CN101827299B - 一种基于dmx协议的功放设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于DMX协议的功放设备，包括了音频输入接口，与音频输入接口相连接的音量控制电路，功放电路，以及与功放电路相连接的音频输出接口，其特征在于，所述音量控制电路包括了DMX信号接收处理电路和电子音量电路。本发明的功放设备，支持DMX协议，可以使用DMX信号来控制，从而使得功放设备和数字灯光设备能够在DMX信号的控制下协同工作，实现一体化的演出场景声光控制。

Description

一种基于DMX协议的功放设备

技术领域

本发明涉及功放设备，具体的说，是涉及一种基于DMX协议的功放设备。

背景技术

功率放大器，即通称的“功放”，在现代社会的各种演出活动中，如广场晚会、个人演唱会及剧院等场所均有运用。如图1所示，功放作为一种常见的音频放大设备，其基本的电路构造是音量控制电路和功率放大电路：所输入的音频信号先经过音量控制电路后输入功率放大电路，功率放大电路将音频信号进行功率放大后，输出音频信号至喇叭等音效设备。现在常见的功放，是使用设置在功放设备面板上的音量调节旋钮，或者，使用遥控器的音量调节按钮，来完成音量的大小调节的；其输入的音频源，比如，可能是分别来自多位主持人的麦克风(Mic)、多部的CD机等等，是需要通过人工来完成音频输入的切换操作的；如果在一个非常大型的演出场合，往往有多台的功放设备同时运用，则演出开始前的调校和演出开始后的操控，将是一件极具劳动强度和相当技巧的专业工作。

DMX是Digital Multiplex的缩写，中文译名为“数字多路复用协议”，最初由“美国剧场技术学会(USITT)”定义(即DMX-512协议)，之后由“娱乐服务和技术协会(ESTA)”修订为DMX-512A协议和RDM协议，目前已得到世界各国生产舞台灯光设备厂商的承认和遵守，作为了一种广泛采用的数字灯光控制协议。也就是说，在链路里的每一个受控灯光单元只要符合这个协议的要求，就能实现数字化的灯光控制。

DMX-512或DMX-512A的控制信号以“帧”为单位，每帧数据最多可驱动512个灯光回路，行业内也称作512个DMX通道。每个DMX通道的有效DMX数值是在0-255之间。DMX的这一特性允许人们通过调节DMX调光数值来实现对灯光回路的线性调光。比如，现在越来越普遍运用的LED灯光设备，其电路的基本结构如图2所示，LED的发光，完全可以随着所输入的DMX控制信号的变化而变化。DMX控制器就是一种连续不断的向受控灯光设备发送DMX控制信号的设备。如此，舞台灯光设计师可以为某场演出预先的设计编辑好各个演出场景的灯光控制程序，即一段段的DMX控制信号，然后存储在各个DMX控制器中；在演出开始后，只需启动对应各个演出场景的DMX控制器，灯光设备即将按照预先的设计在舞台上演绎光亮的变幻，只需极少的人工操作。这种运用DMX协议来实现的演出场景灯光控制方法，极大的降低了舞台灯光工作人员的劳动强度和操作技能要求，已经变得越来越流行。

众所周知，在现代社会的各种表演或展示场合中，“声”和“光”通常是同时使用的，从而得以配合表演场景，实现更进一步的演出效果。如前所述，现有传统的功放设备，其操作控制是人工完成的；而现在越来越流行的舞台灯光控制方法，是运用DMX协议，由DMX控制器等电子设备来自动控制的。如此，在一个需要灯光和音效协同配合的演出场景下，如何做到灯光和音效的同步，将是一件很难协调完成的工作。

发明内容

本发明的目的，在于解决现有技术中的功放设备和数字灯光设备不能很好的协同工作，而提供了一种支持DMX协议，能够使用DMX信号来控制的功放设备，即一种基于DMX协议的功放设备。

