專利名稱：閉環(huán)控制系統(tǒng)及動態(tài)調(diào)整帶寬的方法、收斂狀態(tài)檢測模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于閉環(huán)控制系統(tǒng)(closed loop control system)，特別是有關(guān)于閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬(loop bandwidth)。
背景技術(shù)：
自動頻率控制(Automatic Frequency Control，AFC)為一種普遍存在于無線通訊系統(tǒng)的機制，用以消除信號發(fā)送端與信號接收端間的頻率偏移誤差(frequency offset error)。所述頻率偏移誤差主要由發(fā)送端與接收端間元件的差異性、精確度不夠、兩端處于不同的操作環(huán)境變量中以及多普勒信道效應(yīng)(Doppler channeleffect)所造成。信號接收端必須去除信號的頻率偏移誤差，因為即使極少量的頻率偏移誤差皆會引起系統(tǒng)效能嚴重的下降。
評估自動頻率控制機制的效能的兩個主要因素為收斂速度(convergence speed)與剩余頻率誤差量(residual frequencyoffset amount)。收斂速度指自動頻率控制機制需要多少時間使頻率偏移誤差降低到可接受的程度，而剩余頻率誤差量則表示經(jīng)過自動頻率控制機制處理后的信號與傳送端的原始信號尚殘存的頻率偏移誤差量，其中剩余頻率誤差量亦表示了系統(tǒng)的穩(wěn)定度。此兩個因素皆為自動頻率控制機制設(shè)計時的主要參考方向。然而，設(shè)計者必須在收斂速度與剩余頻率誤差量兩個因素間做出取舍，兩者不可兼得。一般而言，當信號的收斂速度愈快時，剩余頻率誤差量愈大，因此輸出信號的穩(wěn)定度亦愈差；當信號的收斂速度較低時，剩余頻率誤差量愈小，而輸出信號的穩(wěn)定度亦愈高。關(guān)于此間的詳細理由將于后續(xù)段落說明。
圖1為閉環(huán)控制系統(tǒng)100的區(qū)塊圖，上述的自動頻率控制機制通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)進行實際運作。閉環(huán)控制系統(tǒng)100包括補償模塊(compensator)102、誤差偵測模塊104、回路濾波器(loopfilter)106以及延遲模塊108。誤差偵測模塊104首先將閉環(huán)控制系統(tǒng)100的輸入信號與一參考目標信號(未顯示于圖中)進行比較以產(chǎn)生一誤差信號。于一般的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，參考目標信號可為由閉環(huán)控制系統(tǒng)100的輸出信號所導(dǎo)出的反饋信號，而誤差信號可為輸入信號與參考目標信號間的差距。因此，誤差信號可反映閉環(huán)控制系統(tǒng)100的輸出信號的收斂狀態(tài)。
誤差信號接著被送至回路濾波器106，回路濾波器106將誤差信號過濾以產(chǎn)生一反饋信號。延遲模塊108接著將反饋信號延遲一固定的回路延遲，以使反饋信號反饋時能完成一實體閉環(huán)。補償模塊102接著以反饋信號補償閉環(huán)控制系統(tǒng)100的輸入信號，以產(chǎn)生閉環(huán)控制系統(tǒng)100的輸出信號。閉環(huán)控制系統(tǒng)100可為一鎖相回路(Phase Locked Loop，PLL)或一鎖頻回路(Frequency LockedLoop，F(xiàn)LL)。
圖2與圖3分別為一鎖相回路200與一鎖頻回路300的區(qū)塊圖。鎖相回路200的輸入信號為相位信號θi，輸出信號為相位信號θo。相差(phase error)偵測模塊204依據(jù)偵測到的相差產(chǎn)生一相差信號，而回路濾波器206根據(jù)相差信號產(chǎn)生反饋信號Δθ。壓控振蕩器(voltage controlled oscillator)202接著以延遲后的反饋信號Δθ補償輸入信號θi，以產(chǎn)生輸出信號θo。同樣的，鎖頻回路300的輸入信號為頻率信號fi，而鎖頻回路300的輸出信號為頻率信號fo。鑒頻器(frequency discriminator)304依據(jù)偵測到的頻率誤差(frequency error)產(chǎn)生一頻率誤差信號，而回路濾波器306根據(jù)頻率誤差信號產(chǎn)生反饋信號Δf。壓控振蕩器302接著以延遲后的反饋信號Δf補償輸入信號fi，以產(chǎn)生輸出信號fo。
