振動型激勵裝置的制作方法

專利名稱：振動型激勵裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于振動型激勵器的驅動電路和該驅動電路的安裝。
通常，作為構成振動型激勵器的驅動電路的振蕩裝置，使用一利用VCO的裝置或一用來對一高頻脈沖信號分頻并輸出所得結果信號的裝置。
當該振蕩裝置是與一功率放大裝置集成時，因為這種模擬振蕩裝置具有高的頻率相關性，所以頻率精度降低。使用石英振蕩器的VCO處于窄的頻率調節范圍。另外，當通過對石英振蕩器的頻率進行數字分頻而設置頻率時，所得結果頻率的分辨度降低。這種頻率不適于控制振動型激勵器的速度。
另外，常規的用于振動型激勵器的驅動電路包括多個分離電子部件的組合，并且不同部件被連接而用作功率放大裝置、用來控制該振動型激勵器的操作的CPU和一振蕩裝置等。
因為使用了多個分離部件，所以電路板需要一大的安裝面積。另外，因為需要很多時間去在該電路板上安裝這些部件，所以該電路板的制造成本增加。在這種情況下，可以集成地安裝各個部件。但是，如上所述，因為模擬振蕩裝置的頻率具有高的溫度相關性，如果振蕩裝置和功率放大裝置被集成，則會使頻率精度降低。另外，使用石英振蕩器的VCO處于一窄的頻率設置范圍。因此難于集成地安置這些部件。另外，使用通過數字地對該石英振蕩器分頻來設置頻率的電路，則可解決溫度相關的問題。但是，在使用這種方法的電路中，頻率分辨度降低，因而這種電路不適用于控制該振動型激勵器的速率。
根據本申請的一個方面，提供了一種用于一振動型馬達的脈沖發生電路，可通過數字處理或具有該電路的驅動裝置產生高分辨度頻率。
根據本發明的一個方面，提供了一種脈沖信號形成電路，該電路包括一用來產生參考脈沖信號的參考脈沖發生電路；一用來輸出具有參考脈沖信號的周期的整倍數周期的脈沖信號的分頻電路；和一用來根據自該分頻裝置每次輸出的延時數據通過改變來自該分頻電路的脈沖信號的一邊緣的位移量而產生延遲脈沖信號的時間延遲電路，該時間延遲電路包括用來在一單元時間基礎上形成多個相互位移脈沖的脈沖形成裝置和用來在延遲數據基礎上選擇由脈沖形成裝置所形成的脈沖中的一個脈沖的選擇裝置，其中相應于所選擇脈沖的一脈沖信號作為延遲脈沖信號而形成。
根據本申請的再一個方面，提供了一種驅動電路，在該驅動電路中脈沖形成電路和用來放大來自脈沖形成電路的脈沖信號的功率的功率放大器被安置在一熱幅射裝置中。
從下面結合附圖的詳細說明和所附權利要求可了解本發明的上述和其它的目的、特性和優點。


圖1的框圖示出了根據本發明一實施例的用于振動型激勵器的一驅動電路的框圖；圖2的框圖示出了圖1中的分頻和相位變化裝置的一個例子；圖3的時序示出了圖2中的環形計數器輸出波形；圖4的框圖示出了圖2中的一時間延遲裝置的例子；圖5的電路圖示出了圖4中的一環形振蕩器的構成；圖6的電路圖示出了圖4中的一邏輯變換裝置和觸發器控制電路的例子；圖7的時序圖示出了說明圖4中的該構成的操作的波形；圖8的時序圖示出了說明圖4中的該構成的操作的波形；圖9的視圖示出了本發明的驅動電路如何安裝的一例子；圖10的框圖示出了圖9中的脈沖發生裝置的構成；圖11的框圖示出了如圖10中的一放大裝置的半橋電路的一個例子；圖12的示圖示出了一振動型激勵器的構成；圖13的示圖示出了在圖12中的振動型激勵器的壓電元件的電極結構；圖14的框圖示出了在圖10中的作為一放大裝置的半橋電路的另一個例子；圖15的時序圖示出了該半橋電路的操作；圖16的框圖示出了圖10中的作為放大裝置的全橋電路；圖17的框圖示出了該全橋電路的另一個例子；圖18的時序圖示出了該全橋電路的操作；圖19的框圖示出了本發明的驅動電路是如何安裝的另一個例子；圖20的框圖示出了圖19中的一控制裝置的構成；圖21的時序圖示出了輸入到圖20所示通信裝置的信號；圖22的框圖示出了用于振動型激勵器的多個驅動電路是如何相互連接的；
圖23的時序圖示出了與圖22所示的用于振動型激勵器的驅動電路通信的時序；圖24的視圖示出了本發明驅動電路是如何安裝的另一個例子；圖25的視圖示出了在圖24中的一硅芯片上的布圖設計；圖26的框圖示出了在圖25中的該芯片的電路構成；圖27的視圖示出了一具有旋轉傳感器的振動型激勵器的構成；圖28的框圖示出了在圖26中的作為放大裝置的全橋電路的一個例子；圖29的框圖示出了在圖26中一控制裝置的例子；圖30的時序圖示出了在圖26中的一通信裝置中的傳送波形；圖31的框圖示出了用于振動型激勵器的多個驅動電路是如何相互連接的；圖32的時序圖示出與在圖31中的用于振動型激勵器相通信的時序；圖33的框圖示出了安裝的驅動電路的構成；圖34的視圖示出了與在圖33中的該電路共同使用的一光編碼器的構成；圖35的框圖示出了在圖33中的一控制裝置的另一個例子；圖36的框圖示出了用于振動型激勵器的多個驅動電路是如何相互連接的；圖37的時序圖示出了對于多個振動型激勵器的驅動電路的ID是如何自動確定的；圖38的框圖示出了分頻和脈沖變化裝置的一個例子；圖39的框圖示出了所安裝的驅動電路的又一個例子；圖40的框圖示出了圖39中的一控制裝置的一個例子；圖41的框圖示出了用于振動型激勵器的多個驅動電路是如何相互連接的；圖42的時序圖示出了在圖41中與用于振動型激勵器的驅動電路相通信的時序；圖43的框圖示出了所安裝的驅動電路的又一個例子；圖44的視圖示出了在一硅芯片上的圖43的電路的布圖設計；圖45的時序圖示出了在圖43中的全橋電路的操作；和圖46的框圖示出了在圖43中的一分頻和變化裝置的一個例子。
圖1的框圖示出了本發明的一個例子。分頻和相位變化裝置1接收自外部振蕩器(未示出)(用于利用石英振蕩器等產生10MHz脈沖的振蕩器)所提供的一參考脈沖。全橋電路2接收并放大來自分頻和相位變化裝置1的輸出。根據來自全橋電路2的輸出PA1和PA2，一周期信號被提供給振動波馬達(未示出)的一相位，反之根據輸出PB1和PB2，一個90°相位輸出周期信號被提供給該馬達的其它相位，因而驅動該振動波馬達。
