電圧出力方法 Voltage output method①マニュアル Manual adjustment

PIEZO DRIVER

フロントパネルの ”BIAS ADJUSTMENT” ツマミ※1を回して手動で0〜150Vを出力できます。出力電圧値は表示器※2に示されます。
※1 10回転ポテンショメータ※2 PH103除く

バイアスアジャストメント

Indicator②外部制御 External control

OUTPUT VOLTAGE
OVER LOAD

Hz

リアパネルのInput端子にアナログ電圧（0〜10V）を入力することで、15倍に増幅された0〜150Vを出力します。任意の波形や周波数で駆動できます。
Apply analog voltage (0-10V) onto the Input terminal on the rear panel to output ﬁfteenfold
0-150 V. It may be driven by any waveform and frequency.

BIAS
ADJUSTMENT

アナログ入力電圧

ファンクション
ジェネレータなどの信号発生器Signal generator

POWER

MONITOR

リアパネル
Rear

Input voltage

0 〜 10V

FAN

INPUT

EXTERIOROVER LOADOUTPUT

AC100VFUSE

INTERNAL
CIRCUIT GND

CASE GND

出力電圧

Output voltage＋0 〜 150V

PC + D/A 変換器
Converter

ピエゾステージ（オープンループ）

Piezo stage（Open loop）

3タイプの出力電流 3 types of output current

出力電流の違いにより標準容量、中容量、大容量の3タイプをラインナップしています。
接続するピエゾステージの静電容量や駆動条件に合わせて選定できます。

中容量 PH301

大容量 PH601

Comparative example of operating limits with piezo-electric element in 10.2μF

Large

150

100

110100周波数［Hz］
Frequency

780Hz
1000

10000

変位量（μm）
Displacement150

OVER LOAD

POWER

MONITOR

波形発生器

Signal generator

ドライバ

加工物

Piezo drover※オープンループの構成例
Open loop conﬁguration example

Work

微小調整（プローブの押圧）外部でフィードバック制御

先鋭プローブを操作するような、振動の発生しないなめらかな動作でアクチュエータを微細調整したい場合。

フィードバック制御系は別に用意するため、ピエゾステージには変位センサを内蔵せずオープンループで動作させる場合。

Fine adjustment (prove pressing)External feedback control

For ﬁne adjustment of an actuator by vibration-free smooth
operations like in pricking of a sharp-pointed probe.

For open loop operations without a built-in displacement sensor
in the Piezo Stage; a feedback control system is separately prepared.
外部センシング

ドライバ

External sensing device

Piezo draiver

制御機器

Controlled equipment

OUTPUT VOLTAGE
OVER LOAD

外付け高出力ピエゾドライバ
External piezo driver

Piezo stage forprecision elevation

Controller

NCS6000 / NCS7000

POWER

対物レンズ用ステージ
Objective lensfocusing

OVER LOAD

BIAS
ADJUSTMENT

Analog input

50

センサケーブル

RS232C（微小力センサ）（Micro force sonsor）

MONITOR

POWER

ドライバ

移動ワーク
Work

Sensor cable

150

MONITOROUTPUT VOLTAGE

Stage for ultra-precision
machinery

Piezo driver

過電流保護回路 Overcurrent protective circuit

電流値計算 Current value calculation

許容出力値を超えて動作させた場合や圧電素子が絶縁破壊でショート（短絡）した
場合などは、瞬時に電流供給を停止しオーバーロードランプが点灯します。

ピエゾステージの駆動に必要な電流値は、駆動周波数Hz、印加電圧（振幅）V、アクチュエータの静電容量μFで決まります。
詳しくはP74を参照ください。

When the allowable output value is exceeded during operations, or the pirzo-electric element short-circuits
due to insulation breakdown, it promptly stops the current supply and illuminates the overload lamp.

オーバーロードランプ
Overload lamp

Necessary current value to drive piezo stages is determined by drive frequency(Hz), vibration amplitude(V) and capacitance of piezo-electric element(μF).
For details to P74.

71

ドライバ

周波数を上げた正弦波などの連続駆動には、高い周波数特性を備えた外付けドライバを用います。
For continuous driving of a sine wave with increased frequency, etc., an external driver with highoutput current capacity should be used.

PIEZO DRIVER

ヒステリシスHysteresis

コントローラBIAS
ADJUSTMENTCONTROLLER

100

OVER LOAD

精密昇降ピエゾステージ

コントローラPH301 / PH601

加工機用ステージ50100
電圧（V）Voltage

OUTPUT VOLTAGE

BIAS
ADJUSTMENTIMPACT ACTUATOR

Regardless of with/without built-in displacement sensor, a large current isrequired for high-speed reciprocal operations of the Piezo Stage ofhigh resonance frequency. This driver is used as an external device
when the standard driver in the controller does not provide sufﬁcient capacity.