回路濾波器106的主要特性之一為其回路帶寬(loopbandwidth)，回路帶寬表示形成回路濾波器的輸出信號的過程中，自輸入信號濾除部分的大小。當回路濾波器的回路帶寬愈大時，回路濾波器106輸出的反饋信號被過濾的范圍亦愈大，因此當閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號以反饋信號進行補償時，輸出信號能快速的達到穩(wěn)定狀態(tài)。換句話說，亦即閉環(huán)控制系統(tǒng)信號的收斂速度較快。然而，由于回路帶寬是固定的，當輸出信號達到穩(wěn)定狀態(tài)時，反饋信號無法進行較精細的微調(diào)，因此輸出信號的穩(wěn)定度較差。相反的，當回路濾波器的回路帶寬愈小時，回路濾波器106輸出的反饋信號被過濾的范圍亦愈小。因此當閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號被以反饋信號進行補償時，輸出信號較慢達到穩(wěn)定狀態(tài)，亦即閉環(huán)控制系統(tǒng)信號的收斂速度較慢，但輸出信號的穩(wěn)定度較高。因此，于一般的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，收斂速度與輸出信號的穩(wěn)定度兩者不可兼得。

發(fā)明內(nèi)容
為解決此一問題，本發(fā)明提供動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法。閉環(huán)控制系統(tǒng)的信號收斂過程一時間先后被區(qū)分為兩個不同的狀態(tài)。當信號收斂過程剛開始時，輸出信號尚未得到足夠程度的補償，因此誤差信號會很大。此狀態(tài)被稱之為“取得狀態(tài)”(acquisition state)，在此狀態(tài)中的回路帶寬應(yīng)該大到足以盡量快速地降低誤差信號的大小到可忍受的程度，如此則可以降低系統(tǒng)等待的時間。因此在取得狀態(tài)中，收斂速度是遠較輸出信號穩(wěn)定度更為重要的考量因素。當閉環(huán)控制系統(tǒng)中的信號以幾近達到收斂程度時，輸出信號達到穩(wěn)定態(tài)且可以進一步做后續(xù)處理。此狀態(tài)被稱之為“追蹤狀態(tài)”(tracking state)，在此狀態(tài)中的回路帶寬應(yīng)該小到足以對反饋信號進行精細調(diào)整，以便產(chǎn)生更穩(wěn)定的輸出信號，而使誤差信號的大小能盡可能縮小。因此在追蹤狀態(tài)中，輸出信號穩(wěn)定度是較收斂速度更為重要的考量因素。因此本發(fā)明可同時擁有快的收斂速度與高的輸出信號穩(wěn)定度兩個優(yōu)點。
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，以解決已知技術(shù)存在的問題。其中至少一回路帶寬參數(shù)決定該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬。首先，周期性地偵測表示該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號的收斂狀態(tài)的一誤差信號。接著，依據(jù)該誤差信號，動態(tài)地調(diào)整該至少一回路帶寬參數(shù)，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬。
本發(fā)明更提供一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中至少一回路帶寬參數(shù)決定該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一回路帶寬。該閉環(huán)控制系統(tǒng)包括誤差偵測模塊、回路濾波器、收斂狀態(tài)檢測模塊以及補償模塊。該誤差偵測模塊周期性地偵測表示該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號的收斂狀態(tài)的一誤差信號。該回路濾波器，耦接至該誤差偵測模塊，依據(jù)該回路帶寬過濾該誤差信號以產(chǎn)生該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一反饋信號。該收斂狀態(tài)檢測模塊，耦接至該誤差偵測模塊與該回路濾波器，依據(jù)該誤差信號動態(tài)地調(diào)整該至少一回路帶寬參數(shù)，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬。該補償模塊，耦接至該回路濾波器，依據(jù)該反饋信號補償該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一輸入信號，以產(chǎn)生該輸出信號。
