线性谐振传动器是怎样工作的

线性谐振传动器（LRA）它是一种振动电机，在单轴上产生振动力。与DC偏心旋转质量（ERM）不同于电机，线性谐振传动器BQ4016YMC-70依靠交流电压驱动与弹簧连接的移动质量块的音圈。当音圈在弹簧的共振频率下驱动时，整个传动器以可感知的力振动。线性谐振传动器的频率和振幅虽然可以通过改变交流输入来调节，但传动器必须在谐振频率下驱动，以产生有意义的大电流力。

当振动产生并按压移动质量块时，音圈在装置内部保持静止。与弹簧向上和向下驱动磁体相比，LRA作为一个整体移位，产生振动。基本机制类似于扬声器产生声音。在扬声器中，空气通过锥体通过不同的频率位移，通过将交流电频率和振幅转换为振动频率和振幅。在内部，扬声器通过交流电移动磁铁质量块快速变化来完成任务。LRA在特定频率范围内的触觉应用，不同于可以任意频率驱动的扬声器。

该装置除了将音圈产生的力直接传递到皮肤外，还利用弹簧的共振频率优化功耗。如果音圈在弹簧的共振频率下推动磁铁质量块与弹簧相连，该装置可以更有效地产生更高振幅的振动。由于音圈由交流电驱动，可以独立修改频率和振幅，以建模预期振动的频率和振幅。与ERM电机不同，ERM电机与产生振动的两种性质耦合在一起。

虽然频率可以改变，但LRA通常会在狭窄的频率范围内操作，以优化其功耗——如果装置在弹簧谐振频率下驱动，产生相同幅度的振动会消耗更少的功率。无论如何，这种改进本身提供了优于ERM电机的独特优势:具有固定频率的LRA中可以再现随时间变化强度的精确波形，ERM电机中变化强度的波形也会产生变化的振动频率。

LRA的典型启动时间约为10ms，是ERM电机产生振动所需时间的一小部分。当电流施加到装置内的音圈中时，磁铁质量块会立即移动，产生这种不可思议的速度。在ERM电机中，振动只能在电机达到运行速度后才能产生——即使在过度驱动电机产生更快的加速度时，电机也可能需要20-50ms才能达到预期的振动强度。不幸的是，LRA的停止时间明显长于ERM电机。LRA可能需要300m信号才能停止，因为它在运行过程中继续存储存弹簧的动能力。

很多现代手机使用LRA而不是其他类型的振动电机，这样可以产生更广泛的振动触觉效果，功率更小。其他消费电子产品，如视频游戏控制器，也使用线性谐振传动器为触摸板提供触觉反馈。

该分线板适用于使用LRA设备的模拟原型。上述分线板可以很容易地与任何电子原型平台集成。你也可以在网上找到分线板的其他变体。

现成芯片可以简化一些应用程序的开发过程。如TIDRV2605和DRV2605触觉驱动器，可以驱动LRA和ERM电机。当我们设计Moment时，可穿戴设备具有丰富的触觉反馈，我们在四个线性谐振传动器中使用DRV2605提供沉浸式触觉效果

Moment旋转使用精确定位时的触觉效果来产生在皮肤上的运动感觉。例如，内置的触觉指南针可以让用户感受到北方的真实位置，从而创建信息的触觉表达。Moment还配备了计时器，将时间的流逝转化为在用户手腕上移动的感觉，提高他们对不同任务需要多长时间的意识。DRV2605使我们能够在不担心LRA复杂性的情况下，快速设计设备，开发这些独特的应用程序。

因为DRV2605简化了以正确的谐振频率驱动LRA的过程，所以我们可以更快地迭代硬件设计的其它部分。另外，DRV2605通过其I2C接口实现为具有微控制器的电路非常简单，而且占用空间小，除了驱动芯片外，只需要去耦电容器。选择LRA进行您的设计也有助于提高精度和使用寿命。

虽然在定制设计中似乎很难实现线性谐振传动，但TIDRV2605等触觉驱动芯片可以简化工艺，提高性能，降低整体功耗。

TI驱动器旨在通过消除不必要的功能和软件控制来驱动触觉传动器，从而简化设计过程。改进性能和简化设计涉及几个功能。例如，自动闭环反馈改善了ERM和LRA的响应。对每个传动器的闭环反馈系数进行自动校准检测和配置，并对LRA的谐振频率进行自谐振检测。

LRA可以提供更好的整体触觉体验，因为LRA可以根据用户的需求进行定制。LRA仍在不断发展，努力降低功耗和电路板占用面积，同时产生更加敏感和强大的触觉效果。

因为我们更依赖于电子用户界面，所以我们需要触觉反馈来帮助我们理解系统在做什么。触觉技术不仅使我们获得更令人满意的体验，而且有助于改善控制，扩展功能，提高系统用户的安全性，同时帮助制造商区别化他们的产品。

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