触觉功能嵌入在智能手机和游戏控制器中，其用途正在扩展到机器人控件，汽车控制台等。物理执行器及其驱动器是关键的硬件元素。
本文的第1部分介绍了用于触觉功能的执行器中国机械网okmao.com。这一部分着眼于触觉硬件的同等重要的部分：执行器驱动器，为执行器提供所需的电压，电流和动力。
LRA和ERM驱动程序
尽管LRA和ERM执行器在构造和操作上存在根本差异，但它们的驱动要求非常相似，因此两者都可以由同一电路（通常作为IC）来支持。一种这样的设备是德州仪器（TI）的DRV2603，其设计用于低延迟，高效率以及LRA和ERM执行器所需的驱动强度。
DRV2603的表面内部复杂性（图1）并未反映到与LRA或ERM设备以及支持的微控制器 （图2）的几乎无关紧要的外部连接中。使用脉冲宽度调制（PWM）输入控制DRV2603的输出，PWM占空比确定输出波形的幅度。可以通过改变占空比来创建高级触觉模式和序列，例如喀哒声，颠簸，脉冲，斜坡等。（如果微控制器上没有PWM端口，则可以使用通用输入/输出（GPIO）引脚控制DRV2603 PWM引脚，但这将DRV2603限制为仅用作ON-OFF驱动器。
图1：DRV2603可同时驱动LRA和ERM执行器，并且每个驱动器都具有特殊的驱动功能。图片：德州仪器（Texas Instruments）
图2：对于用户而言，DRV2603与系统其余部分的互连非常简单明了，仅需一个小型旁路电容器。图片：德州仪器（Texas Instruments）
DRV2603还具有增强其性能的功能，特别是LRA。LRA的谐振频率带宽相对较窄，约为10 Hz或更小，并且该频率将随特定LRA的制造商和型号以及由于生产变化和LRA的物理安装而导致的单位偏移而变化。在最终应用程序中。为了将因在非谐振频率下驱动而导致的低效率降至最低，DRV2603包含自动谐振跟踪功能，该功能可实时自动检测并跟踪LRA谐振频率。结果，在10 kHz至250 kHz输入范围内的任何输入PWM频率都会自动产生正确的谐振输出频率（图3）。 显示了由DRV2603为LRA和ERM执行器产生的一些驱动波形和电压。
图3：DRV2603可以在基于PWM的处理器控制下为LRA和ERM执行器生成不同的波形。图片：德州仪器（Texas Instruments）
压电驱动器
与LRA / ERM驱动器相比，压电执行器驱动器有很大不同。使压电致动器变形所需的高压取决于压电设备的设计和制造，通常范围为50 V PP （16至24层）至150 V PP（4层）。由于压电致动器的电容较低，因此电压较高/层数较少时，驱动电流较低。
同样，德州仪器（TI）提供了一种压电专用触觉致动器驱动器IC。他们的DRV8662是一款单芯片压电触觉驱动器，具有集成的105V升压开关，集成的功率二极管和集成的全差分放大器（图4）。该设备可以驱动高压和低压压电触觉致动器。典型的1.5毫秒启动时间使DRV8662非常适合快速触觉响应。在200 V PP下，它可以驱动高达100 nF的负载；在150 V PP下为 150 nF ; 在100 V PP下为 330 nF ; 在50 V PP时最高为680 nF ，所有频率均为300 Hz。
图4：对于压电传感器，CRV8662包括一个集成的高压升压器，可以驱动电容性负载。图片：德州仪器（Texas Instruments）
其他供应商也已经意识到改进压电驱动器的商业机会，这种压电驱动器最小化了设计和连接问题，因为与LRA和ERM单元相比，压电致动器具有明显的优势。例如，BoréasTechnologies的BOS1901压电触觉驱动器是基于其专利的CapDrive™技术的高效能量回收的单芯片压电致动器驱动器。它可以在仅使用350 mW功率的3 V至5.5 V电源电压下工作时，以高达190 V pp波形（在300 Hz时）驱动100 nF执行器，而在较低电压下则可以达到820 nF。只需要七个外部无源分立元件，典型的启动时间小于300 µsec，因此可以使用压电器件，而不会浪费其速度。
结论
触觉功能已被采用并嵌入除智能手机和游戏控制器之外的许多应用程序中。它们甚至在这两个应用程序中的用途也在功能和能力上都在扩展。设计人员可以选择LRA，ERM和基于压电的执行器。前两种类型在机械上有很大不同，但具有重叠的驱动器需求。同时，就操作原理，构造，功能和驾驶员需求而言，第三个是完全不同的组件。完整的触觉系统需要在硬件驱动程序和执行器之间进行仔细匹配。相反，控制硬件驱动程序的软件由于其问题，开发工具和功能是整个子系统的关键部分。