国产数字硅箱的技术新突破

本文作者  马礼民先生，广州斯全德灯光有限公司总经理；

斯全德灯光中国办事处首席执行官；

叶剑辉先生，副总经理，应用设计工程师。

[摘 要] 本文介绍中英合作开发并已在中国广州生产的系列流动硅箱AT2000的技术特点，展示我国新一代智能型调光器领先的设计理念以及强大无比的应用功能。

一 前言

　　微电子技术的飞速发展，国际先进的数字技术已深入到各行各业；中国加入WTO大家庭的时刻指日可待，全球化竟争渐趋激烈。如何及时引进国外先进技术或设计理念，结合中国本土实际，不断推出新技术，新产品，满足广大用户向影视舞台灯光技术数字化、网络化、信息化方向发展，提高节目制作质量而提出的越来越多和越来越高的需求。这将是新世纪国内专业灯光厂家面临的重大挑战和机会。本文通过叙述刚刚面世的AT2000系列流动硅箱的技术特点，展示新一代具有广泛应用功能和较高性价比特性的智能型调光器。

二 结构

　　AT2000系列智能硅箱吸收当今世界灯光控制领域的领先技术，采用优化的设计原理和完善的布线与结构体系，国际标准119英寸箱体，机壳和面版全部由压铸和冲压铁板一次成型，整体采用先进的“静电喷粉”工艺作抗刮粉漆喷涂处理，能承受冲击、磨损、潮湿和高温，长年保持美观亮丽；一体化的控制按扭液显模式和立体化面版设计，使硅箱造型典雅、线条流畅，体现时尚与简约的意昧；电气上采用强弱电分层设计理念，避免强电对弱电的干扰，也最大限度提高了硅箱的抗电强度，散热方面专门设计了两条通风道，使功率硅块和扼流圈各自排热，低噪音双风扇用以降低硅箱温度，令所有元件的温度保持在一个适当水平，负载满负荷时都能使每个硅箱不超过450C、湿度10～90%之间；风扇从关闭到最高速过程完全受控于硅箱内部的温度变化情况，以便在操作状态下把噪音降到最低，一旦硅箱超过温度设定，控制电路会发出超温警告，若温度超过警告点50C，闸流体控制电路的电源将会自动关闭；硅箱提供多种模具化背板，给用户提供标准输出插座的不同选择。

三 电子

　　现代硅箱的电子特性优劣，主要体现在它的信号处理、信号输出和过载保护能力上。AT2000采用高性能微处理器，用户可以预置的线性，S型和二次方调光曲线；每个DMX信号电平之间有8个插入点，使触发精度高达2000级，给灯光师提供了卓越精确而平滑无比的调光，从根本上解决了普通流动硅箱误触发、一致性差及调光范围过窄的问题，调光范围可达0%～100%；同时，由于具备目前国内特有的三相电压自动补偿技术，其信号输出一致性大大提高，在输入电压变化±10%时，输出电压变化≤1%，避免现场灯光闪烁及调光不均匀现象；数字信号DMX-512输出采用高速光耦隔离，隔离电压达到2000V；每个输出回路采用高速空气开关，用于短路或过载时对可控硅的保护，还可选用国内独创负载智能检测线路，自动进行超负载负荷检测、短路自动封闭保护和报警信号发送，指引灯光师及时纠错；采用高可靠性进口双向可控硅，由硅控制闸流器作出满载负荷和输出控制，当全导通时其上电压降为1V左右，可承受高达1200A电流的冲击，有效保证了硅箱的工作效率，增强硅箱的可靠性和安全性；选用符合英国BS800要求的高效滤波扼流圈，有200US、300US和360US上升时间可选，居国内同类产品中最高效能，有效减少闸流体不停运作所引起的电流上升时间比率，减低灯泡钨丝作响和限制给在线和负载导体带来无线电波的干扰；硅箱的任一回路可设置为过零触发方式，比较转换值可以任意设定于10%～90%范围，也可以对任一回路进行固定值设定，以避免误操作。

四 功能

　　现代电子技术与高性能微处理的结合，国际领先科技与国内应用需求的结合，赋予了AT2000方便使用而又无比强大的功能。控制电子允许硅箱可以单路独立调光；系统输出功率强大，6千瓦6回路，3千瓦12回路，组合流动箱6千瓦24回路，3千瓦48回路可供选择；控制电路允许单个硅回路的最大输出可作调整，并可作0～10%预热值设置，有效延长了灯具光源使用寿命；控制电路带有自测功能，默认值50%，可设定0～100%亮度作全回路循环测试。

