用於數據傳輸的光輸出調製的製作方法

2023-10-31 21:15:07

專利名稱：用於數據傳輸的光輸出調製的製作方法
通常，本發明涉及光源數據傳輸。更確切地說，本發明涉及一個利用螢光源和光輸出調製來發射數據的方法和系統。
大多數人造光是用燈管來產生的，其中經由氣體放電被用來製造照明。一個這樣的燈管是螢光燈。放電照明的普及導致經由光輸出調製利用放電燈來進行數據傳輸，比如調光(dimming)控制應用。
在應用於數據傳輸的放電燈的發展初期，模擬調幅(AM)方案被用來以音頻信息信號調製螢光燈中的電弧電流，「載波」信號。令人遺憾地，這個技術和類似技術因為很多原因不合乎直接傳輸的需要，比如因為數據中的低頻內容可能在光輸出中導致顯而易見的閃爍。
應用於數據傳輸的放電燈的後期發展包括一個調頻(FM)方案，其被利用來用光輸出調製發射數據。調頻方法利用頻率變化在調光範圍上調整螢光燈的光輸出並需要一個很大的、連續的頻率範圍。
令人遺憾地，沒有合乎需要的頻率值來操作高頻燈驅動器。例如，可聽範圍上的操作頻率包括至少兩個將不會被利用到的頻率範圍。例如，一個頻率範圍是用於紅外遙控的RC-5頻率範圍(30-42kHz)。在這個頻率範圍中操作的燈管會干擾RC-5遙控接收機的操作。
而另一個頻率範圍例如是美國零售店中使用的防盜保護門的頻率範圍(56-60kHz)。在某些情況下，螢光燈的鎮流器產生的EM場會干擾防盜保護門的正常操作。因為鎮流器操作的頻率範圍是連續的，所以鎮流器應該高於或低於這些頻率範圍來操作。
一個解決方案是把鎮流器的操作頻率限制在不合乎需要的頻率範圍之上。令人遺憾地，工作頻率需要儘可能低才能實現良好的調光性能。另外，以高頻、低調光電平流經寄生接線電容的電流變得對電燈電流的穩定幹擾因素更加關鍵。
與頻率變化有關的另一個問題是使用頻率變化的光輸出調節不適合於多燈管類型的鎮流器。穩流燈的穩定特性是鎮流器輸出阻抗和燈管阻抗的相對值的複變函數。鎮流器輸出阻抗隨頻率變化，而燈管阻抗非線性地隨功率耗損變化。因此，使用頻率變化的全調光通常用固定鎮流器設計來實現，並僅僅用於限制數量的燈管類型。對於其它的燈管-鎮流器組合，調光不可能的在整個範圍上實現，因此在商業上不可行。
最近，基於脈寬調製(PWM)的控制方法已經被利用來解決頻率範圍的問題。使用固定操作頻率的基於脈寬調製(PWM)的控制方法具有優點並可以應用於多燈管類型的鎮流器。基於PWM的控制方法通過使用數字鎮流器或模擬鎮流器而被實現。因此，PWM可以用不合乎需要的頻率範圍外的固定頻率來實現。
令人遺憾地，數字鎮流器的實現已經主要地限制在控制方面，比如調光應用。而且，將使用基於PWM的控制方法的數字鎮流器應用於通信已經被證明是一個複雜的任務。將使用基於PWM的控制方法的傳統編碼的數字鎮流器應用於通信可能導致人眼容易看見的閃爍。
本發明的一個形式是一個方法，用於在電通信中用燈管來操作一個包括鎮流器在內的光源。首先，鎮流器確定在數據周期期間將被施加到燈管的平均燈管功率，並在數據周期期間向燈管傳遞一個產生的脈寬調製驅動信號。脈寬調製的驅動信號具有第一波形或第二波形中的任何一個，用於在數據周期期間向燈管施加平均燈管功率。第一波形包括一個或多個表示第一數據位的脈衝，而第二波形包括一個或多個表示第二數據位的脈衝。其次，燈管響應於接收到脈寬調製的驅動信號在數據周期期間發出一個已調製光輸出。已調製光輸出響應於具有第一波形的脈寬調製的驅動信號表示第一數據位，或者響應於具有第二波形的脈寬調製的驅動信號表示第二數據位。
本發明的另一個形式是一個設備，包括一個燈管和一個與燈管電通信的鎮流器。鎮流器可操作來確定在第一數據周期期間將被施加到燈管的平均燈管功率。鎮流器還可操作來在數據周期期間產生並向燈管傳遞脈寬調製的(PWM)驅動信號。PWM驅動信號包括第一波形或第二波形，用於向燈管施加平均燈管功率。第一波形包括一個或多個表示第一數據位的脈衝，而第二波形包括一個或多個表示第二數據位的脈衝。燈管可操作來響應於在數據周期期間接收到PWM驅動信號而發出一個已調製光輸出。已調製光輸出響應於具有第一波形的PWM驅動信號表示第一數據位，而已調製光輸出響應於具有第二波形的PWM驅動信號表示第二數據位。
本發明的上述形式及其它特徵和優點將通過結合附圖閱讀當前優選實施例的以下詳細說明而進一步變得明顯。詳細說明和附圖僅僅是為了說明而不是限制本發明，本發明的範圍由附加的權利要求及其等效物來定義。


