压电组件谐振补偿电路及方法技术

本申请涉及一种压电组件谐振补偿电路及方法。所述电路包括驱动控制电路、串联谐振电路、运算放大器和压电组件；驱动控制电路连接串联谐振电路，压电组件通过运算放大器与串联谐振电路连接。通过根据预设频段对串联谐振频率进行扫频，并记录串联谐振电路的输出电压值，从扫频结果中提取出串联谐振电路的串联谐振频率，根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节，从而使得压电组件输出端的振幅不会随操作频率的不同而改变，同时将压电组件的工作频率保持在最大工作效率，提高了压电组件的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
压电组件谐振补偿电路及方法
本申请涉及压电驱动
，特别是涉及一种压电组件谐振补偿电路及方法。
技术介绍
压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能。如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差，称之为正压电效应，反之施加电压，则产生机械应力，称为逆压电效应。压电材料具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。PZT(锆钛酸铅压电陶瓷，PiezoelectricCeramicTransducer)是一种锆钛酸铅压电陶瓷材料，具有正压电效应和负压电效应的特点。为了使压电材料能以最大的振幅出力，其工作频率需要操作在谐振点。传统的压电组件谐振电路包括PZT组件和串联谐振电路，PZT组件直接与串联谐振电路串联。传统的压电组件谐振电路中压电组件的振幅会因不同操作频率而改变，无法使压电组件保持在最大工作效率，存在工作效率低的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高压电组件工作效率的压电组件谐振补偿电路及方法。一种压电组件谐振补偿电路，所述电路包括驱动控制电路、串联谐振电路、运算放大器和压电组件；驱动控制电路连接串联谐振电路，压电组件通过运算放大器与串联谐振电路连接；驱动控制电路根据预设频段对串联谐振电路进行扫频，记录串联谐振电路在扫频过程中的输出电压得到扫频结果，根据扫频结果提取出串联谐振电路的输出电压最大时对应的频率，得到串联谐振频率，根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节。在一个实施例中，运算放大器的同相输入端连接串联谐振电路，运算放大电路的反相输入端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接压电组件。在一个实施例中，驱动控制电路包括控制单元、驱动单元和检测单元，控制单元连接驱动单元，驱动单元连接串联谐振电路和压电组件，检测单元连接串联谐振电路，检测单元连接控制单元。在一个实施例中，串联谐振电路包括电感、电容和电阻，电感和电容串联，且电感的另一端连接驱动单元，电容的另一端连接检测单元和运算放大器，电阻的一端连接电容和运算放大器的公共端，电阻的另一端连接驱动单元和压电组件的公共端。在一个实施例中，控制单元为MCU。在一个实施例中，MCU通过I2C接口或UART接口连接驱动单元。在一个实施例中，驱动单元为调频方波产生器。在一个实施例中，检测单元包括峰值检测单元和数模转换单元，峰值检测单元连接数模转换单元，峰值检测单元连接串联谐振电路，数模转换单元连接控制单元。一种压电组件谐振补偿方法，所述方法包括：根据预设频段对串联谐振电路进行扫频，记录串联谐振电路在扫频过程中的输出电压得到扫频结果；串联谐振电路连接压电组件；根据扫频结果提取出串联谐振电路的输出电压最大时对应的频率，得到串联谐振频率；根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节。在一个实施例中，根据预设频段对串联谐振电路进行扫频，记录串联谐振电路在扫频过程中的输出电压得到扫频结果的步骤，包括：根据预设频段对串联谐振电路进行扫频；根据预设频率梯度检测扫频过程中串联谐振电路在不同频率时对应的输出电压，得到扫频结果。上述压电组件谐振补偿电路及方法，包括驱动控制电路、串联谐振电路运算放大器和压电组件；驱动控制电路连接串联谐振电路，压电组件通过运算放大器与串联谐振电路连接，驱动控制电路根据预设频段对串联谐振电路进行扫频，记录串联谐振电路在扫频过程中的输出电压得到扫频结果，根据扫频结果提取出串联谐振电路的输出电压最大时对应的频率，得到串联谐振频率，根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节。通过根据预设频段对串联谐振频率进行扫频，并记录串联谐振电路的输出电压值，从扫频结果中提取出串联谐振电路的串联谐振频率，根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节，从而使得压电组件输出端的振幅不会随操作频率的不同而改变，同时将压电组件的工作频率保持在最大工作效率，提高了压电组件的工作效率。