Stage forultra-precision
machinery

インパクト
アクチュエータ●Driving at high frequency

POWER

MONITORSIMPLE ACTUATOR●Open loop operation

0

OVER LOAD

BIAS
ADJUSTMENT

簡易型
アクチュエータ

変位センサの内蔵有無を問わず、高い共振周波数を備えたピエゾステージを高速で往復動作させる場合は、大きな電流値が必要となります。コントローラに内蔵する標準ドライバで容量が不足する場合に外付けで使用します。

ゼロシフト
Zero shift

OUTPUT VOLTAGE

X 軸ステージStage●高い周波数で駆動する場合

変位センサを内蔵しない
ピエゾステージ
Piezo stage（No displacement sensor）

Piezo driver

精密加工機用ステージ

Red dotted lineindicates limitedfrequency at 120V.

変位センサを内蔵しないピエゾステージや組込型圧電アクチュエータ（P58）を駆動させる場合に使用します。
フィードバック制御を行わないためヒステリシスやクリープといった圧電特性が現れます。

DC OFFSET

70380Hz

16Hz●オープンループで動作させる場合

POWER

ドライバ

波形発生器

Signal generator

超精密加工機用

50

ピエゾドライバの適用例 Examples of piezo application

簡易型アクチュエータ
Simple actuator

As an external driver for high-speed driving for which the output
current of a Piezo Driver with a built-in controller is not sufﬁcient.

赤点 線 矢 印 は120V出力時に駆動できる限界
周波数7525The driver is used for driving of a Piezo Stage with no built-in
displacement sensor or an embedded piezo-electric actuator (Page 58).
Piezo-electric characteristics such as hysteresis and creeping are
observed because no feedback control is performed.

External equipment for high-speed driving

Amplitude driving without need for precision positioning,
like continuous reciprocal operations in a frictional wear test.

PH103
PH301
PH601

125

0

Simple vibrating operations

STAGE FOR ULTRAPRECISION MACHINERY

出力可能電圧［V］
Output voltage

Mediumコントローラ内蔵のピエゾドライバでは出力電流が不足するような高速駆動を行うときの外部ドライバとして。

OBJECTIVE LENS FOCUSINGStandard■「出力電圧−駆動周波数」比較例（圧電素子容量10.2μFを接続時）

高速駆動時の外付け摩擦摩耗試験における連続往復動作のような、精密位置決めを必要としない振幅駆動。

対物レンズ
フォーカス用3 types are provided for different output currents: standard, medium and large capacity.
You can select an appropriate one according to the capacitance and driving conditions of the Piezo Stage to connect.

単純振動動作ROTARY AND TILT STAGE

使用例 Examples of use

回転・チルトステージ

特徴 Features

APERTURE SHAPE STAGE

A low-noise driver to apply voltage on the Piezo Stage to drive it.
This can be used as an external power source for open loop operations of the stage and high-speed drivingthat requires a large current.

フロントパネル
Front

電圧出力機器例

開口付きステージ

ピエゾステージに電圧を印加し駆動させるための低ノイズドライバです。
ステージをオープンループで動作させる場合や、大きな電流を必要とする高速駆動時の外部電源として使用できます。

STANDARD LINEAR STAGE

Bias adjustment※1 10-rotation potentiomete※2 Except PH103

標準直動ステージ

電圧印加表示Turn the “BIAS ADJUSTMENT” knob※1 on the front panel to manually output 0-150 V.
The output voltage value is indicated by the indicator ※2.

標準容量 PH103

ピエゾステージ

PH ピエゾドライバ

PIEZO STAGE［ピエゾステージ “PIEZO STAGE” ］

型番 Model No.

■パネル機能［Panel function］
PH103

PH301

PH601

標準容量

中容量大容量Standard capacityMedium capacity

標準容量 PH103
Standard

フロントパネル Front

Large capacity

出力電圧 Output voltage

0〜150V

増幅度 Gain

中容量 PH301
Medium

15倍 15times
40mA

1A

2A

ピーク Peak

500mA±5A±10A

バイアスアジャストメント
Option⑤3.5桁表示 3.5digit

3.5桁表示 3.5digit

大容量 PH601
フロントパネル Front

AC100V-120V
AC200V-240V 切替式, 50/60Hz
230VA⑥500VA

12.8kgCE Marking

−−−

RoHS

○○

○⑤

番号 Number⑧

機能 Function

内容 Description
現在の出力電圧を表示します。

Display

Indicates the current output voltage.