圖1是一個示意圖，說明了一個根據本發明一個實施例的在光源內的可編程數字鎮流器；圖2是一個圖表，說明了定義燈管功率對比圖1中數字鎮流器的燈管部分工作周期(duty cycle)的關係的轉移曲線；圖3是一個波形圖，說明了一個可以應用在本發明一個實施例中的表示「0」位的對稱的雙相(bi-phase)脈寬調製波形；圖4是一個波形圖，說明了一個可以應用在本發明一個實施例中的表示「1」位的對稱的雙相脈寬調製波形；圖5是一個波形圖，說明了一個表示「0」位的不對稱的脈寬調製波形，在本發明的一個實施例中遞送較大的平均燈管功率；圖6是一個波形圖，說明了一個表示「1」位的不對稱的脈寬調製波形，在本發明的一個實施例中遞送較大的平均燈管功率；圖7是一個波形圖，說明了一個表示「0」位的不對稱的脈寬調製波形，在本發明的一個實施例中傳遞較小的平均燈管功率；圖8是一個波形圖，說明了一個表示「1」位的不對稱的脈寬調製波形，在本發明的一個實施例中傳遞較小的平均燈管功率；和圖9是一個流程圖，描述了根據本發明的用於數據傳輸的光輸出調製方法。
圖1是一個示意圖，說明了根據本發明一個實施例的光源100內的可編程數字鎮流器。光源100經由光輸出調製發射數據。光源100包括可編程數字鎮流器110和燈管120。光源100包括一個嵌入可編程數字鎮流器110內的通信收發機接口(未示出)，用於接收傳輸數據以及控制功能數據。
在圖1中，可編程數字鎮流器110包括微處理器130、電平轉換器(levelshifter)140、諧振槽(resonance tank)150、電晶體(M1和M2)以及電容器Cdc。可編程數字鎮流器110被放置在半橋驅動結構中並基於該結構製造一個不重疊的驅動信號。
微處理器130包括數據信號輸入端子(Data)，控制信號輸入輸出端子CTL、第一輸出信號端子G1、第二輸出信號端子G2。在另一個實施例中，微處理器130的數據信號輸入端子(Data)和控制信號輸入端子CTL的功能由單個信號輸入輸出端子來執行。電平轉換器140包括第一輸入信號端子G1和第一輸出信號已轉換端子G1+電平轉換器140的第一輸入信號端子G1被耦合到微處理器130的第一輸出信號端子G1。
電晶體M1和M2是場效應電晶體(FET)，每個都具有源極、柵極和漏極。電晶體M1的源極被耦合到電壓源V+，而電晶體M1的柵極被耦合到第一輸出信號已轉換端子G1+。電晶體M2的源極被耦合到電晶體M1的漏極。電晶體M2的柵極被耦合到第二輸出信號端子G2，電晶體M2的漏極被耦合到電路接地端GND。
電容器Cdc包括第一端子和第二端子。電容器Cdc的第一端子被耦合到電晶體M1的漏極和電晶體M2的源極。諧振槽150包括電感LR和電容器CR。諧振槽150的電感LR包括第一端子和第二端子。電感LR的第一端子被耦合到電容器Cdc的第二端子。諧振槽150的電容器CR包括第一端子和第二端子。電容器CR的第一端子被耦合到電感LR的第二端子。電容器CR的第二端子被耦合到電路接地端GND。
燈管120包括第一端子和第二端子。燈管120的第一端子被耦合到電感LR的第二端子和電容器CR的第一端子。燈管120的第二端子被耦合到接地GND。
在操作中，微處理器130在控制信號輸入端子CTL接收一個控制信號並且在數據信號輸入端子Data接收一個輸入數據信號。控制信號包括光源輸出電平指令。在一個實施例中，光源輸出電平指令是用戶基於其確定的光輸出電平而確定的光源輸出電平指令。輸入數據信號包括通信數據或固定碼形式的輸入數據，用於保存用戶確定的光輸出電平。
微處理器130基於接收的控制信號和輸入數據信號產生柵極驅動信號。控制信號被利用來確定工作周期(下詳見圖2)。上述的工作周期的產生方法在本技術領域中是熟知的。
確定的工作周期和輸入數據信號被利用來產生兩個脈寬調製的柵極驅動信號，其進而導致如下所屬的一個脈寬調製的槽驅動信號。在一個實施例中，柵極驅動信號是雙相信號(下詳見圖2)。雙相信號消除閃爍。在另一個實施例中，柵極驅動信號使用沒有雙相編碼的脈寬調製來產生。