附图说明图1为一个实施例中压电组件谐振补偿电路的结构框图；图2为一个实施例中压电组件谐振补偿电路的结构示意图；图3为另一个实施例中压电组件谐振补偿电路的结构示意图；图4为一个实施例中压电组件输出节点振幅及等效实虚部曲线A频段的曲线示意图；图5为一个实施例中根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节的结构示意图；图6为一个实施例中根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节得到的波形图；图7为另一个实施例中压电组件输出节点振幅及等效实虚部曲线B频段的曲线示意图；图8为另一个实施例中根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节的结构示意图；图9为另一个实施例中根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节得到的波形图；图10为又一个实施例中压电组件输出节点振幅及等效实虚部曲线C频段的曲线示意图；图11为又一个实施例中根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节的结构示意图；图12为又一个实施例中根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节得到的波形图；图13为一个实施例中压电组件谐振补偿方法的流程图；图14为另一个实施例中压电组件谐振补偿方法的流程图；图15为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供的压电组件谐振补偿电路及方法，可以应用于金属触控应用的环境中。在金属触控的环境中，压电组件在有发送时钟信号且手指接触金属面时，其中发送时钟信号包括周期性弦波、方波或三角波等，其接收信号会因手指吸收掉部分能量，而输出的时钟信号的振幅会减小，本申请提供的压电组件谐振补偿电路及方法可避免上述情况的发生，提高压电组件的工作效率。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种压电组件谐振补偿电路，所述电路包括驱动控制电路100、串联谐振电路200、运算放大器300和压电组件400。驱动控制电路100连接串联谐振电路200，压电组件400通过运算放大器300与串联谐振电路200连接。其中，驱动控制电路100根据预设频段对串联谐振电路200进行扫频，记录串联谐振电路200在扫频过程中的输出电压得到扫频结果，根据扫频结果提取出串联谐振电路200的输出电压最大时对应的频率，得到串联谐振频率，根据串联谐振频率对压电组件的工作频率进行调节。预设频段可根据实际应用环境进行选择，在一个实施例中，预设频段为2MHz～4MHz，即驱动控制电路100从2MHz到4MHz对串联谐振电路200进行扫频，在扫频过程中，串联谐振电路200在不同的频率会有对应的输出，对串联谐振电路200在扫频过程中的输出电压进行记录，记录得到的结果即为扫频结果，从得到的扫频结果中提取出串联谐振电路200的输出电压最大时对应的频率，得到串联谐振频率，在扫频过程中，串联谐振电路200的输出电压最大时对应的频率即为串联谐振频率，通过对记录的扫频结果进行筛选，可提取出预设频段对应的串联谐振频率，根据得到的串联谐振频率对压电组件400的工作频率进行调节。串联谐振电路200根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电组件谐振补偿电路，其特征在于，所述电路包括驱动控制电路、串联谐振电路、运算放大器和压电组件；所述驱动控制电路连接所述串联谐振电路，所述压电组件通过所述运算放大器与所述串联谐振电路连接；所述驱动控制电路根据预设频段对所述串联谐振电路进行扫频，记录所述串联谐振电路在扫频过程中的输出电压得到扫频结果，根据所述扫频结果提取出所述串联谐振电路的输出电压最大时对应的频率，得到串联谐振频率，根据所述串联谐振频率对所述压电组件的工作频率进行调节。

【技术特征摘要】
2018.05.15 CN 201810461748X1.一种压电组件谐振补偿电路，其特征在于，所述电路包括驱动控制电路、串联谐振电路、运算放大器和压电组件；所述驱动控制电路连接所述串联谐振电路，所述压电组件通过所述运算放大器与所述串联谐振电路连接；所述驱动控制电路根据预设频段对所述串联谐振电路进行扫频，记录所述串联谐振电路在扫频过程中的输出电压得到扫频结果，根据所述扫频结果提取出所述串联谐振电路的输出电压最大时对应的频率，得到串联谐振频率，根据所述串联谐振频率对所述压电组件的工作频率进行调节。2.根据权利要求1所述的压电组件谐振补偿电路，其特征在于，所述运算放大器的同相输入端连接所述串联谐振电路，所述运算放大器的反相输入端连接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述压电组件。3.根据权利要求1所述的压电组件谐振补偿电路，其特征在于，所述驱动控制电路包括控制单元、驱动单元和检测单元，所述控制单元连接所述驱动单元，所述驱动单元连接所述串联谐振电路和所述压电组件，所述检测单元连接所述串联谐振电路，所述检测单元连接所述控制单元。4.根据权利要求3所述的压电组件谐振补偿电路，其特征在于，所述串联谐振电路包括电感、电容和电阻，所述电感和所述电容串联，且所述电感的另一端连接所述驱动单元，所述电容的另一端连接所述检测单元和所述运算放大器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏福呈，廖致霖，
申请(专利权)人：业成科技成都有限公司，业成光电深圳有限公司，英特盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51