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专利名称：致动器基于电容测量的自动特征化的制作方法
致动器基于电容测量的自动特征化本申请要求2009年8月25日提交的申请号为61/236，691的美国临时专利申请的优先权，通过弓I用将其全部内容并入本文。
背景技术：
本发明涉及一种基于施加的信号而致动的致动器。具体地，本发明涉及确定致动器的特性以更加精确地控制致动信号的持续时间和幅度。致动器是响应于施加信号而移动的设备。致动器的一个示例是可以在自动对焦相机中使用的微机电(MEM)设备。MEM致动器还具有根据致动器位移而改变的特征电容。致动器对施加电压的响应(例如“位移”)可以是非线性的。可以推导出能够在致动器响应的线性化中使用的传递函数。在推导致动器的传递函数时，涉及例如与最大位移相关的电压以及与最小位移相关的偏移电压的公共端点经常要针对所用的致动器类型预先确定，并且要预编程到控制系统的微处理器内。使用预编程电压和来自传感器的输入的微处理器能够推导出相连的致动器的响应曲线。预编程的偏移电压值和最大位移电压值构成了响应曲线。这些值可以被存储在查询表内。控制和驱动电路要使用的致动器类型通常都可以提前获知。但是，致动器的响应曲线会根据致动器的类型以及致动器的时间、温度和取向(譬如在设备水平放置时与垂直放置时相比)而有所改变。因此，通常需要用复杂的校正和温度传感器来提供致动器响应的准确线性化。由于对微处理器的要求，因此提供致动器线性特征化所需的测量系统的复杂性是令人望而却步的。需要一种集成电路芯片，其能够在无需提供用于确定时间、环境温度或设备取向的预编程值或微处理器或相关内容的情况下，就能够确定最大位移和偏移电压以及可用于特征化致动器的其他相关信息。


图1根据本发明的实施例示出了一种示范性系统。图2根据本发明的实施例示出了一种示范性的致动器响应曲线。图3根据本发明的实施例示出了一种特征化致动器的示范性处理流程图。图4根据本发明的实施例示出了一种驱动器电路的方块图。图5根据本发明的实施例示出了一种可以被用于测量电容的示范性电容测量电路的示意图。图6根据本发明的实施例示出了一种示范性响应曲线的示图。
具体实施例方式本发明的实施例提供了一种用于调节致动器控制器的方法。致动器控制器可以通过用驱动信号将致动器驱动至第一停止位置来调节。驱动信号可以被渐增地调节以将致动器驱动至第二停止位置，并且可以测量致动器的电容，直到致动器的测量电容表明致动器已经从第一停止位置移走为止。在增量调节之后，可以存储与致动器控制器内最近的调节驱动信号相关联的代码。另一个实施例在集成电路芯片上提供了一种用于确定致动器的特征化属性的装置。片载装置可以在集成电路芯片上包括存储设备、电容传感器、控制逻辑和致动器驱动器。存储设备响应于来自控制逻辑的信号可以存储并且可以提供数值。电容传感器可以包括用于确定表示致动器电容的信号的电路。致动器驱动器可以具有连接至致动器用于给致动器提供致动信号的输出，并且可以具有用于接收来自控制逻辑的致动器驱动信号和来自致动器的反馈的输入。控制逻辑可以被设置用于向致动器驱动器发送可促使致动器移动的信号，接收来自电容传感器的信号，确定致动器的电容是否改变了第一阈值量，并且如果电容改变了第一阈值量，那么即可促使将与确定的电容改变相关的信号值储存到存储设备中。所述装置或者包括所述装置的组件在另一些实施例中可以定位成远离集成电路芯片， 或者换句话说就是在片外。图1示出了一种用于控制致动器的示范性系统。示范性系统100可以包括驱动器电路110和致动器120。致动器120的一个示例可以是MEM结构。驱动器电路110可以通过向致动器120输出表示控制信号的电压而响应控制信号，上述控制信号可以是(例如1.2伏的)模拟电压或者是数字代码字(例如10位代码譬如 1100110011)。驱动器电路110可以包括放大器电路，其放大输入的模拟电压并将放大的电压加至致动器120。或者，在数字控制字的情况下，包括用于将数字控制字转换成加至致动器 120的模拟电压的电路。致动器120响应于施加的电压可以移动与施加的电压信号相对应的距离。