2 DRV2605L 音频转触觉模式概述和优势

DRV2605L 是一种专用触觉驱动器，同时适用于线性共振传动器 (LRA) 和偏心旋转质量电机 (ERM)。这包括闭环控制架构以及触觉效果内部库。本文档重点介绍音频转触觉功能，这是一种自动将音频输入信号转换为有意义的触觉效果的功能。使用 DRV2605L 音频转触觉模式的主要优势包括：

• 自动音频到触觉转换：在音频转触觉模式下，DRV2605L 会持续监控模拟音频输入，并在 LRA 上生成相应的驱动输出。检测到音频中的低频分量（例如，50–200Hz 的低音节奏或碰撞声）并将其转化为振动。这些实时发生，因此即使游戏没有明确发出隆隆声命令，音频也会产生触觉响应。对转换算法进行了调优，使振动感觉与内容相关 – 尖锐的瞬态声音产生清晰的音调，持续的低音调产生嗡嗡声或隆隆声 – 而非千篇一律的嗡嗡声。
• 谐振跟踪和 Smart-Loop™ 闭环控制：DRV2605L 采用闭环控制系统，能够对 LRA 进行自动谐振跟踪。LRA 具有自然谐振频率（通常为大约 170–200Hz）；在谐振条件下驱动该频率可最大限度地提高效率和振动强度，但谐振频率会因温度、老化或器件未精确安装而略有变化。DRV2605L 的 Smart-Loop™ 算法不断地调整以保持 LRA 的谐振，并在需要时应用主动制动。这可以获得更一致的加速度和更短的振动上升/下降时间。在实践中，闭环控制可防止 LRA 在音频信号停止时出现振铃或过冲，并确保每个脉冲清晰。（相比之下，开环驱动会使 LRA 振铃，因而增加稳定所需的时间。）
• 内置振动效果库：除了音频转触觉模式外，DRV2605L 还具有内部 ROM 库，其中包含 100 多个预定义触觉波形和效果（已获得 Immersion 许可）。虽然不是本应用手册的重点，但是当游戏确实提供特定的触觉事件时，该库会非常有用 – 主机处理器可以通过 I²C 触发库波形（例如，播放双击振动或爆炸隆隆声）。将该库集成到芯片上后，开发人员无需再为常见效果定制振动波形。这种设计主要使用音频转触觉来实现自动背景反馈，但库效果可用于按需事件（如游戏菜单选择或特殊的游戏内动作）。本文档后面的部分演示了如何在音频转触觉和库效果之间切换。

请注意，DRV2605L 的音频转触觉引擎驱动专为触觉设计的 LRA，这并非总是完全模拟输入音频波形。目标是最大限度地提高振动相关性，而不是逐字复制音频频率（尤其是考虑到 LRA 无法很好地响应非常高的频率）。该器件有效地提取音频的振幅包络，并以谐振频率驱动 LRA，从而调制强度。这样可确保即使音频频率高于或低于 LRA 的设计范围，也能提供强大的反馈。

为了说明闭环 Smart-Loop 控制的优势，图 2-1 显示了开环驱动场景的示波器屏幕截图。此处对 LRA 播放了内置库波形（双击效果），同时禁用了驱动器的闭环功能。上部迹线显示了驱动器对 LRA 的原始 PWM 输出，下部迹线显示了 LRA 上的实际电压。如果没有自适应控制，LRA 的响应不会受严格控制；您可以在每个脉冲后观察到振幅的一些变化和较慢的振动阻尼。启用 DRV2605L 的 Smart-Loop 闭环模式后，可以更一致地描绘这些脉冲（此图中未显示，但在测试中曾观察到）。

双击触觉效果的开环 LRA 驱动器波形（使用 DRV2605L 的内部库）。上部波形（黄色/品红色）是驱动器的差分输出，下部波形（红色）是 LRA 上产生的电压。如果没有闭环阻尼和谐振控制，LRA 运动在脉冲之间会表现出轻微的过冲和不一致的振幅。

图 2-1 双击效果的开环 LRA 波形

总的来说，DRV2605L 的音频转触觉模式利用现有的音频简化了环境触觉的添加，而闭环控制和效果库可确保高质量的振动，并且特定的触觉事件仍可根据需要播放。