專利名稱：一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電路技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種直接采用網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒艄饪刂破?，尤其是使用在LED燈具，及LED顯示屏的控制系統(tǒng)中用于信號接收和發(fā)射部分的 專用電路。背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展LED燈及其它燈具在城市亮化，照明，商業(yè)廣告， 招牌顯示等領(lǐng)域的日趨廣泛，對燈光控制系統(tǒng)也提出了更髙的要求。燈光控制 器的關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，傳輸技術(shù)決定了控制器性能。目前市場上的控 制器的數(shù)據(jù)傳輸方式有三種-1. 直接傳輸法即直接用TTL電平傳輸數(shù)據(jù)(如圖l);2. 差分傳輸法把TTL電平變換成差分信號傳輸數(shù)據(jù)(如圖2);3. 以太網(wǎng)物理層傳輸法用以太網(wǎng)物理層專用控制驅(qū)動芯片(PHY)控制 驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(如圖3)。方法1容易受現(xiàn)場電氣環(huán)境干擾，實(shí)用傳輸距離一般不超過5米。由于傳輸距 離短應(yīng)用范圍較小。方法2由于是差分傳輸抗干擾能力較強(qiáng)，傳輸距離較遠(yuǎn)，但數(shù)據(jù)速率不能太高， 且需要電氣隔離及防雷防靜電保護(hù)。由于成本較低應(yīng)用簡單目前使用較多。方法3由于采用以太網(wǎng)專用技術(shù)，所以具備較強(qiáng)的抗干擾抗靜電能力，但 只能夠在百米內(nèi)實(shí)現(xiàn)十兆，百兆，千兆3個傳輸速率。由于技術(shù)復(fù)雜，成本高， 靈活性較差不利于在大量的小工程應(yīng)用。上述的這三種傳輸控制方式，都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，其中效果最好的 技術(shù)技術(shù)以太網(wǎng)物理層傳輸法，其使用的成本非常髙，明顯的和其他的兩種方 式拉開了很大的價格差距，正式由于成本問題， 一直限制了這種方法的推廣和 使用。但是經(jīng)過詳細(xì)的市場考察，始終沒有一種成本相對低廉，其具有較好使 用效果的傳輸方法出現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述的數(shù)據(jù)傳輸問題，本實(shí)用新型目的是采用一種簡單可靠的數(shù)據(jù) 傳輸技術(shù)提供具有成本低廉，應(yīng)用簡單，性能優(yōu)良的燈光控制器。為了達(dá)到上述的技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)解決方案包括以下技術(shù) 內(nèi)容一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電路，包括通用控制邏輯器件和網(wǎng)絡(luò)變壓器基 本功能器件，其主要的改進(jìn)是以通用控制邏輯器件作為控制中心，并由該通用 控制邏輯器件直接連接傳輸單元網(wǎng)絡(luò)變壓器，構(gòu)成具備信號發(fā)送，信號接收功 能的電路。采用通用控制器件(如MCU,CLPD，F(xiàn)PGA等)直接驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器 的傳輸技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)變壓器具備極強(qiáng)的電氣隔離能力，所以具備極好的抗干擾防 靜電能力，并且可以根據(jù)現(xiàn)場需求實(shí)現(xiàn)5兆至200兆間的任意傳輸速率，在不 同速率下傳輸距離可達(dá)500米。所述由通用控制邏輯器件作為控制單元通過緩沖器，放大器或差分轉(zhuǎn)換器 件連接到驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器傳輸單元的電路組成結(jié)構(gòu)。所述的驅(qū)動傳輸單元為網(wǎng) 絡(luò)變壓器，或具備相同，相似功能的脈沖變壓器。通用控制邏輯器件包括 MCU,CLPD，F(xiàn)PGA單片機(jī)，可編程邏輯器件，現(xiàn)場可編程門陣列。工作原理是由通用控制器件(如MCU，CLPD,FPGA等)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)變 換成一定速率的串行脈沖驅(qū)動發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器的輸入端，在發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓 器的輸出端感應(yīng)出相應(yīng)脈沖信號，通過與網(wǎng)絡(luò)變壓器相連接導(dǎo)線對傳輸?shù)浇邮?