致动器 120可以具有反映致动器120位移的电容，并且该电容能够被用于特征化致动器对施加电压的响应。例如在MEMS应用中，可以测量致动器的梁和位于梁下方底座上的传感器电极之间的电容。根据致动器响应于施加电压的特性即可推导出传递函数。特性例如是造成致动器最大位移和最小位移的电压值，其可以在传递函数中使用。利用传递函数，就能够得出用于一定电压范围的响应曲线。图2示出了根据本发明的实施例的一种示范性的致动器响应曲线。响应曲线被示出为分段曲线，其中第一段210表示在致动器移动范围的第一结束端处的致动器电容，第二段220表示整个致动器移动范围的致动器响应，而第三段230表示在致动器移动范围的第二结束端处的致动器位移。例如，在操作中，MEMS设备通常在两个机械停止位置也就是未偏离的停留位置和MEMS梁接合机械接触件所在的最大位移位置之间移动。曲线210、230 反映了当MEMS梁位于相应的机械停止位置时可以在MEMS设备内体现的示范性电容曲线。仿真表明响应曲线200中跟机械停止位置相关联的部分210、230与跟致动器的自由空间位移相关联的部分220相比在电容方面表现出的变化要小得多。另一些仿真显示部分210、230是平坦的，在致动器位于机械停止点时几乎没有电容的改变。部分210、230被示出为是线性的，但是响应曲线并非在任何情况下都必须是线性。对于本发明来说，注意到响应曲线通常表现为分段的并且在曲线200的自由位移部分(实际响应)220与在曲线200 的机械停止部分210、230相比具有更加强的电容改变就足够了。本发明的实施例就利用了这样的电容改变以识别对应于机械停止位置的控制值。响应曲线200具有两个轴电容和电压。为了使致动器以任意的位移(移动)响应，必须向致动器施加电压例如Vmax。施加的电压可以是最低电压例如Vmin。为了特征化实际的致动器响应，用于移动致动器的施加电压值(代码)通常要预编程到致动器驱动器内。这就需要预先了解对应于曲线末端1和曲线末端2的施加电压。 这种预先了解可能不一定总是可行的，并且可能会限制可以使用的驱动器，和/或需要对控制驱动器的微处理器进行预编程(或重新编程)。因此，在对应于曲线末端1的电压未知时可以施加最低驱动器电压Vmin。可选地，在对应于曲线末端2的电压未知时可以施加最高驱动器电压Vmax。在确定实际响应曲线时，系统可以考虑在机械停止部分210和230示出的电容渐变。从致动器测量的电容值之间的差异在曲线末端1和曲线末端2之间的实际响应曲线 230的区域内可以比较大。因此，致动器控制器可以利用连续的致动器电容测量值之间的差异来确定曲线端点1和2。图3示出了根据本发明的实施例的一种用于自动特征化致动器的示范性方法。在第一实施例中，用于自动特征化致动器的过程300可以被实施为单一集成电路内的数字逻辑。图2中示出的最大电容Cmax可以在向致动器施加最高驱动器电压Vmax时得到。最高驱动器电压可以导致致动器的最远位移，并因此导致最大电容Cmax。类似地，最小电容 Cmin可以是致动器的最小位移点并且可以在向致动器施加最低驱动器电压Vmin时出现。 过程300可以在例如像致动器已经移动至最大电容Cmax时开始。在310，可以将初始电压例如电压Vmax加至致动器以分别将致动器移动至与最大电容Cmax或最小电容Cmin (通过施加最低电压Vmin)相关的位置。在步骤320，可以测量和/或计算致动器的初始电容，例如图2中所示的电容Cl。 电容测量值Cl可以被存储在存储设备内用于比对。在步骤330，致动器能够以预定电压值的预定增量330或步长持续向第二极限位置增量式移动。步长(施加的驱动电压和随后施加的驱动电压之间的电压改变量)可以预编程到驱动器内作为在整个驱动器寿命周期内的静态的固定电压值。可选地，步长可以被动态编程到驱动器内，例如作为存入驱动器集成电路的寄存器内的数值。在一个实施例中，步长可以适应于致动器的机械特性以避免致动器响应于增量电压改变而导致的振铃-振荡行为。 步长也可以是代码，例如与提供给驱动器的电压相对应的8位或16位代码，驱动器将代码转换成加至致动器的电压。可以在步骤340再次测量致动器的电容。在通过施加另一种施加电压造成致动器位置的每一次增量改变时，驱动器均可测量致动器的电容。