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Application Report ZHCA603 – April 2014 触觉震动反馈技术的功耗分析 Flora Wang Shenzhen OEM Team 摘 要 目前，很多产品都需要和用户进行交互，不仅是用户的输入控制，更多的时候需要产品给 用户反馈信息。长期以来，电子产品的主要语言是声和光。随着人类对触觉学的研究，触 觉反馈逐渐成为电子产品和人类沟通的第三种语言。触觉反馈应用于消费类电子产品中时， 用户非常关注它功耗。DRV260X 系列和DRV2667 是德州仪器推出的线性马达/转子马达驱 动器和压电陶瓷马达驱动器，能够显著的改善用户体验，并且减少震动马达的功耗。本文 主要介绍了三种常见的触觉震动马达，详细的描述了如何测量触觉震动反馈技术的功耗， 并对这三种触觉震动马达的区别进行了比较和分析。 1 触觉震动反馈技术概述2 1.1 转子马达触觉震动器 2 1.2 线性马达触觉震动器 3 1.3 压电陶瓷触觉震动器 4 2 如何测量触觉反馈技术的功耗5 2.1 电流观测比较法 5 2.2 功率消耗比较法 6 2.3 mA/g 比较法 7 3 ERM，LRA，Piezo 马达的功率消耗对比8 4 DRV260x 的功耗优势9 附录A 更多震动反馈器功耗数据12 附录B 实验测试平台13 附录C 手机应用场景功耗计算14 图例 图1. 三种触觉震动器 2 图2. 线性马达震动强度随频率偏移特性 3 ZHCA603 图3. Click 触觉震动效果电流观测比较法 5 图4. Buzz 触觉震动效果功耗测试 7 图5. Piezo LRA ERM 功耗对比 8 图6. 自动频率追踪技术开/关下的Buzz 波形 10 图7. 起动速度对比 10 图8. 停止速度对比 11 表格 表1. 三种触觉震动器的比较 4 表2. Click 触觉震动效果消耗的电流大小 6 表3. Click 触觉震动效果的功率消耗 6 表4. Buzz 触觉震动效果下的能量消耗 7 表5. 三种马达的功率消耗对比 8 表6. 情景应用举例 9 表7. 自动频率追踪开/关的功耗对比 10 1 触觉震动反馈技术概述 触觉震动反馈技术通过触觉震动马达的震动模拟事件，物体表面和人类的触觉感受，丰富 人类的生活。改变触觉震动器的驱动电压，频率，驱动时间，驱动方向，人们就能感受到 不同的触觉效果。目前，常见的触觉震动器有三种，转子马达（ERM ），线性马达（LRA） 和陶瓷马达（Piezo）。 Eccentric Rotating Linear Resonant Piezo Mass (ERM) Actuator (LRA) 图1. 三种触觉震动器 1.1 转子马达触觉震动器 转子马达触觉震动器的工作原理类似于直流电机。在转子马达的中央有一个偏心转子，偏 心转子的旋转引起了触觉震动器的震动。当转子马达旋转时，偏心转子会产生一个离向心 力，这种离向心力引起马达发生微小的位移。人们感受到的这种震动反馈就称为触觉反馈。 2