第一柵極驅動信號從微處理器130的第一輸出信號端子G1被發射到電平轉換器140的第一輸入信號端子G1。電平轉換器140轉換第一柵極驅動信號並且在第一輸出信號已轉換端子G1+產生一個被轉換的第一柵極驅動信號。被轉換的第一柵極驅動信號從第一輸出信號已轉換端子G1+被發射到電晶體M2的柵極。在一個實施例中，第一柵極驅動信號通過增加信號被轉換，以便相對於被電壓源V+施加到電晶體M1源極的電壓，被轉換的第一柵極驅動信號將足夠大以影響電晶體M1的柵極。第二柵極驅動信號從微處理器130的第二輸出信號端子G2被發射到電晶體M2的柵極。
被轉換的第一柵極驅動信號和第二柵極驅動信號驅動相關的電晶體(M1和M2)，並且在電容器Cdc的第一端子產生脈寬調製的信號驅動信號。電容器Cdc濾波並移除脈寬調製的信號驅動信號的低頻(直流)部分。濾波後的脈寬調製驅動信號然後被施加到諧振槽150。
在一個PWM驅動方案中，提高驅動信號的工作周期將提高傳送到燈管的功率，從而提高了燈管的光輸出。
諧振槽150是一個頻率相關電路。電感LR和電容器CR的阻抗隨著脈寬調製驅動信號頻率的改變而改變。在一個實施例中，諧振槽150接收脈寬調製的槽驅動信號並基於脈寬調製的槽驅動信號把功率信號傳遞給燈管。例如，在高頻時，諧振槽150的阻抗很大因此傳遞給燈管120的功率很低。反之在低頻的時候，諧振槽150的阻抗很低，因此傳遞給燈管120的功率很高。
傳遞給燈管120的功率使燈管的亮度在變化長度的時間中以很高的速率改變。這個速率被認為是數字鎮流器內半橋的轉換頻率。如果轉換頻率保持一個足夠高的速率，則它就不會被人眼所見。在一個實施例中，大於30千赫的轉換頻率被使用並將確保不出現可見的閃爍。
光源100可以被實現為任何適當的包括可編程數字鎮流器的螢光燈源，比如包括下面專利中公開的可編程數字鎮流器的螢光燈源，即Beij、Buij、Aendekerk以及Langeslag在2002年5月2日公開的WO02/35893以及在2002年7月18日公開的US2002/0093838A1「Circuit Arrangement(電路布置)」。
在操作以及下面的細節中，光源100接收一個基於所期望燈管/光輸出電平的控制信號。可編程數字鎮流器110的微處理器130確定將被施加到燈管120的平均燈管功率，其被要求產生所期望的平均燈管/光輸出電平。可編程數字鎮流器110基於平均燈管功率確定來產生脈寬調製(PWM)驅動信號並將其傳遞到燈管120。PWM驅動信號的產生在圖2-8中被描述。燈管120響應於接收到產生的PWM驅動信號而發出一個已調製光輸出。
圖2是一個包括X軸和Y軸的圖表，說明了定義平均燈管功率對比圖1中數字鎮流器的燈管部分工作周期的關係的一個轉移曲線。轉移曲線表示被用來驅動螢光燈的可調光鎮流器的特徵。在一個例子中，轉移曲線表示圖1的數字鎮流器110的特性。
在圖2中，平均燈管功率被說明為Y軸而工作周期被說明為X軸。對於Y軸上標識的每個平均燈管功率電平，在X軸上都存在一個標識的相關聯的工作周期。燈管所需的亮度量越大，沿Y軸的平均燈管功率的電平也就越大。X軸被認為是工作周期的範圍。在一個實施例中，與預定周期內的時間量相比較，工作周期用正在發光的燈管的時間百分比來表示。
在圖2中，Pmax和Pmin表示螢光燈管的最大和最小的額定輸出功率。dmax和dmin表示達到各自的平均功率電平的對應的最大和最小工作周期。因為雙相PWM驅動方案中的燈管功率電平是平均的，最大額定輸出功率Pmax和最低額定輸出功率Pmin的電平將在傳輸期間被脈寬調製驅動信號的峰峰值電平超過。因此，最大額定輸出功率Pmax和最小額定輸出功率Pmin的每個電平的百分比被標識為與轉移曲線有關的最大和最小被傳遞的燈管平均功率電平。
最大和最小被傳遞的平均功率電平分別被標識為Ph和P1。Ph和P1的決定因素包括燈管的調光範圍以及數據傳輸的信噪比。在一個例子中，最大的傳遞平均功率電平Ph是最大額定輸出功率Pmax值的百分之九十(90％)，而最小的傳遞平均功率電平P1是最大額定輸出功率Pmax值的百分比二十(10％)。每個平均功率電平都具有一個與之有關的對應工作周期，分別是dh和d1。在一個實施例中並參見圖1，一個或多個螢光燈的轉移曲線數據被存儲在微處理器130內的查詢表中。在這個實施例中，表示每個螢光燈模型的最大和最小傳遞平均功率輸出的最大的傳遞平均功率電平Ph和最小的傳遞平均功率電平P1的值也被存儲在微處理器130內。