在该阶段，驱动器可以在存储器中存储至少两个电容值1)CAPNEW，在致动器的当前位置获得的电容值，和》CAP0LD，从先前的致动器位置获得的电容值。先前的致动器位置可以是紧邻的前一个致动器位置或其他先前的致动器位置，例如在步骤310到达的致动器位置。每一个CAPNEW和CAPOLD电容值都对应于相应的施加电压值。另一种可选方式可以是逐次逼近技术，其中首先使用较大的步长，然后将先前的步长逐步减半，直到发现曲线末端1(或曲线末端幻的近似位置为止。在步骤345，驱动器可以分析测量的电容以确定是否已经存在超过预定估算阈值电容Ct的电容改变。例如，驱动器可以比较两个电容值CAPNEW和CAPOLD以确定它们之间是否存在超过阈值电容Ct的电容改变AC。在一个实施例中，比较可以包括容差调节。例如，如果I CAPNEff-CAPOLD | > Ct (+ERROR)，那么就可以寄存电容的改变，其中ERROR即可表示可以预编程的容差值。可选地，电容测量值可以是在测量值自身中加入了 ERROR容差的粗测值。如果确定电容改变尚未达到阈值电容Ct，那么过程即可返回到步骤330。要注意的是，步骤330-345可以迭代执行多次。在步骤330的每一次迭代中，施加的驱动电压可以增量式改变以将致动器移向曲线末端1。例如，如果在步骤345电容改变AC不大于阈值电容Ct，那么就可以重复步骤330。在此情况下，施加的电压可以从Vmax开始以步长电压AV 改变，并且致动器可以移动接近曲线末端1。可以再次测量致动器的电容，并且可以获得可存储的电容值C2。可以确定电容Cl和电容C2之间的电容差Δ C，并将其与阈值电容Ct相比较。在图2的示例中，电容C2可以不超过电容阈值Ct。电容测量值Cl可以被弃用，并且可以应用另一个步长电压△￥，然后测量和存储另一个电容C3。可以再次确定测量电容C3 和C2之间的电容差Δ C，并将其与阈值电容Ct相比较。 如果确定电容改变例如C3和C4之间的电容差已经达到阈值电容Ct，那么过程可以继续前往步骤350。在350处测量电容的改变时，驱动器可以存储施加用于移动致动器的信号值(或代码)。例如，如果电容差AC超过了阈值电容Ct，那么对应于电容C3的信号值(或代码)可被认为是第一极限位置或响应曲线220的端点，也就是曲线末端1的位置。 可选地，一旦满足或超过了阈值电容Ct，即可应用逐次逼近技术，利用可变步长来更加精确地确定与曲线末端1更准确的位置相对应的电压或代码。存储的信号值可以是将致动器的位置表示为致动器响应曲线220端点的数字(DAC)代码，或者也可以是模拟电压值。
表示CAPNEW致动器位置的代码，或者可选地恰好在CAPNEW致动器位置之前的代码可以被存储在存储器内作为与第一极限位置或曲线末端1相关的代码。在步骤360，将致动器向第二极限位置或者响应曲线的相对端即曲线末端2移动。 步骤360-375可以迭代执行多次。在步骤360的每一次迭代中，施加至致动器的驱动电压可以被改变以将致动器向第二极限位置移动。在通过最初向致动器施加驱动器电压Vmax 来特征化致动器时，后续的驱动电压可以从电压Vmax开始递减。相反地，在通过最初向致动器施加驱动器电压Vmin来特征化致动器时，后续的驱动电压可以递增。致动器的移动同样可以根据固定或动态指定的步长进行操作，步长可以适应于致动器的类型以避免振铃。在致动器位置(或位移)的每一次增量改变时，驱动器均可测量致动器的电容。 同样，驱动器可以存储至少两个电容值1)CAPNEW，在致动器当前位置获得的电容值，和2) CAP0LD，从先前的致动器位置获得的电容值。在步骤375，驱动器可以比较两个电容值CAPNEW和CAPOLD的差异并且确定是否已经存在大于电容阈值Ct的改变。同样，比较可以包括容差调节。如果确定电容改变已经达到电容阈值Ct，那么过程即可返回到步骤360以进行再一次迭代。如果确定电容改变尚未达到大于或等于电容阈值Ct，那么过程可以继续前往步骤380。当测得电容改变小于电容阈值Ct时，驱动器可以在380处存储施加用于移动致动器的信号值，该信号值可以是将致动器的位置表示为致动器位移范围的端点或者是与第二极限位置相关的第二位置或者例如是曲线末端2的数字(DAC)代码。