用于数据传输的光输出调制制造技术

一个操作包括与灯管（１２０）电通信的镇流器（１１０）的光源（１００）的方法。该方法包括操作镇流器（１１０）来确定（９２０）在数据周期期间将被施加给灯管（１２０）的平均灯管功率。该方法还包括在数据周期期间操作镇流器（１１０）来产生一个脉宽调制的驱动信号并将它传递（９３０）给灯管（１２０）。该方法另外还包括在数据周期期间响应于接收到该脉宽调制的驱动信号，操作灯管（１２０）来发出（９４０）一个已调制光输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通常，本专利技术涉及光源数据传输。更确切地说，本专利技术涉及一个利用荧光源和光输出调制来发射数据的方法和系统。大多数人造光是用灯管来产生的，其中经由气体放电被用来制造照明。一个这样的灯管是荧光灯。放电照明的普及导致经由光输出调制利用放电灯来进行数据传输，比如调光(dimming)控制应用。在应用于数据传输的放电灯的发展初期，模拟调幅(AM)方案被用来以音频信息信号调制荧光灯中的电弧电流，“载波”信号。令人遗憾地，这个技术和类似技术因为很多原因不合乎直接传输的需要，比如因为数据中的低频内容可能在光输出中导致显而易见的闪烁。应用于数据传输的放电灯的后期发展包括一个调频(FM)方案，其被利用来用光输出调制发射数据。调频方法利用频率变化在调光范围上调整荧光灯的光输出并需要一个很大的、连续的频率范围。令人遗憾地，没有合乎需要的频率值来操作高频灯驱动器。例如，可听范围上的操作频率包括至少两个将不会被利用到的频率范围。例如，一个频率范围是用于红外遥控的RC-5频率范围(30-42kHz)。在这个频率范围中操作的灯管会干扰RC-5遥控接收机的操作。而另一个频率范围例如是美国零售店中使用的防盗保护门的频率范围(56-60kHz)。在某些情况下，荧光灯的镇流器产生的EM场会干扰防盗保护门的正常操作。因为镇流器操作的频率范围是连续的，所以镇流器应该高于或低于这些频率范围来操作。一个解决方案是把镇流器的操作频率限制在不合乎需要的频率范围之上。令人遗憾地，工作频率需要尽可能低才能实现良好的调光性能。另外，以高频、低调光电平流经寄生接线电容的电流变得对电灯电流的稳定干扰因素更加关键。与频率变化有关的另一个问题是使用频率变化的光输出调节不适合于多灯管类型的镇流器。稳流灯的稳定特性是镇流器输出阻抗和灯管阻抗的相对值的复变函数。镇流器输出阻抗随频率变化，而灯管阻抗非线性地随功率耗损变化。因此，使用频率变化的全调光通常用固定镇流器设计来实现，并仅仅用于限制数量的灯管类型。对于其它的灯管-镇流器组合，调光不可能的在整个范围上实现，因此在商业上不可行。最近，基于脉宽调制(PWM)的控制方法已经被利用来解决频率范围的问题。使用固定操作频率的基于脉宽调制(PWM)的控制方法具有优点并可以应用于多灯管类型的镇流器。基于PWM的控制方法通过使用数字镇流器或模拟镇流器而被实现。因此，PWM可以用不合乎需要的频率范围外的固定频率来实现。令人遗憾地，数字镇流器的实现已经主要地限制在控制方面，比如调光应用。而且，将使用基于PWM的控制方法的数字镇流器应用于通信已经被证明是一个复杂的任务。将使用基于PWM的控制方法的传统编码的数字镇流器应用于通信可能导致人眼容易看见的闪烁。本专利技术的一个形式是一个方法，用于在电通信中用灯管来操作一个包括镇流器在内的光源。首先，镇流器确定在数据周期期间将被施加到灯管的平均灯管功率，并在数据周期期间向灯管传递一个产生的脉宽调制驱动信号。脉宽调制的驱动信号具有第一波形或第二波形中的任何一个，用于在数据周期期间向灯管施加平均灯管功率。第一波形包括一个或多个表示第一数据位的脉冲，而第二波形包括一个或多个表示第二数据位的脉冲。其次，灯管响应于接收到脉宽调制的驱动信号在数据周期期间发出一个已调制光输出。已调制光输出响应于具有第一波形的脉宽调制的驱动信号表示第一数据位，或者响应于具有第二波形的脉宽调制的驱动信号表示第二数据位。本专利技术的另一个形式是一个设备，包括一个灯管和一个与灯管电通信的镇流器。镇流器可操作来确定在第一数据周期期间将被施加到灯管的平均灯管功率。镇流器还可操作来在数据周期期间产生并向灯管传递脉宽调制的(PWM)驱动信号。PWM驱动信号包括第一波形或第二波形，用于向灯管施加平均灯管功率。第一波形包括一个或多个表示第一数据位的脉冲，而第二波形包括一个或多个表示第二数据位的脉冲。灯管可操作来响应于在数据周期期间接收到PWM驱动信号而发出一个已调制光输出。