本发明的一种基于DMX协议的功放设备是这样实现的：

一种基于DMX协议的功放设备，包括了音频输入接口，与音频输入接口相连接的音量控制电路，功放电路，以及与功放电路相连接的音频输出接口，其特征在于，所述音量控制电路包括了DMX信号接收处理电路和电子音量电路。

优选实施方式是，所述DMX信号接收处理电路包括了DMX信号输入接口，RS485收发器和微处理器电路；所述电子音量电路是与所述微处理器电路相连接的数字电位器电路。

优选实施方式是，所述基于DMX协议的功放设备还包括了与所述微处理器电路相连接的多路复用分离器，所述音频输入接口与所述多路复用分离器相连接后，由所述多路复用分离器将音频信号输入至所述数字电位器电路。

优选实施方式是，所述基于DMX协议的功放设备还包括了与所述多路复用分离器相连接的一个或一个以上的视频输入接口，以及视频输出接口。

优选实施方式是，所述基于DMX协议的功放设备还包括了继电开关电路，所述继电开关电路连接在电源和所述功放设备之间，所述继电开关的线圈与所述微处理器电路相连接。

优选实施方式是，所述基于DMX协议的功放设备还包括了LED驱动电路，以及与LED驱动电路相连接的一个或一个以上的LED发光体；所述LED驱动电路与所述微处理器电路相连接。

优选实施方式是，所述基于DMX协议的功放设备还包括了一个或一个以上的DMX控制器电路，所述DMX控制器电路的DMX信号输出接口与所述功放的DMX信号输入接口相连接，所述DMX控制器电路的播放开关设置在所述功放的控制面板上。

优选实施方式是，在所述继电开关电路和所述微处理器电路之间，在所述LED驱动电路和所述微处理器电路之间，在所述功放电路和所述数字电位器电路之间，在所述视频输入接口和所述多路复用分离器之间，在所述音频输入接口和所述多路复用分离器之间，均连接有电流检测模块；所述电流检测模块检测电路中的电流，所述电流信号经微处理器电路处理后，反馈在所述DMX控制器的显示屏上。

优选实施方式是，在所述LED驱动电路附近和所述功放电路附近，均设置有温度检测模块；所述温度检测模块检测LED驱动电路和功放电路附近的温度，所述温度信号经微处理器电路处理后，反馈在所述DMX控制器的显示屏上。

实施本发明的基于DMX协议的功放设备，可以使用DMX信号来控制功放设备，从而使得功放设备和数字灯光设备能够在DMX信号的控制下协同工作，实现一体化的演出场景声光控制。同时，运用多路复用分离器，进一步的实现了DMX信号对输入源的选择；运用继电开关电路，进一步的实现了DMX信号对本发明功放设备的电源控制；增设DMX控制器电路，进一步的实现了本发明设备的操作控制的一体化。

附图说明

图1是现有的功放设备的基本电路构造示意图；

图2是现有的支持DMX协议的LED灯光设备电路基本结构示意图；

图3是本发明功放设备的电路结构示意图；

图4是本发明一种优选实施方式的功放设备的电路结构示意图；

图5是本发明另一种优选实施方式的功放设备的电路结构示意图；

图6是本发明DMX控制信号的运用原理示意图；

图7是本发明再一种优选实施方式的功放设备的电路结构示意图；

图8是本发明又一种优选实施方式的功放设备的电路结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明的基于DMX协议的功放设备作进一步的详细说明。

如图3所示，本发明的基于DMX协议的功放设备，包括了音频输入接口，功放电路和音频输出接口；设置在音频输入接口和功放电路之间的音量控制电路(如图3所示的虚线框中部分)，包括了DMX信号接收处理电路和电子音量电路。请对比参阅图1和图3，本发明的功放设备，采用了DMX信号接收处理电路和电子音量电路，替代了图1中传统的音量控制电路，从而使得本发明的功放设备能够支持DMX协议，可以使用DMX信号来调节音量；这改变了以往需要使用设置在功放设备面板上的音量调节旋钮或使用遥控器的音量调节按钮来完成音量调节的操作方式，从而使得由DMX信号来统一控制舞台的声光设备变的可能。