Pm表示與燈管有關的平均燈管功率電平。平均燈管功率電平Pm是用戶定義的亮度級別。dm表示與平均燈管功率電平Pm有關的對應平均工作周期。在一個實施例中，平均工作周期dm被燈管驅動中的反饋調節迴路確定來把平均燈管功率電平設置為用戶所選擇的電平。
Δd1和Δdh是被加到平均工作周期dm或從平均工作周期dm中減去的設計變量，以通過光接收機促進光調製的檢測。Δd1和Δdh電平之間的差異越大，光接收機進行的光調製的檢測就越強。反之，設計變量(Δd1和Δdh)的值越大，最大傳遞平均功率電平Ph和最小傳遞平均功率電平P1還必須從最大額定輸出功率Pmax和最小額定輸出功率Pmin中放置。
把最大傳遞平均功率電平Ph和最小傳遞平均功率電平P1移動離開最大額定輸出功率Pmax和最小額定輸出功率Pmin需要最大平均工作周期dh和最小平均工作周期d1遠離最大工作周期dmax和最小dmin的對應移動。把最大平均工作周期dh和最小平均工作周期d1轉換遠離最大工作周期dmax和最小工作周期dmin導致平均工作周期加設計變量(dm+Δd1)和平均工作周期加設計變量(dm+Δdh)佔據的範圍區域減小。
在一個實施例中，設計變量(Δd1和Δdh)由軟體提供並被存儲在微處理器130內，比如被存儲在一個查詢表中。在另一個實施例中，設計變量(Δd1和Δdh)由燈製造商提供並被上行連結到微處理器130，以供燈被安裝的時候使用。
在操作中，當用戶提供一個例如光/燈輸出電平的亮度電平時，與光/燈輸出電平有關的平均燈輸出Pm和對應的平均工作周期dm被確定。在一個實施例中，設計變量(Δd1和Δdh)被加到平均工作周期dm和從平均工作周期dm中被減去，從而來確定工作周期的範圍[(dm+Δd1)到(dm+Δdh)]。在一個例子中，當平均工作周期dm和工作周期範圍[(dm+Δd1)到(dm+Δdh)]在工作周期光譜的中心範圍內時，一個對稱的雙相驅動信號被生產。這樣的對稱雙相驅動信號在下面的圖3和4中被說明。
在另一個例子中，當平均工作周期dm和工作周期範圍[(dm+Δd1)到(dm+Δdh)]的上部靠近工作周期光譜的上部(接近dh)時，一個不對稱的傳遞大於平均燈管功率的雙相驅動信號被產生。這樣一個不對稱的脈寬調製驅動信號在下圖5和6中被說明。
在又一個例子中，當平均工作周期dm和工作周期範圍[(dm+Δd1)到(dm+Δdh)]的下部靠近工作周期光譜的下部(接近d1)時，一個傳遞小於平均燈管功率的不對稱的雙相驅動信號被產生。這樣的一個不對稱脈寬調製驅動信號在下圖7和8中被說明。
圖3和4是波形圖，說明了可應用於本發明的一個實施例中的對稱的雙相脈寬調製波形。對稱的脈寬調製的驅動信號波形的使用被認為是一個對稱的編碼方案。
對稱的編碼方案通過將數據周期Tdata的一半用于波形的每一半「位」部分來定義。在一個例子中並參見圖3，「0」位由包括寬脈衝的數據周期Tdata的第一半和包括窄脈衝的數據周期Tdata的第二半來表示。在這個例子中並參見圖4，「1」位由包括窄脈衝的數據周期Tdata的第一半和包括寬脈衝的數據周期Tdata的第二半來表示。反之，對稱的編碼方案可以在反向實現中被採用。
在一個實施例中並參見圖2，寬脈衝的工作周期由設計變量Δdh來確定。即，寬脈衝的工作周期等於平均工作周期dm和設計變量Δdh的和值，表示為(dm+Δdh)，其中Δdh為正。在這個實施例中，窄脈衝的工作周期由設計變量Δd1來定義。即，窄脈衝的工作周期等於平均工作周期dm和設計變量Δd1的和值，表示為(dm+Δd1)，其中Δd1為負。
圖5和6是波形圖，說明了可以應用於本發明的一個實施例的不對稱的雙相脈寬調製波形。一個不對稱的雙相驅動信號波形的使用被認為是一個不對稱的編碼方案。
通過將大於一半的數據周期Tdata用于波形的一個「位」部分，並且將小於一半的數據周期Tdata用于波形的另一個「位」部分，該不對稱編碼方案這樣被定義。
在一個實施例中，「0」位由包括寬脈衝的數據周期Tdata的第一部分和包括窄脈衝的數據周期Tdata的第二部分來表示。在這個實施例中，「1」位由包括窄脈衝的數據周期Tdata的第一部分和包括寬脈衝的數據周期Tdata的第二部分來表示。