本發(fā)明更提供一種收斂狀態(tài)檢測模塊，用以動態(tài)地調(diào)整一閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬。其中多個狀態(tài)分別對應(yīng)不同大小的該回路帶寬。該收斂狀態(tài)檢測模塊包括狀態(tài)控制器以及參數(shù)表。該狀態(tài)控制器，依據(jù)表示該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號的收斂狀態(tài)的一誤差信號，自所述狀態(tài)中選擇一最適狀態(tài)。該參數(shù)表，耦接至該狀態(tài)控制器，依據(jù)該最適狀態(tài)決定至少一回路帶寬參數(shù)的適當參數(shù)值，其中該至少一回路帶寬參數(shù)決定該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬。其中該至少一回路帶寬參數(shù)之后被以所述適當參數(shù)值設(shè)定，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬至對應(yīng)于該最適狀態(tài)的最適回路帶寬。
本發(fā)明所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)及動態(tài)調(diào)整帶寬的方法、收斂狀態(tài)檢測模塊，可同時擁有快的收斂速度與高的輸出信號穩(wěn)定度兩個優(yōu)點。


圖1為一閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)塊圖；圖2為一鎖相回路的區(qū)塊圖；圖3為一鎖頻回路的區(qū)塊圖；圖4依據(jù)本發(fā)明的閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)塊圖；圖5依據(jù)本發(fā)明的鎖頻回路系統(tǒng)的部分模塊的區(qū)塊圖；圖6為依據(jù)本發(fā)明的收斂狀態(tài)檢測模塊的區(qū)塊圖；圖7顯示依據(jù)本發(fā)明的回路帶寬參數(shù)表；圖8為依據(jù)本發(fā)明的收斂狀態(tài)檢測模塊的區(qū)塊圖。
具體實施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉數(shù)較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下圖4為依據(jù)本發(fā)明一實施例的閉環(huán)控制系統(tǒng)400的區(qū)塊圖。閉環(huán)控制系統(tǒng)400大部分的元件均與閉環(huán)控制系統(tǒng)100相類似，但閉環(huán)控制系統(tǒng)400的回路帶寬可動態(tài)地隨信號收斂過程而進行調(diào)整。閉環(huán)控制系統(tǒng)400(下文簡稱為系統(tǒng)400)包括補償模塊402、誤差偵測模塊404、回路濾波器406、延遲模塊408以及收斂狀態(tài)檢測模塊410。誤差偵測模塊404首先周期性地偵測反映系統(tǒng)400的收斂程度的一誤差信號。收斂狀態(tài)檢測模塊410接著依據(jù)該誤差信號動態(tài)地調(diào)整至少一回路帶寬參數(shù)，以改變系統(tǒng)400的回路帶寬。回路帶寬參數(shù)可為回路濾波器406或誤差偵測模塊404的輸入變量，改變回路帶寬參數(shù)可以更動系統(tǒng)400的回路帶寬的大小。當收斂狀態(tài)檢測模塊410調(diào)整過回路帶寬參數(shù)之后，回路濾波器406接著憑借調(diào)整過的回路帶寬過濾誤差信號，以產(chǎn)生反饋信號。補償模塊402接著依據(jù)由延遲模塊408延遲后的反饋信號補償系統(tǒng)400的輸入信號，以產(chǎn)生輸出信號。由于系統(tǒng)400的回路帶寬可依據(jù)輸出信號的收斂狀態(tài)動態(tài)地改變，系統(tǒng)400可同時擁有快的收斂速度與高輸出信號穩(wěn)定度兩個優(yōu)點。
誤差信號反映系統(tǒng)400的輸出信號的收斂狀態(tài)。于是，收斂狀態(tài)檢測模塊410運用誤差信號偵測輸出信號的收斂狀態(tài)，并借此判斷是否信號達到收斂。收斂狀態(tài)檢測模塊410的輸入信號非必然是誤差偵測模塊輸出的誤差信號。除了鎖相回路系統(tǒng)200的相差信號與鎖頻回路系統(tǒng)300的頻率誤差信號外，任何反映收斂狀態(tài)的信號皆可以被用來作為收斂狀態(tài)檢測模塊410的輸入信號。舉例來說，回路濾波器406的內(nèi)部節(jié)點產(chǎn)生的信號可被用來作為收斂狀態(tài)檢測模塊410的輸入。收斂狀態(tài)檢測模塊410中可預(yù)設(shè)多個回路濾波狀態(tài)，每個回路濾波狀態(tài)分別與一組回路濾波參數(shù)值以及不同大小的回路帶寬相對應(yīng)。收斂狀態(tài)檢測模塊410將誤差信號與分別對應(yīng)于所述回路濾波狀態(tài)的多個門檻值(threshold value)相比較，以決定目前狀況下的一最適狀態(tài)，接著便以對應(yīng)于該最適狀態(tài)的回路濾波參數(shù)值設(shè)定回路濾波參數(shù)。于是，系統(tǒng)400的回路帶寬可根據(jù)依據(jù)信號收斂狀態(tài)決定的最適狀態(tài)而改變。
