CN110806689B

CN110806689B - 一种基于ssc的闭环负反馈控制系统

Info

Publication number: CN110806689B
Application number: CN201911090794.4A
Authority: CN
Inventors: 党杰
Original assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-09
Filing date: 2019-11-09
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2039-11-09
Also published as: CN110806689A

Abstract

本发明提供一种基于SSC的闭环负反馈控制系统，包括：预制信号模块、比较电路、SSC执行电路、输出模块和扫描仪；所述预制信号模块输出端连接比较电路输入端；比较电路输出端连接SSC执行电路输入端；SSC执行电路输出端连接输出模块的输入端；输出模块的输出端连接扫描仪输入端；扫描仪输出端连接所述比较电路输入端。本发明通过将控制原理的知识引入电磁兼容设计之中，创新了基于SSC原理的辐射控制技术，同时通过反馈控制技术保障了控制系统的稳定，降低了对信号传输质量的影响。本发明能够提高电磁兼容的设计品质，保证产品顺利销售，获得大量的经济效益。

Description

一种基于SSC的闭环负反馈控制系统

技术领域

本发明涉及闭环控制技术领域，具体涉及一种基于SSC的闭环负反馈控制系统。

背景技术

为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控对象和控制装置安装一定的方式连接起来，组成一个有机的整体，称之为自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量(被控量)是要求严格加以控制的物理量，它可以保持某一个恒定值，也可以按照某个给定的规律运行，而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理组成的反馈控制系统。

在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。通常，把取出输出量送回到输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程，称之为反馈。若反馈的信号与输入信号相减，产生的偏差越来越小，则称之为负反馈；反之，则称之为正反馈。反馈控制就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程，而且，由于引入了被控量的反馈信息，整个控制过程成为闭合过程，因此反馈控制也称闭环控制。在工程实践中，为了实现对被控对象的反馈控制，系统中必须具有测量元件、比较元件、执行元件，并统称为控制装置。

SSC(Spread Spec trum Clock)时钟扩频技术，本身是在通信领域用来处理数字周期信号的一种技术。近年来这种技术应用在EMC领域，成为处理EMC 问题的一种新方法，扩频调整技术也称频率抖动技术。目前已所有的采用扩频技术降低电磁辐射的方法都是基于一个原理：将一个一定波形(如正弦波、三角波或者经过优化的特定形状的波)的调制信号以调频(相)的方式叠加在系统时钟时钟之上，使得调制后的频率的频谱不再集中于一个频率点附近而是分布于调制波所决定的一个较宽的频带内。

电磁骚扰(EMI)是一项严重并不断增长的环境污染形式，它的影响小至广播接收时产生的让人厌烦的噼啪声，大至安全至关重要的控制系统崩溃而可能导致致命的事故。而辐射骚扰是电磁骚扰中最重要的干扰形式，它直接以电磁波的形式向外辐射电磁能量，从而对人体和其他设备造成伤害与干扰。中国国标GB9254和欧盟EN55022等对辐射干扰的能量限值进行规定，只有通过这些标准的测试，才能获得强制认证CCC和CE的许可。

虽然通过SSC技术对辐射强度进行控制，是比较简便的方法。但是有一个比较大的缺陷，就是SSC是一种频率抖动技术，频率抖动对信号的稳定传输是有害的，要想充分发挥SSC对辐射强度的控制作用，必须对SSC调节电路进行严格的控制。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于SSC的闭环负反馈控制系统，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种基于SSC的闭环负反馈控制系统，包括：

预制信号模块、比较电路、SSC执行电路、输出模块和扫描仪；

所述预制信号模块输出端连接比较电路输入端；比较电路输出端连接SSC 执行电路输入端；SSC执行电路输出端连接输出模块的输入端；输出模块的输出端连接扫描仪输入端；扫描仪输出端连接所述比较电路输入端。

