高时钟周期容错率的整形信号控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路设计领域，特别涉及一种相机音圈马达执行器高时钟周期容错率的整形信号控制方法。
【背景技术】
[0002]音圈马达(Voice Coil Motor)在电子产品中有广泛应用，近年来普遍应用于智能手机和平面电脑的相机镜头驱动中。音圈马达驱动器(Lens Driver)芯片接受外部信号(该信号通常来自于手机的主芯片中的图像处理芯片)来提供相应的线性输出电流，通过驱动音圈马达执行器(Voice Coil Actuator)来控制相机镜头的位置，从而达到自动聚焦(Auto Focus)效果。音圈马达执行器可以用二阶欠阻尼系统描述，随着音圈马达体积变小和材料改进，该系统的阻尼系数也会减小。当驱动电流加在马达上并推动镜头到所需的位置时，执行器会发生机械震荡，系统阻尼系数越小它的震荡衰减越慢，从而相机所需的聚焦时间就越长。利用对输入信号整形，可以达到消除振荡的效果，该方法在专利申请CN201310280360.7《相机音圈马达执行器的整形信号控制方法》中有详细讲述。但是，输入信号的整形是需要根据马达的自然振荡周期来实现的。实际应用中，马达的自然振荡周期存在误差、马达自然振荡周期随时用时间增加发生改变、电路中时钟周期不准确等等各种原因，会使得输入信号整形时的时钟周期与马达自然振荡周期之间产生误差，从而使马达输出的振汤不能完全抵消而广生余震。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种相机音圈马达执行器高时钟周期容错率的整形信号控制方法，可以使整形时的时钟周期与马达自然振荡周期发生偏差时，马达仍然具有较小的振荡。
[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种高时钟周期容错率的整形信号控制方法，其中，音圈马达通过执行器向其发送的输入控制信号来驱动；
所述输入控制信号中依次为以下的波形:
通过上升一个台阶在TO时刻达到第二高度；
通过下降一个台阶在Tl时刻达到第一高度；
通过上升一个台阶在T2时刻达到第二高度；
通过上升一个台阶在T3时刻达到第三高度；
通过下降一个台阶在T4时刻达到第二高度；
通过上升一个台阶在T5时刻达到第三高度；
通过上升一个台阶在T6时刻达到第四高度；
通过下降一个台阶在T7时刻达到第三高度；
通过上升一个台阶在T8时刻达到第四高度，
通过上升一个台阶在T9时刻达到第五高度， 通过下降一个台阶在TlO时刻达到第四高度，
通过上升一个台阶在Tll时刻达到第五高度，并达到目标位置。
[0005]优选地，所述输入控制信号中，每个台阶的高度为目标位置的高度的1/4 ;
第一高度为0，第二高度为目标位置的高度的1/4，第三高度为目标位置的高度的1/2，第四高度为目标位置的高度的3/4，第五高度与目标位置的高度相同。
[0006]优选地，T5时刻至T6时刻共上升了两个台阶使得T6时刻的高度到达第四高度，其中，T5时刻与T6时刻是先后两个不同的时刻，或者T5时刻与T6时刻是同一个时刻。
[0007]第一个实施例中的所述输入控制信号中，TO时刻是O时刻；T1时刻是Td的1/12时刻；T2时刻是Td的4/12时刻；Τ3时刻是Td的6/12时刻；Τ4时刻是Td的7/12时刻；Τ5时刻是Td的10/12时刻；
Τ6时刻是Td的11/12时刻；
Τ7时刻是Td的14/12时刻；Τ8时刻是Td的15/12时刻；Τ9时刻是Td的17/12时刻；TlO时刻是Td的20/12时刻；达到目标位置的Tll时刻是Td的21/12时刻；
其中，Td为马达的自然振荡频率；通过所述输入控制信号控制音圈马达时，音圈马达输出的建立时间为Td的21/12，最小时钟为马达振荡周期的1/12。
[0008]第二个实施例中的所述输入控制信号中，TO时刻是O时刻；T1时刻是Td的1/9时刻；T2时刻是Td的3/9时刻；Τ3时刻是Td的4/9时刻；Τ4时刻是Td的5/9时刻；Τ5时刻是Td的7/9时刻；
