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[導讀]   作者:德州儀器 (TI) 公司 HapTIc產品線Brian Burk   1 引言   DRV2605是用于偏軸轉動慣量(ERM) 和線性諧振致動器(LRA)(具有內置庫和

  作者:德州儀器 (TI) 公司 HapTIc產品線Brian Burk

  1 引言

  DRV2605是用于偏軸轉動慣量(ERM) 和線性諧振致動器(LRA)(具有內置庫和智能控制 Eng)的觸覺驅動器。DRV260x系列器件使用一種名為自動諧振追蹤的特殊LRA控制算法。自動諧振追蹤使用LRA的反電動勢 (back-EMF) 來檢測和追蹤諧振頻率。之后,它能利用這種諧振頻率信息驅動閉環(huán)LRA。自動諧振擁有許多好處,并且讓LRA融合變得簡單:

  • 傳動器振動更強、更一致

  • 諧振驅動的功耗更低

  • 擁有超速驅動和LRA制動能力,獲得更好的響應時間

  圖1顯示了一個自動諧振追蹤系統的輸入和輸出信號。

  

  圖1 LRA自動諧振檢測

  綠色波形為DRV2605的(PWM)輸入,它是一個經過濾的PWM調制DC信號,代表輸出波形的波形包絡和波幅。黑色線條則是檢測諧振頻率的DRV2605所產生的正弦波輸出。

  2 自動諧振追蹤的原理

  自動諧振追蹤利用LRA產生的反電動勢來檢測諧振頻率。TI對這種反電動勢進行了描述,以確定最佳的控制LRA頻率、振動強度和開始/停止時間的方式。

  

  圖2 DRV2605結構圖

  自動諧振追蹤利用LRA的機電屬性。在LRA內部,隨著磁體靠近或者遠離驅動電極,反電動勢會隨之變化。每個周期,DRV2605都會在輸出引腳檢測該反電動勢信號,并發(fā)送至自動諧振引擎。之后,自動諧振引擎確定其頻率。

  如果頻率過高,則DRV2605會降低輸出頻率;如果頻率過低,則DRV2605增加輸出頻率。這種動態(tài)追蹤可確保振動更加一致。如果使用的是非自動諧振驅動器,就很難實現震動一致,因為LRA諧振頻率會始終隨制造公差和環(huán)境因素而變化。實時追蹤諧振頻率對于保持震動的強度和一致性很重要。

  3 自動諧振振動強度

  線性諧振傳動器的諧振頻率非常窄,如圖3所示。這種窄諧振頻率是由LRA內部彈簧和質量體的諧振性能所導致的。在某個頻率下,LRA的某一端諧振頻率會急劇下滑。

  

  圖3 線性諧振傳動器諧振頻率

  圖3顯示了使用三個不同驅動器輸出電壓的加速度與頻率的關系。隨著電壓增加,與加速度一樣,諧振頻率也發(fā)生變化,這讓我們無法預先確定LRA的諧振頻率。

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