MX200 – 高性能压电驱动器
MX200 是一款完整的电源和高性能线性放大器模块，用于驱动压电执行器。MX200 可以驱动堆叠执行器;标准压电执行器;两名钢丝弯曲者;以及需要偏置电压的三线压电弯器。在最高100 kHz的频率下，输出电流可达1安培。通过外部交流耦合电容，双极输出电压可达+/-100伏。
MX200 具有短路、平均电流过载和供电不足的保护。MX200 可以作为独立模块使用，也可以用四颗 M3 螺丝安装在底座上。PCB安装版本（MX200-PCB）配有接口，可直接安装到主机主板上。
兼容的执行器
| 堆叠执行器 | 60伏、100伏、120伏、150伏、200伏 |
| 板与管 | 最高可达+/-200伏 |
| 两个钢丝弯曲者 | 0到200V，带200V偏置 |
| 三根钢丝弯曲者 | +/-100V，偏置+/-100V |
规格
| 电源 | 24 V（18 V 至 36 V） |
| 电压范围 | +100伏，+150伏，+200伏 |
| RMS Current号 | 550mA，330mA，220mA |
| 峰值电流 | 1 安培 |
| 功率带宽 | 106 kHz（180 Vp-p） |
| 信号带宽 | 200 kHz（负载100 nF） |
| 转向率 | 60 V/us |
| 增益 | 20 V/V |
| 输入阻抗 | 33 kΩ（In+），1.6 kΩ（In-） |
| 输入偏移 | +/- 5 mV |
| 负载 | 无限 |
| 输出噪声 | <1 mV RMS（1 uF负载） |
| 保护 | 过电流与低压 |
| 静流 | 0.3 A（关机时30毫安） |
| 尺寸 | 80 x 46 x 40 毫米（长 x 宽 x 高） |
| 环境 | 0°C到60°C（-40°F到140°F） |
| 重量 | 95克 |
连接图
连接图
运营
MX200 方块图
升压变换器产生高压电源和负极轨。输出电压范围可设置为+100V、+150V或+200V。配置选项将在下节讨论。使用外部交流耦合电容，可以实现高达 +/-100V 的双极输出电压，参见“双极输出电压”。
高压放大器的差分输入为20，输入电压范围为10伏。负输入可以接地或调动源。它不应该漂浮着。负载连接在输出端和地线之间。偏压输出用于三线双态弯曲执行器。
配置
输出电压范围可通过两个跳线LK1和LK2设置为+100V、+150V或+200V。在较低电压范围内，输出电流更大。跳线组合错误会损坏放大器。
| 电压范围 | 峰值电流 | RMS Current号 | 平均电流 | LK1 | LK2 |
| 100伏 | 1 安培 | 550毫安 | 250毫安 | 一个 | 出去 |
| 150 V | 1 安培 | 330毫安 | 150毫安 | B | B |
| 200 伏 | 1 安培 | 220毫安 | 100毫安 | 出去 | 一个 |
电压范围跳线设置
输出电流
最大连续有效值电流取决于电压范围，如表1所述。平均正输出电流也可用于计算功率耗散和平均电源电流。对于正弦波，平均正输出电流等于我一个=√2π我=1π我.所有电压范围的峰值电流限制为+/-1A，可提供最多5毫秒的电流。这在需要快速上升时间的脉冲应用中非常有用。
供电电流
功放和风扇的静止功率约为8瓦。因此，24 V时静止电源电流为0.3 A。通过对使能引脚施加逻辑零，可将该电流降至30 mA。供电电流与平均正输出电流的关系为我=1.1××我一个+8其中是输出电压范围，我一个是平均输出电流。因此，最大供电电流为1.25 A，且以满额定功率使用24 V电源（我一个=100 mA）。
电源必须足够用于功放，建议额定电流至少为1.5安培。注意，当首次通电或放大器启用时，需要短暂的满电流为存储电容充电。
应用电路
应用电路
压电双态的偏置输出
偏置输出（Vb）为驱动三线压电弯头提供固定电压。偏置电压约高于选定电压范围5V。使用双晶执行器时的有效电容是两层的总和。
需要对称偏置电压（如+/-100 V）的执行器也可以被驱动，因为该配置在电气上与单极性配置（如0V到200V）相同。
功率带宽
下面的计算器绘制了电容负载的maixmum峰对峰输出电压与频率和电压范围的关系。
无负载时的最大频率受限于60 V/us的斜率。那是
一个=60×106π (−).