圖2示出了分頻和相位變化裝置1的構成。計算裝置3根據一頻率指令計算分頻比和延遲時間。分頻裝置4根據由計算裝置3所計算的分頻比對10MHz時鐘分頻，并輸出所得結果時鐘。可編程時間延遲裝置5根據來自計算裝置3所控制的延遲時間輸出對來自分頻裝置4的一脈沖信號的前沿延遲所得到的一脈沖。計算裝置3計算每次從時間延遲裝置5輸出的一脈沖的分頻比和延遲時間。環形計數器6與來自時間延遲裝置5的一輸出脈沖相同步地進行計數。根據一方向指令來確定環形計數器6的計數方向。圖3的時序圖示出了該環形計數器6的操作。在信號R1和R2之間的相位關系是由一方向指令所反轉的，這就反轉了該振動型激勵器的旋轉方向。脈沖寬度設置裝置設置四相位輸入信號的脈沖寬度，該四相位輸入信號是從環形計數器6輸出并且相互之間90°不同相。對于該輸入四相位脈沖信號而設置正比于脈沖寬度指令的脈沖寬度，以形成脈沖A1、A2、B1和B2。如果ON/OFF指令為OFF，則所有的輸出信號A1、A2、B1和B2被關閉。
圖2說明了該電路的操作原理。在該實施例中，可編程延遲裝置對通過任意時間的分頻所得到脈沖沿進行延遲，因而產生所希望的脈沖沿。在這種方式中，實施了具有低溫度相關性的高精度振蕩裝置。更詳細地說，例如，如果所需的脈沖的一周期的時間為2005nsec(當表示一具有2005nsec的頻率的頻率指令輸入到計算裝置3時)，則20的分頻計數被置為該分頻裝置4的分頻比。利用這種操作，因為在分頻裝置4中設置20的分頻計數之后10MHz脈沖被計數，所以當20個100nsec(周期)脈沖被計數時，該輸出P0從該分頻裝置4被輸出。通過在該分頻裝置4中設置20的分頻計數，在2000nsec時間間隔處P0從分頻裝置4輸出。當P1從時間延遲裝置5以相對于P0所設置的5nsec的延遲時間被輸出時，在第一個脈沖P0從分頻裝置4被輸出之后5nsec第一個脈沖P1被輸出。因此，在分頻裝置4開始計數10MHz脈沖之后2005nsec第一脈沖P1被輸出。因為之后分頻裝置4連續計數10MHz脈沖，所以當計數20個脈沖時分頻裝置4輸出第二個脈沖P0。第二個脈沖P0是在分頻裝置開始計數該脈沖之后4000nsec被輸出的。如果相同的延遲時間，即5nsec，相對于第二個脈沖P0而被設置在時間延遲裝置5中，則在分頻裝置4開始計數脈沖之后的4005nsec輸出第二個脈沖P1。在這種情況中，不可能形成具有2000nsec周期的脈沖P1。因此，在本實施例中，相對于第二個脈沖P0在時間延遲裝置5中的延遲時間由5nsec增加到10nsec。因此在分頻裝置開始計數脈沖之后，在40個100nsec(周期)脈沖被計數和經過10nsec延遲時間之后，即在4010nsec之后，形成第二個脈沖P1，并且脈沖P1的沿之間的時間差已被控制到2005nsec。在這種方式中，因為該延遲時間是由每次來自分頻裝置4輸出的脈沖P0的5nsec所累加的，因而可建立具有比10MHz時鐘的分辨度要高的脈沖。當該累積的值超過輸入到分頻裝置4的一脈沖的100nsec周期時，則從該累加值中減去100nsec，并且分頻計數遞增1，因而連續地產生脈沖信號。
圖4示出了該延遲裝置的電路構成。分頻裝置8接收10MHz時鐘并輸出5MHz脈沖信號。相位比較裝置9將5MHz脈沖信號的相位與信號S0的相位相比較。低通濾波器10接收來自相位比較裝置9的輸出并且除去其噪聲。環形振蕩器11具有255個以環形式連接的反相元件。環形振蕩器11的振蕩頻率由自低通濾波器10的輸出信號所確定。如圖5中所示，環形濾波器11的255個反相元件以環形形式被連接。各個反相元件的延遲時間通過改變功率來控制。該振蕩頻率等于這個單元延遲時間510倍的時間的倒數。在這種情況中，該環形振蕩器11是已知VCO(壓控振蕩器)中的一個。環形振蕩器11、相位比較裝置9和低通濾波器10構成一PLL振蕩電路。環形振蕩器11的頻率被控制以將自分頻裝置8輸出的5MHz脈沖信號和信號S0之間的相位差降至0°。所有的信號S0至S254是5MHz脈沖信號。通過一反相元件的延遲時間它們的脈沖沿相互位移。因此該延遲時間由PLL控制而被置為100nsec的1/255。應注意的是每一對連續編號的信號由反相元件而邏輯反相，因此在信號S1的前沿和信號S2的后沿之間的相位移相應于單元延遲量。雖然環形振蕩器11輸出255個信號，但只要它是等于或大于3的奇數則可輸出任何數量的信號。這個數量依據其效能最好置為2N-1。選擇器12輸出根據對Sout的一延遲命令所選擇的信號S0至S254中的一個信號。邏輯變換裝置13根據延遲命令的最低有效位和5MHz信號來在反相的信號Sout或不反相的信號Sout之間進行選擇。如上所述，接近來自該環形振蕩器11的輸出被反相，因此這些輸出被交替地反相。為了對此進行處理，上述操作是根據延遲命令的最低有效位而執行的。觸發器控制電路14對每一時間TCK輸入的輸出P反相。是否對輸出P1反相是由自P0信號所形成的一使能信號所控制的。圖6示出了該邏輯變換裝置13和觸發器控制電路14的電路構成的一個例子。圖7和圖8的時序示出了這種構成的操作。參見圖6，每一個具有使能輸入端的D觸發器15和16被設計成當輸入EN是處于高電平時，在一時鐘的前沿處在輸入端D處的信號電平被設置在該內部寄存器中，并且該寄存器的值被輸出到輸出端Q。該結構包括已知的D觸發器17、18，“異或”元件(XOR)20，“同”元件(XNOR)21、“與”元件22和“非”元件23。信號P0是來自分頻裝置4的100nsec脈沖信號。這個電路的目的是選擇和輸出來自環形振蕩器11的多個脈沖中的一個脈沖，這個脈沖自100nsec脈沖信號延遲了一予置的周期時間。自選擇器12輸出的信號Sout可被邏輯地反相或包括一沒有必要的信號分量。因此這種電路被設計成僅輸出一具有正確邏輯的必要部分。每一部分的操作將參照圖7和圖8來說明。輸出P1被設計成在脈沖P0的前沿之后的200至300nsec之內被反相。這部分由相應于這個時間間隔的點線所包圍。因此當輸出具有100nsec寬度的脈沖P0時根據5MHz脈沖是在低電平還是在高電平而執行不同的操作，其操作將在圖7和圖8中予以說明。