簡介
西方劇院藝術(shù)大約開始于公元前500年的希臘。露天劇院以太陽光作為主要光源，但經(jīng)常會加入燈籠來表示夜間場景。如今，這些早期燈光應用已發(fā)展成為更復雜的系統(tǒng)。
DAC傳遞函數(shù)
圖1顯示一個理想的DAC傳遞函數(shù)，它是一條斜線，y=mx+b。數(shù)字輸入位于x軸，模擬輸出位于y軸。
現(xiàn)代照明設(shè)備包括調(diào)光器、閃光燈、電腦燈、彩燈和投射燈(gobo)。常常需要利用DMX512通信協(xié)議，遠距離（最遠可達4000英尺）控制這些照明系統(tǒng)。
什么是DMX512？
DMX512是由娛樂服務與技術(shù)協(xié)會(ESTA)制定的一種標準，描述控制器與受控照明設(shè)備和附屬設(shè)備（包括調(diào)光器和相關(guān)設(shè)備）之間的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸方法。物理電氣接口由EIA/TIA-485規(guī)定，它也稱為RS-485。
DMX512標準指定采用8位異步串行協(xié)議和250kbps數(shù)據(jù)速率，旨在從單個控制器向一個或多個接收器傳送重復性控制數(shù)據(jù)。主鏈路上的控制數(shù)據(jù)最多包括513個段，這些段以分組形式經(jīng)由平衡傳輸線路發(fā)送。
信息為8位格式，按順序發(fā)送至不同節(jié)點。值范圍是從0到x 255，其中0表示“關(guān)”狀態(tài)，255表示“開”狀態(tài)。長度為2幀的“暫停”狀態(tài)表示一個包括512個值的序列開始。高電平持續(xù)至少8 μs表示第一個字節(jié)開始。
分立式DMX512系統(tǒng)配置
一個DMX512端口由四個信號（Data1+、Data1-、Data2+和Data2-）及一個公共參考組成。Data1+和Data1-構(gòu)成主數(shù)據(jù)鏈路。Data2+和Data2-構(gòu)成可選的副數(shù)據(jù)鏈路。這對鏈路配置為雙向半雙工RS-485通信網(wǎng)絡。
DMX512標準指定一種使用以接地電壓為基準的發(fā)射器件和隔離式接收器件的系統(tǒng)。隔離接收器件的目的是保護昂貴的照明設(shè)備，使之免受有害電流浪涌影響。
圖1顯示了隔離式DMX512接收器的分立實施方案。驅(qū)動變壓器原邊的變壓器驅(qū)動器產(chǎn)生隔離電源。變壓器輸出經(jīng)過整流和調(diào)節(jié)，產(chǎn)生5V隔離電源電壓。RS-485收發(fā)器的數(shù)據(jù)和控制信號采用光隔離技術(shù)進行隔離。
RS-485收發(fā)器ADM485將A、B引腳上接收的控制信號轉(zhuǎn)換為RXD引腳上的串行輸出。此信號經(jīng)過光隔離后連接到精密模擬微控制器ADuC7020的UART輸入。ADuC7020通過軟件對消息進行解碼，并向數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)輸出邏輯電平信號。JFET輸入運算放大器ADTL084緩沖DAC輸出，以提供0 V至10 V信號。
ADuC7020通過軟件發(fā)送一個響應，表示已正確接收到消息。此信號與ADM485相隔離（光隔離），后者在A、B引腳上輸出一個信號。
使用ADM2487E的DMX512系統(tǒng)配置
圖2顯示一個更簡單、集成度更高的隔離式DMX512接收器，它使用隔離式RS-485收發(fā)器ADM2487EiCoupler。片內(nèi)振蕩器輸出一對方波，以驅(qū)動外部變壓器提供總線端所需的3.3V隔離電源。該器件的邏輯端采用3.3V或5V電源供電。ADM2487E采用?數(shù)字隔離技術(shù)，將3通道隔離器、三態(tài)差分線路驅(qū)動器和差分輸入接收器集成于單封裝中。TXD、RXD、DE和RE引腳直接連到ADuC7020 UART。
ADM2487E收發(fā)器適用于多點傳輸線路上的半雙工或全雙工通信，工作數(shù)據(jù)速率最高可達500 kbps。它提供2.5kVrms隔離，已通過UL和VDE標準認證，并提供±15kV ESD保護。
對于半雙工操作，發(fā)射器輸出與接收器輸入共用同一傳輸線路，即發(fā)射器輸出引腳Y連到接收器輸入引腳A，發(fā)射器輸出引腳Z連到接收器輸入引腳B。ADM2487E針對平衡傳輸線路而設(shè)計，符合TIA/EIA-485-A-98和ISO 8482:1993標準。
限流和熱關(guān)斷特性可防止發(fā)生輸出短路以及總線競爭導致功耗過大的情況。ADM2487E的額定溫度范圍為-40°C至+85°C工業(yè)溫度范圍，提供16引腳、寬體SOIC封裝。
ADM2487E采用開路和短路故障安全接收器輸入設(shè)計，不需要外部偏置電阻。低輸入電流接收器設(shè)計(125 μA)支持同一總線最多連接256個節(jié)點。
用ADM2487E方案代替分立DMX512接收器方案，可提供節(jié)省空間、更加穩(wěn)定、更加可靠的系統(tǒng)。
為什么隔離很重要？
兩個或兩個以上互連電路之間的電壓浪涌可能會對昂貴的設(shè)備造成破壞。電氣隔離旨在保護昂貴的設(shè)備免受電壓浪涌影響。由于節(jié)點間的距離不同，DMX512發(fā)射器和接收器需要不同的電源。這會提高接地阻抗，使得來自其它源的地電流更有可能進入鏈路的地線。將鏈路隔離起來可減少甚至消除這些問題。如果無法保證系統(tǒng)中不同節(jié)點的地電位不會超出接收器的共模范圍，則需要進行電流隔離，如圖3所示。
ADM2487E在接收器中集成電流隔離，可有效阻止有害的電流浪涌。該器件可減小系統(tǒng)尺寸，提高可靠性，并增強穩(wěn)定性，堪稱實施隔離式DMX512接收器的理想解決方案。
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