功率放大器在压电叠堆大力矩微位移平台驱动中的应用

微位移定位工作平台在光电子器件或集成电路加工以及生物医学等领域有着极其重要的作用。运用压电叠堆设计制造的微位移定位工作平台能提供大行程、大力矩、小体积和快速响应的工作特性，但是由于压电材料带来的滞后和蠕变非线性特点，导致在使用中受到一定的限制。本文运用Labview和Matlab软件，对基于压电叠堆的大力矩微位移平台进行驱动设计，提高微位移平台工作的稳定性和定位精度。

微位移平台驱动系统：

 

实验设备：Labview、驱动信号调理电路、功率放大器、位移传感器、采集信号调理电路和电源。

实验过程：

微位移平台系统运用位移传感器测出微位移平台的位移情况，经采集信号调理电路将信号转化为Labview能识别的电压信号，然后Labview根据预先设定的位移值经分析计算后，将分析结果输出并经驱动信号调理电路和功率放大器变为位移平台中压电叠堆能取用的电压。运用Labview强大的控制和计算分析功能，以及设计的简便灵活，可以在实际中根据需要选用最合适的控制方式，实现微位移平台快速准确的定位。

压电叠堆产生大位移需要输入电压达到200V，一般信号发生器或者电源都无法满足要求，因此需要一款高速、宽频带、高电压输出的功率放大器。ATA-4052功率放大器能处理从直流到最高500kHz的信号，是一种高速、宽频带、高电压输出的双极性功率放大器。电压和电流可以正负极性自由地四象限输出，所以对于电容性负荷、电感性负荷都能够稳定动作。

ATA-4000系列功率放大器的特点是高速、宽频带（直流-最高500kHz）、高上升速率；高电压输出最大300Vpp，可设置直流偏置，有良好的阶跃响应，低输出阻抗；

实验结果：

增量型PID的闭环驱动系统特性测试，方波响应结果：

正弦波响应实测结果：

三角波响应实测结果：