标准状况报告由以下组成：

　　　a 每相输入电压
　　　b 数字信号DMX输入错误
　　　c 硅箱输出水平（%）
　　　d 硅箱过热警告
　　　e 硅箱过载或短路；

负载状态报告由以下组成：

　　　a 负载（W）
　　　b 记录负载偏离情况
　　　c 无负载/空开断开
　　　d 超载
　　　e 闸流器失效；

控制电路给予每台硅箱可编设置功能如下：

　　　a 数字输入
　　　b 预设硅箱地址码
　　　c 硅箱状况报告（生效/不生效）
　　　d 记录预设与预设淡入淡出时间（0～10秒）
　　　e 启动预设
　　　f 设置备份预设（以备DMX信号输入失效时应急使用）
　　　g 设定硅输出水平（%）
　　　h 设置硅最大输出电压
　　　i 设置调光曲线；

　　控制电路支持使用者可删除、录入和运行多达10个灯光场，保存期为五年。万一输入信号中断时，即可保持在可编时间内最后水平的控制程序，然后它会自动淡入到所指定的备份场中，使硅箱得以不间断的控制。

五 应用

　　 在面板上点击MENU（菜单），利用▲▼键进行选择，再点击ENTER（进入）键予以确认，通过2×16字节液晶记录与显示，你即可轻松实现对AT2000智能硅箱的操作与应用：

1．接电后，硅箱控制面板液晶如图所示：

AT2000：型号 Verson 1.0：版本  DMX OK/NO：信号 [1] ：起始地址

2．点击MENU，通过▲▼键，可在如下序列10个主菜单上进行选择：

（1）Set address设置地址码 （2）Set cha mode设置硅路方式
（3）Set pre heat 预热功能 （4）Curve设置调光曲线
（5）Channel dim硅路亮度设置 （6）Channel test通道测试
（7）Set voltage设置输出电压 （8）Cue场景
（9）Default还原默认值 （10）Reporting状态报告

2.1 Set address（设置地址码）

在这个菜单中,可以为每个硅箱分配起始地址码,它的调节范围为1-512.

设置地址码功能，操作如下：
1.按[菜单]键进入功能主菜单;
2.从主菜单中选择{Set address}项;
3.按[确定]键进入地址码设定菜单;
4.选择[上/下]键可设定硅箱的起始地址码值; 
5.按[确定]键确定数据的修改,且返回功能主菜单;若不修改,按[菜单]键 返回功能主菜单.

例:设置硅箱的地址起始码为

2.2 Set chn mode(设置通道模式)

在这个菜单中，AT2000可以为所有或单个独立通道分配工作模式。有三种工作模式可以在这个菜单中被选择（默认设置是EXT模式）:
　　　EXT：外部控制模式，将受到外部DMX控制台控制。
　　　SW：开关模式 ,该通道只相当于一个开关的作用,默认值设为50%, 调节范围为5%--90%。
　　　FIX：固化模式，将不受外部控制台控制,按硅箱内部的设定值直接 输出,其默认值为50%。

　　访问Set chn mode的功能，操作如下：

1. 按[菜单]键进入功能主菜单;
2. 选择{Set chn mode}项，按[确定]键进入通道设置模式菜单;按
[菜单]键返回起始菜单;
3. 按向[上/下]键可以选择不同的通道;
4. 按[确定]键确定选择并移动光标到MODE,按[上/下]方向键可以改变其通道工作模式;当选择为EXT模式时,通道亮度的设定受控于外部控制台（即外部控制台的亮度控制优先）;
5. 按ENTER确定选择并移动光标到LEVEL选项(在EXT工作模式除外)，按[上/下]键可以为选择的通道分配亮度，按{确定}键确定设置;
6. 重复操作3-5,可以设置其它通道工作方式;
7. 按MENU菜单退出到主菜单.

例:设置通道3的工作模式为FIX,并设置其亮度为60%,如下图.