收斂狀態(tài)檢測模塊410中預(yù)設(shè)的狀態(tài)包括至少一取得狀態(tài)(acquisition state)與至少一追蹤狀態(tài)(tracking state)?；芈窞V波參數(shù)首先依據(jù)取得狀態(tài)進行設(shè)定，以使系統(tǒng)獲得較大的回路帶寬而增加收斂速度，接著再依據(jù)追蹤狀態(tài)進行設(shè)定，以使系統(tǒng)的回路帶寬減小并增加輸出信號穩(wěn)定度。收斂狀態(tài)檢測模塊410中預(yù)設(shè)的狀態(tài)亦可以有很多個，以于信號收斂過程中逐步依序調(diào)整回路帶寬，其中對應(yīng)于所述狀態(tài)的回路帶寬依次降低，而逐步降低收斂速度并增加輸出信號穩(wěn)定度。
圖5為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的鎖頻回路系統(tǒng)500的部分模塊的區(qū)塊圖。鎖頻回路系統(tǒng)500包括鑒頻器504、回路濾波器506以及收斂狀態(tài)檢測模塊510。鑒頻器504包括兩個積分后輸出(integration&dump，I&D)模塊512與514。前一積分后輸出模塊512可控制輸入符元的相干長度(coherent length)，而后一積分后輸出模塊514可控制輸入符元的不相干長度(non-coherentlength)。積分后輸出模塊512首先將來自壓控振蕩器的輸入信號積分一段特定時間后輸出，積分后的信號則被送至延遲模塊532及共軛(conjugate)模塊534，其中延遲模塊532將信號延遲而共軛模塊534求取信號的多個共軛。接著，乘法器536將來自積分后輸出模塊512與共軛模塊534輸出的信號兩者相乘以得到一乘積信號，積分后輸出模塊514接著將該乘積信號積分一段特定時間后輸出為一頻率誤差信號。該頻率誤差信號作為收斂狀態(tài)檢測模塊510的輸入信號，以作為調(diào)整回路帶寬參數(shù)的參考。相位模塊516則擷取頻率誤差信號的相角，并送至回路濾波器506中作為其輸入信號。
由于積分后輸出模塊512的相干長度與積分后輸出模塊514的不相干長度皆能增加信噪比(signal to noise ratio，SNR)并降低回路帶寬，收斂狀態(tài)檢測模塊510可調(diào)整積分后輸出模塊512的相干長度或積分后輸出模塊514的不相干長度以改變鎖頻回路系統(tǒng)500的回路帶寬。換句話說，前述回路帶寬參數(shù)包括了積分后輸出模塊512的相干長度與積分后輸出模塊514的不相干長度。
回路濾波器506為一比例積分(proportional integrated，PI)型態(tài)的回路濾波器。當鑒頻器504產(chǎn)生的頻率誤差信號被送至回路濾波器506時，乘法器522將頻率誤差信號與一比例參數(shù)(proportional parameter)相乘以得到一比例部分。同時，乘法器524又將頻率誤差信號與一積分參數(shù)(integrate parameter)相乘以得到一積分乘積，該積分乘積經(jīng)延遲模塊542延遲后不斷通過加法器544累加以得到一積分部分。接著，加法器526將比例部分與積分部分相加以得到一反饋信號。由于比例參數(shù)與積分參數(shù)兩者皆能改變回路帶寬，收斂狀態(tài)檢測模塊510可通過調(diào)整比例參數(shù)或積分參數(shù)以改變鎖頻回路系統(tǒng)500的回路帶寬。換句話說，前述回路帶寬參數(shù)亦包括了回路濾波器506的比例參數(shù)與積分參數(shù)。
