[发明专利]一种线性谐振马达谐振频率检测方法及系统

说明书

本发明实施例提供了一种线性谐振马达谐振频率检测方法及系统，在驱动波形关闭期间，以较高采样率(48KHz)同时对LRA的BEMF信号的峰值和过零时间进行采集。采用对过零点时间间隔加权平均的计算方法，以峰值或峰峰差值作为过零信号时间间隔采集序列的权重，进行加权平均，减小了低信噪比下BEMF过零时间间隔的权重，可以有效改善低信噪比下BEMF检测电路噪声对过零点抖动的影响，从而提高了线性谐振马达谐振频率检测精度。另外，自由震荡频率的计算考虑了阻尼系数的影响，在马达阻尼系数未知的条件下，通过对采集数据进行迭代运算，同时计算出马达的阻尼系数和自由震荡频率，达到了比现有技术更高的谐振马达谐振频率检测精度。

技术领域

本发明实施例涉及线性谐振马达谐振频率检测技术领域，具体涉及一种线性谐振马达谐振频率检测方法及系统。

背景技术

线性谐振马达(Linear resonant actuator，LRA)通常用于在便携终端上提供触觉反馈效果。LRA包括弹簧、线圈和振子等构成部件。由LRA驱动芯片提供驱动。驱动芯片在线圈上施加励磁电流，产生磁场，推动带有磁性的振子往某个方向移动。当励磁电流方向发生改变时，磁场和推动力也发生改变。因此，若在驱动芯片在线圈上施加周期电压信号，其产生的周期励磁电流，就会推动振子发生往返振动，达到触觉反馈的效果。由于LRA的谐振特性，振子震动的幅度随驱动信号频率呈现带通特性，当驱动信号频率处于振子的固有频率(F0)时，振子震动的幅度达到最高，震动效率最佳。

在现有LRA谐振频率检测中，驱动芯片在提供驱动电压波形中间关闭驱动信号，使LRA振子自由震荡若干个周期，利用采集电路采集振子自有震荡时产生的感生电动势波形(Back electromagnetic flux，BEMF)。感生电动势波形是一阻尼震荡波形，通过对感生电动势波形的过零点间隔求平均，取倒数后计算出LRA的阻尼震荡频率。

现有技术通过在驱动电压波形关闭时，检测BEMF波形的过零点，对过零点间隔求平均后计算出LRA的阻尼震荡频率。此方案有以下缺点：

(1)对BEMF检测电路精度有较高要求，由于BEMF波形为一阻尼震荡波形，随着周期数增加，BEMF幅值会逐渐衰减至噪声门限以下，低信噪比下过零点检测会受噪声干扰而产生抖动，即使被平均几次，依然较难保证精度；

(2)二阶线性谐振系统的阻尼震荡频率与自由震荡频率之间存在的误差，ξ为马达阻尼系数，需要额外测出阻尼系数并进行校准才能得到自由振荡频率。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种线性谐振马达谐振频率检测方法及系统，以解决现有技术中的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，本申请实施例提供了一种线性谐振马达谐振频率检测方法，所述方法包括：

通过驱动电路以预设频率播放若干个周期的波形，随后关闭所述驱动电路；

采集线性谐振马达两端电压波形，得到振子自由震荡时产生的感生电动势波形；

从所述感生电动势波形中检测出峰值信号采集序列w[n]和过零信号时间间隔采集序列Δt[n]，其中，n为采样周期序号；

利用所述峰值信号采集序列w[n]对所述过零信号时间间隔采集序列Δt[n]进行加权平均计算，得到加权平均过零时间

利用所述加权平均过零时间峰值信号采集序列w[n]和过零信号时间间隔采集序列Δt[n]对自由震荡频率f_n[k]和自由震荡阻尼系数ξ[k]进行迭代运算，得到最终输出的线性谐振马达谐振频率。

进一步地，利用所述加权平均过零时间峰值信号采集序列w[n]和过零信号时间间隔采集序列Δt[n]对自由震荡频率f_n[k]和自由震荡阻尼系数ξ[k]进行迭代运算，包括：