2.3 Set pre heat （设置预热）

　　在这个菜单中，可以为所有或单个独立的通道设置预热（保暖）功能，预热
行为是依据供给灯泡的电压强度。在电源电压供给之前，所有灯泡都是冷的，灯丝都十分脆弱，以致于当有一个高强度的电流流通时，容易导致灯丝的熔断。所以预热功能有效地延长灯泡的使用寿命。硅箱预热的出厂默认设置为5，亮度调节范围为1-10（此亮度调节按256级设定）。

　　访问 Set pre heat (设置预热)功能,步骤如下:

1. 按［菜单］键进入功能主菜单;

2. 选择｛Set pre heat｝项,按[确定]键进入预热设置菜单,否则按[菜单]键返回起始菜单;
3. 按［上/下］键可以选择不同通道;
4. 按［确定］键确定选择并移动光标到｛level｝项;
5. 按［上/下］键可以设定预热值，按［确定］键确定选择;
6. 重复3-5项,可以设置不同通道的预热值，否则按［菜单］返回主菜单.

例：设置通道5的预热值为8，如下图。

2.4 Curve(设置调光曲线)

在这个菜单中，可以为硅箱的全部通道分配调光线性，总共有3条曲线供用户选择。（如下图）。

访问 “Curve”(曲线)功能，步骤如下：
1. 按［菜单］键进入功能主菜单；
2. 选择｛Curve｝项，按[确定]键进入曲线设置菜单，否则按[菜单]键取消
选择返回起始菜单;
3. 按［上/下］键选择硅箱的调光线性，按［确定］返回功能主菜单；
4. 按［菜单］键返回起始菜单。

例：设置硅箱的调光曲线为Square，步骤如下。

2.5 Channel Dim (通道亮度)

在这个菜单中，可以为所有或单个独立的通道设置亮度，其调节范围在0%-100%。

　　访问设置通道亮度功能，步骤如下：

　　1.按[菜单]键进入功能主菜单；
　　2.选择{Channel Dim}项，按[确定]键进入通道亮度设置菜单，否则按[菜单]键返回起始菜单;
　　3.按[上/下]键选择通道，按[确定]键确定选择并移动光标到{level}
选择项
　　4.按[上/下]键设定所选通道的亮度值，按ENTER键确定以上设置，否则’按[菜单]取消设置；
　　5.重复2-5 步骤设置不同通道的亮度；
　　6.按MENU返回主菜单。 

例：设置所有通道的亮度为

2.6 Channel test（通道测试）

　　在这个菜单元中，可以检测硅箱的每一通道，AT2000智能硅箱可以设定每个通道亮度,调节范围为0-100%（默认值为50%），在检测过程中，每次仅有一个通道被检测，所有通道可以进行循环选择测试（进入菜单后, 第一通道就进入测试的闪烁状态）。

　　访问通道测试功能，步骤如下：

　　１. 按[菜单]键进入功能主菜单；
　　２. 选择{Channel test}，按[确定]键进入通道测试菜单，否则按[菜单]键返回起始菜单;
　　３. 按[上/下]键，可循环选择AT2000的所有通道并对其进行测试；
　　４. 按[确定]键移动光标到{level}选择项（默认值为50%）；
　　５. 按[上/下]键可修改通道的亮度测试值；
　　６. 按[确定]键确定选择并移动光标到{CHN}选项；
　　７. 按[菜单]返回功能主菜单。 

例：测试硅箱的所有的通道，并设定通道的测试亮度为55%,如下图。

2.7 Set voltage (设置电压)

　　在这个菜单中，可以为所有或单个独立的通道设定一个输出电压最大值，其调节范围是0-250伏(默认值为220伏)。

　　访问电压设置功能，步骤如下：

　　1. 按[菜单]键进入功能主菜单；
　　2. 选择{Set voltage}项，按[确定]键进入电压设置菜单，否则按[菜单]键返回起始菜单;
　　3. 按[上/下]键改变设定的通道；
　　4. 按[确定]键确定选择并移动光标到{Voltage}项；
　　5. 按[上/下]键设定选择通道的电压最大值，按[确定]键确定选择；否则 按[菜单]键取消；
　　6. 重复3-5项可以设置不同通道的输出电压最大值；
　　7. 按MENU返回主菜单。

例：设置通道4的电压值为200伏，如下图。

2.8 Cue（ 场景备份）

在这个菜单中包含两个子菜单，分别为记录场景和演绎场景；先由调光台或硅箱本身给定所设通道的亮度，然后进入记录场菜单，分配给一个场号、场运行时间、连接的场号及场的连接的时间，进行场景的记录（AT2000硅箱最多可以记录10个场，每个场最多可以有12个通道）；如果需要导入场记录，就可在导入场菜单导入你所需要的已记录的场号并可以重新分运行时间和连接场号。