在本发明的一个优选实施方式中，所述DMX信号接收处理电路，如图3所示，包括了DMX信号输入接口，RS485收发器和微处理器电路；所述的电子音量电路，是与微处理器电路相连接的数字电位器电路(Electronic Volume)。这里的RS485收发器，可以是包含了TEXASINSTRUMENTS公司的SN75176串行数据处理芯片的电路；这里的微处理器电路，可以是包含了ATMEL公司的ATMEGA8L-8AI芯片的信号处理电路；这里的数字电位器电路，可以是包含了RENESAS公司的M61545AFP芯片的电子音量调节电路。

在本发明的另一个优选实施方式中，如图4所示，本发明的基于DMX协议的功放设备还包括了与所述微处理器电路相连接的多路复用分离器(Multiplexer/Demulitiplexer)，一个或一个以上的音频输入接口与所述多路复用分离器相连接后，由所述多路复用分离器将音频信号输入至所述数字电位器电路。这里的多路复用分离器，可以是包含了PHILIPS公司的74HC4052芯片的电路。如此，多路复用分离器将在微处理器电路的控制下，按照DMX控制信号的指令，选择不同的音频输入接口作为本发明功放设备的音频输入源，并经前述的电子音量调节和功率放大，最终将其输出至本发明功放设备的音频输出接口，而这里所述的音频输入源，可能是分别来自多位主持人的麦克风(Mic)、多部的CD机等等。换句话说，本发明的功放设备，其音频输入源的选择，可以由预先设计编辑好的DMX控制信号来自动完成，在演出进行中无需由人工来完成音频输入的切换操作。

在本发明的又一个优选实施方式中，如图4所示，本发明的基于DMX协议的功放设备还包括了与所述多路复用分离器相连接的一个或一个以上的视频输入接口。显而易见的，这里的视频输入接口的原理，类似上述的音频输入接口，多路复用分离器将在微处理器电路的控制下，按照DMX控制信号的指令，选择不同的视频输入接口作为本发明功放设备的视频输入源，并将视频信号输出至视频输出接口。这里所述的视频输入源，可能是用于播放背景视频的VCD机或DVD机等，也可能是实时摄录的当前演出视频。换句话说，本发明的功放设备，其视频输入源的选择，可以由预先设计编辑好的DMX控制信号来自动完成，在演出进行中无需由人工来完成视频输入的切换操作。

本发明的再一个优选实施方式是，如图4所示，本发明的基于DMX协议的功放设备还包括了继电开关电路，所述继电开关电路连接在电源和所述功放设备之间，所述继电开关的线圈与所述微处理器电路相连接。如此，能够使用DMX信号对本发明功放设备的电源进行控制。

本发明的又一个优选实施方式是，如图5所示，本发明的基于DMX协议的功放设备还包括了LED驱动电路，以及与LED驱动电路相连接的一个或一个以上的LED发光体。这里的LED发光体，可以是如背景技术部分所介绍的各种LED数字灯光设备。如图5所示，所述LED驱动电路与所述微处理器电路相连接。请对比参阅图2和图5，图5中也完整的包含了图2中所有的各个电路部件，图5中的LED发光体也和图2种一样，是在DMX控制信号的控制下工作；换句话说，在本优选实施例中，所输入的DMX控制信号既用于控制前述的音频音量、多个音频或视频的输入选择，还控制着LED数字灯光设备。如此，舞台灯光设计师、舞台音效设计师和舞台背景设计师可以为某场的演出协同工作，预先的设计编辑好各个演出场景的灯光、音效和背景的控制程序，即一段DMX控制信号，然后存储在DMX控制器中；在演出开始后，只需启动DMX控制器，灯光设备、音效设备和视频设备即将按照预先的设计，在舞台上演绎声、光和图像的变幻，极大的降低了工作人员的劳动强度和操作技能要求。