假定該延遲指令的最低有效位被固定為低電平。圖7示出了該5MHz信號是在高電平時的情況。在脈沖P0的后沿處信號CK5被置為低電平。因此，信號Sout作為信號TCK被輸出而無任何變化。在脈沖P0的前沿之后信號Oen被導通150nsec，并且輸出具有200nsec脈沖寬度的一脈沖。當信號Oen是高電平時，信號P1在信號TCK的前沿處被反相。圖8示出了當5MHz信號是低電平同時脈沖P0是高電平時所執行的操作。在脈沖P0的前沿處信號CK5被置為高電平。因此，信號TCK變為信號Sout的反相信號。隨后，信號P1以圖7所示的相同方式被反相。在PLL電路中這種頻率被穩定地固定工作，并且每一延遲時間是穩定的。因此，可以數字地設置一頻率，并且不需任何特殊的調整，從而提供了一種高可靠的驅動電路。簡言之，通過選擇脈沖S0至S254中的一個圖4中的該時間延遲裝置形成脈沖P1，脈沖S0至S254是根據來自計算裝置3的延遲時間(延遲指令)由環形振蕩器所設置的單位延遲時間而相互位移。根據相應于以這種方式形成的脈沖P1的頻率的一頻率信號，相應于通過環形計數器6、脈沖寬度設置裝置7和全橋電路2一驅動信號被提供給作為電子一機械能量轉換元件的一壓電元件。
圖9示出了如何安裝圖1所示的驅動電路的一個例子。參見圖9，一諸如銅板之類的金屬板101用作為熱幅射元件。這個熱幅射板可以是一陶瓷板。脈沖發生裝置102產生具有一希望的頻率和不同相位的二相位脈沖信號。半橋電路103放大該脈沖信號的功率。脈沖發生裝置102和半橋電路103是作為分立IC的硅芯片。電極104用于傳送外部指令和從半橋電路103中提取一輸出。連線105由金、鋁等制成并構成脈沖發生裝置102、半橋電路103和電極104相互之間的電連接。這種裝置還包括一振動型激勵器106。所形成的樹脂部件107覆蓋了電極104、金屬板101和所有在該金屬板101上的電路。在金屬板101上的所有電路，除了電極104和金屬板101的部分之外均由樹脂部件107所覆蓋。地電極104-1被連接到后面所述的二個電源(未示出)的地端從而將金屬板101接地。脈沖發生裝置102由5V電極工作并從電極104-2接收5V電源電壓。用來設置來自脈沖發生裝置102的二相位脈沖輸出的頻率的信號被提供給電極104-3。用來對脈沖發生裝置102的輸出進行接通/斷開控制的信號被提供給電極104-4。來自脈沖發生裝置102的二相位脈沖信號通過連線105-2被提供給作為放大電路的半橋電路103。這些脈沖信號的功率被放大，并將所得結果的信號從電極104-6和104-7輸出。電極104-5接收24V電源電壓。半橋電路103將通過連線105-2提供的具有5V幅值的脈沖信號轉換為具有24V幅值的脈沖信號，并從電極104-6和104-7將其輸出。從電極104-6和104-7輸出的AC電壓分別提供給振動型激勵器106的A和B相位。圖10的電路圖示出了該脈沖發生裝置的電路構成。一已知的壓控振蕩器(VCO)108產生一參考脈沖信號。分頻和相位變化裝置162接收自VCO 108輸出的脈沖信號并以一設置的分頻比來對它分頻，從而產生具有不同相位和一驅動該振動型激勵器的頻率的二相位脈沖信號。VCO 108由自電極104-3輸入的頻率控制信號控制以輸出一所希望的頻率。VCO 108的輸出被輸入到分頻和相位變化裝置162而按一予置的分頻比來分頻。其結果，輸出相互90°相位輸出的二個脈沖信號。圖11的電路圖示出了半橋電路103的一個例子。N溝道MOSFET 112、113、117和118具有一DMOS結構并且構成用于二相位的半橋電路。考慮到限制有關功率而將每一MOSFET的導通電阻最好設置為1.2Ω或更小。考慮到限制有關的芯片面積和需要增加輸出功率，該導通電阻最好設置為約0.2到0.3Ω。每一MOSFET的擊穿電壓例如可選擇地設置為40V，60V或80V。在24V電源的情況下，該擊穿電壓可置為40V。該24V電源(未示出)通過外部電極104連接到電源輸入端。高側驅動器111和116用于驅動MOSFET 112和117并分別連接到MOSFET112和117的柵極。該結構還包括反相器109和114。時間延遲裝置110和115延遲脈沖以防止MOSFET 112或117以及MOSFET 113或118同時導通。圖12示出了振動型激勵器之一的環狀激勵器的構成。參見圖12，振動器200由一個或多個橡皮部件所構成。動片201通過一壓力裝置(未示出)而與振動器200按壓接觸。一摩擦部件202被粘接到振動器200并且被夾鉗在振動器200和動片201之間。旋轉軸203連接到動片201的中央。作為電子一機械能量轉換元件的壓電元件204被粘接到振動器200。壓電元件204的表面被分成若干如圖13所示所構成的電極。這些電極由二個驅動電極組204-a和204-b以及一傳感器電極部分204-c所構成。這些部分204-a、204-b和204-c分別稱之為A，B和S相連。根據圖12所示的振動型激勵器，具有90°時間相位差的AC電壓被加到A和B相以在該振動器200中產生移動的振動波。這個振動力被傳送到動片201，該動片201是通過摩擦部件202與振動器200按壓接觸的，因此通過摩擦力旋轉動片201。如上所述，當自半橋電路103輸出的二相位AC電壓被提供給振動型激勵器時，動片201和振動器200相對地旋轉。圖14示出了被設計成增加提供給該振動型激勵器106的電壓幅值的電路構成。參見圖14，在振動型激勵器106和半橋電路103之間插入了升壓電路119和120，這樣由于壓電元件204的等效電容和電感器119和120的諧振現象從而來自半橋電路103的輸出電壓被放大，被放大的電壓隨后被提供給壓電元件204。電感器119和120的值被置為與該等效電容相匹配，但是匹配頻率被置于高于振動器200的諧振頻率的一范圍。更詳細地說，考慮到至少在該工作溫度范圍中的等效電容和諧振頻率的變化，在該工作溫度范圍之內該匹配頻率被置于高于諧振頻率的一范圍。