家用调光台灯的电路分析

中学物理教师讲到滑动变阻器时，经常举出家用调光台灯的例子来说明变阻器的实际应用．然而，实际的家用调光台灯中是通过简单的电子线路调节亮度的，并不能简单地认为是将滑动变阻器串联到主电路中通过改变电路电阻来调光．     

基于冷暖白光LED的线性调光混合照明

为了提供高品质、更安全和智能的照明光源,基于冷暖白光LED建立了线性调光混合照明系统及其优化调光调色方法。混合照明光源以色温和明度等级分别设定光色度和光强度,更加符合人性化需求。在系统智能优化配光过程中,设定色温转换为CIE u'v'均匀色品坐标,明度转换为亮度,使优化计算更加精确。系统采用的线性调光避免了闪烁潜在的安全风险,同时配合优化算法解决了线性调光色度漂移大的问题。实验结果表明,系统混合光的色度稳定性可以保持在1阶CIE u'v'圆内,相应色度设定下的整个光强度调节范围内无可察觉的色差。理论研究和实验结果表明该混光照明系统简单可行,具有较高的实用价值。     

基于CIE天空模型计算任意时间天空亮度分布

掌握任意时间天空亮度的分布情况是充分利用自然光、实现智能照明的基础。以国际照明委员会(CIE)15种天空类型及其给出的天空亮度计算公式为基础,对天空亮度计算公式中各个参数的计算方法进行了研究。使用这一计算方法,只需知道当地的经纬度、日期以及当前天空属于哪种天空类型,就可计算出其任意时间的天空亮度分布。从已有的可靠的天空亮度分布实测数据出发,将天空亮度分布的计算值与实测值进行比较,分析了计算值与实测值之间的误差。结果表明,通过计算得出的天空亮度分布数据能较好地与实测数据相吻合,因此可以用天空亮度分布的计算值代替实测值作为节能调光的重要数据。     

激光主动照明光学系统设计

为提高跟踪测量系统对暗弱目标的探测能力,设计一套自动化激光主动照明光学系统,对跟踪测量视场范围进行主动辅助照明。该系统在0.2~5 km距离处的照明直径均为10 m,计算出其在-20℃及+45℃的温度调焦量,照明仿真结果表明系统照明不均匀性15%。通过研究系统像差对照明均匀性的影响,以及对设计的调光组进行分析,得到调光组移动量与照明距离之间的理论关系,表明自动调节调光组位置即可实现不同照明距离处的均匀照明。设计和分析结果表明,该主动照明系统能够自动调节调光组位置,实现跟踪测量视场内的均匀照明,有利于跟踪测量系统对于暗弱目标的探测。     

具有寿命预测的LED路灯监控系统设计

针对目前城市路灯的用电总量大、灯具寿命短且无法提前预知等缺点,设计了一种基于ZigBee网络具有寿命预测功能的LED路灯监控系统;该系统由ZigBee通信模块、LED驱动电路及数据采集模块构成,可实现对照明设备的集中远程管理,提高道路照明质量;而且本系统设计的路灯控制器具有自适应调节功能,在不同环境亮度下自动调光以达到节能目的。该系统还可对LED灯的各项关键参数进行在线监测,判断路灯控制器工作状态,实时监测LED灯珠老化程度。通过对光通量维持率和时间的关系进行拟合得到特征公式,并采用阿仑尼乌斯老化模型来建立LED灯珠多结温下的寿命预测模型,实现对LED灯珠寿命预测并提前预警。     

家用调光灯的原理

在高中物理实验中,给一个灯泡调光常采用滑动变阻器,对应的电路形式有串联式和并联式。但它们共同的不足是调光电路额外消耗过多的电能,对于功率较大的负载来说,调光电路耗电更多。所以家用调光灯采用了另一种称为“开关”原理的电路。电路如图1所示,虚线框内为调光电路（它相当于一个“开关”）与灯泡串联。原理是：220V交流电经灯泡L后,再经过4个二极管桥式整流变成脉动直流电（图2）,加在虚线框内的等效“开关”上。     

亮度均匀的LED路灯透镜设计与研究

针对路灯照明系统,设计了一种照度均匀和亮度均匀的LED路灯透镜。通过分析LED光源角度分布与目标面照度的关系引用了一种简化的线性校正函数。不同的道路亮度系数,选用合适的K值,设计基于自由曲面的亮度均匀路灯透镜。利用光学软件进行仿真,结果显示中间向边缘逐渐减弱的渐变照度分布有利于路灯照明亮度的均匀。通过注塑成型工艺加工了该透镜,并制作了一盏路灯进行配光和照度的测试。结果表明该透镜设计满足渐变照度分布的矩形光斑照明。采用Dialux软件对路灯照明效果进行评估,显示该路灯透镜设计,横向和纵向亮度均匀性达到0．6以上,满足道路照明的亮度均匀性要求。     