端的網(wǎng)絡(luò)變壓器，接收端的網(wǎng)絡(luò)變壓器感應(yīng)出與發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器相應(yīng)脈沖信 號，接收端的通用控制器件(如MCU,CLPD,FPGA等)根據(jù)接收脈沖的電平與 相位進(jìn)行解碼，得到與發(fā)送端通用控制器件(如MCU，CLPD,FPGA等)發(fā)出的 相同的數(shù)據(jù)。通過采用上述的技術(shù)解決方案，本實(shí)用新型獲得了以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和效果 首先，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)比，采用了使用通用控制邏輯器件作為控制中 心，并由該通用控制邏輯器件直接連接傳輸單元網(wǎng)絡(luò)變壓器，去掉了傳輸方法3 中的以太網(wǎng)物理層專用控制驅(qū)動芯片(PHY),而直接驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器，省去了 以太網(wǎng)物理層專用控制驅(qū)動芯片(PHY)及其輔助電路，大幅度降低元器件成 本。其次，由于以太網(wǎng)物理層專用控制驅(qū)動芯片(PHY)的固有特性只能夠在 百米內(nèi)實(shí)現(xiàn)十兆，百兆，千兆3個傳輸速率，而本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)變壓器直接
傳輸?shù)乃俾矢鶕?jù)實(shí)際需要可在5兆至200兆間靈活調(diào)節(jié)，從而可以實(shí)現(xiàn)更長的 傳輸距離。第三，由于省去了控制驅(qū)動芯片(PHY)，避免了以太網(wǎng)物理層專 用控制驅(qū)動芯片(PHY)控制比較復(fù)雜的問題，直接驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器法簡化了 控制方法，降低了系統(tǒng)等復(fù)雜程度，應(yīng)用極其簡單靈活，故障率降低，生產(chǎn)維 護(hù)方便?？傊?，本實(shí)用新型通過采用通過使用通用控制邏輯器件直接控制網(wǎng)絡(luò) 變壓器的技術(shù)方案，提供了一種具備以太網(wǎng)物理層傳輸法優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)方案， 且使用的成本非常低廉的新的電路控制方式，可以廣泛的應(yīng)用在led發(fā)光二極管 燈光控制中。
圖1,圖2，圖3為現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳方式示意圖；圖4為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳方式示意圖；圖5，圖6,圖7為本實(shí)用新型實(shí)際控制連接方法圖；具體實(shí)施方式.
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型迸行進(jìn)一步的描述-首先說明一下附圖中的具體部件的名稱和功能；圖中的1為MCU,CLPD,FPGA (單片機(jī)，可編程邏輯器件，現(xiàn)場可編程門 陣列)等構(gòu)成的發(fā)送端控制邏輯單元，是控制器的核心部件，作用是組織發(fā)送 數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)發(fā)送單元發(fā)送數(shù)據(jù)，連接發(fā)送單元，可同時具備控制數(shù)據(jù)接收 單元接收數(shù)據(jù)，連接接收單元；圖中的2為MCU,CLPD，F(xiàn)PGA (單片機(jī)，可編程邏輯器件，現(xiàn)場可編程門 陣列)等構(gòu)成的接收端控制邏輯單元，是控制器的核心部件，控制數(shù)據(jù)接收單 元接收數(shù)據(jù)，連接接收單元。可同時具備控制數(shù)據(jù)發(fā)送單元發(fā)送數(shù)據(jù)，連接發(fā) 送單元；圖中的3為發(fā)送端光電隔離器件，對發(fā)送端和接收端進(jìn)行電氣隔離，保護(hù) 電路不受現(xiàn)場電氣干擾。連接控制邏輯單元；圖中的4為差分驅(qū)動器件，由于采用差分傳輸，具備較強(qiáng)的抗共模干擾能
