电容负载存在及类型检测系统的制作方法_3

文档序号:8476869阅读:来源:国知局
r?。驱动电压Vd的前沿具有逐渐上升斜坡以使压电材料依缓慢方式膨胀,这允许压电材料归因于较大静态摩擦而使与其接触的转轮在一个方向上旋转。驱动电压Vd的后沿具有快速下降斜坡以使压电材料依快速方式收缩以使压电材料归因于较低动态摩擦而沿转轮滑动。因此,使用此波形VD,转轮在一个方向上转动且不会在相反方向上转动。
[0045]响应于此驱动电压Vd产生的电流I (如由电流相关电压V工指示)具有实质上与驱动电压Vd的前沿一致的小的正上升/下降及实质上与驱动电压V D的后沿一致的大的负尖峰。在情况I的实例中,负峰值Vpk超过分别为第一窗口比较器114-1及第二窗口比较器114-2的下阈值VTH1_F及V TH2_F两者。此使第一窗口比较器114-1及第二窗口比较器114-2两者均产生呈实质上与电流相关电压%的负峰值Vpk—致的正脉冲的形式的电压VP1&VP2。
[0046]由第一窗口比较器114-1及第二窗口比较器114-2产生的脉冲使第一寄存器118-1及第二寄存器118-2产生高逻辑电平的电压Vki及V E2。如先前讨论,寄存器118-1及118-2的高逻辑电平的输出指示类型I的电容负载(例如,标准的Picomotor?)连接到功率驱动器150。微控制器120接着读取寄存器118-1及118-2的输出,且接着发出复位(例如,反相脉冲)到两个寄存器以使其输出为低逻辑电平。微控制器120可接着基于连接到功率驱动器150的类型I的电容负载的检测执行一或多个功能。
[0047]考虑其中类型2的电容负载连接到功率驱动器150的情况II,功率驱动器150产生相同或类似驱动电压VD。响应于驱动电压vD,所产生的电流相关电压'具有实质上与驱动电压Vd的前沿一致的正上升/下降及实质上与驱动电压Vd的后沿一致的负峰值VPK。在此情况下,负峰值VpkF超过负方向上的阈值V TH1_F,但是超过负方向上的阈值VTH2_F。结果,第一窗口比较器118-1没有产生具有脉冲的信号Vpi,但是第二窗口比较器118-2确实产生具有实质上与电流相关电压 '的负峰值V PK—致的脉冲的信号V Ρ2ο
[0048]由于信号Vpi中缺少脉冲,第一寄存器118-1继续产生低逻辑电平的信号VK1。然而,归因于信号%2中的脉冲,第二寄存器118-2产生高逻辑电平的信号VK2。如先前讨论,分别为低逻辑电平及高逻辑电平的寄存器118-1及118-2的输出指示类型2的电容负载(例如,微型Picomotor?)连接到功率驱动器150。微控制器120接着读取寄存器118-1及118-2的输出,且接着发出复位(例如,反相脉冲)到两个寄存器以保证使其输出均为低逻辑电平。微控制器120可接着基于连接到功率驱动器150的类型2的电容负载的检测执行一或多个功能。
[0049]最后,考虑其中没有电容负载连接到功率驱动器150的情况III,功率驱动器150产生相同或类似驱动电压VD。因为不存在负载,所以没有响应于驱动电压Vd产生电流I。结果,电流相关电压%保持为实质上零(O)伏特,且因此不超过阈值VTH1_F及VTH2_F两者。结果,第一窗口比较器118-1及第二窗口比较器118-2没有产生具有脉冲的信号Vp^S Vp2。由于信号、及V P2中缺少脉冲,第一寄存器118-1及第二寄存器118-2继续产生低逻辑电平的信号Vki及V K2。如先前讨论,为低逻辑电平的寄存器118-1及118-2的输出指示缺少连接到功率驱动器150的电容负载。微控制器120接着读取寄存器118-1及118-2的输出,且接着发出复位(例如,反相脉冲)到两个寄存器以保证其输出为低逻辑电平。微控制器120可接着基于没有电容负载连接到功率驱动器150的检测执行一或多个功能。
[0050]图2Β说明根据本发明的另一方面的与系统100的示范性操作相关的另一时序图。除了电容负载152 (例如压电致动器或Picomotor?)是以相反方向(例如,逆向或逆时针方向)驱动之外,时序图类似于图2A的时序图。特定地说,驱动电压Vd的波形具有相对较快上升的前沿及相对较慢下降的后沿。因此,在Picomotor?作为电容负载152的情况下,Picomotor?在前沿期间归因于滑动或较低动态摩擦而不旋转,但是在后沿期间归因于较高静态摩擦而旋转。然而,检测电路110的操作以类似方式操作。