在一個例子中並參見圖5，「0」位由使用數據周期Tdata三分之二(2/3)的數據周期的第一部分來表示。因此，被使用的數據周期Tdata的三分之二(2/3)將包括寬脈衝，而數據周期Tdata剩餘的三分之一(1/3)將包括窄脈衝。在這個例子中並參見圖6，「1」位由使用三分之一(1/3)數據周期Tdata的數據周期Tdata的第一部分來表示。因此，被使用的數據周期Tdata的三分之二(2/3)將包括寬脈衝，而數據周期Tdata剩餘的三分之一(1/3)將包括窄脈衝。
如圖3和4中所討論的並參見圖2，寬脈衝的工作周期由設計變量Δdh來確定。即，寬脈衝的工作周期等於平均工作周期dm和設計變量Δdh的和值，表示為(dm+Δdh)，其中Δdh為正。在這個實施例中，窄脈衝的工作周期由設計變量Δd1來確定。即，窄脈衝的工作周期等於平均工作周期dm和設計變量Δd1的和值，表示為(dm+Δd1)，其中Δd1為負。
圖5和6中使用的不對稱編碼方案提高了平均燈管功率。在一個實施例中，平均燈管功率的提高允許平均工作周期dm和設計變量Δdh的和接近最大工作周期dmax操作，該和表示為(dm+Δdh)。接近最大工作周期dmax操作的，表示為(dm+Δdh)的平均工作周期dm和設計變量Δdh的和的結果是最大平均工作周期dh接近最大工作周期dmax的移動。這個不對稱編碼方案允許燈管，並由此允許光源更大範圍地操作。
圖7和8是波形圖，說明了可應用於在本發明實施例中的不對稱的雙相脈寬調製波形。一個不對稱的雙相驅動信號波形的使用被認為是一個不對稱的編碼方案。
通過將大於一半的數據周期Tdata用于波形的一個「位」部分，並且將小於一半的數據周期Tdata用于波形的另一個「位」部分，該不對稱編碼方案這樣被定義。
在一個實施例中，「0」位由包括窄脈衝的數據周期Tdata的第一部分和包括寬脈衝的數據周期Tdata的第二部分來表示。在這個實施例中，「1」位由包括寬脈衝的數據周期Tdata的第一部分和包括窄脈衝的數據周期Tdata的第二部分來表示。
在一個例子中並參見圖7，「0」位由使用三分之二(2/3)數據周期Tdata的數據周期Tdata的第一部分來表示。因此，被使用的三分之二(2/3)數據周期Tdata將包括窄脈衝，而剩餘的三分之一(1/3)數據周期Tdata將包括寬脈衝。在這個例子中並參見圖8，「1」位由也使用三分之一(1/3)數據周期Tdata的數據周期的第一部分來表示。因此，被使用的三分之二(2/3)數據周期Tdata將包括窄脈衝，而剩餘的三分之一(1/3)數據周期Tdata將包括寬脈衝。
如圖3和4中所討論的並參見圖2，寬脈衝的工作周期由設計變量Δdh來確定。即，寬脈衝的工作周期等於平均工作周期dm和設計變量Δdh的和值，表示為(dm+Δdh)。在這個實施例中，窄脈衝的工作周期由設計變量Δd1來確定。即，窄脈衝的工作周期等於平均工作周期dm和設計變量Δd1的和值，表示為(dm+Δd1)。
在圖7和8中使用的不對稱編碼方案降低了平均燈管功率。在一個實施例中，平均燈管功率的降低允許平均工作周期dm和設計變量Δd1的和接近於最小工作周期dmin操作，該和表示為(dm+Δd1)。接近於最小工作周期dmin操作的，表示為(dm+Δd1)的平均工作周期dm和設計變量Δd1的和的結果是最小平均工作周期d1接近最小工作周期dmin的移動。這個不對稱編碼方案也允許燈管，並由此允許光源的更大範圍地操作。
在圖5-8中論述的不對稱編碼方案需要多個脈衝以用於實現。單脈衝實現將導致對稱的編碼方案的使用。
另外，不對稱編碼方案的使用確定是一個設計確定。在一個實施例中並參見圖2，如果基於平均燈管功率電平Pm的平均工作周期dm在工作周期範圍上介於最大平均工作周期dh和最小平均工作周期d1之間，則對稱編碼方案(細節見上圖3和4)被使用。
在這個實施例中，如果基於平均燈管功率電平Pm的平均工作周期dm介於工作周期範圍的最大平均工作周期dh和最大工作周期dmax之間，則一個提供提高的平均燈管功率輸出(細節見上圖5和6)的不對稱編碼方案被使用。反之，如果基於平均燈管功率電平Pm的平均工作周期dm介於工作周期範圍的最小平均工作周期d1和最小工作周期dmin之間，則一個提供降低的平均燈管功率輸出(詳見上圖7和8)的不對稱編碼方案被使用。
圖9是流程圖，說明了在單個數據周期期間通過螢光光源發射一個數據位的方法900。方法900可以使用上圖1-8中的詳細描述的一個或多個概念。