另外，通過在高于該工作模式的并聯諧振頻率的一范圍內形成匹配，由于溫度變化而在匹配特性中的變化的影響減小，因而穩定地提供了加到壓電元件204的一電壓幅值。圖15的時序圖示出了在半橋電路103中的信號的波形。時間延遲裝置115對每一個脈沖延遲一延時Td。設置延時Td是為了防止N溝道MOSFET 117和118同時導通。通常，該延時設置為約20nsec至100nsec。圖16示出了設計為將較高電壓提供給壓電元件204的一電路的一個例子。作為放大電路的半橋電路由一全橋電路所替代，并且增加和更換外圍電路。參見圖16，N溝道MOSFET 112、113、117、118、124、125、128和129具有一DMOS結構并且構成用于二相位的全橋電路。 24V電源通過一外部電極104連接到電源輸入端。高側驅動器111、116、123和127用來驅動MOSFET112、117、124和128并且被連接到MOSFET 112、117、124和128的柵極。這種構成還包括反相器109和114。時間延遲裝置121和122延遲脈沖以防止MOSFET 112、117、124和128以及MOSFET 113、118、125和129同時導通。在這種方式中通過使用全橋電路替代半橋電路和使用變壓器126和130來替代電感119和120，改變變壓器126和130的匝比可任意地設置加到壓電元件204的AC電壓的幅值。在這種情況中，通過調整變壓器126和130的特性可使自全橋電路輸出的脈沖的波形變純并且將耦合系數降低約0.6至0.9。這就可使加到壓電元件204的電壓波形的諧波分量減小。降低該耦合系數等效于在變壓器126和130與壓電元件204之間插入適當的電感器。圖17示出了其中電感器131和132與變壓器126和130的輸出端相連接的情況。這等效地減小了變壓器126和130的耦合系數。圖18的時序圖示出了上述全橋電路的信號波形。如像在半橋電路103中的信號波形那樣，在每一信號B1、B2、B3和B4中設置延遲時間以防止在高側和低側的MOSFET同時導通。
圖19示出了驅動電路如何安裝的另一個例子。參見圖19，該構成包括了如圖9所示的硅芯片102和103。陶瓷板133用作熱幅射裝置。該熱幅射板可以是一金屬板。控制裝置134接收來自外部指令裝置(未示出)的一指令，分析該指令，并將用于脈沖信號的一頻率指令和ON/OFF指令輸出到脈沖發生裝置102。在陶瓷板133上安裝有多個IC和各種電路元件以構成一混合IC。這些元件有時由樹脂所覆蓋。當多個混合IC被連接到這個結構上時，ID0、ID1和ID2被用作用來識別所設置的ID號，并且該數被置為0至6。ID0是構成3位配置的LSB。信號Rxd和SCK用于通信。信號PE被作為用于半橋電路103的輸出的ON/OFF控制。圖20的框圖示出了該控制裝置的構成。參見圖20，通信裝置135與外部指令裝置相通信。分析裝置136分析通信信息。存貯裝置137存貯控制參量。控制參量作為控制信號直接從存貯裝置137提供給脈沖發生裝置102以控制脈沖信號的頻率和ON/OFF控制該脈沖信號。同步串行通信被用于與外部指令裝置(未示出)相通信。但是，可使用已知的RS232C、USB或各種并聯通信。圖21示出了同步串行通信中的信號的波形。來自外部指令裝置的指令通過信號Rxd而發送并且與信號SCK的前沿相同步地傳送。這種同步通信允許高速串行傳輸。每一指令包括ID編號和控制指令。當ID相互符合時，則執行控制命令。圖22示出了多個振動型激勵器驅動電路(每一個與上述所指的振動型激勵器驅動電路是相同的)是如何相互連接的。這種構成包括用于上述振動型激勵器的驅動電路138至144和振動型激勵器145至151。通過一外部電板在用于每一振動型激勵器的驅動電路中設置了一單獨的ID編號，并且信號Rxd和SCK與所有振動型激勵器驅動電路并聯連接。圖23的時序圖示出了圖22中的通信信號的波形。外部指令裝置輸出一跟隨ID號的指令。用于所有振動型激勵器的驅動電路接收這個指令，并且每一個驅動電路將它的ID號與所接收的ID號相比較。如果它們相互符合，則相應的驅動電路確定該指令尋址該自身電路，并執行它。在這種情況中，ID號“7”表明該指令對所有振動型激勵器的驅動電路尋址。因而對于所有振動型激勵器執行該指令。在圖23所示的情況中，對于所有振動型激勵器的驅動電路接收一接通脈沖信號的指令，對于振動型激勵器138(ID＝0)接收關閉該脈沖信號的指令，并且對于振動型激勵器141(ID＝3)的驅動電路接收一用于該脈沖信號的頻率指令。在本實施例中，用于該振動型激勵器的各個驅動電路構成在不同的陶瓷板上。但是，多個驅動電路也可集中地在一塊陶瓷板上構成。
圖24示出了根據本發明另一實施例的一驅動電路。其上集成有用于一振動型激勵器的驅動電路的硅芯片152作為一IC而構成。該芯片鑲嵌在一樹脂107中。硅芯片152被安置在作為熱幅射裝置的金屬板101上。該金屬板101的表面，除了相對于其上安裝有硅芯片152的表面之外的表面，均鑲嵌有樹脂107，并且未鑲嵌有樹脂的金屬板101的背面被焊接到安置在諸如FR4板之類的玻璃環氧樹脂板上的一寬的熱幅射接地結構或一較大的熱幅射金屬扳緊按靠在該背面上。該金屬板可以是一陶瓷板。圖25示出了在硅芯片152上的電路布圖設計。參見圖25，每一電路框圖構成硅芯片152上的一部分。該硅芯片具有約4mm×6mm的尺寸并且是在線寬0.6μm或更小的情況下構成的。圖26示出了圖25中的各個框圖是如何連接的。圖27示出了該振動型激勵器的構成。該振動型激勵器的構成下面將首先參照圖27說明，并且圖25中的每一框圖的操作將參照圖26來說明。參見圖27，一已知的光旋轉編碼器153檢測振動型激勵器的旋轉。當預置的AC電壓加到A和B相時，振動型激勵器106的一動片201(未示出)旋轉。這個旋轉通過連接到動片201的旋轉軸203傳送給光旋轉編碼器153。結果，輸出具有相應于振動型激勵器106的旋轉速率的一頻率的脈沖信號。參見圖26，振蕩裝置154是一通過外部電極104-11和104-12而連接到一振動器的振蕩器。振蕩器155由石英或陶瓷材料所制成。相位補償電路156由一電阻和電容構成。