进一步的，所述系统还包括放大电路，所述放大电路输入端连接比较电路输出端；所述放大电路输出端连接SSC执行电路输入端。

进一步的，所述SSC执行电路包括控制芯片，所述控制芯片调节PCIE和内存DDR信号。

进一步的，所述系统将输出信号的辐射强度调整至辐射标准限值以下6dB。

进一步的，所述输出模块包括外部接口和结构件。

进一步的，所述扫描仪扫描获得输出模块输出的辐射电压数据，并将所述辐射电压数据输出至比较电路。

进一步的，所述预制信号模块存储常用的辐射标准数据，所述辐射标准数据为由远场数据转换的近场数据；所述远场数据为在远场10米和3米获得的辐射数据。

进一步的，所述比较电路对输出模块的输出信号和预制信号模块输出的预存信号进行做差运算。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的基于SSC的闭环负反馈控制系统，通过建立一个闭环负反馈控制系统，利用SSC原理对整机的EMI性能进行调节，同时保证控制系统的收敛和稳定性。通过将控制原理的知识引入电磁兼容设计之中，创新了基于SSC原理的辐射控制技术，同时通过反馈控制技术保障了控制系统的稳定，降低了对信号传输质量的影响。本发明能够提高电磁兼容的设计品质，保证产品顺利销售，获得大量的经济效益。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的系统的示意性架构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本发明中出现的关键术语进行解释。

SSC(Spread Spectrum Clock)时钟扩频技术，时钟展频通过频率调制的手段将集中在窄频带范围内的能量分散到设定的宽频带范围，通过降低时钟在基频和奇次谐波频率的幅度(能量)，达到降低系统电磁辐射峰值的目的。

图1是本发明一个实施例的系统的示意性架构图。

如图1所示，该系统包括：

可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括放大电路，所述放大电路输入端连接比较电路输出端；所述放大电路输出端连接SSC执行电路输入端。放大电路的作用是对比较电路输出进行放大，用来驱动执行部件，也就是SSC调节电路去控制被控对象，也就是主机外部接口和结构件的输出信号辐射强度。

可选地，作为本发明一个实施例，SSC调节电路内嵌有控制芯片中，主要用于调节PCIE和内存DDR信号。以实现外部接口和高速信号的辐射控制。并将输出辐射强度始终在辐射标准的限值以下6dB。这样即满足辐射测试中对测试结果裕量的要求，同时又保障SSC调节电路的调节幅度不至于影响信号传输质量。保障整个控制系统达到一个稳定和收敛的状态。

可选地，作为本发明一个实施例，扫描仪可以扫描获得主机外部接口和结构的辐射电压数据并将辐射电压数据传输至比较电路。

可选地，作为本发明一个实施例，预制信号模块中存储有常见的辐射标准数据。标准中的辐射数据在在远场10米和3米获得的，所有预制信号要先经过一定的规则换算为近场数据。

可选地，作为本发明一个实施例，外部干扰作用于主机的外部接口和结构件，影响被控对象辐射强度值，被干扰耦合的辐射强度为整个控制系统的输出。因此，比较电路对输出模块的输出信号和预制信号模块输出的预存信号进行做差运算。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明基于SSC的闭环负反馈控制系统的原理，结合实施例中对本发明提供的基于SSC的闭环负反馈控制系统做进一步的描述。

实施例1

本实施例提供一种基于SSC的闭环负反馈控制系统，包括：

预制信号模块、比较电路、SSC执行电路、输出模块和扫描仪；所述预制信号模块输出端连接比较电路输入端；比较电路输出端连接SSC执行电路输入端；SSC执行电路输出端连接输出模块的输入端；输出模块的输出端连接扫描仪输入端；扫描仪输出端连接所述比较电路输入端。

实施例2

本实施例提供一种基于SSC的闭环负反馈控制系统，包括：

预制信号模块、比较电路、放大电路、SSC执行电路、输出模块和扫描仪；

所述预制信号模块输出端连接比较电路输入端；放大电路输入端连接比较电路输出端；所述放大电路输出端连接SSC执行电路输入端；SSC执行电路输出端连接输出模块的输入端；输出模块的输出端连接扫描仪输入端；扫描仪输出端连接所述比较电路输入端。

