[发明专利]压电换能器的高分辨率感测

说明书

在用于压电换能器的驱动器中，当转换器电路和感测电路是同一电路时，由于功率设备的互连引起的多个寄生效应，在感测精度上存在许多限制。这些限制可能会限制感测在许多应用中的可行性，特别是精确地确定何时完全去除压电换能器上的力。在感测电路中提供附加开关，该感测电路被配置为每当感测电压达到阈值电压时，就使压电换能器上的感测电压重复归零，从而产生介于零与阈值电压之间的多个电压段。因此，控制器然后可以被配置为通过添加多个电压段来产生压电转换器上的感测电压的数字重构。

技术领域

本发明涉及一种用于压电换能器或电活性换能器的驱动器电路，并且特别地涉及一种具有用于压电换能器的高分辨率感测的驱动器电路。

背景技术

在使用压电效应的常规触觉反馈系统中，驱动器电路向压电换能器施加高压信号，并且响应于所施加的高压信号，压电换能器产生足以使用户产生触觉感的机械运动。另外，当用户向压电换能器施加力时，感测电路产生感测电压信号，这使得压电换能器能够用作开关。

当驱动器电路和感测电路是同一电路时，由于功率设备的互连引起的多个寄生效应，在感测的精度上存在许多限制。这些限制可能会限制感测在许多应用中的可行性。

本发明的目的是，通过为诸如压电换能器之类的任何电活性换能器提供更高分辨率感测的驱动器电路来克服现有技术的缺点。

发明内容

相应地，本发明涉及一种对具有压电驱动器电路的压电换能器进行操作的方法，该压电驱动器电路包括具有第一寄生传导路径的第一开关，该方法包括：

对由施加到第一压电换能器的第一力产生的第一感测电压进行重复感测；

每当第一感测电压接近第一寄生传导路径的第一触发电平时，对第一感测电压进行放电，从而产生多个第一电压段；以及

根据多个第一段电压确定第一压电换能器上的第一总感测电压。

本发明的另一方面涉及一种用于对第一压电换能器进行操作的装置，该装置被配置为耦合至提供输入电压的电压源，并且被配置为在第一压电换能器上传输驱动电压，该装置包括：

驱动器电路，其包括包含第一寄生传导路径的第一驱动器电路开关，该第一驱动器电路开关被配置为连接至第一压电换能器，该驱动器电路被配置为接收输入电压并且传输驱动电压以在第一压电换能器上产生力或位移响应；

感测电路，其被配置为对由施加到第一压电换能器的第一力产生的第一感测电压进行感测，所述感测电路包括第一感测开关；以及

控制器，其被配置为控制第一驱动器开关和第一感测开关，从而每当第一感测电压接近第一寄生传导路径的第一触发电平时，就对第一感测电压进行放电，进而产生多个第一段电压，并且该控制器被配置为根据多个第一段电压确定第一压电换能器上的第一总感测电压。

附图说明

将参考表示本发明优选实施方式的随附附图更详细地描述本发明，其中：

图1是根据本公开的实施方式的压电换能器系统的示意图；

图2A和图2B是根据本公开的实施方式的压电换能器驱动器电路的示意图；

图3是根据本发明的实施方式的压电换能器系统的示意图；

图4是图3的压电换能器系统在不执行感测/驱动算法的情况下的输出电压对时间的曲线图；

图5是图1或图3的压电换能器系统在运行感测/驱动算法时的输出电压对时间的曲线图；

图6是用于控制压电换能器的算法的流程图；

图7是根据本公开的另一实施方式的多通道压电换能器系统的示意图；

图8是用于常规多通道压电换能器系统的压电感测电压的电压对时间的曲线图；以及