可选地，在通过最初向致动器施加电压Vmin来开始致动器的特征化时，第二极限位置可以是曲线末端1。表示CAPNEW致动器位置的DAC代码，或者可选地恰好在CAPNEW致动器位置之前的DAC代码可以被存储作为极限位置或者实际响应(自由位移)曲线220的端点。存储的 DAC代码可以指示第一和第二极端致动器位置，它们可以被用于随着致动器是其中部件的设备(例如照相机或手机)的取向、温度和使用时间的变化来推导致动器(例如MEM设备) 的传递函数。由此就避免了对查询表或例如温度传感器等部件和/或致动器控制设备外部的复杂校正电路的需求。返回参照图2，类似于确定响应曲线220的端点，曲线末端1或曲线末端2，的更精确位置的相关讨论，可以应用例如变步长和逐次逼近等的技术以更加精确地确定响应曲线 220的端点位置。另外，如参照图3所示，位移机械停止部分210和230的斜率可以小于实际响应曲线220的斜率。机械停止部分210或230的斜率可以利用不同测量值之间的电容差异(改变)AC来确定。当AC变为大于预定斜率值时，系统可判定致动器已经移动至曲线200中的实际响应曲线220。图4示出了根据本发明的实施例一种驱动器的方块图。驱动器400可以在单个芯片上实施，并且可以包括控制逻辑410、寄存器452，454、数模转换器(DAC)440、放大器450 和电容传感器430。控制逻辑410可以是管理驱动器电路400的操作并执行图3中方法的状态机。控制逻辑410可以生成用于DAC的控制信号以生成用于致动器的驱动电压。在一个实施例中，控制信号例如可以是10位代码。控制逻辑410在操作期间可以从寄存器452 和454中读取数值并向其中写入数值。控制逻辑410可以从电容传感器430接收表示对致动器460进行电容测量得到的
测量值。寄存器452，妨4可以存储表示推导出的最小和最大位移值的DAC代码(DACMIN、 DACMAX)的数值。可选地，其他的寄存器(一个或多个)可以被提供用于存储动态指定的步长、放大器增益、预编程的电容测量值容差等。可编程的特征可以通过I/O系统(未示出) 从驱动器外部的来源存储至寄存器452，454。在另一个实施例中，DAC代码也可以是可编程的，并且在不同的判定代码字之间有所改变。代码字可以指示增量步幅(步长)。可选地， 步长可以是非均勻步长，例如粗调步长(较大)和微调步长(较小)。或者，步长可以遵循基于逐次逼近方法的步幅，在该方法中步长可以是用于将致动器移动至致动器460位移的预期剩余的中点的数值。数模转换器(DAC) 440可以将从控制逻辑410接收的控制信号(DAC代码字)转换成模拟电压。放大器450可以从DAC 440接收模拟电压输出，并将其放大成驱动致动器460的电压。可选地，放大器增益可以是能够存储在寄存器452，454内的动态指定参数。电容传感器430可以具有用于接收来自致动器460的反馈以测量用于确定致动器电容的信号的输入端，以及用于和控制逻辑410通信的通信路径。根据本发明，任何种类的电容传感器均可使用，以下结合图5在下文中介绍一种示范性的电容传感器。致动器460可以是多种不同类型的致动器例如MEMS设备或类似设备中的任何一种。例如，致动器可以类似于在申请号为12/338，767、发明名称为 “Micro-Electro-mechanical Switch Beam Construction with Minimized BeamDistortion and Method for Constructing”的共同受让美国专利中介绍的MEMS设备，通过引用将其全部内容并入本文。在致动器460是MEMS设备的一种实施方式中，MEMS设备可以被加工在通用集成电路上作为驱动器400。致动器可以是例如MEMS设备和/或可以被提供作为其中存在驱动器的集成电路的外部部件。致动器电容可以由于致动器的位置、设备取向和环境温度而改变。在操作期间，在驱动器400内，控制逻辑410可以判定初始控制信号具有用于DAC 440的数字代码字，目的是为了将致动器移动至第一极限位置。DAC 440可以将数字代码字转换成模拟电压信号，并将模拟电压信号输出至放大器450。放大器450放大来自DAC 440 的模拟电压信号并将放大的电压加至致动器460。致动器460根据施加的放大电压移动一