方法900從步驟910開始。在步驟910期間，鎮流器110確定一個用於在數據周期期間施加的平均燈管功率。在一個實施例中，一個所期望的燈管/光輸出電平被鎮流器110接收，並且平均燈管功率基於所接收的燈管/光輸出電平被確定。在一個例子中並參見圖1，可編程數字鎮流器110的微處理器130包括用於確定將被施加到燈管120的平均燈管功率的計算機代碼，燈管120被要求在數據周期期間根據圖2中說明的轉移曲線產生期望的平均燈管/光輸出電平。
在步驟920期間，鎮流器110在數據周期期間產生一個脈寬調製(PWM)驅動信號並將它傳遞到燈管120。基於輸入數據或固定碼，脈寬調製驅動信號包括「0」位波形或「1」位波形，以用於在數據周期期間向燈管120施加平均燈管功率。在一個例子中並參見圖1，可編程數字鎮流器110的微處理器130包括計算機代碼，它用於產生包括一個或多個脈衝的「0」位波形，比如在圖3、5和7中說明的「0」位波形，還用於產生包括一個或多個脈衝的「1」位波形，比如在圖4、5和8中說明的「1」位波形。
在步驟930期間，燈管120響應於在數據周期期間接收到PWM驅動信號而發出一個已調製光輸出。在一個實施例中，已調製光輸出響應於包括「0」位波形的PWM驅動信號而表示「0」數據位。替換地，已調製光輸出響應於包括「1」位波形的PWM驅動信號而表示「1」數據位。
只要完成步驟930，鎮流器110就回到步驟910以等候一個新的數據周期。
使用數據傳輸的光輸出調製的上述方法和實現是示例方法和實現。這些方法和實現說明了一個可能的方法，以將光輸出調製用於數據傳輸。實際的實現可以不同於所論述的方法。而且，本發明不同的其它改進和修改可能出現在所屬領域技術人員面前，並且那些改進和修改將落入在下列權利要求中闡明的本發明的範圍。
本發明在不脫離其基本特徵的前提下可以具體表現為其它的具體形式。所描述的實施例無論從哪一點來看都將被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求
1.一個操作包括與燈管(120)電通信的鎮流器(110)的光源(100)的方法，該方法包括操作鎮流器(110)來確定(920)在第一數據周期期間將被施加到燈管(120)的第一平均燈管功率；操作鎮流器(110)在第一數據周期期間產生第一脈寬調製驅動信號並將其傳遞(930)給燈管(120)，第一脈寬調製驅動信號具有第一波形和第二波形中的一個，用於向燈管(120)施加第一平均燈管功率，第一波形包括至少一個表示第一數據位的脈衝，第二波形至少包括一個表示第二數據位的脈衝；和操作燈管(120)在第一數據周期期間響應於接收到第一脈寬調製驅動信號而發出(940)第一已調製光輸出，第一已調製光輸出響應於具有第一波形的第一脈寬調製驅動信號而表示第一數據位，第一已調製光輸出響應於具有第二波形的第一脈寬調製驅動信號而表示第二數據位。
2.權利要求1的方法，還包括操作鎮流器(110)來確定在第二數據周期期間將被施加到燈管(120)的第二平均燈管功率；操作鎮流器(110)在第二數據周期期間產生第二脈寬調製驅動信號並將其傳遞給燈管(120)，第二脈寬調製驅動信號具有第三波形和第四波形中的一個，用於向燈管(120)施加第二平均燈管功率，第三波形包括至少一個表示第一數據位的脈衝，第四波形包括至少一個表示第二數據位的脈衝；和操作燈管(120)在第二數據周期期間響應於接收到第二脈寬調製驅動信號而發出第二已調製光輸出，第二已調製光輸出響應於具有第三波形的第二脈寬調製驅動信號而表示第一數據位，第二已調製光輸出響應於具有第四波形的第二脈寬調製驅動信號而表示第二數據位。
3.權利要求1的方法，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第一部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第二部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第二部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第一部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組。
