DRV2605：自動諧振追蹤要點(diǎn)剖析

　　作者：德州儀器 （TI） 公司 HapTIc產(chǎn)品線Brian Burk

　　1 引言

　　DRV2605是用于偏軸轉(zhuǎn)動慣量（ERM） 和線性諧振致動器（LRA）（具有內(nèi)置庫和智能控制 Eng）的觸覺驅(qū)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(qū)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(qiáng)、更一致

　　• 諧振驅(qū)動的功耗更低

　　• 擁有超速驅(qū)動和LRA制動能力，獲得更好的響應(yīng)時間

　　圖1顯示了一個自動諧振追蹤系統(tǒng)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(jīng)過濾的PWM調(diào)制DC信號，代表輸出波形的波形包絡(luò)和波幅。黑色線條則是檢測諧振頻率的DRV2605所產(chǎn)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(chǎn)生的反電動勢來檢測諧振頻率。TI對這種反電動勢進(jìn)行了描述，以確定最佳的控制LRA頻率、振動強(qiáng)度和開始/停止時間的方式。

　　圖2 DRV2605結(jié)構(gòu)圖

　　自動諧振追蹤利用LRA的機(jī)電屬性。在LRA內(nèi)部，隨著磁體靠近或者遠(yuǎn)離驅(qū)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(qū)動器，就很難實(shí)現(xiàn)震動一致，因?yàn)長RA諧振頻率會始終隨制造公差和環(huán)境因素而變化。實(shí)時追蹤諧振頻率對于保持震動的強(qiáng)度和一致性很重要。

　　3 自動諧振振動強(qiáng)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(nèi)部彈簧和質(zhì)量體的諧振性能所導(dǎo)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(qū)動器輸出電壓的加速度與頻率的關(guān)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(yù)先確定LRA的諧振頻率。