計數器157測量自光旋轉編碼器153輸出的一脈沖信號的周期。復位電路158根據一復位信號復位在硅芯片152中的每一部件。諸如快速ROM之類的存貯裝置159存貯初始狀態信息。這種構成還包括一通信裝置160。控制裝置161控制光旋轉編碼器153，從而使形成光旋轉編碼器153的一輸出脈沖的周期變為等于相應于來自外部指令裝置(未示出)的一速率指令的周期。根據來自控制裝置161的一頻率指令分頻和相位變化裝置162輸出一與自振蕩裝置154輸出的10MHz時鐘相同步的四相位脈沖。全橋電路163用于功率放大。該裝置進一步包括一電荷泵電路164。溫度傳感器168用來檢測該硅芯片的溫度。參見圖26，當通過電極104提供一外部5V電源(未示出)(不是用于全橋電路163的電源)時，復位電路158將一復位信號傳送到分頻和相位變化裝置162、控制裝置161、通信裝置160、存貯裝置161和對于一時間周期的計數器157。通信裝置160隨后讀出初始狀態信息并設置來自存貯裝置159的值和在存貯裝置159中的操作置位地址上寫入用于分頻和相位變化裝置162的初始狀態信息，從而初始化各個部件。響應于通過電極104輸入的復位信號該復位電路158執行如上所述的相同操作。對于一預置的時間周期通過將該復位信號設置為低電平而操作該復位電路。這就防止了由于噪聲而造成復位電路158不正常工作。雖然全橋電路163是由24V電源操作的，但是它的輸出端保持OFF，直至加上5V電源電壓(未示出)。不管這二個電源的連接次序如何，該全橋電路的不正常工作被防止。另外，來自外部指令裝置(未示出)的指令利用在圖21和23中所示的時序中同步串行通信的信號Rxd(接收數據信號)和信號SCK(同步信號)通過通信裝置160被傳送到驅動電路。帶有由ID0、ID1和ID2所指明的從0到7范圍的ID號的指令被傳送，并且當該ID號與由來自電極104的ID0、ID1和ID2所指明的ID號相一致時執行這些指令。來自電極104的信號Txd是一用來將由計數器157所檢測的旋轉速率傳送到外部指令裝置(未示出)的信號。圖30示出了信號Txd的時序。如像在圖21中的信號Rxd的情況那樣，在比特單元中與信號SCK，也就是與信號SCK的后沿相同步的數據被輸出，并且在信號SCK的前沿處外部指令裝置接收信號Txd。圖31的框圖示出了一種在其中用于多個振動型激勵器的驅動電路相互被連接的裝置。信號Txd與用于所有振動型激勵器的驅動電路串聯連接，并且輸出端Txd被輸入到用于每一上部振動型激勵器的驅動電路的輸入端Txi。僅僅來自對于具有與在通過信號Rxd所傳送的指令中所包含的ID號相一致的一ID號的振動型激勵器的驅動電路的數據通過信號Txd被傳送到外部指令裝置，并且來自具有較大ID號的每一驅動電路的數據被重新替換。ID號與上述ID號不一致的每一驅動電路從具有一較大ID號的每一驅動電路中輸出該數據而無任何變化。也就是，在增加ID號的順序中該數據從ID號與上述ID號相一致的驅動電路中被讀出。圖32示出了一實際指令流的時序。當ID＝7以同信號SCK同步地被設置和一速率讀出指令從外部指令裝置被傳送到用于所有振動型激勵器的驅動電路時，速率數據利用Txd信號線從用于相應于下一信號SCK的ID＝0的振動型激勵器的驅動電路138被傳送。接著，ID＝1和ID＝2的數據被傳送。在一其中信號SCK包括未同步時鐘的時間區域中，最后被傳送的數據被輸出到Rxd和Txd。數字濾波器被插入在Rxd、SCK和Txi輸入端以消除諸如轉換噪聲之類的1μsec或更小的脈沖噪聲，因此需要對照在全橋電路163中所產生的噪聲來測量。圖28示出了全橋電路163的電路構成的一個例子。該構成包括反相器300和301以及為了防止MOSFET124和125或MOSFET128和129同時導通的時間延遲裝置302和303。除了對在高側的N溝道MOSFET112、117、124和128操作的24V電源之外該全橋電路163還需要29V電源。這是因為即使當全橋電路163的輸出是24V時，保持高側的N溝道MOSFET112、117、124和128導通至少需要24V+4V＝28V。圖45示出了各個部分的信號波形。在每一脈沖中設置延遲時間Td，并且將該脈沖寬度置為37.5％的工作狀態。該電荷泵電路164是一用來全橋電路163提供29V的電路并且通過電極電路104-13和104-14連接到硅芯片152。分頻和相位變化裝置162輸出具有6至8V幅度的500KHz脈沖信號。29V或更高的電壓加到全橋電路163。這個29V或更高電壓提供給高側驅動器111、116、123和127。在這種情況中，當提供了24V和5V二個電源時，外部指令裝置(未示出)輸出一指令以根據由復位電路158最初設置的目標速率、驅動頻率、脈沖寬度、相位差等來旋轉該振動型激勵器，并且從全橋電路163輸出具有不同相位的多個脈沖。如圖28所示，這些脈沖通過變壓器126和130提供給振動型激勵器106。因此，振動型激勵器106開始旋轉，并且計數器157檢測旋轉速率。該所檢測的旋轉速率與目標速率相比較，通過控制裝置控制驅動頻率從而使該旋轉速率接近于目標速率。如果在工作期間硅芯片152的溫度上升接近于極限溫度，則溫度傳感器168工作以中止全橋電路163的工作。當溫度傳感器168檢測到溫度低于極限溫度時，全橋電路163重新開始工作。該極限溫度被設置在120℃和150℃之間。例如，全橋電路163在135℃或更高的溫度時中止工作并在125℃時恢復工作。一二極管元件用于溫度傳感器。該傳感器被集成地構成在硅芯片152的中央部分。另外，通過使用一外部信號PE，全橋電路163可直接關斷該脈沖。例如，當一大的輸出電流被外部地檢測時，這個信號被用于關斷該全橋電路163。圖29是控制裝置161的框圖。減法裝置165檢測來自計數器157的旋轉速率和來自存貯裝置159的目標速率之間的差。積分裝置166累積來自減法裝置165的輸出。加法裝置167將來自存貯裝置159的一觸發頻率指令值與來自積分裝置166的輸出相加。比較裝置174將自減法裝置輸出的絕對值與一預定值相比較并且輸出作為一中斷信號的結果。