与实施例1相比，本实施例增加了放大电路，因此相对于本实施例中的SSC执行电路更能捕获反馈信号与预设信号的差异，对信号的调节更加精准。

本实施例提供的基于SSC的闭环负反馈控制系统的信号调节过程如下：

1)在系统稳定时或收敛时，系统的输出-辐射强度是符合辐射控制标准的，始终在辐射标准的限值以下6dB。

2)当外部扰动增加时，干扰信号耦合到主机外部接口和结构件的辐射输出，导致输出变大。

3)机外部接口和结构件的输出变大，被扫描仪接收，反馈至比较电路。

4)比较电路将预制信号与扫描仪的反馈做比较，注意，预制信号的值为辐射标准值-6dB。

5)当外部扰动增加时，扫描仪的反馈增大，反馈大于预制信号。下面给出比较电路真值表，A为扫描仪反馈；B为预制信号。

A	B	Y<sub>λ＜3</sub>	Y<sub>λ＝3</sub>	Y<sub>λ＞3</sub>
					0	0	0	1	0
0	1	1	0	0
					1	0	0	0	1
1	1	0	1	0

6)比较电路的输出，经放大电路后，驱动控制SSC调节电路，当反馈大于预制信号时，控制SSC调节电路，使展频幅度增大。

7)展频幅度增大，会使主机外部接口和结构件的输出-辐射强度减小。

8)主机外部接口和结构件的输出-辐射强度减小，经扫描仪扫描再反馈至比较电路，与预制信号相比，当反馈仍大于预制信号时，继续执行上面步骤；

9)当反馈小于于预制信号，控制SSC调节电路的展频辐射减小，使主机外部接口和结构件的输出-辐射强度增大；

10)当反馈等于预制信号时，控制系统达到稳定状态，使主机外部接口和结构件的输出-辐射强度和预制信号相等。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于SSC的闭环负反馈控制系统，其特征在于，所述系统包括：

所述预制信号模块输出端连接比较电路输入端；比较电路输出端连接SSC执行电路输入端；SSC执行电路输出端连接输出模块的输入端；输出模块的输出端连接扫描仪输入端；扫描仪输出端连接所述比较电路输入端；

所述系统还包括放大电路，所述放大电路输入端连接比较电路输出端；所述放大电路输出端连接SSC执行电路输入端；所述输出模块包括主机外部接口和结构件；

所述闭环负反馈控制系统的信号调节过程如下：

1)在系统稳定时或收敛时，系统的输出辐射强度是符合辐射控制标准的，始终在辐射控制标准的限值以下6dB;

2)当外部扰动增加时，干扰信号耦合到主机外部接口和结构件的辐射输出，导致输出变大；

3)主机外部接口和结构件的输出变大，被扫描仪接收，反馈至比较电路；

4)比较电路将预制信号与扫描仪的反馈做比较；

5)当外部扰动增加时，扫描仪的反馈增大，反馈大于预制信号;

6)比较电路的输出，经放大电路后，驱动控制SSC执行电路，当反馈大于预制信号时，控制SSC执行电路，使展频幅度增大；

7)展频幅度增大，会使主机外部接口和结构件的输出辐射强度减小；

8)主机外部接口和结构件的输出辐射强度减小，经扫描仪扫描再反馈至比较电路，与预制信号相比，当反馈仍大于预制信号时，继续执行上述步骤6）；

9)当反馈小于预制信号，控制SSC执行电路的展频辐射减小，使主机外部接口和结构件的输出辐射强度增大；

10)当反馈等于预制信号时，控制系统达到稳定状态，使主机外部接口和结构件的输出辐射强度和预制信号相等。

2.根据权利要求1所述的基于SSC的闭环负反馈控制系统，其特征在于，所述SSC执行电路包括控制芯片，所述控制芯片调节PCIE和内存DDR信号。

3.根据权利要求1所述的基于SSC的闭环负反馈控制系统，其特征在于，所述系统将输出信号的辐射强度调整至辐射标准限值以下6dB。

4.根据权利要求1所述的基于SSC的闭环负反馈控制系统，其特征在于，所述输出模块包括外部接口和结构件。

5.根据权利要求1所述的基于SSC的闭环负反馈控制系统，其特征在于，所述扫描仪扫描获得输出模块输出的辐射电压数据，并将所述辐射电压数据输出至比较电路。

6.根据权利要求1所述的基于SSC的闭环负反馈控制系统，其特征在于，所述预制信号模块存储常用的辐射标准数据，所述辐射标准数据为由远场数据转换的近场数据；所述远场数据为在远场10米和3米获得的辐射数据。

7.根据权利要求1所述的基于SSC的闭环负反馈控制系统，其特征在于，所述比较电路对输出模块的输出信号和预制信号模块输出的预存信号进行做差运算。