圖6為依據(jù)本發(fā)明的收斂狀態(tài)檢測模塊600的區(qū)塊圖。收斂狀態(tài)檢測模塊600包括狀態(tài)控制器602、變量計算模塊604、臨界值表606、參數(shù)表608以及比較器610。當狀態(tài)控制器602啟動后，變量計算模塊604首先計算出誤差信號的變化量(variance)，該變化量可反映一段特定期間內(nèi)誤差信號的平均收斂狀態(tài)。接著，狀態(tài)控制器602依據(jù)該變化量于多個回路帶寬狀態(tài)中選擇一最適狀態(tài)，并以一狀態(tài)值代表該最適狀態(tài)。表示最適狀態(tài)的該狀態(tài)值被送至臨界值表606及參數(shù)表608。臨界值表606儲存分別對應(yīng)于多個回路帶寬狀態(tài)的多個臨界值，所述臨界值如圖7的回路帶寬狀態(tài)表700的列706所示。當臨界值表606自狀態(tài)控制器602收到狀態(tài)值時，臨界值表606會將對應(yīng)于該狀態(tài)值的回路帶寬狀態(tài)的臨界值取出，而比較器610則將該臨界值與該變化量相比較以獲得一比較結(jié)果。狀態(tài)控制器602接著依據(jù)比較結(jié)果決定是否需改變目前的狀態(tài)值。舉例來說，若比較結(jié)果顯示誤差信號的變化量小于目前的回路帶寬狀態(tài)的臨界值，則可以了解到信號已經(jīng)進一步收斂了，因此狀態(tài)控制器602會轉(zhuǎn)換到下一回路帶寬狀態(tài)以更進一步降低系統(tǒng)的回路帶寬，以使信號再進一步收斂。反之，若比較結(jié)果顯示誤差信號的變化量仍大于目前的回路帶寬狀態(tài)的臨界值，則可以了解到信號尚未進一步收斂，因此目前系統(tǒng)的回路帶寬還不能進一步降低。
參數(shù)表608中儲存分別對應(yīng)多個回路帶寬狀態(tài)的多組回路帶寬參數(shù)，所述回路帶寬參數(shù)如圖7中的回路帶寬狀態(tài)表的列708所示。圖7顯示依據(jù)本發(fā)明的回路帶寬狀態(tài)表700，其中儲存了參數(shù)表608中對應(yīng)于各回路帶寬狀態(tài)的臨界值與參數(shù)值。列702顯示了分別對應(yīng)于列704的回路帶寬B1～BN的回路帶寬狀態(tài)S1～SN。當參數(shù)表608自狀態(tài)控制器602收到狀態(tài)值時，參數(shù)表608便找出對應(yīng)于狀態(tài)值的該組回路帶寬參數(shù)。舉例來說，若目前的狀態(tài)值為S2，參數(shù)表608便輸出對應(yīng)于狀態(tài)值S2的回路帶寬參數(shù)值A(chǔ)2～X2。當各回路帶寬參數(shù)依參數(shù)值A(chǔ)2～X2進行設(shè)定后，由于回路帶寬參數(shù)可改變系統(tǒng)的回路帶寬，因此系統(tǒng)的回路帶寬便成為對應(yīng)于狀態(tài)值S2的回路帶寬值B2。狀態(tài)控制器602會將閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)值循序由S1調(diào)至SN，因此系統(tǒng)的回路帶寬704也隨之而由B1逐漸降低到BN，以便逐步將信號收斂速度降低，并逐步提高輸出信號的穩(wěn)定度。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的收斂狀態(tài)檢測模塊800的區(qū)塊圖。收斂狀態(tài)檢測模塊800包括第一裝置802、第二裝置804以及第三裝置806。第一裝置802依據(jù)誤差信號自多個回路帶寬狀態(tài)中選擇適合目前的一最適狀態(tài)。第二裝置804依據(jù)該最適狀態(tài)決定使系統(tǒng)達到該最適狀態(tài)對應(yīng)的回路帶寬的回路帶寬參數(shù)值。第三裝置806則將第一回路帶寬參數(shù)、第二回路帶寬參數(shù)、…、第n回路帶寬參數(shù)分別依回路帶寬參數(shù)值V1、V2、…、Vn設(shè)定，以使閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬切換至該最適狀態(tài)所對應(yīng)的回路帶寬。于一實施例中，該第一裝置為狀態(tài)控制器602、而第二裝置與第三裝置為收斂狀態(tài)檢測模塊600的參數(shù)表608。
本發(fā)明提出一種動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法。借著于系統(tǒng)中增加一收斂狀態(tài)檢測模塊，閉環(huán)控制系統(tǒng)或自動頻率控制機制可同時擁有短設(shè)定時間(setting time)(或快收斂速度)與高輸出信號穩(wěn)定度兩項優(yōu)點。因此，與其他已知閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計相比，本發(fā)明的效能明顯優(yōu)于已知技術(shù)。
雖然本發(fā)明已通過較佳實施例說明如上，但該較佳實施例并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)有能力對該較佳實施例做出各種更改和補充，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書的范圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下100、400閉環(huán)控制系統(tǒng)102、402補償模塊104、404誤差偵測模塊106、206、306、406、506回路濾波器108、208、308、408延遲模塊200鎖相回路300鎖頻回路500鎖頻回路系統(tǒng)202、302壓控振蕩器204相差偵測模塊304、504鑒頻器410、600、800收斂狀態(tài)檢測模塊512、514積分后輸出模塊516相位模塊534共軛模塊532、542延遲模塊536、522、524乘法器526、544加法器
