谐振传感器的传感器频率自动定心制造技术

技术编号:25986881 阅读:7 留言:0更新日期:2020-10-20 18:54
系统可以包括:电阻‑电感‑电容传感器、被配置为以驱动频率驱动电阻‑电感‑电容传感器的驱动器,以及测量电路,其通信地耦合至电阻‑电感‑电容传感器并被配置为确定电阻‑电感‑电容传感器的谐振频率的测量变化,并且基于该测量变化来修改驱动频率。

【技术实现步骤摘要】
谐振传感器的传感器频率自动定心相关申请本公开要求2019年4月3日提交的美国临时专利申请序列号62/828,566的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
本公开总体上涉及具有用户界面的电子装置(例如,移动装置、游戏控制器,用于车辆、机械和/或器具的仪表板等),并且更具体地涉及电阻-电感-电容传感器的谐振相位感测,该传感器用于在移动装置和/或其他合适的应用中在系统中替换机械按钮。
技术介绍
许多传统的移动装置(例如,移动电话、个人数字助理、视频游戏控制器等)包括机械按钮,以允许在移动装置的用户与移动装置本身之间进行交互。但是,此类机械按钮容易老化、磨损和撕裂,这可能会缩短移动装置的使用寿命和/或如果发生故障可能需要大量修理。而且,机械按钮的存在可能使制造防水的移动装置变得困难。因此,移动装置制造商越来越希望为移动装置配备虚拟按钮,该虚拟按钮充当人机界面,其允许在移动装置的用户与移动装置本身之间进行交互。类似地,移动装置制造商越来越希望为移动装置配备其他虚拟界面区域(例如,虚拟滑块、除触摸屏之外的移动装置主体的界面区域等)。理想地,为了获得最佳的用户体验,此类虚拟界面区域应在用户的外观和感觉上就像是存在机械按钮或其他机械界面而不是虚拟按钮或虚拟界面区域一样。当前,线性谐振致动器(LRA)和其他振动致动器(例如,旋转致动器、振动马达等)越来越多地用于移动装置中,以响应于用户与此类装置的人机界面的交互而生成振动反馈。通常,传感器(传统上是力或压力传感器)检测用户与装置的交互(例如,手指在装置的虚拟按钮上的按下),并且响应于此,线性谐振致动器可以振动以向用户提供反馈。例如,线性谐振致动器可以响应于用户与人机界面的交互而振动,以向用户模仿机械按钮点击的感觉。然而,工业上需要传感器来检测用户与人机界面的交互,其中此类传感器提供可接受水平的传感器灵敏度、功耗和大小。
技术实现思路
根据本公开的教导,可以减少或消除与感测移动装置中的人机界面交互相关联的缺点和问题。根据本公开的实施例,一种系统可以包括:电阻-电感-电容传感器;驱动器,其被配置为以驱动频率驱动电阻-电感-电容传感器;以及测量电路,其通信地耦合至电阻-电感-电容传感器,并被配置为确定电阻-电感-电容传感器的谐振频率的测量变化,并基于该测量变化来修改驱动频率。根据本公开的这些和其他实施例,方法可以包括:在包括电阻-电感-电容传感器和被配置为以驱动频率驱动电阻-电感-电容传感器的驱动器的系统中,确定电阻-电感-电容传感器的谐振频率的测量变化,并基于该测量变化来修改驱动频率。根据本文包括的附图、描述和权利要求,本公开的技术优点对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。实施例的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的要素、特征和组合来实现和达到。应当理解,前面的一般描述和下面的详细描述都是示例和解释性的,并且不限制本公开中阐述的权利要求。附图说明通过参考以下结合附图的描述,可以获得对本专利技术实施例及其优点的更完整的理解,其中相同的附图标记指示相同的特征,并且在附图中:图1示出了根据本公开的实施例的示例移动装置的所选部件的框图;图2示出了根据本公开的实施例的与电感线圈隔开一定距离的机械构件;图3示出了根据本公开的实施例的可以在电感感测系统中使用的机械构件和电感线圈的模型的所选部件;图4A至图4C中的每个示出了根据本公开的实施例的示例谐振相位感测系统的所选部件的图示;图5示出了根据本公开实施例的示例谐振相位感测系统的所选部件的图示,该示例谐振相位感测系统实现了多个电阻-电感-电容传感器的时分多路复用处理;图6示出了根据本公开的实施例的电阻-电感-电容传感器的相位对驱动频率的示例曲线图;图7示出了根据本公开的实施例的谐振相位感测系统的示例控制电路的所选部件的框图;以及图8示出了根据本公开的实施例的用于使谐振传感器的传感器频率自动定心的示例方法的流程图。具体实施方式图1示出了根据本公开的实施例的示例移动装置102的所选部件的框图。如图1所示,移动装置102可以包括外壳101、控制器103、存储器104、机械构件105、麦克风106、线性谐振致动器107、无线电发射器/接收器108、扬声器110和谐振相位感测系统112。外壳101可以包括任何合适的壳体、包装壳或用于容纳移动装置102的各种部件的其他外壳。外壳101可以由塑料、金属和/或任何其他合适的材料构造。另外,外壳101可以适应(例如,被设计大小和形状),使得移动装置102容易地在移动装置102的用户人身上携带。因此,移动装置102可以包括但不限于智能电话、平板计算装置、手持计算装置、个人数字助理、笔记本计算机、视频游戏控制器或任何其他易于在移动装置102的用户人身上携带的装置。控制器103可以容纳在外壳101内,并且可以包括被配置为解释和/或执行程序指令和/或处理数据的任何系统、装置或设备,并且可以包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或被配置为解释和/或执行程序指令和/或处理数据的任何其他数字或模拟电路系统。在一些实施例中,控制器103可以解释和/或执行程序指令,和/或处理存储在存储器104和/或控制器103可访问的其他计算机可读介质中的数据。存储器104可以被容纳在外壳101内,可以通信地耦合到控制器103,并且可以包括被配置为在一段时间内保留程序指令和/或数据的任何系统、装置或设备(例如,计算机可读介质)。存储器104可以包括随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、国际个人计算机存储卡协会(PCMCIA)卡、闪存、磁存储装置、光电存储装置或易失性或非易失性存储器(其在关闭移动装置102的电源之后保留数据)的任何合适的选择和/或阵列。麦克风106可以至少部分地容纳在外壳101中,可以通信地耦合到控制器103,并且可以包括被配置为将入射在麦克风106处的声音转换成可以由控制器103处理的电信号的任何系统、装置或设备,其中使用具有基于在隔膜或膜片处接收到的声音振动而变化的电容的隔膜或膜片,将此种声音转换为电信号。麦克风106可以包括静电麦克风、电容式麦克风、驻极体麦克风、微机电系统(MEM)麦克风或任何其他合适的电容性麦克风。无线电发射器/接收器108可以被容纳在外壳101内,可以通信地耦合到控制器103,并且可以包括被配置为借助于天线来生成和发射射频信号以及接收射频信号并将由此类接收信号携带的信息转换成控制器103可用的形式的任何系统、装置和设备。无线电发射器/接收器108可以被配置为发射和/或接收各种类型的射频信号,包括但不限于蜂窝通信(例如,2G、3G、4G、LTE等)、短程无线通信(例如蓝牙)、商业无线电信号、电视信号、卫星无线电信号(例如GPS)、无线保真等。扬声器110可以至少部分地容纳在外壳101内或者可以在外壳101外部,可以通信地耦合到控本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种系统,包括:/n电阻-电感-电容传感器;/n被配置为以驱动频率驱动所述电阻-电感-电容传感器的驱动器;以及/n通信地耦合到所述电阻-电感-电容传感器的测量电路,所述测量电路被配置为:/n确定所述电阻-电感-电容传感器的谐振频率的测量变化;以及/n基于所述测量变化来修改驱动频率。/n