當旋轉速率減小時，信號EA的周期增加。計數器157因而對大于一相應于目標速率的計數值的一值進行計數。減法裝置165的輸出變為一負值，并且積分裝置166的積分結果逐漸減小。因此，該驅動頻率減小并且接近諧振頻率，旋轉速率增加。在這種方式中，振動型激勵器的旋轉速率被控制到該目標速率。另外，如像用于信號Rxd、SCK和Txi的數字濾波器被用于輸入信號EA和EB而被插入到計數器157，因此降低了噪聲的影響。如果目標速率和實際速率之間的偏差加大，則利用一中斷信號將相應信息傳送到外部指令裝置。在本實施例中，被安裝在一金屬板101上的用于振動型激勵器的驅動電路利用硅集成構成。全橋電路163具有一DMOS結構，而其它電路由一CMOS或雙極工藝所制成。另外，在本實施例中，在振蕩裝置154中，振蕩器155和相位補償電路156通過電極104相互連接。但是，振動器155可與其它部件一起在該金屬板上構成，或者相位補償電路156可在一硅芯片上形成。另外，作為振蕩裝置154，可以使用利用與振動型激勵器共同使用的外部指令裝置使用的振蕩裝置，或者可以使用一外部獨立的振蕩裝置。當全橋電路163和振蕩裝置154被集成時，因為全橋電路產生熱，所以振蕩裝置使用具有低溫度相關性的石英振蕩器，從而可以有效地使頻率穩定。在本實施例中，電荷泵電路164不設置在該硅芯片152上。但是，這種電路可以在硅芯片上構成。
圖33的框圖示出了驅動電路是如何被安裝的又一個例子。電極104的整個下表面被集成地形成在一硅芯片上。降低型DC-DC變換器169接收24V電源并產生5V電源電壓并通過電極104連接到一由電感和電容所構成的外部濾波器。外部5V電源170提供一用于旋轉編碼器等(未示出)的速率傳感器電源電壓并由在存貯裝置159中所設置的一電源信號所控制。這種控制的目的在于當它沒有必要時通過關斷傳感器電源(未示出)而節省功率。當它靜止時振動型激勵器106呈現一大的支撐力，因此不會由于某一干擾而被移動。因此，即使關斷加到位置檢測裝置的電源，當在該振動型激勵器被重新啟動之前提供一電源時也不會出現位置偏移。計數器157利用來自旋轉編碼器153的三個輸出信號檢測該振動型激勵器的位置和旋轉速率。計數器157檢測來自具有90°相位差的脈沖信號EA和EC的位置，并且根據脈沖信號EA和EC的獨自的速率信息部分通過檢測輸出脈沖EA和EC的周期的平均值來計算該速率。圖34示出了旋轉編碼器153的構成。圖板171被安置在旋轉軸203上。光傳感器172和173檢測在圖板171上所記錄的定標標記并且90°相位以外的二相位脈沖信號。光傳感器172和173分別被安置在圖板171的相對位置以抵消在旋轉軸203上安置的圖板171的偏心度的影響。光傳感器172輸出信號EA和EB，而光傳感器173輸出信號EC和ED。即使相對于旋轉軸203該圖板171的安裝精度低于某種程度通過使用用于速度檢測的信號EA和EC可以實施具有很小旋轉變化的速率控制。通信裝置160通過同步串行通信與一外部指令裝置(未示出)相通信。同步串行通信包括使用用于通常引起很大注意的USB或LAN等的RS232C、以太網的起始同步通信。雖然本實施例的例子是使用RS232C的通信，但還可用其它方案執行通信。圖35示出了控制裝置161的一個例子。比例積分裝置175將通過對在存貯裝置159中所設置的脈沖頻率指令和在預置計時處由計數器157所檢測的脈沖周期之間的差值積分所得的值加到將該差值乘以一預置增益所得到的值上，并且輸出所得結果的數據。在這種情況中使用的積分計時和增益被設置在存貯裝置159中。計數器157對在一預置的時間間隔內的EA和EC的脈沖數進行計數并且計算該脈沖數的平均值，從而計算一旋轉速率。如果該旋轉速率高于目標速率，則自減法裝置165的輸出變為一負值。因為由積分這個輸出所得到的值和將這個輸出乘一增益所得到的值變為負值，所以來自比例積分裝置175通過相加這二個值所得到的輸出也變為一負值。因此，驅動頻率的脈沖周期減小，并且振動型激勵器106的驅動頻率增高并且偏離了該振動型激勵器的諧振頻率。因此，該旋轉速率逐漸降低并接近目標速率。通信裝置160分析來自外部指令裝置的指令，根據該指令在存貯裝置159中存貯各種設置，或傳送在該存貯裝置159中設置的值，或通過信號Txd由計數器157檢測的旋轉位置信息、旋轉速率等。圖36的框圖示出了一用于多個振動型激勵器的驅動電路是如何相互連接的例子。在用于振動型激勵器的驅動電路138至144中未設置有ID號，但是根據指令ID號是自動設置的。信號Rxd用來從外部指令裝置接收一指令。指令和數據以RS232C通信形式而設置。信號Txd與用于各個振動型激勵器的驅動電路相串接，并且根據來自驅動電路138的信息以所選擇的ID號的順序將來自驅動電路的數據按順序地傳送到外部指令裝置。圖37的時序示出了ID號是如何自動設置的。在初始狀態，每一驅動電路的Txd輸出5V。僅僅驅動電路144的Txi被置為0V。當在ID＝7(表明一對所有驅動電路的指令)一初始化指令被傳送時，在輸入Txi被置為0V的驅動電路144中設置ID＝0，并且驅動電路144將數據01傳送到驅動電路143。隨后在驅動電路143中設置ID＝1并且驅動電路143將數據02傳送到驅動電路142。在這種方式中，在最后的驅動電路138中設置ID＝6，并且所有驅動電路從ID＝0順序地設置。驅動電路138向它的ID號加1并將結果數據傳送到外部指令裝置。外部指令裝置接收表示被連接的驅動電路號的數據。在這種情況中，每一ID號包括有三位。但是，每一ID號可以包括8位以傳送ID＝255的作為對所有驅動電路的一指令。圖38示出了分頻和相位變化裝置162的構成的一個例子。省略了用于電荷泵電路164的用來產生500KHz脈沖的一裝置。
圖38中的分頻和相位變化裝置的構成和圖2中的電路框圖中的分頻和相位變化裝置的構成是相同的，并且各個框圖的構成與圖4、5和6中所示的電路的構成是相同的。為此，省略對這些電路的說明。