已调制光输出响应于具有第一波形的PWM驱动信号表示第一数据位，而已调制光输出响应于具有第二波形的PWM驱动信号表示第二数据位。本专利技术的上述形式及其它特征和优点将通过结合附图阅读当前优选实施例的以下详细说明而进一步变得明显。详细说明和附图仅仅是为了说明而不是限制本专利技术，本专利技术的范围由附加的权利要求及其等效物来定义。附图说明图1是一个示意图，说明了一个根据本专利技术一个实施例的在光源内的可编程数字镇流器；图2是一个图表，说明了定义灯管功率对比图1中数字镇流器的灯管部分工作周期(duty cycle)的关系的转移曲线；图3是一个波形图，说明了一个可以应用在本专利技术一个实施例中的表示“0”位的对称的双相(bi-phase)脉宽调制波形；图4是一个波形图，说明了一个可以应用在本专利技术一个实施例中的表示“1”位的对称的双相脉宽调制波形；图5是一个波形图，说明了一个表示“0”位的不对称的脉宽调制波形，在本专利技术的一个实施例中递送较大的平均灯管功率；图6是一个波形图，说明了一个表示“1”位的不对称的脉宽调制波形，在本专利技术的一个实施例中递送较大的平均灯管功率；图7是一个波形图，说明了一个表示“0”位的不对称的脉宽调制波形，在本专利技术的一个实施例中传递较小的平均灯管功率；图8是一个波形图，说明了一个表示“1”位的不对称的脉宽调制波形，在本专利技术的一个实施例中传递较小的平均灯管功率；和图9是一个流程图，描述了根据本专利技术的用于数据传输的光输出调制方法。图1是一个示意图，说明了根据本专利技术一个实施例的光源100内的可编程数字镇流器。光源100经由光输出调制发射数据。光源100包括可编程数字镇流器110和灯管120。光源100包括一个嵌入可编程数字镇流器110内的通信收发机接口(未示出)，用于接收传输数据以及控制功能数据。在图1中，可编程数字镇流器110包括微处理器130、电平转换器(levelshifter)140、谐振槽(resonance tank)150、晶体管(M1和M2)以及电容器Cdc。可编程数字镇流器110被放置在半桥驱动结构中并基于该结构制造一个不重叠的驱动信号。微处理器130包括数据信号输入端子(Data)，控制信号输入输出端子CTL、第一输出信号端子G1、第二输出信号端子G2。在另一个实施例中，微处理器130的数据信号输入端子(Data)和控制信号输入端子CTL的功能由单个信号输入输出端子来执行。电平转换器140包括第一输入信号端子G1和第一输出信号已转换端子G1+电平转换器140的第一输入信号端子G1被耦合到微处理器130的第一输出信号端子G1。晶体管M1和M2是场效应晶体管(FET)，每个都具有源极、栅极和漏极。晶体管M1的源极被耦合到电压源V+，而晶体管M1的栅极被耦合到第一输出信号已转换端子G1+。晶体管M2的源极被耦合到晶体管M1的漏极。晶体管M2的栅极被耦合到第二输出信号端子G2，晶体管M2的漏极被耦合到电路接地端GND。电容器Cdc包括第一端子和第二端子。电容器Cdc的第一端子被耦合到晶体管M1的漏极和晶体管M2的源极。谐振槽150包括电感LR和电容器CR。谐振槽150的电感LR包括第一端子和第二端子。电感LR的第一端子被耦合到电容器Cdc的第二端子。谐振槽150的电容器CR包括第一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个操作包括与灯管（１２０）电通信的镇流器（１１０）的光源（１００）的方法，该方法包括：　　　　操作镇流器（１１０）来确定（９２０）在第一数据周期期间将被施加到灯管（１２０）的第一平均灯管功率；　　　　操作镇流器（１１０）在第一数据周期期间产生第一脉宽调制驱动信号并将其传递（９３０）给灯管（１２０），第一脉宽调制驱动信号具有第一波形和第二波形中的一个，用于向灯管（１２０）施加第一平均灯管功率，第一波形包括至少一个表示第一数据位的脉冲，第二波形至少包括一个表示第二数据位的脉冲；和　　　　操作灯管（１２０）在第一数据周期期间响应于接收到第一脉宽调制驱动信号而发出（９４０）第一已调制光输出，第一已调制光输出响应于具有第一波形的第一脉宽调制驱动信号而表示第一数据位，第一已调制光输出响应于具有第二波形的第一脉宽调制驱动信号而表示第二数据位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：XH孙，DJ伊安诺普洛斯，L布尔迪永，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]