【技术特征摘要】
20190403 US 62/828566;20191011 US 16/6002551.一种系统,包括:
电阻-电感-电容传感器;
被配置为以驱动频率驱动所述电阻-电感-电容传感器的驱动器;以及
通信地耦合到所述电阻-电感-电容传感器的测量电路,所述测量电路被配置为:
确定所述电阻-电感-电容传感器的谐振频率的测量变化;以及
基于所述测量变化来修改驱动频率。


2.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路还被配置为:
测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和与所述电阻-电感-电容传感器相关联的幅度信息中的至少一个;以及
基于与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和与所述电阻-电感-电容传感器相关联的幅度信息中的至少一个,确定所述电阻-电感-电容传感器的所述谐振频率的所述测量变化。


3.根据权利要求2所述的系统,其中所述测量电路还被配置为:
测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和与所述电阻-电感-电容传感器相关联的幅度信息中的至少一个;以及
当与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和与所述电阻-电感-电容传感器相关联的幅度信息中的至少一个的变化超过阈值时,修改所述驱动频率。


4.根据权利要求3所述的系统,其中所述阈值基于所述电阻-电感-电容传感器的品质因子。


5.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路还被配置为当所述测量变化超过阈值时,修改所述驱动频率。


6.根据权利要求5所述的系统,其中所述阈值基于所述电阻-电感-电容传感器的品质因子。


7.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路还包括品质因子估计器,其被配置为估计所述电阻-电感-电容传感器的品质因子。


8.根据权利要求7所述的系统,其中所述品质因子估计器被配置为基于与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和与所述电阻-电感-电容传感器相关联的幅度信息中的至少一个来估计所述品质因子。


9.根据权利要求7所述的系统,其中所述测量电路还被配置为基于所述品质因子修改所述驱动频率。


10.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路被配置为通过以下方式修改所述驱动频率:
确定与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息的变化;以及
基于所述电阻-电感-电容传感器的所述相位信息和相位对频率曲线的斜率,通过频率变化来调节所述驱动频率。


11.根据权利要求10所述的系统,其中所述测量电路被配置为计算所述频率变化等于所述相位信息的变化除以所述斜率。


12.根据权利要求11所述的系统,其中:
所述测量电路还包括品质因子估计器,其被配置为估计所述电阻-电感-电容传感器的品质因子;以及
所述测量电路被配置为基于所述品质因子计算所述斜率。


13.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路被配置为修改所述驱动频率以匹配所述电阻-电感-电容传感器的谐振频率。


14.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路被配置为验证对所述驱动频率的修改引起所述驱动频率与所述电阻-电感-电容传感器的谐振频率匹配。


15.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路被配置为修改所述驱动频率,使得所述系统在所述电阻-电感-电容传感器的相位对频率曲线的线性区域中操作。


16.根据权利要求1所述的系统,其中所述测量电路被配置为:
在修改所述驱动频率后的一个测量周期内,对所述电阻-电感-电容传感器的相位信息进行消隐测量;以及
确保由所述驱动频率的所述修改引起的所述相位信息变化不会传送到下游处理。
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【专利技术属性】
技术研发人员:思德哈斯·马路瓦蒂姆·康拉德马修·比尔兹沃斯塔甲斯维·德斯
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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