DRV2605：自动谐振追踪要点剖析

　　作者：德州仪器 （TI） 公司 HapTIc产品线Brian Burk

　　1 引言

　　DRV2605是用于偏轴转动惯量（ERM） 和线性谐振致动器（LRA）（具有内置库和智能控制 Eng）的触觉驱动器。DRV260x系列器件使用一种名为自动谐振追踪的特殊LRA控制算法。自动谐振追踪使用LRA的反电动势 （back-EMF） 来检测和追踪谐振频率。之后，它能利用这种谐振频率信息驱动闭环LRA。自动谐振拥有许多好处，并且让LRA融合变得简单：

　　• 传动器振动更强、更一致

　　• 谐振驱动的功耗更低

　　• 拥有超速驱动和LRA制动能力，获得更好的响应时间

　　图1显示了一个自动谐振追踪系统的输入和输出信号。

　　

　　图1 LRA自动谐振检测

　　绿色波形为DRV2605的（PWM）输入，它是一个经过滤的PWM调制DC信号，代表输出波形的波形包络和波幅。黑色线条则是检测谐振频率的DRV2605所产生的正弦波输出。

　　2 自动谐振追踪的原理

　　自动谐振追踪利用LRA产生的反电动势来检测谐振频率。TI对这种反电动势进行了描述，以确定最佳的控制LRA频率、振动强度和开始/停止时间的方式。

　　

　　图2 DRV2605结构图

　　自动谐振追踪利用LRA的机电属性。在LRA内部，随着磁体靠近或者远离驱动电极，反电动势会随之变化。每个周期，DRV2605都会在输出引脚检测该反电动势信号，并发送至自动谐振引擎。之后，自动谐振引擎确定其频率。

　　如果频率过高，则DRV2605会降低输出频率；如果频率过低，则DRV2605增加输出频率。这种动态追踪可确保振动更加一致。如果使用的是非自动谐振驱动器，就很难实现震动一致，因为LRA谐振频率会始终随制造公差和环境因素而变化。实时追踪谐振频率对于保持震动的强度和一致性很重要。

　　3 自动谐振振动强度

　　线性谐振传动器的谐振频率非常窄，如图3所示。这种窄谐振频率是由LRA内部d簧和质量体的谐振性能所导致的。在某个频率下，LRA的某一端谐振频率会急剧下滑。

　　

　　图3 线性谐振传动器谐振频率

　　图3显示了使用三个不同驱动器输出电压的加速度与频率的关系。随着电压增加，与加速度一样，谐振频率也发生变化，这让我们无法预先确定LRA的谐振频率。