定距尚。电容传感器430可以响应从驱动器400通往致动器460的连接中获得的反馈信号。根据反馈信号，可获得表示致动器460电容的数值。可以将下一个数字代码字加至DAC 440,DAC 440可以如上所述将该数字代码字转换成可加至致动器460的电压。下一个数字代码字可以是从初始代码字开始的预编程增量改变。可选地，改变值可以是基于架设驱动器400的IC芯片的时间或取向的变量。致动器460的代表电容值可以被确定用于下一个数字代码字。可以将归属于下一个数字代码字的代表电容值与归属于初始代码字的代表电容值相比较，以确定从判定的初始代码字到判定的下一个数字代码字中电容值是否在阈值电容值的预定容差内改变。如果大于阈值电容值的电容值改变已经出现，那么表示先前代码字(在此情况下为初始代码字)的数值即可被存储在寄存器452内作为Vmax。另外，另一个数字代码字可以由控制逻辑410判定，并且由电容传感器430测量和由控制逻辑410确定是否确实在继续出现电容值的改变。一旦确定了电压值Vmax，即可由控制逻辑410判定另一个数字代码字。电容传感器430测量致动器的电容，并将表示致动器460电容的当前值输出至控制逻辑 410。利用表示致动器460电容的先前值和当前值，可进行电容改变是否尚未超过阈值电容值的确定。如果超过阈值电容值的改变尚未出现，那么表示先前代码字(在此情况下为先前代码字)的数值可被存储在寄存器454内作为Vmin。另外，另一个数字代码字可以由控制逻辑410判定，并且由电容传感器430测量和由控制逻辑410确定是否并未继续出现超过阈值电容值的改变。该过程可以在不同的时间执行，或者在某种条件例如取向、温度改变时执行，或者在包含架设驱动器400的IC芯片的设备的或某些其他条件或条件组合被确定已经改变时执行。阈值电压值可以根据各种条件而改变。图5示出了根据本发明的示范性实施例的一种可以被用于测量电容的电容测量电路500的示意图。电路500可以在用于集成到例如手机、照相机等设备内的IC芯片上实施。电容测量电路500可以生成表示致动器电容值的COUNT值。电容测量电路500可以被架设在集成芯片上，并且可以被连接至致动器506，致动器506可以被模型化为电容器。电路500可以包括放大器502、比较器504和计时器508。放大器502可以生成施加至输出引脚510的输出电压。比较器504可以比较施加至输出引脚510的电压与参考电压。致动器506可以通过引脚510耦合至IC芯片500，并且可以是适用于和电容测量电路500 —起使用的任何类型的致动器。放大器502可以在一个输入引脚处获得输入信号VIN，并且在另一个输入引脚处通过反馈路径获得输出电压V0UT。输出电压VOUT能够以响应延迟来匹配输入电压VIN。在本实施例中，充电电流可以由放大器502的输出电流提供，其可以由电流源512控制。电流源512可以向放大器502的输出电流提供恒定的充电电流ICHARGE。可选地，放大器502可以是电压输出放大器并输出电压信号。比较器504和计时器508可以估计用于将耦合至引脚510的致动器506充电至一定电压的响应时间。致动器506的电容可以由用于使输出电压VOUT匹配输入电压VIN的响应延迟确定。在本实施例中由比较器504使用的参考电压可以是输入电压VIN。比较器 504的输出信号VCOMP可以被耦合至计时器508的输入引脚。计时器508的另一个输入引脚可以被耦合至时钟信号FCLK。因此，计时器508可以计量用于使输出电压VOUT匹配输入电压VIN的响应时间(例如响应延迟)。由此，在一个实施例中，输出电压VOUT可以直接与输入电压VIN相比较。在一个或多个实施例中，输出信号VOUT可以被直接连接至比较器 504的输入引脚。可选地，如图6中所示，使用计量值可确定致动器506的电容值表示。换句话说， 电容值Cout可以被转化为计量读数COUNT。致动器电容是否已经改变了预定量的确定可以根据表示致动器电容的计量值的直接比较(也就是COUNT(I) ^ COUNT(2))来作出。