前述的各种DMX控制信号，可以如图6所示，通过定义某个DMX通道的数据为灯光控制信号、音频或视频输入源控制信号、音量大小控制信号等，将所有各种DMX控制信号编辑成一段DMX信号即可。显而易见的，正如背景技术部分的介绍，由于DMX的控制信号以“帧”为单位，每帧数据包含有512个DMX通道的数值，即：(1)DMX-512协议或DMX-512A协议提供有512个可供定义的控制信号类型，并且(2)每帧数据中均包含有这512个信号类型的DMX信号数值，从而可以同时驱动这512个所定义的受控设备。因此，如图6所示和上述的描述：(A)本发明可以定义DMX通道1的数值为电源开关控制信号，并进一步的定义，当DMX的数值在0-127之间时，电源为关闭。则舞台设计师可以在一段汇集了灯光控制信号、音量控制信号和音视频控制信号的DMX信号段的末尾，编辑一帧“DMX通道1的数值为0”的数据，从而实现前述优选实施方式中“使用DMX信号对本发明功放设备的电源进行控制”的目的，即，当演出结束时，断开本发明设备的电源输入，实现关机操作。(B)本发明可以定义DMX通道2的数值为输入接口选择的控制信号。并进一步的定义：当DMX的数值在0-63之间时，为接通麦克风(Mic)音频输入接口的控制信号；当DMX的数值在64-127之间时，为接通激光唱盘机(CD)音频输入接口的控制信号；当DMX的数值在128-191之间时，为接通VCD机视频输入接口的控制信号；当DMX的数值在192-255之间时，为接通DVD机视频输入接口的控制信号。则舞台设计师可以在为某场演出设计的一段DMX信号中，分别对应不同的演出场景和不同的时段，编辑诸如“DMX通道2的数值为0”、“DMX通道2的数值为64”、“DMX通道2的数值为128”等的数据，从而实现前述优选实施方式中“本发明的功放设备，其音频(或视频)输入源的选择，可以由预先设计编辑好的DMX控制信号来自动完成，在演出进行中无需由人工来完成音频(或视频)输入的切换操作”的目的。对于(C)的定义DMX通道3的数值为音量控制信号，以及(D)的定义DMX通道4的数值为灯光控制信号等等，由于其原理与上述(A)和(B)的介绍类似，此处不再赘述。显而易见的，如果在一个非常大型的演出场合，当有多台本发明的功放设备同时运用时，这种采用DMX信号来统一集中控制的方法，将极大的降低舞台工作人员的劳动强度和操作技能要求。

本发明的又一种优选实施方式是，如图7所示，本发明的基于DMX协议的功放设备还包括了一个或一个以上的DMX控制器电路，所述DMX控制器电路的DMX信号输出接口与所述功放的DMX信号输入接口相连接。DMX控制器电路，是行业现有技术；将其集成在本发明的功放设备中，从而使得本发明的功放设备能够独立运作而无需外接的DMX控制器，舞台设计师可以在设计编辑完成一段针对某场演出的DMX控制信号后，录制到本发明设备中的DMX控制器中去即可。如果本发明的设备集成了多个DMX控制器电路，并且，将这些DMX控制器电路的播放开关，即启动发送DMX控制信号的按钮，设置在本发明功放的控制面板上，则，舞台设计师可以为某场演出的不同时段或不同节目，设计独立的多段DMX控制信号，然后，将各段DMX控制信号分别录制到本发明设备的多个DMX控制器中；在演出开始后，舞台控制人员可以根据对应时段或对应节目，按下播放按钮，发出前述的灯光、音量、音频或视频的控制信号，从而，本发明的设备就成为了一台全功能的舞台场景中央控制设备。

