【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及与电磁致动器(诸如线性谐振致动器或触觉换能器)相关联的参数的系统内检测。
技术介绍
1、振动触觉换能器，例如线性谐振致动器(lra)，被广泛用于诸如移动电话的便携式设备中，以向用户生成振动反馈。各种形式的振动触觉反馈对用户的皮肤产生不同的触感，并且可以在现代设备的人机交互中发挥越来越大的作用。
2、lra可以被建模为质量弹簧机电振动系统。当用适当设计或控制的驱动信号驱动时，lra可以生成某些期望形式的振动。例如，用户手指上清晰且明显的振动模式可以被用于产生模仿机械按钮点击的感觉。然后，这种明显的振动可以用作虚拟开关来代替机械按钮。
3、图1示出了设备100中的振动触觉系统的示例。设备100可以包括控制器101，其被配置为控制施加到放大器102的信号。放大器102然后可以基于该信号来驱动触觉换能器103。控制器101可以由触发器触发以输出到信号。触发器可以例如包括设备100的屏幕或虚拟按钮上的压力传感器或力传感器。
4、在各种形式的振动触觉反馈中，持续时间的音调振动可以在向设备的用户通知某些预定义事件(诸如来电或消息、紧急警报和定时器警告等)方面发挥重要作用。为了有效地生成音调振动通知，可能期望以其谐振频率操作触觉致动器。
5、触觉换能器的谐振频率f0可以被近似地估计为：
6、
7、其中，c是弹簧系统的柔量，并且m是等效移动质量，其可以基于触觉换能器中的实际移动部分和持有触觉换能器的便携式设备的质量来确定。
8、由于单个触觉换能器的
9、图2a示出了被建模为包括质量弹簧系统201的线性系统的线性谐振致动器(lra)的示例。lra是非线性部件，根据例如施加的电压电平、操作温度和操作频率，其行为可能不同。然而，在某些条件下，这些部件可以被建模为线性部件。
10、图2b示出了lra建模为线性系统的示例，包括lra的质量弹簧系统201的电气等效模型。在该示例中，lra被建模为具有电气和机械元件的三阶系统。特别地，re和le分别是线圈-磁体系统的dc电阻和线圈电感；以及bl是线圈的磁力因子。驱动放大器输出具有输出阻抗ro的电压波形v(t)。可以在触觉换能器的端子两端感测端子电压vt(t)。质量弹簧系统201以速度u(t)移动。
11、诸如lra的电磁负载可以通过其阻抗zlra来表征，如线圈阻抗zcoil和机械阻抗zmech之和所示：
12、zlra＝zcoil+ zmech (2)
13、线圈阻抗zcoil继而可以包括与电感le串联的直流(dc)电阻re：
14、zcoil＝re+s*le (3)
15、机械阻抗zmech可以由三个参数来定义，这三个参数包括：谐振处的电阻res，其表示代表触觉换能器的质量弹簧系统的机械摩擦的电阻，电容cmes，其表示代表触觉换能器的质量弹簧系统的等效移动质量m的电容，以及电感lces，其代表触觉换能器的质量弹簧系统的柔量c。总机械阻抗的电气等效是res、cmes、lces的并联连接。这种并联连接的拉普拉斯变换被描述为：
16、
17、触觉换能器的谐振频率f0可以被表示为：
18、
19、lra的质量因子q可以被表示为：
20、
21、参考公式(6)，该表达式涉及描述电阻re和res的并联连接的子表达式(即，)，而在图2b中，这些电阻被示为串联连接，这似乎并不直观。然而，这可能是这样的情况，其中驱动电压ve正在振荡，但随后突然关断并变为零。图2b中所示的电压放大器可以被认为具有低源阻抗，理想情况下为零源阻抗。在这些条件下，当驱动电压ve变为零时，电压放大器实际上从电路中消失。此时，图2b中电阻re的最顶部端子和电阻res的最底部端子接地，并且因此电阻re和res实际上被并联连接，如公式(6)所反映的。
22、电磁换能器，诸如lra或微型扬声器，可能响应时间较慢。图3是lra的示例响应的图，描绘了lra的示例驱动信号、通过lra的电流和lra的反电动势(反emf)，其中这种反emf可以与换能器的移动元件(例如，线圈或磁体)的速度成比例。如图3所示，当能量转移到lra时，反emf的上升时间可能较慢，并且当存储在lra中的机械能被释放时，在驱动信号结束之后，反emf的一些“振铃”可能发生。在触觉lra情境下，这种行为特征可能会导致“糊状(mushy)”的点击或脉冲感，而不是“清脆”的触觉响应。因此，可能希望lra改为具有类似于图4所示的响应，其中在驱动信号已经结束之后存在最小的振铃，并且可以在触觉情境中提供更“清脆”的触觉响应。因此，可能希望对驱动信号进行处理，使得当将处理后的驱动信号施加到换能器时，换能器的速度或反emf更接近图4的速度或反emf。注意，通过将图4包括在
技术介绍
部分中，申请人并不旨在承认图4的优化波形为现有技术。
23、为了优化lra或其他致动器的性能以生成更期望的响应，换能器驱动系统可能需要为给定的致动器模型应用优化的调谐参数，这在传统上可能要求实施昂贵的工厂校准程序。因此，可能希望通过在系统通电期间或在致动器使用期间无缝地执行致动器参数测量来减少工厂校准，而不影响用户体验。
24、人类触觉系统对100-400hz范围内的频率特别敏感。因此，lra通常被设计为具有150hz-250hz范围内的谐振频率。在大多数情况下，这种谐振特性意味着相对较大的加速度上升时间。此外，在lra的质量被设置为运动之后，减小输入电压的幅度可能不会瞬间减小质量的运动幅度。相反，质量的运动会慢慢衰减。通过使用优化的调谐参数，lra算法可以实现跨多个lra样本的一致加速，减少上升/制动时间，和/或增强终端用户的触觉效果体验。
技术实现思路
1、根据本公开的教导，可以减少或消除与确定与电磁致动器有关的参数相关联的缺点和问题。
2、根据本公开的实施例，一种用于原位和实时地估计致动器的致动器参数的方法，可以包括：在设备的实时操作期间，用包括致动器的设备的用户不可感知的测试信号来驱动致动器，测量与致动器相关联并且由测试信号引起的电压和电流，基于电压和电流确定致动器的一个或多个参数，基于一个或多个参数确定致动器的致动器类型，以及基于致动器类型控制到致动器的回放信号。