计量读数COUNT可以具有加入的预定容差以允许电容测量电路内可能会影响到计量值的误差。或者，在确定Vmax时，电容改变的确定可以通过执行运算例如 COUNT (I)-COUNT (2) > Δ X0来进行，其中Δ X0是表示可接受改变量的预定电容改变量。而且，ΔΧο可以根据各种条件例如取向、时间和/或温度而改变。ΔΧο也可以是可编程的。 如图6中所示，示出为C1-C7的COUNT直到致动器的实际响应曲线才会开始改变。当代表计量值超过Δ Xo时，COUNT增加至C2，然后增加至C3，然后增加至C4，直至达到C7和Vmin 点为止。类似地，在确定Vmin时，电容改变尚未发生的确定可以通过执行运算例如 COUNT(I)-COUNT(2) < AXf来进行，其中AXf是表示可接受误差量的阈值的预定电容容差量。而且，容差ΔΧ ·可以根据各种条件而改变。容差AXf也可以是可编程的。一旦到达 Vmin点，COUNT C7就不再增加。如以下的图6中所示，响应曲线可以在电压区间内逐步改变，并且该变量(和 AXf)可以拥有编程的容差以允许电容测量值有较低的精度。要注意的是电容与位移成比例。已经参照仅作为示例而并非作为限制的特定实施例图解和介绍了本发明的若干特征和应用。本领域技术人员应该意识到对公开实施例的可选实施方案和各种修改都应落在本公开的保护范围和意图内。例如容差可以被包含在电容测量值内或者在确定电容值是否改变时使用或两者兼具。在确定过程或测量过程中使用的考虑了误差的容差可以由外部源进行彼此独立的预编程。另外，可以使用其他类型的决策逻辑来确定致动器的电容。例如，逐次逼近寄存器(SAR)可以被用于寻找致动器响应曲线中的点Vmax和Vmin。这种方法可能需要比较精确的测量值。
权利要求
1.一种用于确定致动器的特征化属性的方法，包括 促使致动器移动到第一极限位置；在第一极限位置，由电容测量电路测量致动器的初始电容；施加信号以将致动器移动预定增量到达朝向第二极限位置的下一个位置；在该下一个位置处测量致动器的电容；确定在该下一个位置处测量的电容相对于测量的初始电容的改变是否达到了第一阈值量；如果确定结果表明电容改变了第一阈值量，那么就记录在促使致动器移动的施加信号之前的信号值作为与第一极限位置相关的第一阈值位置的标志； 重复施加信号以将致动器朝向第二极限位置移动预定增量；在每一次移动之后都重复测量致动器的电容，直到确定电容相对于先前测量值的改变不会达到第二阈值量为止；重复确定电容，直到确定电容改变不会达到第二阈值量为止，记录与先前测量的电容相关的信号值作为与第二极限位置相关的第二阈值位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中预定增量对重复施加步骤的每一次迭代都保持不变。
3.如权利要求1所述的方法，其中预定增量在重复施加步骤的迭代期间发生改变。
4.如权利要求1所述的方法，其中步长对重复施加步骤的每一次迭代都保持不变。
5.如权利要求1所述的方法，其中步长在重复施加步骤的迭代期间发生改变。
6.如权利要求1所述的方法，其中测量电容包括计量直到电容测量电路的输出电压与表示施加信号的输入电压相匹配为止的响应时间。
7.如权利要求1所述的方法，其中利用计量值来确定致动器的电容改变。
8.如权利要求1所述的方法，其中施加信号是数字代码。
9.如权利要求1所述的方法，其中第一阈值量是恒定值。
10.如权利要求1所述的方法，其中第一阈值量是可变值。
11.如权利要求1所述的方法，其中第二阈值量是恒定值。
12.如权利要求1所述的方法，其中第二阈值量是可变值。
13.如权利要求1所述的方法，其中施加、测量和确定都在集成电路芯片上进行。
14.一种用于特征化致动器电容的装置，包括用于响应来自控制逻辑的信号存储与致动器电容相关数值的存储设备； 电容传感器，包括用于确定表示致动器电容的信号的电路；以及控制逻辑，被设置用于 向致动器发送输出信号以促使致动器移动， 从电容传感器接收信号，确定致动器的电容改变是否达到了第一阈值量，并且如果电容改变了第一阈值量，使得与确定的电容改变相关的信号值被存储在存储设备内。
