音圈马达的输入信号整形方法、驱动电路及其驱动方法技术

本发明专利技术提出了一种音圈马达的输入信号整形方法、驱动电路及其驱动方法，输入整形是将矢量脉冲序列与系统的输入信号进行卷积，从而产生一个整形的输入信号，该整形后的信号作用于系统，能消除或极大的减少系统的残余振荡，同时亦能增大对音圈马达系统参数(自然震荡频率和阻尼系数)的误差范围的适应，减少设计、生产及测试音圈马达模组的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路领域，用于相机音圈马达驱动的控制，涉及二阶欠阻尼系统 的矢量图控制方法，尤其涉及一种。
技术介绍
音圈马达（VCM)广泛应用于智能手机和平板电脑的相机镜头驱动中。音圈马达驱 动芯片通过接受系统驱动芯片提供的控制信号，输出相应的线性电流，通过音圈马达控制 相机镜头的位置，从而实现自动对焦。音圈马达可以等效成二阶欠阻尼振荡系统，在音圈马 达到达目标位置时，并不能马上停下来，而是以该位置为中心做减幅振荡，需要较长的时间 才能稳定下来。这种残余振荡极大延长了自动对焦的时间。 通常，有几种方法可用于减少系统的残余震荡。一种方法是增加系统的阻尼系数， 从而减少甚至消除残余振荡，加快自动对焦速度；但是这需要更大的能量消耗，会显著的缩 短电池使用时间。另一种方法是把一个长的驱动行程分成许多的短的行程，然后以台阶分 部的方式驱动音圈马达，最终达到目标位置；这种方法减少了每一步的残余振荡的幅值，但 是并没有减少残余振荡的幅值与每个台阶幅值的比值，可以看到达到最终稳定的时间还是 较长。 此外，音圈马达的系统参数（自然震荡频率ωη，阻尼系数ξ)会有个体的和批次 的差异，随着时间老化以及环境温度变化均有差异，这种差异亦会导致自动对焦的不理想。 为了实现更高效的音圈马达的自动对焦效果，必须有相应的方法来消除或减少系 统的这种残余震荡，并且能适应音圈马达驱动参数的变化，这种适应的误差范围越大越好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种音圈马达的输入信号整形方法、驱动电路及其驱动方 法，能够解决音圈马达驱动的残余振荡问题，以实现快速高效的自动对焦效果。 为了实现上述目的，本专利技术提出了一种音圈马达的输入信号整形方法，包括步 骤： S100 :确定音圈马达的等效模型的传输函数； S200 :随机放置Ν个矢量脉冲，找出第Ν+1个脉冲抵消Ν个脉冲的和； S300 :将上述Ν+1个脉冲与系统的输入信号进行卷积，得到整形输入信号。 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，所述音圈马达的等效模型 的传输函数为： 其中ω为系统无阻尼固有频率，ξ为系统阻尼系数，s为频域变量。 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，假定θ=ωΔΤ;获得振幅 Ai+1计算公式：Rx=XAiCosΘ; (4)； Ry=ΣΑρ?ηΘ; (5)； 其中，A;为第i个矢量的幅度，Rx为矢量序列x分量的和，Ry为矢量序列y分量 的和，i为正整数。 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，假定每个脉冲幅度相等，获 得2脉冲序列UM2的脉冲表达式： 设定:? =二，获得2脉冲序列UM2的时域表达式： 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，假定每个脉冲幅度相等，获 得3脉冲序列UM3的脉冲衷伏式： 设定為:=^，获得3脉冲序列UM3的时域表达式： 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，获得2脉冲序列UM2及3脉 冲序列UM3的敝冲衷伏式： 设定2^ = 获得2脉冲序列UM2和3脉冲序列UM3之和的时域表达式： 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，两组2脉冲序列UM2直接相 