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　　压电模型

　　压电体中运转的电机系统可以用主介质电容CP并联由LRC组成的串联网络来模拟（图4）。达到谐振频率之前，阻抗会像电容一样随频率上升而下降。所以，当压电体工作在远低于谐振频率时，可以仅用一个电容CP来模拟。

图4.压电体阻抗与频率

　　压电体可以工作在谐振频率，以满足自激振荡在固定频率的需求，例如超声振荡器。然而，用于触觉反馈的压电驱动器通常工作在远远低于谐振频率的位置。

　　对于音频应用，效率是最关心的问题，触觉反馈则与之不同，触觉反馈的关键问题不是效率，而是人的触感。超过几百兆赫兹的振动不但不能提供很好的触觉反馈，反而消耗不必要的功率。周期超过几毫秒的振动可以产生较强触感，但也会产生不希望听到的喀哒声。

　　图5展示了一个典型的触感波形图，波形模拟了对一个机械按键按压和释放的感觉。波形的上升沿，P0到P1，反映了按压的触觉响应；下降沿，P2到P3，反映了释放的触觉响应。从P1到P2的时间是用户按住机械按键的持续时间，由用户决定。

图5.一个典型触觉反馈的波形示例

　　当构建一个基于压电体的触觉反馈系统时，首先需要决定的是使用单层还是多层压电驱动器（图6）。表1总结了两种压电类型的对比。

表1.单层和多层压电驱动器的优势对比

图6. 左图为100VP-P单层压电片 （SLD） ；右上图为 120VP-P多层压电条（MLS）； 右下图为 30VP-P多层压电条（MLS）

　　方案选择

　　单层还是多层结构？

　　表1提供的信息建议使用单层压电驱动器。单层片供货量大而且已经量产，投入生产的多层压电体则相对较少。另外，单层压电体成本低很多，这在使用多个压电体的方案中十分重要。例如，市场上的很多手机在屏幕后面都安装了多个单层压电片，这种情况下使用多层压电体成本就要高很多。

　　分立方案还是单芯片方案？

　　基于压电体的触觉反馈方案的缺点之一是复杂度比较高，典型的压电体解决方案采用分立元件实现整个触觉反馈系统，额外的分立元件包括一个微控制器、反激boost或集成电荷泵、反激变压器或电感，以及各种电阻、电容、二极管和晶体管。而基于直流马达的触觉反馈方案需要很少甚至不需要外部元件。

　　单芯片触觉反馈方案，如 MAX11835相比于传统分立设计有很多优势：较小的印制电路板尺寸、较低功耗、精简的材料清单（BOM）以及简单的软件支持。考虑到压电体尺寸也很小， MAX11835对于手持设备是极具吸引力的解决方案。

　　图7 展示了单芯片高压触觉反馈驱动控制器的框图：

图7. 使用压电驱动器的触觉反馈方案框图

关键词： 响应 解决方案 触觉 马达 压电 基于