力。連接控制邏輯單元，或通過光電隔離器件連接控制遲輯單元； 圖中的5為差分接受器件，功能同4; 圖中的6接收端光電隔離器件，功能同3;圖中的7為發(fā)送端以太網(wǎng)物理層專用控制驅(qū)動器件(PHY)，具備特殊的編 解碼，電平變換功能，能在十兆，百兆，千兆3個傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)。受控制 邏輯單元控制，連接控制邏輯單元；圖中的8為發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器，在輸入，輸出端進(jìn)行電脈沖變換，實(shí)現(xiàn)接 受發(fā)送的電氣隔離。連接以太網(wǎng)物理層專用控制驅(qū)動器件(PHY)，或直接連接 控制邏輯單元；圖中的9為接收端網(wǎng)絡(luò)變壓器，功能同8;圖中的10為接收端以太網(wǎng)物理層專用控制驅(qū)動器件(PHY)，功能同7;本實(shí)用新型公開的是一種采用簡單可靠的數(shù)據(jù)傳輸方法的光控制器。由通 用控制器件(如MCU,CLPD，F(xiàn)PGA等)直接驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 如圖4所示，本實(shí)用新型的工作原理為，采用通用控制器件(如MCU，CLPD,FPGA 等)直接驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器的傳輸技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)變壓器具備極強(qiáng)的電氣隔離能力， 所以具備極好的抗干擾防靜電能力，并且可以根據(jù)現(xiàn)場需求實(shí)現(xiàn)5兆至200兆 間的任意傳輸速率，在不同速率下傳輸距離可達(dá)500米。工作原理是由通用控 制器件(如MCU，CLPD,FPGA等)1將要發(fā)送的數(shù)據(jù)變換成一定速率的串行脈 沖驅(qū)動發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器8的輸入端，在發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器8的輸出端感應(yīng)出 相應(yīng)脈沖信號，通過與網(wǎng)絡(luò)變壓器相連接導(dǎo)線對傳輸?shù)浇邮斩说木W(wǎng)絡(luò)變壓器9, 接收端的網(wǎng)絡(luò)變壓器9感應(yīng)出與發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器8相應(yīng)脈沖信號，接收端的 通用控制器件(如MCU,CLPD，F(xiàn)PGA等)2根據(jù)接收脈沖的電平與相位進(jìn)行解 碼，得到與發(fā)送端通用控制器件(如MCU,CLPD，F(xiàn)PGA等)1發(fā)出的相同的數(shù) 據(jù)。如圖5所示如果通用器件具備差分驅(qū)動能力可直接連接到網(wǎng)絡(luò)變壓器；工作原理是由通用控制器件(現(xiàn)場可編程門陣列A3P250VQ100) 1將要發(fā) 送的數(shù)據(jù)變換成一定速度的串行脈沖驅(qū)動通過兩個引腳以差分電平驅(qū)動發(fā)送網(wǎng) 絡(luò)變壓器(MS01231) 8的輸入端，在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器8的輸出端感應(yīng)出相應(yīng)脈 沖信號，通過與網(wǎng)絡(luò)變壓器8相連接的雙絞導(dǎo)線對傳輸?shù)浇邮站W(wǎng)絡(luò)變壓器 (MS01231) 9,接收網(wǎng)絡(luò)變壓器9感應(yīng)出與發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器8相應(yīng)脈沖信號， 將接收網(wǎng)絡(luò)變壓器9脈沖輸出端接到接收通用控制器件(現(xiàn)場可編程門陣列 A3P250VQ100) 2的兩個差分接收引腳，接收通用控制器件2根據(jù)接收脈沖的電 平與相位進(jìn)行解碼，得到與發(fā)送端用控制器件1發(fā)出的相同的數(shù)據(jù)。如圖6所示如果不具備差分驅(qū)動能力可通過差分驅(qū)動器件轉(zhuǎn)換后驅(qū)動網(wǎng)絡(luò) 變壓器；工作原理是由通用控制器件(現(xiàn)場可編程門陣列A3P250VQ1OO) 1將要發(fā)送 的數(shù)據(jù)變換成一定速度的串行脈沖通過器件的一個引腳連接到差分驅(qū)動器件 (MS3487) 4，再由差分驅(qū)動器件4輸出的差分電平驅(qū)動發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器 (MS01231) 8的輸入端，在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器8的輸出端感應(yīng)出相應(yīng)脈沖信號， 通過與網(wǎng)絡(luò)變壓器8連接的雙絞導(dǎo)線傳輸?shù)浇邮站W(wǎng)絡(luò)變壓器(MS01231) 9，接 收網(wǎng)絡(luò)變壓器9感應(yīng)出與發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器8相應(yīng)脈沖信號，將接收網(wǎng)絡(luò)變壓器 脈沖輸出端接到差分接受器件(MS3486) 5的兩個差分接收引腳，由差分接受 器件5轉(zhuǎn)換成單邊信號再送給接收通用控制器件(現(xiàn)場可編程門陣列 A3P250VQ100) 2，接收通用控制器件2根據(jù)接收脈沖的電平與相位進(jìn)行解碼， 得到與發(fā)送端通用控制器件1發(fā)出的相同的數(shù)據(jù)。