圖44示出了在硅芯片上各個框圖的布圖設計。全橋電路163占據了該芯片的表面的一半，并且溫度傳感器幾乎位于該芯片的中央。環形振蕩器184位于該芯片一角落的很小部分。數字電路被安置在剩余表面的大部分區域，并且所有的功能均被集中在一芯片上。在該芯片的外圍部分形成連接外部電極的焊片。
圖39的框圖示出了如何安置驅動電路的另一個例子。例如，這種構成不同于圖33中所示的構成，在其中通信裝置160執行并行通信，全橋電路包括一電荷泵電路，和由控制裝置161控制的脈寬替代了分頻。利用至少改變四相位脈沖信號中的一個信號的脈寬該控制裝置161執行速率控制。圖40示出了控制裝置161的框圖。積分裝置197進一步對自積分裝置166的輸出進行積分。在這種情況中，當振動型激勵器的旋轉速率變高時，自減法器165的輸出變為一負值積分裝置166因而開始在負方向積分。因此使用相加裝置167通過自積分裝置197和166的輸出和初始脈寬相加所得的結果逐漸地減小，并且該脈寬指令減小。這就減小了振動型激勵器的旋轉速率。在這種方式中，該旋轉速率被控制。當自積分裝置166的輸出的絕對值超過一預置值時，比較裝置174產生一中斷信號。圖41的框圖示出了一種在其中用于多個振動型激勵器的驅動電路被相互連接的一構成。并行數據總線與所有的振動型激勵器并聯，寫和讀信號WR和RD也與該振動型激勵器并聯。圖42是用于通信的時序。該數據總線是雙向總線并且根據信號WR或RD該數據總線被轉換。傳送到該數據總成的第一指令是一中止指令僅對ID＝3尋址。下一指令相應于ID＝7并對用于所有振動型激勵器的驅動電路尋址。這個指令被用于讀出當前位置。位置數據以ID號的順序被讀出。信號RD的脈沖數被計數以檢測在該數據從每一驅動電路輸出處的定時。與串行通信的情況相比該通信速率可通過使用并行通信得以提高。
圖43的框圖示出了驅動電路如何被安置的又一個例子。CPU198包括一計數器、一串行通信功能、-ROM、-RAM和一復位電路。最新的CPU包括有各種功能。如果這種CPU和諸如作為功率放大裝置的全橋電路163以及分頻和相位變化裝置162之類的外圍電路被集成，則即使復雜的控制也可以容易地被處理。另外，如果包括分頻和相位變化裝置162的一數字電路部分由FPGA等所構成并被集成到一芯片，則可實現用于振動型激勵器的多用途驅動電路。圖46示出了分頻和相位變化裝置162的構成。比率乘法器199通過精確地改變分頻比產生不可能僅通過分頻而得到的偽頻率。這就允許一完全數字脈沖產生部分的實施，從而可提供一更為穩定的振蕩裝置。該比率乘法器199產生一具有振動型激勵器的驅動頻率4倍或8倍的一頻率的脈沖信號，并且該信號被轉換為四相位脈沖信號，該四相位脈沖信號相互間的相位為90°以外并且具有一通過使用環形計數器179和脈寬設置裝置由一脈沖指令所確定的脈沖寬度。
權利要求
1.一種用于向振動部件的電子-機械能量轉換元件部分提供一驅動信號從而在所述振動型激勵器的振動部件中執行振動的振動型激勵器的驅動裝置，包括-參考脈沖產生電路，用來產生一參考脈沖信號；-分頻電路，用來輸出一具有參考脈沖信號周期的一整倍數周期的脈沖信號；-時間延遲電路，用來根據每次自分頻裝置輸出的脈沖信號的延遲數據通過改變來自所述分頻電路的脈沖信號的一邊緣的位移量而形成一延遲脈沖信號，所述時間延遲電路包括用來在一單位時間形成多個相互位移脈沖的脈沖形成裝置和用來根據延遲數據選擇由所述脈沖形成裝置所形成的脈沖中的一個的選擇裝置，所述時間延遲電路形成一相應于作為延遲脈沖信號的所選擇脈沖的一周期的脈沖信號；和-驅動電路，用來以相應于該延遲脈沖信號的頻率向所述電子-機械能量轉換元件部分提供驅動信號。
2.如權利要求1的裝置，其中所述脈沖形成裝置是一用來通過與具有相應于參考脈沖的周期的脈沖執行相位比較而形成一鎖相脈沖的PLL電路，并且包括一用來在所述PLL電路的一環路中的一單位時間上位移該鎖相脈沖而形成多個脈沖的環形振蕩器。
3.如權利要求1的裝置，其中所述脈沖形成裝置是一在與參考脈沖信號同步的一預置頻率上振蕩的一環形振蕩器，所述振蕩器是由以環形形式所連接并被控制的奇數個邏輯反相裝置所構成，每一反相裝置具有一預置的單位延遲時間。
4.如權利要求3的裝置，其中所述選擇裝置根據該延遲時間通過選擇來自所述多個邏輯反相裝置輸出信號中的一個信號輸出一具有整數倍單位延遲時間的任意延遲時間的延遲脈沖。
5.如權利要求4的裝置，其中所述環形振蕩器的振蕩頻率是參考脈沖信號的一頻率的1/2。
6.如權利要求5的裝置，其中所述環形振蕩器的串聯邏輯反相裝置的數量是2N-1(N是不小于2的一整數)。
7.如權利要求4的裝置，其中所述選擇裝置包括用來匹配從偶數和奇數邏輯反相裝置輸出的邏輯電平的“異”裝置，用來提取一必要的信號邊緣的脈沖邊緣選擇裝置，和用來產生一用于所允許選擇的門脈沖的門脈沖產生裝置，所述脈沖邊緣選擇裝置選擇一指定延遲時間的信號，所述“異”裝置依據該選擇信號是否是一來自所述奇數邏輯反相裝置的輸出信號而在反相和不反相之間轉換時輸出該選擇信號，和門脈沖是用于選擇和輸出該信號的一前沿或后沿。
8.一種用于用來向一振動部件的電子-機械能量轉換元件部分提供一驅動信號從而在所述振動型激勵器的振動部件中引起振動的振動型激勵器的驅動裝置的脈沖信號產生電路，包括-參考脈沖產生電路，用來產生一參考脈沖信號；-分頻電路，用來輸出一具有參考脈沖信號的周期的整數倍周期的脈沖信號的分頻電路；和-時間延遲電路，用來根據每次自分頻裝置輸出的脈沖信號的延遲數據通過改變來自所述分頻電路的脈沖信號的一邊緣的位移量而形成一延遲脈沖信號，所述時間延遲電路包括用來在一單位時間形成多個相互位移脈沖的脈沖形成裝置和用來根據延遲數據選擇由所述脈沖形成裝置所形成的脈沖中的一個的選擇裝置，所述時間延遲電路形成一相應作為延遲脈沖信號的所選擇脈沖的一周期的脈沖信號，并且驅動信號由延遲脈沖信號形成。
9.如權利要求8的電路，其中所述脈沖形成裝置是一用來通過與具有相應于參考脈沖的周期的脈沖執行相位比較而形成一鎖相脈沖的PLL電路，并且包括一用來在所述PLL電路的一環路中的一單位時間上位移該鎖相脈沖而形成多個脈沖的環形振蕩器。