[0051]考虑其中类型I的电容负载152连接到功率驱动器150的情况I,如由电流相关电压V1测量的电流I具有实质上与驱动电压Vd的前沿一致的正峰值Vpk及实质上与驱动电压Vd的后沿一致的小的负下降/上升。因为电流相关电压V工的正峰值V ^高于阈值V TH1_K&VTH2-K两者,所以第一窗口比较器114-1及第二窗口比较器114-2两者均产生具有实质上与电流相关电压V1的峰值Vpk—致的脉冲的信号V p^V P2。响应于由第一窗口比较器114-1及第二窗口比较器114-2产生的脉冲,第一寄存器118-1及第二寄存器118-2分别产生高逻辑电平的信号Vki及V K2。如先前讨论,为高逻辑电平的寄存器的输出信号Vki及Vk2指示类型I的电容负载152连接到功率驱动器150。微控制器120读取寄存器的输出,且基于所检测的类型I的电容负载执行任何数目的操作。微控制器120还发出复位信号(例如,反相脉冲)以复位寄存器118-1及118-2以保证其输出低逻辑电平。
[0052]考虑其中类型2的电容负载152连接到功率驱动器150的情况II,如由电流相关电压V1测量的电流I具有实质上与驱动电压Vd的前沿一致的正峰值Vpk及实质上与驱动电压Vd的后沿一致的小的负下降/上升。在此情况下,电流相关电压V工的正峰值V ΡΚ高于阈值VTH2_K但是低于阈值VTH1_K。因此,第一窗口比较器114-1没有产生具有脉冲的信号Vpi,但是第二窗口比较器产生具有实质上与电流相关电压V1的峰值Vpk—致的脉冲的信号VP2。响应于由第二窗口比较器114-2产生的脉冲,第二寄存器118-2产生高逻辑电平的信号VK2。然而,第一寄存器118-1的输出信号Vki归因于缺少来自第一窗口比较器114-1的脉冲而保持为低逻辑电平。如先前讨论,分别为低逻辑电平及高逻辑电平的寄存器的输出信号Vki及Vk2指示类型2的电容负载152连接到功率驱动器150。微控制器120读取寄存器的输出,且基于所检测的类型2的电容负载执行任何数目的操作。微控制器120还发出复位信号(例如,反相脉冲)以复位寄存器118-1及118-2以保证其输出低逻辑电平。
[0053]考虑其中没有电容负载152连接到功率驱动器150的情况III,如由电流相关电压V1测量的电流I是实质上零(0),且因此不超过阈值VTH1_K及VTH2_K两者。因此,第一窗口比较器114-1及第二窗口比较器114-2产生没有脉冲的信号、及VP2。结果,第一寄存器118-1及第二寄存器118-2的信号Vki及Vk2保持为低逻辑电平。如先前讨论,为低逻辑电平的寄存器的输出信号Vki及V K2指示没有电容负载152连接到功率驱动器150。微控制器120读取寄存器的输出,且基于没有检测到电容负载执行任何数目的操作。微控制器120接着发出复位信号(例如,反相脉冲)以复位寄存器118-1及118-2以保证其输出低逻辑电平。
[0054]图3说明根据本发明的另一方面的用于检测可连接到功率驱动器350的电容负载352的存在及类型的另一示范性系统300的方框图。系统300类似于系统100,除了其包括能够检测N种类型的电容负载而不限于与检测电路110—样检测两种类型的电容负载的检测电路310之外。然而,如下文讨论,检测电路310的操作原理本质上与检测电路110相同。
[0055]特定地说,检测电路310包括差分放大器312、N个窗口比较器314_1、314_2到314-Ν、Ν个阈值产生器316-1、316-2到316_Ν、Ν个寄存器318_1、318_2到318-Ν及微控制器320。差分放大器312产生与响应于通过感测跨电流感测电阻器Rs的电压降由功率驱动器350产生的驱动电压Vd而产生的电流I成比例或有关的电流相关电压V”窗口比较器314-1到314-Ν分别响应于电流相关电压%超过正方向上的上阈值VTH1_K到乂^^或负方向上的下阈值VTH1_F到V ??而产生具有脉冲的信号V pglj V PNo
[0056]响应于具有脉冲或缺少脉冲的信号V PN,寄存器318-1到318-N分别产生高逻辑电平或低逻辑电平的信号Vki到V ENo由寄存器318-1到318-N产生的组合数字字指示连接到功率驱动器350的电容负载352的类型或电容负载152是否连接到功率驱动器350。
[0057]考虑一些实例,如果信号Vki到Ven全部为高逻辑电平,那么类型I的电容负载352连接到功率驱动器350。如果信号Vki是低逻辑电平且剩余信号Vk2到Ven是高逻辑电平,那么类型2的电容负载352连接到功率驱动器350。如果信号Vki到V 全部为高逻辑电平且信号Ven是低逻辑电平,那么类型N的电容负载352连接到功率驱动器350。如果信号Vki到Ven全部为低逻辑电平,那么没有电容负载连接到
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