如圖7所示如果不具備差分驅(qū)動能力也可用單邊驅(qū)動信號對地驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變 壓器的一個輸入端。工作原理是由通用控制器件(現(xiàn)場可編程門陣列A3P250VQ100) 1將要發(fā)送 的數(shù)據(jù)變換成一定速度的串行脈沖通過器件的一個引腳連接發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器 (MS01231) 8的一個輸入端，另一個接地，在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器8的輸出端感應(yīng) 出相應(yīng)脈沖信號，通過與網(wǎng)絡(luò)變壓器8相連接的雙絞導(dǎo)線傳輸?shù)浇邮站W(wǎng)絡(luò)變壓 器(MS01231) 9，接收網(wǎng)絡(luò)變壓器感應(yīng)出與發(fā)送網(wǎng)絡(luò)變壓器8相應(yīng)的脈沖信號， 將接收網(wǎng)絡(luò)變壓器9的一個輸出端接地，另一個輸出端接到接收通用控制器件 (現(xiàn)場可編程門陣列A3P250VQ100) 2的一個輸入引腳，接收通用控制器件2根 據(jù)接收脈沖的電平與相位進(jìn)行解碼，得到與發(fā)送通用控制器件1發(fā)出的相同的 數(shù)據(jù)。綜上所述，針對本實(shí)用新型在上述部分中所公開的技術(shù)內(nèi)容，熟悉本技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對這具體設(shè)備以及從它出發(fā)，以及這里揭示的技術(shù)進(jìn)行各 類使用和修改，只要不背離本實(shí)用新型的原理。結(jié)果，本實(shí)用新型將如此構(gòu)成, 一般包含這里揭示的設(shè)備和技術(shù)所擁有的每一個和各個新特點(diǎn)和目前特點(diǎn)的新 組合，并且僅僅由所附的權(quán)利要求的主旨和范圍確定。
權(quán)利要求1、一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電路，包括通用控制邏輯器件和網(wǎng)絡(luò)變壓器基本功能器件，其特征在于由通用控制邏輯器件作為控制中心，并由該通用控制邏輯器件直接連接傳輸單元網(wǎng)絡(luò)變壓器，構(gòu)成具備信號發(fā)送，信號接收功能的電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電路，其特征在于 所述由通用控制邏輯器件作為控制單元通過緩沖器，放大器或差分轉(zhuǎn)換器 件連接到驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)變壓器傳輸單元的電路組成結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2任意一個所述的一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電 路，其特征在于所述的驅(qū)動傳輸單元為網(wǎng)絡(luò)變壓器，或具備相同，相似 功能的脈沖變壓器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電路，其特征在于 通用控制邏輯器件包括MCU,CLPD，F(xiàn)PGA單片機(jī)，可編程邏輯器件，現(xiàn) 場可編程門陣列。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種直接采用網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒艄饪刂破?，尤其是使用在LED燈具，及LED顯示屏的控制系統(tǒng)中用于信號接收和發(fā)射部分的專用電路。一種新型的燈光控制發(fā)送和接收電路，包括通用控制邏輯器件和網(wǎng)絡(luò)變壓器基本功能器件，其主要的改進(jìn)是以通用控制邏輯器件作為控制中心，并由該通用控制邏輯器件直接連接傳輸單元網(wǎng)絡(luò)變壓器，構(gòu)成具備信號發(fā)送，信號接收功能的電路，為解決上述的數(shù)據(jù)傳輸問題，本實(shí)用新型是采用一種簡單可靠的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)提供具有成本低廉，應(yīng)用簡單，性能優(yōu)良的燈光控制器。
文檔編號H05B37/02GK201054840SQ20072012051
公開日2008年4月30日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者李衛(wèi)華 申請人:李衛(wèi)華