602狀態(tài)控制器604變量計算模塊606臨界值表610比較器608參數(shù)表700回路帶寬狀態(tài)表802、804、806第一裝置、第二裝置、第三裝置
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其中至少一回路帶寬參數(shù)決定該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬，其特征在于，該動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法包括下列步驟周期性地偵測表示該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號的收斂狀態(tài)的一誤差信號；以及依據(jù)該誤差信號，動態(tài)地調(diào)整該至少一回路帶寬參數(shù)，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，更包括下列步驟依據(jù)該回路帶寬產(chǎn)生該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一反饋信號；以及依據(jù)該反饋信號補償該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一輸入信號，以產(chǎn)生該輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，已預(yù)先以多個狀態(tài)分別對應(yīng)不同大小的該回路帶寬，而該方法更包括下列步驟依據(jù)該誤差信號自所述狀態(tài)中選擇一最適狀態(tài)；以及以適當?shù)膮?shù)值設(shè)定該至少一回路帶寬參數(shù)，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬至對應(yīng)于該最適狀態(tài)的最適回路帶寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)依序經(jīng)歷所述狀態(tài)，其中對應(yīng)于所述狀態(tài)的回路帶寬隨著所述狀態(tài)的順序而逐漸降低，且對應(yīng)于所述狀態(tài)的信號穩(wěn)定度隨著所述狀態(tài)的順序而逐漸增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，所述狀態(tài)包括對應(yīng)于較大回路帶寬與較快收斂速度的一取得狀態(tài)，以及對應(yīng)于較小回路帶寬與較高信號穩(wěn)定度的一追蹤狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，該最適狀態(tài)的選擇是通過將該誤差信號與分別和所述狀態(tài)對應(yīng)的多個門檻值進行比較而決定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)是一鎖相回路系統(tǒng)，而該誤差信號為相差信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)是一鎖頻回路系統(tǒng)，而該誤差信號為頻率誤差信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)包括用以過濾該誤差信號以產(chǎn)生該反饋信號的一比例積分型態(tài)的回路濾波器，而該至少一回路帶寬參數(shù)包括該回路濾波器的一比例參數(shù)及一積分參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的動態(tài)調(diào)整閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬的方法，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)包括用以偵測該誤差信號的一鑒頻器，而該至少一回路帶寬參數(shù)包括該鑒頻器的一第一積分后輸出模塊的一相干長度及該鑒頻器的一第二積分后輸出模塊的一不相干長度。
