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(dòng)慣量（ERM） 和線性諧振致動(dòng)器（LRA）（具有內(nèi)置庫(kù)和智能控制 Eng）的觸覺驅(qū)動(dòng)器。DRV260x系列器件使用一種名為自動(dòng)諧振追蹤的特殊LRA控制算法。自動(dòng)諧振追蹤使用LRA的反電動(dòng)勢(shì) （back-EMF） 來檢測(cè)和追蹤諧振頻率。之后，它能利用這種諧振頻率信息驅(qū)動(dòng)閉環(huán)LRA。自動(dòng)諧振擁有許多好處，并且讓LRA融合變得簡(jiǎn)單：

　　• 傳動(dòng)器振動(dòng)更強(qiáng)、更一致

　　• 諧振驅(qū)動(dòng)的功耗更低

　　• 擁有超速驅(qū)動(dòng)和LRA制動(dòng)能力，獲得更好的響應(yīng)時(shí)間

　　圖1顯示了一個(gè)自動(dòng)諧振追蹤系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)。

　　圖1 LRA自動(dòng)諧振檢測(cè)

　　綠色波形為DRV2605的（PWM）輸入，它是一個(gè)經(jīng)過濾的PWM調(diào)制DC信號(hào)，代表輸出波形的波形包絡(luò)和波幅。黑色線條則是檢測(cè)諧振頻率的DRV2605所產(chǎn)生的正弦波輸出。

　　2 自動(dòng)諧振追蹤的原理

　　自動(dòng)諧振追蹤利用LRA產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)來檢測(cè)諧振頻率。TI對(duì)這種反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行了描述，以確定最佳的控制LRA頻率、振動(dòng)強(qiáng)度和開始/停止時(shí)間的方式。

　　圖2 DRV2605結(jié)構(gòu)圖

　　自動(dòng)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(dòng)電極，反電動(dòng)勢(shì)會(huì)隨之變化。每個(gè)周期，DRV2605都會(huì)在輸出引腳檢測(cè)該反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，并發(fā)送至自動(dòng)諧振引擎。之后，自動(dòng)諧振引擎確定其頻率。

　　如果頻率過高，則DRV2605會(huì)降低輸出頻率；如果頻率過低，則DRV2605增加輸出頻率。這種動(dòng)態(tài)追蹤可確保振動(dòng)更加一致。如果使用的是非自動(dòng)諧振驅(qū)動(dòng)器，就很難實(shí)現(xiàn)震動(dòng)一致，因?yàn)長(zhǎng)RA諧振頻率會(huì)始終隨制造公差和環(huán)境因素而變化。實(shí)時(shí)追蹤諧振頻率對(duì)于保持震動(dòng)的強(qiáng)度和一致性很重要。

　　3 自動(dòng)諧振振動(dòng)強(qiáng)度

　　線性諧振傳動(dòng)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(gè)頻率下，LRA的某一端諧振頻率會(huì)急劇下滑。

　　圖3 線性諧振傳動(dòng)器諧振頻率

　　圖3顯示了使用三個(gè)不同驅(qū)動(dòng)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。