　　访问场景备份功能，步骤如下：

　　１. 按[菜单]键进入功能主菜单；
　　２. 选择{Cue}项，按[确定]键进入场景备份菜单，否则按[菜单]键返回起始菜单;
　　３. 由硅箱/灯光控制台给某些通道一定的亮度；
　　４. 选择{Rec　Cue}项，按[确定]键进入记录场设置菜单；
　　５. 交替按［上/下］和［确定］键分别设定｛Cue No｝{Time}{Link}和{Link Time}各项的值；否则按［菜单］键返回上级菜单；
　　６. 重复步骤4-5项可以记录不同的场；
　　７. 同样可以选择{Play Cue}项，演绎已记录的场。

例:在所有通道的亮度都为45%时记录CUE３并设定走场时间为５.5秒及连接场4的连接时间为0.8秒.

在场记录中，有以下几个选择项应说明一下：

　　1. {Cue No}选择项中，它的默认值为1，设定范围为1-10；
　　2. 在{Time}选择项中，它的默认值为5.0，设定范围为0.1-9.9;
　　3. 在{Link}选择项中，它的默认值为5.0，设定范围为0.1-9.9;
　　4. 在{link Time}选择项中，它的默认值为0.1，设定范围为0.1-9.9;
　　5. 选择{Play Cue}项后，按[确定]可以进入演示菜单，选择场号(选择的场必须是事
前已记录的)，可以即时地修改场运行的时间和连接的场号,然后就可以运行场了；
场运行任务完成后，可以按2次[菜单]键关闭运行的场，返回到上一级菜单中。

例：调用场3,并改变其连接场5;

2.9 Default (还原默认值)

　　在这个菜单中，可以让硅箱的所有参数恢复为出厂默认值。

　　访问还原默认值菜单功能，步骤如下：
　　1. 按[菜单]键进入功能主菜单；
　　2. 选择{Defaults}项，按[确定]键进入恢复默认值菜单; 

3. 按[确定]键使所有设置恢复为默认值且返回功能主菜单;按[菜单]键保持现有设置且返回功能主菜单。

2.10 Reporting(报告)

　　在这个菜单中，可以查看硅箱的各路输入最大电压值和内部温度状况以及各路输出电路的负载情况。

　　访问报告功能，步骤如下：

　　1. 按[菜单]键进入功能主菜单；
　　2. 选择{Reporting}项，按[确定]键进入报告菜单；
　　3. 选择{VOL and TEMP}进入查看硅箱各路输入电压最大值和硅箱的内部温度；
　　4. 选择{LOAD}可以查看各路输出回路的负载情况； 

例:查看硅箱三相输入电压和硅箱内部温度:

3．各种常用菜单功能应用简述如下：

（1）预设地址：进入“Set address”主菜单，可以对各个硅箱的起始地址进行定义，其调节范围为1～512，即可对数十台并联的硅箱进行控制。

（2）现场调光：进入“Set cha mode”主菜单，可以对各可控硅回路进行如下设置：
　　① ЕXT：硅路受外部调光台控制；
　　② FIX：硅路受硅箱内部亮度调节控制；
　　③ SW：硅路预设相当于一个开关功能；

（3）预热设置：AT2000的预热主菜单可以对每个独立的硅输出回路设置预热（保暖）功能，调节亮度为0%～10%，这样可有效地延长灯泡使用寿命。

（4）调光曲线：AT2000有4条调光曲线对硅回路进行设置。

（5）亮度设置：进入“Channel Dim”主菜单，可以对每个独立硅路进行亮度调节，该亮度同时可由外接控制台调节。

（6）循环测试：选定一硅路，预设其亮度值，然后循环进行每硅路测试。

（7）输出设定：利用该菜单可为每个硅回路单独设置输出电压，调节范围是0～250V。

（8）场景备份：在场景备份主菜单中包含两个子菜单，分别为记录场和导入场，先由调光台给定硅路亮度，然后进入记录子菜单，进行场的记录，就可在导入子菜单中导入你需要的场。

六 结语

　　由于采用先进的设计理念与独特的技术手段，高标准选择部分关键进口元器件，“精品”级生产管理与质量控制，AT2000在国产流动硅箱深化数字技术，拓宽应用性能方面，无疑带来新的突破。相信这种高性价比的新一代智能型调光器，将会为国内外影视舞台添光发彩。