11.一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中至少一回路帶寬參數(shù)決定該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一回路帶寬，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)包括誤差偵測模塊，周期性地偵測表示該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號的收斂狀態(tài)的一誤差信號；回路濾波器，耦接至該誤差偵測模塊，依據(jù)該回路帶寬過濾該誤差信號以產(chǎn)生該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一反饋信號；收斂狀態(tài)檢測模塊，耦接至該誤差偵測模塊與該回路濾波器，依據(jù)該誤差信號動態(tài)地調(diào)整該至少一回路帶寬參數(shù)，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬；以及補償模塊，耦接至該回路濾波器，依據(jù)該反饋信號補償該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一輸入信號，以產(chǎn)生該輸出信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，多個狀態(tài)分別對應(yīng)不同大小的該回路帶寬，而該閉環(huán)控制系統(tǒng)依序經(jīng)歷所述狀態(tài)，其中對應(yīng)于所述狀態(tài)的回路帶寬隨著所述狀態(tài)的順序而逐漸降低，且對應(yīng)于所述狀態(tài)的信號穩(wěn)定度隨著所述狀態(tài)的順序而逐漸增加。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，該收斂狀態(tài)檢測模塊包括第一裝置，依據(jù)該誤差信號自所述狀態(tài)中選擇一最適狀態(tài)；第二裝置，依據(jù)該最適狀態(tài)決定該至少一回路帶寬參數(shù)的適當參數(shù)值；第三裝置，以所述適當參數(shù)值設(shè)定該至少一回路帶寬參數(shù)，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬至對應(yīng)于該最適狀態(tài)的最適回路帶寬。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)包括對應(yīng)于較大回路帶寬與較快收斂速度的一取得狀態(tài)，以及對應(yīng)于較小回路帶寬與較高信號穩(wěn)定度的一追蹤狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，該收斂狀態(tài)檢測模塊是通過將該誤差信號與分別和所述狀態(tài)對應(yīng)的多個門檻值進行比較，以決定該最適狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任意一項所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)是一鎖相回路系統(tǒng)，而該誤差信號為相差信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任意一項所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)是一鎖頻回路系統(tǒng)，而該誤差信號為頻率誤差信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任意一項所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，該回路濾波器為一比例積分型態(tài)的回路濾波器，而該至少一回路帶寬參數(shù)包括該回路濾波器的一比例參數(shù)及一積分參數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任意一項所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，該誤差偵測模塊為一鑒頻器，而該至少一回路帶寬參數(shù)包括該鑒頻器的一第一積分后輸出模塊的一相干長度及該鑒頻器的一第二積分后輸出模塊的一不相干長度。