②

出力調整ツマミマニュアルで印加電圧を可変できるダイアルツマミです。

③オーバーロードランプ
Over load

Illuminated and shuts off the output when the overcurrent protective circuit is activated.
It is turned off and the system is restored when the lamp is pressed.

④

電源スイッチ

電源のOn/Offスイッチです。

Power switch

A power On/Off switch.

⑤

出力モニタ端子圧電素子への印加電圧の1/15を出力します。

Output monitor

Outputs 1/15 of the applied voltage on the piezo-electric element.

⑥

指令信号入力部

制御信号の入力端子です。
入力レンジは0〜10Vです。

Input control signal

A control signal input terminal.The input range is 0-10 V.

⑦

電圧出力部

電圧0〜150Vを出力します。
ステージのピエゾケーブルをつなぎます。

過電流保護回路が作動したときにランプが点灯し出力を遮断します。
ランプを押すと消灯し復帰します。

An external terminal for the protective circuit.
Protective circuit external I/O

B : N.C.
C : RESET
D : N.C.
E : COM

1 : OVER LOAD
2 : OVER LOAD_COM
3 : RESET
4 : COM
5〜9 : N.C.

PIEZO DRIVER

72

保護回路外部I/O（ピンアサイン）（Connector pin assignment） 〈PH601のみ〉〈Only PH601〉
A : OVER LOAD
Dsub 9ピン（メス）

73

ドライバ

⑧CONTROLLER

Voltage of 0-150 V is output. Connects with stage s piezo cable.

保護回路の外部出力端子です。

IMPACT ACTUATOR

OutputA dial knob to manually vary the applied voltage.

コントローラ

出力電圧表示インパクト
アクチュエータ①Bias adjustmentSIMPLE ACTUATOR

7.5kg

⑦簡易型
アクチュエータ

2.8kg④

STAGE FOR ULTRAPRECISION MACHINERY

W320×D384×H156mm②

超精密加工機用30VA③①

AC100V ±10%, 50/60Hz

W260×D314×H139mm

PH103
モニタ表示オプション時 Display option

リアルパネル Rear

OBJECTIVE LENS FOCUSINGLarge

W210×D252×H96mm

本体質量 Weight⑦対物レンズフォーカス用

外形寸法 Dimensions④有 Equipped

過電流保護回路 Overcurrent protection

消費電力 Power consumption②⑧⑥5mVp-p

出力電圧の1/15
Fifteenth part of output voltage

モニタ出力 Monitor output

電源 Power supply③有 Equipped

Bias adjustment

モニタ表示 Display①ROTARY AND TILT STAGE

1mVp-pリアルパネル Rear

回転・チルトステージ

平均 Average

フロントパネル Front

開口付きステージ

0〜10V

APERTURE SHAPE STAGE

入力電圧 Input voltage

出力リップルノイズ Ripple noise⑤

1軸 1Axis

Number of connectable axis

Output current④⑦

STANDARD LINEAR STAGE③標準直動ステージ

⑥Type

出力電流

リアルパネル Rear

②タイプ

接続可能軸数

ピエゾステージ■ピエゾドライバ仕様［Speciﬁcations］

For delivery time and prices, please refer to P6

P6

PIEZO STAGE

納期、価格についてはこちらを参照ください。

Capacity selection of controller and piezo driver

Frequency characteristic of controller/driver for sine wave drive

出力電流の計算 Calculation of output current

コントローラ 汎用タイプ

ピエゾドライバ及びピエゾコントローラの容量は、下記の3項目による出力電流から選定します。
Select the capacity of the controller and the piezo driver from the following three conditions.

150Controller,general-purpose type

Average output current

出力可能電圧［V］
Output voltage

平均出力電流 : 40mA

③圧電素子を駆動する波形 Waveform that drives piezo-electric element.

125Cpzt : 圧電素子の静電容量［F］Capacitance of piezo-electric element [F]T = T1,T2 : 立ち上がり、立ち下がり時間［S］

Ip

コントローラ 低ノイズタイプ
Controller,low-noise type
Average output current

10V0V

0.75
1.4
2.1
2.8
3.4
4.8
5.4
6.8
13.6
19.2

10075
50
25

時間 Time01

100V時間 Time

出力電流 Output current

ピエゾドライバ PH301

150Piezo driver

時間 TimeTherefore, the piezo driver of the average output current 13mA or more is needed.

Average output current

125

出力可能電圧［V］
Output voltage

Ip-p

パルス駆動をする場合の出力電流は、従って、ピーク電流34mA以上のピエゾドライバが必要となります。
Therefore, the piezo driver of the peak output current 34mA or more is needed.

