觸覺反饋技術(shù)：逼真震動體驗的改革者

我們已經(jīng)介紹了觸覺傳動器的新舊兩派，但仍然還有另一種傳動器我們沒有涉及。這種傳動器并非為馬達型，它擁有驚人的響應(yīng)時間，很高的能效，并擁有比 ERM 和 LRA 都要小得多的體積。這款理想的新型器件被稱為壓電傳動器。

壓電傳動器
準確地說，壓電技術(shù)并非尖端技術(shù)，因為已經(jīng)存在了幾十年的時間，基本上都由一個軟片（震動-電壓轉(zhuǎn)換器）組成。以前，此技術(shù)被用于許多能量采集應(yīng)用和驅(qū)動揚聲器中，但現(xiàn)在，它將帶來最為復(fù)雜、精細的觸覺反饋體驗。全新的應(yīng)用把這種成熟的技術(shù)引入了一個新的領(lǐng)域。標準壓電傳動器技術(shù)使用一個很薄的長條或者一個圓盤，讓它們彎曲然后再反彈回去，通過在兩端施加電壓形成震動（圖 3）。使用薄長條的一種方法是將壓電長條端安裝至觸摸屏，然后再將長條的中心連接至設(shè)備殼。之后，把觸摸屏裝到一個外殼中，這樣長條便可以“浮動”，從而讓人們可以明顯地感覺到屏幕的壓電震動。這種體驗被稱作“局部觸覺”。您仍然可以感覺到設(shè)備本身的某些震動，但大部分卻來自于屏幕。如果不需要屏幕局部震動，則可以使用另一種被稱為落入式 (drop-in) 模塊的拓撲結(jié)構(gòu)。它與壓電傳動器類似，但功能性更低一些：震動精密水平不如局部壓電觸覺高，但可以大大降低設(shè)計的復(fù)雜性。

圖 3 壓電觸覺傳動器通常使用一個薄長條或者平面圓盤，施加電壓時形成震動

壓電型觸覺技術(shù)沒有任何頻率或者振幅限制，設(shè)計人員可以達到比使用 LRA 和 ERM 所達不到的波形。盡管您無法感受到按下機械按鍵時獲得的精確觸覺反饋，但利用壓電型觸覺技術(shù)以后會讓兩者之間的感受非常接近。在某個設(shè)計中嵌入多個壓電模塊后，可產(chǎn)生高精度的觸覺反饋體驗，它可以讓觸摸屏的局部而非全部區(qū)域產(chǎn)生震動。在電容式觸摸驅(qū)動應(yīng)用中，每個觸摸點（手指）都可以感受到其獨有的波響應(yīng)，而非整個屏幕都震動。

壓電型傳動器的一個缺點是，大多數(shù)系統(tǒng)都要求約 100-200 伏峰值到峰值 (Vp-p) 電壓來驅(qū)動整個器件。多層壓電傳動器可以將該系統(tǒng)電壓降低至50 Vp-p，但這種多層壓電傳動器價格昂貴。圖 4 從速度和響應(yīng)時間的角度描述了這種傳動器的特點。ERM 和 LRA 的響應(yīng)時間范圍為 30 到 60 毫秒，而壓電傳動器的響應(yīng)時間一般小于 2 毫秒！這種屬性，讓它們擁有比 ERM 和 LRA 高得多的功效。利用壓電技術(shù)，您可以獲得更高的速度，更快速地獲得理想震動波形，更快地回到靜止狀態(tài)，并且消耗的能量也更少。

圖 4 相比 ERM 和 LRA 技術(shù)，壓電觸覺技術(shù)擁有極短的啟動時間

同這些傳動器一樣很“酷”的是，在種類繁多的器件中僅只有一種組件適合于傳動器。這種傳動器之所以“偉大”，離不開許多其他產(chǎn)品的支持。給傳動器最大支持的一個組件便是物理驅(qū)動器。市場上有許多這種物理驅(qū)動器，但只有少數(shù)是專為壓電傳動器驅(qū)動而設(shè)計的。

TI 的 DRV8662 是一款具有集成增壓轉(zhuǎn)換器的 200-Vp-p 壓電觸覺驅(qū)動器。這種壓電驅(qū)動器擁有 1.5ms 的快速啟動時間，具備多種功能，可用于任何高端壓電觸覺系統(tǒng)設(shè)計。輸入電壓可以為單端或者差分，并可以使用 3.0-5.5V 電源。由于集成了電源開關(guān)和二極管，不再需要變壓器。因此，在使用小型封裝時，上述規(guī)格意味著您可以使用更小的電路板空間，總系統(tǒng)成本更低。壓電觸覺反饋技術(shù)是今天觸感解決方案的游戲規(guī)則改變者，它可以幫助客戶獲得最逼真、最意想不到的用戶體驗。