隔的角度可以为％ = ~ 公式（10)延伸为： 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，用衰减自然本征频率来描 述矢量图，公式为： A1+1=A,eζ，θ(16)；定义脉冲Α在时间Τ时的有效振幅为IArffI，其是时间0时的脉冲幅度IAI振动衰 减到时间T时的幅度，公式为： 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，第Ν+1个脉冲的表达式： Rx = XAieffcosΘ; (20)； Ry=ΣAieffsinθ;(21)； 其中，Ai为第i个矢量的幅度，Rx为矢量序列有效幅度χ分量的和，Ry为矢量序 列有效幅度y分量的和，i为正整数。 进一步的，在所述的音圈马达的输入信号整形方法中，假定每个脉冲幅度相等，获 得2脉冲序列UM2的脉冲表达式： 设定:? =获得2脉冲序列UM2的时域表达式： 在本专利技术的另一方面，还提出了一种音圈马达驱动电路，包括：与驱动芯片通讯的 I2C接口电路、半振荡周期发生器电路、输入整形器、数模转换器电路、缓冲器及音圈马达； 其中，所述I2C接口电路的输出分别与所述半振荡周期发生器电路及输入整形器的输入相 连，所述半振荡周期发生器电路的输出与输入整形器的输入相连，所述数模转换器电路的 输入与所述输入整形器的输出相连，所述缓冲器的输入与所述数模转换器电路的输出相 连，所述音圈马达的输入与所述缓冲器的输出相连，所述输入整形器采用如上文所述的音 圈马达的输入信号整形方法。 在本专利技术的另一方面，还提出了一种音圈马达的驱动方法，用于对上文所述的音 圈马达驱动电路进行驱动，包括步骤： 所述I2C接口电路与所述驱动芯片通讯，所述驱动芯片首先提供音圈马达的目标 位置信息Xtw然后根据所述音圈马达的系统参数选择半振荡周期； 计算出矢量脉冲表达式，所述输入整形器输出经过所述数模转换器，再经过所述 输出缓冲器转换成对应的电流值来驱动所述音圈马达，经过所述输入整形器之后，输入到 所述音圈马达。 本专利技术相比于现有技术的有益效果主要体现在：输入整形是将矢量脉冲序列与系 统的输入信号进行卷积，从而产生一个整形的输入信号，该整形后的信号作用于系统，能消 除或极大的减少系统的残余振荡，同时亦能增大对音圈马达系统参数（自然震荡频率和阻 尼系数）的误差范围的适应，减少设计、生产及测试音圈马达模组的成本。【附图说明】 图1为单位脉冲信号作用于二阶振荡系统中系统响应时减幅的正弦振荡曲线示 意图；图2a为本专利技术一实施例中不考虑音圈马达系统中阻尼系数时UM2、UM3和UM2+UM3 的输入整形图； 图2b为本专利技术一实施例中不考虑音圈马达系统中阻尼系数时UM2、UM3和UM2+UM3 的残余振动矢量图； 图2c为本专利技术一实施例中考虑音圈马达系统中阻尼系数而产生的脉冲序列UM2、 UM3和UM2+UM3的输入整形图； 图2d为本专利技术一实施例中考虑音圈马达系统中阻尼系数后UM2、UM3和UM2+UM3 的残余振动矢量图； 图2e为本专利技术一实施例中考虑音圈马达系统中阻尼系数后（采用图2c中的） UM2、UM3以及UM2+UM3的残余振动矢量图； 图3为本专利技术一实施例中UM2、UM3和UM2+UM3输入整形残余振荡本振频率灵敏度 曲线的不意图； 图4为本专利技术一实施例中音圈当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音圈马达的输入信号整形方法，其特征在于，包括步骤：S100：确定音圈马达的等效模型的传输函数；S200：随机放置N个矢量脉冲，找出第N+1个脉冲抵消N个脉冲的和；S300：将上述N+1个脉冲与系统的输入信号进行卷积，得到整形输入信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁果，包虹，
申请(专利权)人：芯荣半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31