100

1000

10000100000

周波数［Hz］Frequency

入力電圧 Input voltage
10V0V
出力電圧 Output voltage

時間 Time

ピエゾドライバ PH601
Piezo driver

平均出力電流 : 2A150V

Average output current

Vp-p0V

T1

出力電流 Output current
IpT2 時間 Time

Iave

時間 Time150

静電容量［μF］
Capacitance

125

0.75
1.4
2.1
2.8
3.4
4.8
5.4
6.8
13.6
19.2

10075
50250110100

1000

10000

100000周波数［Hz］Frequency

7475

ドライバ

Ip = 2.8 × 10 -6 × 120 / 0.01 ≒ 34mA

10PIEZO DRIVER

The output current when the pulse is driven under the following condition can beobtained by the following equation.Capacitance of piezo-electric element (2.8uF),
Driving voltage (120V), Response time (10msec)

1〔パルス駆動 Pulse drive〕

出力可能電圧［V］
Output voltage（例）圧電素子の静電容量2.8μF、駆動電圧120V、応答時間10msecで0コントローラ

f = 1 / T = Ip /（ Cpzt × Vp-p ）50

CONTROLLER

Formula that obtains drive frequency from output current.

75

IMPACT ACTUATOR●出力電流から駆動周波数を求める方法

100

インパクト
アクチュエータ

Ip = Cpzt × Vp-p / T

0.75
1.4
2.1
2.8
3.4
4.8
5.4
6.8
13.6
19.2

25

パルス駆動 Pulse drive
Formula that obtains output current from drive frequency.

静電容量［μF］
Capacitance

SIMPLE ACTUATOR

平均出力電流 : 1AIave

従って、平均電流13mA以上のピエゾドライバが必要となります。

10000

簡易型
アクチュエータIave = 2 × 20 × 2.8 × 10 -6 × 120 ≒ 13mA

1000

STAGE FOR ULTRAPRECISION MACHINERY

Vp-p

正弦波（sin波）駆動をする場合の出力電流は、

100

周波数［Hz］Frequency

超精密加工機用

出力電圧 Output voltage

OBJECTIVE LENS FOCUSING

入力電圧 Input voltage

静電容量［μF］
Capacitance

125

出力可能電圧［V］
Output voltage

平均出力電流 : 60mA

〔正弦波駆動 Sine wave drive〕（例）圧電素子の静電容量2.8μF、駆動電圧120V、周波数20Hzで●駆動周波数から出力電流を算出する方法

10000

150150V

The output current when the sine wave drive is done under the following
condition can be obtained by the following equation.Capacitance ofpiezo-electric element (2.8uF), Driving voltage (120V), Frequency (20Hz)

1000

対物レンズ
フォーカス用

f = Iave /（ 2 × Cpzt × Vp-p ）100

周波数［Hz］Frequency

Rise time and/or fall time [S]●平均電流から駆動周波数を求める方法

Formula that obtains drive frequency from output current.

10

ROTARY AND TILT STAGE

Ip-p = 2 × π × f × Cpzt × Vp-p からIave = 2 × Ip / π（ Ip = Ip-p / 2 より）を代入して次式が得られます。
Iave = 2 × f × Cpzt × Vp-p

1

回転・チルトステージ

Formula that obtains output current from drive frequency.

0: ピーク出力電流［A］Peak output current [A]

正弦波駆動 Sine wave drive●駆動周波数から出力電流を算出する方法

50

開口付きステージ

Iave : 平均出力電流［A］Average output current [A]Vp-p : 出力電圧振幅p-p値［V］Peak-to-peak output voltage [V]7525

Ip-p : 出力電流振幅p-p値［A］Peak-to-peak output current [A]: 駆動周波数［Hz］Operating frequency[Hz]100

APERTURE SHAPE STAGE

ここでは正弦波とパルス駆動における算出方法を記します。
Calculation method in the sine wave and pulse drive is as follows.

0.75
1.4
2.1
2.8
3.4
4.8
5.4
6.8
13.6
19.2

標準直動ステージ

Piezo driver②使用する変位量に相当する駆動電圧 Driving voltage that corresponds to amount of displacement used.

静電容量［μF］
Capacitance

STANDARD LINEAR STAGE

ピエゾドライバ PH103①圧電素子の静電容量 Capacitance of piezo-electric element.

f

ピエゾステージ［コントローラ・ドライバの正弦波駆動時の周波数特性］

PIEZO STAGE［ピエゾドライバおよびコントローラの容量選定］

For delivery time and prices, please refer to P6

P6

納期、価格についてはこちらを参照ください。