在本发明的再一种优选实施方式中，如图8所示，在所述继电开关电路和所述微处理器电路之间，在所述LED驱动电路和所述微处理器电路之间，在所述功放电路和所述数字电位器电路之间，在所述视频输入接口和所述多路复用分离器之间，在所述音频输入接口和所述多路复用分离器之间，均连接有电流检测模块；所述电流检测模块检测电路中的电流，所述电流信号经微处理器电路处理后，反馈在所述DMX控制器的显示屏上。或者，更进一步的，如图8所示，在所述LED驱动电路附近和所述功放电路附近，均设置有温度检测模块；所述温度检测模块检测LED驱动电路和功放电路附近的温度，所述温度信号经微处理器电路处理后，反馈在所述DMX控制器的显示屏上。在前述两种优选实施方式中，运用可双向传送信号的DMX-512A协议或RDM协议；前述的电流信号或温度信号在被反馈至显示屏上后，可作为舞台工作人员监控设备的工作状况的参考，进一步的增强本发明设备的易用性。

总之，上述所描述的几种实施方式，并不代表本发明所有的实现方式；以上实施方式不是对本发明的具体限定，所有与本发明技术方案相类似的构造，都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于DMX协议的功放设备，包括了音频输入接口，与音频输入接口相连接的音量控制电路，功放电路，以及与功放电路相连接的音频输出接口，其特征在于，所述音量控制电路包括了DMX信号接收处理电路和电子音量电路，所述DMX信号接收处理电路用于接收DMX信号，其中所述DMX信号的每帧数据中至少包括音量大小控制信号，所述电子音量电路用于接收音频输入，并基于所述DMX信号中的音量大小控制信号对所述音频进行控制和输出。

2.根据权利要求1所述的功放设备，其特征在于，所述DMX信号接收处理电路包括了DMX信号输入接口，RS485收发器和微处理器电路；所述电子音量电路是与所述微处理器电路相连接的数字电位器电路。

3.根据权利要求2所述的功放设备，其特征在于，所述功放设备还包括了与所述微处理器电路相连接的多路复用分离器，所述音频输入接口与所述多路复用分离器相连接后，由所述多路复用分离器将音频信号输入至所述数字电位器电路。

4.根据权利要求3所述的功放设备，其特征在于，所述功放设备还包括了与所述多路复用分离器相连接的一个以上的视频输入接口，以及视频输出接口。

5.根据权利要求4所述的功放设备，其特征在于，所述功放设备还包括了继电开关电路，所述继电开关电路连接在电源和所述功放设备之间，所述继电开关电路的线圈与所述微处理器电路相连接。

6.根据权利要求5所述的功放设备，其特征在于，所述功放设备还包括了LED驱动电路，以及与LED驱动电路相连接的一个以上的LED发光体；所述LED驱动电路与所述微处理器电路相连接，所述DMX信号的每帧还包括灯光控制信号，所述LED驱动电路用于根据从所述微处理器电路接收到的所述灯光控制信号对外部灯光设备进行控制。

7.根据权利要求6所述的功放设备，其特征在于，所述功放设备还包括了一个以上的DMX控制器电路，所述DMX控制器电路的DMX信号输出接口与所述功放设备的DMX信号输入接口相连接，所述DMX控制器电路的播放开关设置在所述功放设备的控制面板上。

8.根据权利要求7所述的功放设备，其特征在于，在所述继电开关电路和所述微处理器电路之间，在所述LED驱动电路和所述微处理器电路之间，在所述功放电路和所述数字电位器电路之间，在所述视频输入接口和所述多路复用分离器之间，在所述音频输入接口和所述多路复用分离器之间，均连接有电流检测模块；所述电流检测模块检测电路中的电流，所述电流信号经微处理器电路处理后，反馈在所述DMX控制器电路的显示屏上。

9.根据权利要求7或8所述的功放设备，其特征在于，在所述LED驱动电路附近和所述功放电路附近，均设置有温度检测模块；所述温度检测模块检测LED驱动电路和功放电路附近的温度，所述温度信号经微处理器电路处理后，反馈在所述DMX控制器电路的显示屏上。