4.權利要求1的方法，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第一部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第二部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第三部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第四部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組。
5.權利要求1的方法，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組
6.一個光源(100)，包括一個燈管(120)；一個與所述燈管(120)電通信的鎮流器(110)；其中，所述鎮流器(110)可操作來確定在第一數據周期期間將被施加到所述燈管(120)的第一平均燈管功率，其中，所述鎮流器(110)可操作來在第一數據周期期間產生第一脈寬調製驅動信號並將其傳遞給所述燈管(120)，第一脈寬調製驅動信號具有第一波形和第二波形中的一個，用於向燈管(120)施加第一平均燈管功率，第一波形包括至少一個表示第一數據位的脈衝，第二波形包括至少一個表示第二數據位的脈衝；和其中，所述燈管(120)可操作來在第一數據周期期間響應於接收到第一脈寬調製驅動信號而發出第一已調製光輸出，第一已調製光輸出響應於具有第一波形的第一脈寬調製驅動信號而表示第一數據位，第一已調製光輸出響應於具有第二波形的第一脈寬調製驅動信號而表示第二數據位。
7.權利要求6的光源(100)，其中，所述鎮流器(110)可操作來確定在第二數據周期期間將被施加到所述燈管(120)的第二平均燈管功率，其中，所述鎮流器(110)可操作來在第二數據周期期間產生第二脈寬調製驅動信號並將其傳遞給燈管(120)，第二脈寬調製驅動信號具有第三波形和第四波形中的一個，用於向燈管(120)施加第二平均燈管功率，第三波形包括至少一個表示第一數據位的脈衝，第四波形包括至少一個表示第二數據位的脈衝；和其中，所述燈管(120)可操作來在第二數據周期期間響應於接收到第二脈寬調製驅動信號而發出第二已調製光輸出，第二已調製光輸出響應於具有第三波形的第二脈寬調製驅動信號而表示第一數據位，第二已調製光輸出響應於具有第四波形的第二脈寬調製驅動信號而表示第二數據位。
8.權利要求6的光源(100)，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第一部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第二部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第二部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第一部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組。
9.權利要求6的光源(100)，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第一部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第二部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第三部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第四部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組。
10.權利要求6的光源(100)，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第一組。