15.如权利要求14所述的装置，其中致动器驱动器和电容传感器位于集成电路芯片上。
16.如权利要求14所述的装置，其中电容传感器包括 用于接收输入信号并输出输出信号的放大器；用于比较输入信号和输出信号的比较器；以及用于计量直至输入信号和输出信号基本相同为止的时间的计时器。
17.如权利要求14所述的装置，包括数模转换器，用于将输出信号从数字信号转换成模拟信号。
18.如权利要求14所述的装置，其中存储设备包括用于存储最高电压值和最低电压值的寄存器。
19.如权利要求14所述的装置，其中控制逻辑被进一步设置用于如果确定结果表明电容改变了第一阈值量，那么记录在促使致动器移动的施加信号之前的信号值作为与第一极限位置相关的第一位置阈值的标志； 重复施加信号以将致动器朝向第二极限位置移动预定增量；在每一次移动之后都重复测量致动器的电容，直到确定电容相对于先前测量值的改变不会达到第二阈值量为止；并且重复确定电容，直到确定电容改变没有达到第二阈值量为止，记录与先前测量的电容相关的信号值作为与第二极限位置相关的第二阈值位置。
20.如权利要求14所述的装置，其中第一阈值量是第一电容值且第二阈值量是第二电容值。
21.一种调节致动器控制器的方法，包括通过驱动信号将致动器驱动至第一停止位置；直到致动器的测量电容表明致动器已经从第一停止位置移动为止，增量地 测量致动器的电容，并且调节驱动信号以将致动器向第二停止位置驱动；以及存储与致动器控制器内最近的调节驱动信号相关联的代码。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括 通过驱动信号将致动器驱动至第二停止位置；直到致动器的测量电容表明致动器已经从第二停止位置移动为止，增量地 测量致动器的电容，并且调节驱动信号以将致动器向第一停止位置驱动；并且存储与致动器控制器内最近的调节驱动信号相关联的代码。
23.如权利要求22所述的方法，其中存储的代码识别用于致动器控制器的极限码。
24.如权利要求21所述的方法，进一步包括响应于送往致动器控制器的控制码输入，参照存储的极限码将控制码转换为驱动码，以及用根据驱动码得出的驱动信号来驱动致动器。
25.一种致动器驱动方法，包括在致动器控制器上接收表示致动器位于其移动范围内期望位置的控制码，所述控制码具有在预定最大代码值和最小代码值之间的数值，参照存储在致动器控制器内的极限码将控制码转换为驱动码，极限码是根据在致动器上进行的驱动测试得出的，并且用根据驱动码得出的驱动信号来驱动致动器。
26.如权利要求25所述的方法，其中驱动测试包括 通过驱动信号将致动器驱动至第一停止位置；直到致动器的测量电容表明致动器已经从第一停止位置移动为止，增量地 测量致动器的电容，并且调节驱动信号以将致动器向第二停止位置驱动；并且存储与致动器控制器内最近的调节驱动信号相关联的代码作为第一极限码。
27.如权利要求25所述的方法，其中驱动测试进一步包括 通过驱动信号将致动器驱动至第二停止位置；直到致动器的测量电容表明致动器已经从第二停止位置移动为止，增量地 测量致动器的电容，以及调节驱动信号以将致动器向第一停止位置驱动；以及存储与致动器控制器内最近的调节驱动信号相关联的代码。
全文摘要
提供了一种用于确定致动器的特征化属性的装置和方法。致动器可以被移动到最大电容位置。在最大电容位置进行致动器电容的初始测量。将致动器向第一极限位置移动预定增量，然后再次测量致动器电容。如果电容改变达到了阈值量，那么就记录在促使致动器移动的信号之前的信号作为近似的响应曲线端点或第一极限位置。再次将致动器向第二极限位置移动预定增量。在每一次移动之后都测量电容。如果确定电容相对于先前测量电容的改变未达到阈值量，那么就记录与先前测量的电容相关的信号作为近似的响应曲线端点或第二极限位置。
文档编号G01R35/00GK102576062SQ201080045899
公开日2012年7月11日 申请日期2010年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者C·吉姆恩兹, C·多诺万, E·马丁兹, J·埃巴兹-克里曼特 申请人:美国亚德诺半导体公司