10.如權利要求8的電路，其中所述脈沖形成裝置是一在與參考脈沖信號同步的一預置頻率上振蕩的環形振蕩器，所述振蕩器是由以環形形式所連接并被控制的奇數個邏輯反相裝置所構成，每一反相裝置具有一預置的單位延遲時間。
11.如權利要求10的電路，其中所述選擇裝置根據該延遲時間通過選擇來自所述多個邏輯反相裝置輸出信號中的一個信號輸出一具有整數倍單位延遲時間的任意延遲時間的延遲脈沖。
12.如權利要求8的電路，其中所述環形振蕩器的振蕩額率是參考脈沖信號的一頻率的1/2。
13.一種用來將一驅動信號提供給一振動部件的電子-機械能量轉換部件從而在所述振動型激勵器的振動部件中引起振動的振動型激勵器的驅動電路，包括脈沖產生裝置，用來產生多個具有所希望頻率和不同相位的多個脈沖信號；和功率放大裝置，用來將通過放大多個脈沖信號的功率所得到的AC電壓提供給所述電子-機械能量轉換裝置；其中構成所述脈沖產生裝置和功率放大裝置的電路元件是在金屬熱輻射裝置、陶瓷熱幅射裝置和類似的熱幅射裝置中的一種裝置上所形成的。
14.一種用來將一驅動信號提供給一振動部件的電子-機械能量轉換部件從而在所述振動型激勵器的振動部件中引起振動的振動型激勵器的驅動電路，包括脈沖產生裝置，用來產生具有所希望頻率和不同相位的多個脈沖信號；控制裝置，用來根據一外部命令或一預先存貯的命令控制所述脈沖產生裝置；和功率放大裝置，用來將通過放大多個脈沖信號的功率所得到的AC電壓提供給所述電子-機械能量轉換裝置；其中構成所述脈沖產生裝置和功率放大裝置的電路元件是在金屬熱幅射裝置、陶瓷熱幅射裝置和類似的熱輻射裝置中的一種裝置上所形成的。
15.一種用來將一驅動信號提供給一振動部件的電子-機械能量轉換部件從而在所述振動型激勵器的振動部件中引起振動的振動型激勵器的驅動電路，包括脈沖產生裝置，用來產生具有所希望頻率和不同相位的多個脈沖信號；檢測裝置，用來檢測至少所述振動型激勵器的一個驅動狀態和所述驅動電路的一個操作狀態；控制裝置，用來根據一外部指令或預先存貯的一指令控制所述脈沖產生裝置并且從所述檢測裝置的輸出；和功率放大裝置，用來將通過放大多個脈沖信號的功率所得到的AC電壓提供給所述電子-機械能量轉換裝置，其中電路元件形成所述電子機械能量轉換部件的所述脈沖信號；其中構成所述脈沖產生裝置、所述檢測裝置、和所述控制裝置的電路元件是在金屬熱幅射裝置、陶瓷熱幅射裝置和類似的熱幅射裝置中的一種熱幅射裝置上形成的。
16.如權利要求14的電路，其中所述控制裝置包括用來接收一外部指令并傳送內部信息的串行或并行通信裝置。
17.如權利要求14的電路，其中所述控制裝置根據外部指令或預先存貯的指令中止輸出從所述脈沖產生裝置輸出的多個脈沖信號中的至少一個信號。
18.如權利要求15的電路，其中所述檢測裝置檢測一溫度，和所述控制裝置當所述檢測裝置檢測到該溫度超過一預置溫度時中止從所述功率放大裝置的輸出。
19.如權利要求18的裝置，其中所述檢測裝置包括至少一個用來檢測所述熱幅射裝置的溫度的溫度檢測裝置或用于在所述熱幅射裝置上形成的所述振動型激勵器的驅動電路。
20.如權利要求13的電路，其中所述功率放大裝置是一個作為全橋電路或半橋電路而構成的驅動電路，所述驅動電路包括用來提供用于驅動在所述全橋電路的高側的N溝道開關元件的一電源電壓的電荷泵電路，和至少一個不是在所述熱幅射裝置上形成的所述電荷泵電路的二極管元件和電容元件。
21.一種振動型激勵器驅動系統，在其中用來將驅動信號提供給振動型激勵器的激勵部件的電子-機械能重轉換裝置以引起所述振動部件中的振動的驅動電路被分別提供用于所述振動型激勵器從而驅動所述振動型激勵器，包括作為每一驅動電路的各個部件，脈沖產生裝置，用來產生多個具有所希望頻率和不同相位的脈沖信號；控制裝置，用來與外部電路進行通信；和功率放大裝置，用來向所述電子-機械能量轉換裝置提供通過放大多個脈沖信號的功率所得到的AC電壓；每一驅動電路的所述脈沖產生裝置、控制裝置和功率放大裝置是在金屬熱幅射裝置、陶瓷熱幅射裝置和類似的熱幅射裝置中的一種熱幅射裝置上所形成，其中在所述控制裝置和外部電路之間執行串行通信以通過連接相互串接的所述驅動電路以連接順序同時傳送用于指示所述各個驅動電路的發送信號，和用于檢驗從所述各個驅動電路順序發送到所述外部電路的狀態的接收信號。
22.一種振動型激勵器驅動系統，在其中用來將驅動信號提供給振動型激勵器的激勵部件的電子-機械能量轉換裝置以引起所述振動部件中的振動的驅動電路被分別提供用于振動型激勵器，從而驅動所述振動型激勵器，包括作為每一驅動電路的各個部件，脈沖產生裝置，用來產生多個具有所希望頻率和不同相位的脈沖信號；控制裝置，用來與外部電路進行通信；和功率放大裝置，用來向所述電子-機械能量轉換裝置提供通過放大多個脈沖信號的功率所得到的AC電壓；每一驅動電路的所述脈沖產生裝置、控制裝置和功率放大裝置是在金屬熱幅射裝置、陶瓷熱幅射裝置和類似的熱幅射裝置中的一種熱幅射裝置上所形成，其中在所述控制裝置和所述外部電路之間執行并行通信，用于一指令的發送信號和用于狀態檢驗的接收信號與共享相同信號線的所述各個驅動電路并聯連接，并且根據自所述外部電路輸出的一通信方向轉換信號轉換發送和接收。
23.如權利要求1的裝置，其中所述驅動電路的所有構成元件在一硅芯片上被構成。
24.如權利要求1的裝置，其中所述驅動電路的所有構成元件在多個硅芯片上被構成。
25.如權利要求23的系統，其中所述硅芯片被密封在樹脂中，并且一外部電極從該樹脂中向外伸出。
全文摘要
本發明涉及一種用于振動型激勵器的脈沖形成電路。該電路通過對自分頻電路的輸出進行位移來形成脈沖同時利用用來對每次由分頻電路產生一輸出的來自分頻電路的輸出進行位移的環形振蕩器來改變一時間延遲電路的位移量。利用這種配置,該激勵器可使用高分辨率脈沖來驅動。
文檔編號H02N2/06GK1250246SQ9911090
公開日2000年4月12日 申請日期1999年5月28日 優先權日1998年5月28日
發明者片岡健一, 山本新治, 林禎 申請人:佳能株式會社