'u geri döndürün

Yüksek döngü kazancı lineerlik için arzu edilirken, temel bir risk getirir: istikrarsızlık. Her yükseltici ve geri bildirim ağı faz geçişlerini getirir. L(s) toplam faz geçişleri L (s) L (s) büyüklüğü bir birlik (0dB), negatif geri bildirim ve yeterli bir geri bildirimdir, bu marjdaki geri bildirimde bulunulmasını gerektirir.

Sensör ve Piezoelektrik Amplifiers için geri bildirimler

Bir sensör yükselticisi için seçilen özel topoloji, sensörin özelliklerine çok bağlıdır. Piezoelektrik sensörleri temel olarak yüksek bir çıkış engelleyicisi olan cihazlardır.

Şarj edici Mimari

Bir şarj gerilimi, geri yükleme işlemi ile ilgili bir uyarı (C[Dönetici) kullanır ve bir geri yükleme işlemi (CD) ile aynı zamanda, (C) ile bağlantıya girer.

V)[Dönem: 1) = -Q (t) / C)).

Bu transfer fonksiyonu, sensörün kendi kapasitesinden bağımsızdır, bu büyük bir avantajdır.Oturucun girişinin uzunluğu ve sensör-to-sensor varyasyonlarının kapasitesi ile oluşturulan geri bildirimde bulunur[Dönetici:0)f) ve CFLT)[Dönder)[Döneticileri/veya üst düzey filtreyi kısaltmak için bir DC yolu sunar.

[Düzücük:0)[Dönem: 1 / 2/38/[Dönem:2)[DÜye: 3)[DÜye Olmayanlar[Üye Olmayanlar)

Bu kesme, faizin minimum sinyal frekansının altında iyi yerleştirilmelidir.

Gerilim Modu ve Transimpedance Alternatifleri

DC'ye yapılan yüksek tepkinin gerektirdiği uygulamalar için, sensör değiştiricisi, üretilen bir yükleme işlemine bağlı olarak, yüksek çözünürlükte bir görüntü oluşturabilir.The primary trade-off is that the gain is now depend on the sensör) connection to ground.

Geri bildirim Yolu için gerçekleştirilen komponid seçimi

Kapalı-loop kazanı ve lineerlik doğrudan geri bildirim bileşenlerine bağlıdır, seçim kritiktir. geri bildirim cihazı C))[Döneticileri için düşük gerilim katsayı ve stabil bir sıcaklık katsayıları gerekir. NPO veya C0G seramik kapasitörler standart bir seçimdir, çünkü onlar seramik paketinde en iyi stabiliteyi sunabilirler.

Capacitive Loads için Gelişmiş Açıklama

Piezoelektrik hareketleyiciler sürüş yükselticisine büyük bir yük sunar.Bu yük doğrudan geri bildirim döngüsünün istikrarını etkiler. (C)L) yükseltici veya solgunluk (R).

Seri Direniş ve Dual Feedback Yöntemleri

En yaygın tazminat tekniği küçük bir direnç (R) yerine, yükseltici yük ile birlikte, yüksek çözünürlükte bir yük oluşturabilir.Bu direnç ayarlandığından geri yükleme işlemine karşı çıkan bir yükdür. R).[D) ve CFLT:3).[D)[Döneticileri D)

Hibrit Analog- Digital Architectures for Ultimate Linearity

Bu, karmaköpektif geri dönüşler, temel olarak, yüksek çözünürlükte bir analog-enerjik dönüştürücü (DSP) veya mikro kontrol algoritmalarının, örneğin, ön kontrol algoritmalarının daha az sayısal olması için doğru bir şekilde kullanılmasıdır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Lazoelektrik ve sensör yükselticileri üzerindeki kalıcı zorluk, hassas bir ölçüm aracına dönüşen temel şarj amplitüdünün temel şarj amplitüdünün, yüksek kapasiteli analog arayüzlerin etkisini ortadan kaldırmak için geri bildirimde bulunan mühendisler için gereklidir.Anadolu sistemler, doğrulayıcı olmayan bir kontrol, hassas bir ölçüm aracına dönüş için mekanizma sağlar.

[0]Texas Instruments Precision Labs - Op Amp Stability and Theory[Dönetici:0)

[[0)Analog Cihazları MT-032: İdeal Geri Bildirim Ampiifier mph).

[[Düzg:0)Analog Cihazları Madde: Yüksek performanslı Piezoelektrik Sensörleri Kontrolü Devreleri[Döncüler 1)