20.一種收斂狀態(tài)檢測模塊，用以動態(tài)地調(diào)整一閉環(huán)控制系統(tǒng)的回路帶寬，其特征在于，多個狀態(tài)分別對應(yīng)不同大小的該回路帶寬，該收斂狀態(tài)檢測模塊包括狀態(tài)控制器，依據(jù)表示該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號的收斂狀態(tài)的一誤差信號，自所述狀態(tài)中選擇一最適狀態(tài)；以及參數(shù)表，耦接至該狀態(tài)控制器，依據(jù)該最適狀態(tài)決定至少一回路帶寬參數(shù)的適當參數(shù)值，其中該至少一回路帶寬參數(shù)決定該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬；其中該至少一回路帶寬參數(shù)被以所述適當參數(shù)值設(shè)定，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬至對應(yīng)于該最適狀態(tài)的最適回路帶寬。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的收斂狀態(tài)檢測模塊，其特征在于，該收斂狀態(tài)檢測模塊依序切換該閉環(huán)控制系統(tǒng)經(jīng)歷所述狀態(tài)，其中對應(yīng)于所述狀態(tài)的回路帶寬隨著所述狀態(tài)的順序而逐漸降低，且對應(yīng)于所述狀態(tài)的信號穩(wěn)定度隨著所述狀態(tài)的順序而逐漸增加。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的收斂狀態(tài)檢測模塊，其特征在于，所述狀態(tài)包括對應(yīng)于較大回路帶寬與較快收斂速度的一取得狀態(tài)，以及對應(yīng)于較小回路帶寬與較高信號穩(wěn)定度的一追蹤狀態(tài)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的收斂狀態(tài)檢測模塊，其特征在于，該收斂狀態(tài)檢測模塊更包括變量計算模塊，用以計算該誤差信號的變化量；門檻值表，耦接至該狀態(tài)控制器，決定對應(yīng)于該最適狀態(tài)的一門檻值；以及比較器，耦接至該變量計算模塊及該門檻值表，比較該變化量與該門檻值以產(chǎn)生一比較結(jié)果；其中該狀態(tài)控制器依據(jù)該比較結(jié)果決定該最適狀態(tài)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的收斂狀態(tài)檢測模塊，其特征在于，該閉環(huán)控制系統(tǒng)包括用以周期性地偵測該誤差信號的一誤差偵測模塊，依據(jù)該回路帶寬過濾該誤差信號以產(chǎn)生該閉環(huán)控制系統(tǒng)的一反饋信號的一回路濾波器，以及依據(jù)該反饋信號補償該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸入信號以產(chǎn)生該輸出信號的補償模塊。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的收斂狀態(tài)檢測模塊，其特征在于，該回路濾波器為一比例積分型態(tài)的回路濾波器，而該至少一回路帶寬參數(shù)包括該回路濾波器的一比例參數(shù)及一積分參數(shù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的收斂狀態(tài)檢測模塊，其特征在于，該誤差偵測模塊為一鑒頻器，而該至少一回路帶寬參數(shù)包括該鑒頻器的一第一積分后輸出模塊的一相干長度及該鑒頻器的一第二積分后輸出模塊的一不相干長度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種閉環(huán)控制系統(tǒng)及動態(tài)調(diào)整帶寬的方法、收斂狀態(tài)檢測模塊，其中至少一回路帶寬參數(shù)決定該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬。首先，周期性地偵測表示該閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號的收斂狀態(tài)的一誤差信號。接著，依據(jù)該誤差信號，動態(tài)地調(diào)整該至少一回路帶寬參數(shù)，以調(diào)整該閉環(huán)控制系統(tǒng)的該回路帶寬。本發(fā)明所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)及動態(tài)調(diào)整帶寬的方法、收斂狀態(tài)檢測模塊，可同時擁有快的收斂速度與高的輸出信號穩(wěn)定度兩個優(yōu)點。
文檔編號H04L1/00GK1983855SQ20071000098
公開日2007年6月20日 申請日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者彭起元 申請人:威盛電子股份有限公司