3、根据本公开的实施例，一种用于原位和实时地估计致动器的致动器参数的系统，可以包括：测试信号发生器，其被配置为生成包括致动器的设备的用户不可感知的测试信号，以便在设备的实时操作期间驱动致动器；以及测量子系统，其被配置为测量与致动器相关联并且由测试信号引起的电压和电流，基于电压和电流确定致动器的一个或多个参数，基于一个或多个参数确定致动器的致动器类型，以及基于致动器类型控制到致动器的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于原位和实时地估计致动器的致动器参数的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括所述致动器的机械阻抗参数。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括所述致动器的电阻抗参数。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述测试信号具有不可感知的持续时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述不可感知的持续时间少于大约5毫秒。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述测试信号具有不可感知的幅度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述不可感知的幅度在大约170毫伏和大约130毫伏之间。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述测试信号具有通常不由所述致动器的最终应用用来激励所述致动器的频率范围。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，测量所述电流包括测量与所述致动器串联的感测电阻器的端子两端的感测电压。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括以多种模式操作
11.一种用于原位和实时地估计致动器的致动器参数的系统，所述系统包括：
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个参数包括所述致动器的机械阻抗参数。
13.根据权利要求11-13中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个参数包括所述致动器的电阻抗参数。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的系统，其中，所述测试信号具有不可感知的持续时间。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述不可感知的持续时间少于大约5毫秒。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的系统，其中，所述测试信号具有不可感知的幅度。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述不可感知的幅度在大约170毫伏和大约130毫伏之间。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的系统，其中，所述测试信号具有通常不由所述致动器的最终应用用来激励所述致动器的频率范围。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的系统，其中，测量所述电流包括测量与所述致动器串联的感测电阻器的端子两端的感测电压。
20.根据权利要求19所述的系统，测量系统还被配置为以多种模式操作所述设备，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于原位和实时地估计致动器的致动器参数的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括所述致动器的机械阻抗参数。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括所述致动器的电阻抗参数。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述测试信号具有不可感知的持续时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述不可感知的持续时间少于大约5毫秒。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述测试信号具有不可感知的幅度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述不可感知的幅度在大约170毫伏和大约130毫伏之间。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述测试信号具有通常不由所述致动器的最终应用用来激励所述致动器的频率范围。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，测量所述电流包括测量与所述致动器串联的感测电阻器的端子两端的感测电压。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括以多种模式操作所述设备，所述多种模式包括：
11.一种用于原...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·L·雷纳加，马尔科·A·扬科，伊曼纽尔·A·马查斯，约翰·L·梅兰森，
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：
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