Τ6时刻是Td的8/9时刻；
Τ7时刻是Td的10/9时亥丨J ；Τ8时刻是Td的11/9时亥丨J ；Τ9时刻是Td的12/9时亥丨J ；Τ10时刻是Td的14/9时刻；达到目标位置的Tll时刻是Td的15/9时刻；
其中，Td为马达的自然振荡频率；通过所述输入控制信号控制音圈马达时，音圈马达输出的建立时间为Td的15/9，最小时钟为马达振荡周期的1/9。
[0009]第三个实施例中的所述输入控制信号中，TO时刻是O时刻；T1时刻是Td的1/14时亥丨J ；T2时刻是Td的3/14时亥丨J ；Τ3时刻是Td的5/14时亥丨J ；Τ4时刻是Td的6/14时亥丨J ；Τ5时刻是Td的8/14时刻；
Τ6时刻是Td的9/14时刻；
Τ7时刻是Td的11/14时刻；Τ8时刻是Td的12/14时刻；Τ9时刻是Td的14/14时刻；TlO时刻是Td的16/14时刻；达到目标位置的Tll时刻是Td的17/14时刻；
其中，Td为马达的自然振荡频率；通过所述输入控制信号控制音圈马达时，音圈马达输出的建立时间为Td的17/14，最小时钟为马达振荡周期的1/14。
[0010]第四个实施例中的所述输入控制信号中，TO时刻是O时刻；T1时刻是Td的1/12时刻；T2时刻是Td的3/12时刻；Τ3时刻是Td的6/12时刻；Τ4时刻是Td的7/12时刻；
Τ5时刻是Td的9/12时刻，Τ6时刻是Td的9/12时刻，此时Τ5与Τ6为同一时刻，在该时刻上升两个台阶；
Τ7时刻是Td的11/12时刻；Τ8时刻是Td的12/12时刻；Τ9时刻是Td的15/12时刻；TlO时刻是Td的17/12时刻；达到目标位置的Tll时刻是Td的18/12时刻；
其中，Td为马达的自然振荡频率；通过所述输入控制信号控制音圈马达时，音圈马达输出的建立时间为Td的18/12，最小时钟为马达振荡周期的1/12。
[0011]第五个实施例中的所述输入控制信号中，TO时刻是O时刻；T1时刻是Td的3/24时刻；T2时刻是Td的9/24时刻；Τ3时刻是Td的12/24时刻；Τ4时刻是Td的15/24时刻；Τ5时刻是Td的21/24时刻；
Τ6时刻是Td的26/24时刻；
Τ7时刻是Td的32/24时刻；Τ8时刻是Td的35/24时刻；Τ9时刻是Td的38/24时刻；TlO时刻是Td的44/24时刻；达到目标位置的Tll时刻是Td的47/24时刻；
其中，Td为马达的自然振荡频率；通过所述输入控制信号控制音圈马达时，音圈马达输出的建立时间为Td的47/24，最小时钟为马达振荡周期的1/24。
[0012]综上所述，本发明提供的整形信号控制方法，通过控制输入信号使马达稳定，实现了多种具有高误差容错率的输入控制方式。采用这些方式，能够在马达实际频率(或周期)和时钟频率(或周期)发生较大误差时，仍然能够实现马达的稳定。
[0013]与现有技术相比，本发明中提供的输出控制模式对时钟周期偏差有较大的鲁棒性，即时钟频率与马达频率存在相对误差时，控制能使马达输出不产生较大抖动，且较快地稳定到目标位置。
【附图说明】
[0014]图1是音圈马达系统的单位阶跃响应的示意图；
图2a是一个简单的输入控制信号的示意图；
图2b是在输入控制信号为图2a时马达的输出响应的示意图；
图2c是输入控制信号时钟频率发生5%变化时马达的输出响应的示意图；
图3a是高时钟周期误差容错的输入控制信号I的示意图；
图3b是马达输出振幅随控制信号I时钟周期变化情况的示意图；
图4a是高时钟周期误差容错的输入控制信号2的示意图；
图4b是马达输出振幅随控制信号2时钟周期变化情况的示意图；
图5a是高时钟周期误差容错的输入控制信号3的示意图；
图5b是马达输出振幅随控制信号3时钟周期变化情况的示意图；
图6a是高时钟周期误差容错的输入控制信号4的示意图；
图6b是马达输出振幅随控制信号4时钟周期变化情况的示意图；
图7a是高时钟周期误差容错的输入控制信号5的示意图；
图7b是马达输出振幅随控制信号5时钟周期变化情况的示意图；
图8a是在输入控制信号为图2a时在时钟频率发生偏移下的马达输出