11.一個光源(100)，包括一個燈管(120)；和一個與所述燈管(120)電通信的鎮流器(110)，其中所述鎮流器(110)包括計算機可讀代碼，用於確定在第一數據周期期間將被施加到所述燈管(120)的第一平均燈管功率，和計算機可讀代碼，用於在第一數據周期期間產生第一脈寬調製驅動信號並將其傳遞給所述燈管(120)，第一脈寬調製驅動信號具有第一波形和第二波形中的一個，用於向燈管(120)施加第一平均燈管功率，第一波形包括至少一個表示第一數據位的脈衝，第二波形包括至少一個表示第二數據位的脈衝；其中，所述燈管(120)可操作來在第一數據周期期間響應於接收到第一脈寬調製驅動信號而發出第一已調製光輸出，第一已調製光輸出響應於具有第一波形的第一脈寬調製驅動信號而表示第一數據位，第一已調製光輸出響應於具有第二波形的第一脈寬調製驅動信號而表示第二數據位。
12.權利要求11的光源(100)，其中，所述鎮流器(110)還包括計算機可讀代碼，用於確定在第二數據周期期間將被施加到所述燈管(120)的第二平均燈管功率，其中，所述鎮流器(110)還包括計算機可讀代碼，用於在第二數據周期期間產生第二脈寬調製驅動信號並將其傳遞給燈管(120)，第二脈寬調製驅動信號具有第三波形和第四波形中的一個，用於向燈管(120)施加第二平均燈管功率，第三波形包括至少一個表示第一數據位的脈衝，第四波形包括至少一個表示第二數據位的脈衝；和其中，所述燈管(120)可操作來在第二數據周期期間響應於接收到第二脈寬調製驅動信號而發出第二已調製光輸出，第二已調製光輸出響應於具有第三波形的第二脈寬調製驅動信號而表示第一數據位，第二已調製光輸出響應於具有第四波形的第二脈寬調製驅動信號而表示第二數據位。
13.權利要求11的光源(100)，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第一部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第二部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第二部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第一部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組。
14.權利要求11的光源(100)，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第一部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第二部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期的第三部分期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組，在第一數據周期的第四部分期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第二組。
15.權利要求11的光源(100)，其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第一波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期期間具有第一工作周期的至少一個脈衝的第一組；和其中，當第一脈寬調製驅動信號在第一數據周期期間被產生為具有第二波形時，第一脈寬調製驅動信號包括在第一數據周期期間具有第二工作周期的至少一個脈衝的第一組。
全文摘要
一個操作包括與燈管(120)電通信的鎮流器(110)的光源(100)的方法。該方法包括操作鎮流器(110)來確定(920)在數據周期期間將被施加給燈管(120)的平均燈管功率。該方法還包括在數據周期期間操作鎮流器(110)來產生一個脈寬調製的驅動信號並將它傳遞(930)給燈管(120)。該方法另外還包括在數據周期期間響應於接收到該脈寬調製的驅動信號，操作燈管(120)來發出(940)一個已調製光輸出。
文檔編號H05B41/392GK1802880SQ200480016008
公開日2006年7月12日 申請日期2004年6月3日 優先權日2003年6月10日
發明者X·-H·孫, D·J·伊安諾普洛斯, L·布爾迪永 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司