在电容负载下，功率带宽受输出电流限制。最大频率的正弦波为
=我一个(−) 其中我一个是平均电流限制（200伏区间为100毫安），(−)是峰对峰输出电压，且是有效负载电容。
小信号带宽
| 负载电容 | 带宽 |
| 10 nF | 180 kHz |
| 30 nF | 283 kHz |
| 100 nF | 275 kHz |
| 300 nF | 160 kHz |
| 1 uF | 78 kHz |
| 3 uF | 30 kHz |
| 10 uF | 8.3 kHz |
| 30 uF | 3.0 kHz |
小信号带宽与
负载电容（-3dB）
信号频率响应小
噪音
输出噪声包含一个低频分量（0.03 Hz到 10 Hz），与负载电容无关;以及一个与负载电容成反比的高频分量（10 Hz 到 1 MHz）。请注意，许多制造商只标注用万用表测量的交流噪声（20 Hz到100 kHz），这通常是严重低估的。
噪声通过SR560低噪声放大器（增益=1000）、示波器和安捷伦34461A电压表测量。低频噪声如下图所示。有效值为360 uV，峰值电压为1.8 mV。
低频噪声范围从0.03 Hz到10 Hz。
高频噪声（10 Hz到1 MHz）与负载电容的关系列于下表。0.03 Hz到 1 MHz 之间的总噪声可以通过将 RMS 值平方求和得到，即σ =√σ2+σ2.
| 装载上限。 | 高频噪声均方值 | 总噪声均方根值 |
| 10 nF | 1.5毫伏 | 1.5毫伏 |
| 30 nF | 2.6毫伏 | 2.6毫伏 |
| 100 nF | 3.5毫伏 | 3.5毫伏 |
| 300 nF | 1.2 mV | 1.2 mV |
| 1 uF | 306 uV | 470 uV |
| 3 uF | 129 uV | 380 uV |
| 10 uF | 100 uV | 370 uV |
| 30 uF | 120 uV | 380 uV |
高频率噪声（10 Hz 至 1 MHz）和
总噪声（0.03 Hz 至 1 MHz）
大部分高频噪声源自升压转换器（170 kHz）产生的纹波。在超低噪声应用中，输出带宽可以限制在10 kHz，从而在10 Hz到1 MHz频率范围内将噪声降至低于100 uV RMS。这可以通过下方展示的RLC滤波器实现。
输出噪声滤波器
所需的电感和电阻为=14π22 一个nd, =1.4√/其中是截止频率（10 kHz），且是负载电容。电感应额定至少1安培，且自谐振频率大于1 MHz。
一阶电阻滤波器也可以有效，但必须为预期的有效值电流进行额定。所需值为
=12π.
最佳噪声性能
MX200 内置升压变换器，导致第7脚和第8脚之间约有1A电流纹波。为了减少因电源阻抗和线路电感引起的地噪声，使用双绞线。建议在第7和第8脚之间使用铝聚合物电容（35V，1000uF到10,000uF）。总电容应低于24V电源最大电容规格的一半。
MX200采用差分输入，以最大限度减少接地电压干扰的影响。信号源应通过双绞线连接到第1脚和第2脚，最好带有接地屏蔽。对于标准的非反相配置，信号源的地应连接到信号源的引脚1。
如果噪声是关键问题，应考虑上述输出滤波器。
测量输出噪声时，确保探针的地线和信号线直接连接到负载。不要使用远程接地连接。
过载保护/关机
MX200 具有短路和平均电流过载的保护。当输入电源电压低于12 V时，模块也会被禁用。电流过载状态通过过载引脚上的+5 V来表示。
通过开集电极或开漏电路将使能引脚拉低电平，可以手动关闭功放。使能引脚通常浮点电压为6.2V，不应直接驱动。
桥梁配置
通过以桥接配置驱动负载，输出电压范围可以加倍至+/-200 V，如下所示。在这种配置下，输出电压为
=40(我−5)
也就是说，0V到10V的输入在负载处会产生+/-200V。当输入电压为+5V时，负载两端电压为零伏。但请注意，每个端子的绝对电压仍然是+100V。该配置的功率带宽可以通过只考虑一个放大器并将有效电容加倍来计算。
桥梁配置
双极输出电压
通过添加外部交流耦合电容（如下图所示）可以实现双极性输出电压。这种方法产生了一个截止频率为1 Hz的高通滤波器。也就是说，低于1 Hz的频率会被强烈衰减。
使用200V范围可获得最高+/-100V电压，或使用150V范围获得+/-75V，或使用100V范围获得+/-50V电压。
C1应至少能承受放大器的全部输出电压。例如，要在200V配置下实现+/-100V，需要一个250V额定电容器。C1的电容应足够大，以确保串联电压降低于输出电压的1%。更倾向于使用薄膜电容器，但电解电容器也适用。
如果负载是压电或电容器，1 >100 ×.
如果负载在工作频率下不具电容性，C1的阻抗应小于负载阻抗的1%那是1>1002π||电阻R1用于设定交流耦合频率一个，推荐频率为1 Hz。R1 的值为1=12π一个1R1的功率额定应大于2/1， 其中2是负载两端的均方根电压。
+/-100 伏压电驱动，使用外接电容C1和电阻R1。
