如何改善 ERM 及 LRA 執(zhí)行器的起動(dòng)與停止性能

偏心轉(zhuǎn)子馬達(dá) (ERM) 與線性諧振執(zhí)行器 (LRA) 常用于智能手機(jī)與平板電腦應(yīng)用，通過(guò)觸覺(jué)效應(yīng)提供觸感反饋。雖然在進(jìn)行觸感設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮許多特性，但用戶感覺(jué)最明顯的特征之一卻是執(zhí)行器的起動(dòng)與停止時(shí)間。

執(zhí)行器的起動(dòng)時(shí)間是從 0%(或啟動(dòng))到 90% 最大加速所需的時(shí)間。同樣，停止時(shí)間則是指執(zhí)行器從驅(qū)動(dòng)器波形終止(或驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉)到 10% 最大加速所需的時(shí)間。

圖 1：起動(dòng)時(shí)間

圖2：停止時(shí)間

這種起動(dòng)與停止時(shí)間會(huì)形成用戶所謂的“靈敏”或“清晰銳利”的質(zhì)感。

起動(dòng)時(shí)間與汽車(chē)的“0-60”起動(dòng)時(shí)間相似。讓我們來(lái)看兩款汽車(chē)，一款是高速運(yùn)動(dòng)車(chē)，另一款則是價(jià)格實(shí)惠的緊湊型汽車(chē)。兩輛汽車(chē)都在紅燈前停車(chē)。在綠燈亮?xí)r，兩輛車(chē)都把油門(mén)踩到最大，開(kāi)始行駛。運(yùn)動(dòng)車(chē)具有極強(qiáng)的速度爆發(fā)力，很快將緊湊型汽車(chē)甩在后面。與此同時(shí)，緊湊型汽車(chē)車(chē)身才剛剛跨過(guò)起跑線一半，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有加速到全速。

圖 3：過(guò)驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)與 0-60 加速時(shí)間類(lèi)似

同樣，某些執(zhí)行器有極快的起動(dòng)時(shí)間，而另一些則起動(dòng)時(shí)間極慢。它取決于執(zhí)行器的設(shè)計(jì)、制造和類(lèi)型，所有這些都可以在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)特性化。對(duì)于觸摸屏智能手機(jī)的觸覺(jué)，用戶可能會(huì)察覺(jué)到一部電話的鍵盤(pán)點(diǎn)擊比另一部更靈敏。這是由執(zhí)行器響應(yīng)時(shí)間決定的。

要改善執(zhí)行器性能，執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)器可對(duì)其進(jìn)行過(guò)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更快的起動(dòng)時(shí)間，同時(shí)還可反向驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更快的停止時(shí)間。對(duì)于 ERM，實(shí)現(xiàn)過(guò)驅(qū)動(dòng)可在開(kāi)始時(shí)應(yīng)用更高的 DC 電壓，應(yīng)用負(fù)電壓可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

圖 4：ERM 過(guò)驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)驅(qū)動(dòng)波形

對(duì)于 LRA，過(guò)驅(qū)動(dòng)是在開(kāi)始時(shí)應(yīng)用更高的 AC 電壓，而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)則應(yīng)用 180 度異相位信號(hào)。

德州儀器 (TI) 最新 DRV2605 觸覺(jué)驅(qū)動(dòng)器具有稱(chēng)之為“智能環(huán)路”的特性，其可使用閉環(huán)反饋應(yīng)用，精確過(guò)驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)信號(hào)，最大限度縮短執(zhí)行器的起動(dòng)與停止時(shí)間。智能環(huán)路是通過(guò)主動(dòng)監(jiān)測(cè)執(zhí)行器的電動(dòng)勢(shì)(反電動(dòng)勢(shì))信號(hào)，準(zhǔn)確控制驅(qū)動(dòng)器電壓與加速實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的。

最終結(jié)果是為 ERM 與 LRA 實(shí)現(xiàn)可簡(jiǎn)化軟件編程、縮短起動(dòng)與制動(dòng)時(shí)間 50% 的自動(dòng)過(guò)驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)。DRV2605 的自動(dòng)執(zhí)行器診斷與電平跟蹤特性可在各種環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)一致的加速。如果您想獲得比同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品快 0-60 加速，請(qǐng)將 DRV2605 用作測(cè)試驅(qū)動(dòng)器。