超市智能照明控制系统

针对目前超市照明存在效率低、能耗大,管理不便等问题,文章提出一种将以太网技术与RS-485总线技术相结合的智能照明控制系统方案,详细介绍了系统的总体结构、硬件组成及软件设计;试验测试表明,本系统可靠性强、操作灵活方便、易于维护,具有良好的调光和节能效果,在实际超市照明的应用中,能满足超市按需调光的要求。     

一种智能照明控制系统的设计与实现

针对目前智能照明系统只能根据环境光强变化来调节亮度等问题,提出一种基于STC90c516系列单片机的智能照明控制系统,通过对环境光强的检测和人体红外信号的探测,将实时数据传送给控制器,控制器识别并分析结果,输出至驱动,实现智能调节灯具亮度的效果。实验证明,智能照明控制系统操作简单,并具有良好的扩展性。     

低透过率下隧道照明亮度对能见度的影响

为了研究低透过率下隧道照明亮度对能见度的影响,为低透过率条件下隧道照明亮度的调节提供依据,分别以两种不同光谱特性的摄像机作为观测装置获得了透过率、照明亮度、目标/背景对比度三者之间的变化关系.实验结果表明:目标/背景对比度随照明亮度的增加而增加,两者呈非线性关系;透过率限定了目标/背景对比度所能达到的最大值;在一定的亮度范围内,提高亮度增加目标/背景对比度可以有效改善能见度.当照明亮度较高时,提高照明亮度对能见度影响不大;当照明亮度较低时,提高照明亮度对能见度提高的效果明显.因此,根据透过率按比例调节照明亮度能保证能见度和行车安全.     

薄膜电致发光瞬态过程的物理模型及定量计算

本文利用桥式平衡电路及Sawyer-Towre电路系统地测量了薄膜电致发光(TFEL)器件的损耗电流波形,发光亮度波形及电荷电压回线.在实验基础上建立了TFEL电子传输过程的物理模型和等效电路,由克希霍夫定律可建立激活层的瞬态电压及电流的微分方程,由此导出损耗电流波形,发光亮度波形及Q-V回线的数学表达式.利用计算机模拟将计算结果与实验进行比较,利用四个调节参数即得到与实验相当好的拟合.     

自动亮度控制对微光电视系统强光适应性的影响

定量分析了自动亮度控制对微光电视系统强光适应性的影响。结合系统信号响应特性,建立了自动亮度控制作用后强光能量与系统成像对比度的关系模型;充分考虑系统动态范围、增益特性、灰度量化等因素,建立了自动亮度控制电路作用后系统响应特性的定量表征模型。基于上述模型,建立了引入自动亮度控制后强光作用微光系统成像的数字仿真模型,并基于模拟输出图像定量分析了不同能量强光对系统侦察性能的影响。理论分析及实验仿真结果表明:自动亮度控制的引入,能够扩大微光系统的动态范围,增强微光电视系统的适用性,但同时导致系统随着强光光亮度增大,成像灰度及对比度下降,侦察性能下降。     

白光和红绿蓝光LED可调光源研制

为了提高LED光源色温和亮度的调节精度和准确度,结合色温由低向高变化时光色所呈现的渐变特点,提出了一种低色温白光LED灯珠、高色温白光LED灯珠加红绿蓝光LED灯珠补偿式调光的方法.将色温分成三个部分进行调节,每个部分选用不同的LED灯珠组合来进行调光.实验结果表明:不同组合情况下的LED光源的初始输出色温相对于目标值的偏差范围在1％以内;亮度可以在保证色温不变的情况下独立进行调节,初始输出值与目标值的偏差范围在1％以内;经过微调之后可以达到目标值;达到了色温和亮度独立调节的要求;光源发光稳定,不会因为长时间工作而影响调节精度.     

数字化高平均亮度激光器的设想

提高激光器输出亮度是激光器发展的一个重要方向,就能否将目前迅速发展的数字化技术应用于激光器平均亮度的提高进行了仔细讨论。在分析了影响激光器平均亮度因素的基础上,就八种提高平均亮度的技术方案进行了讨论和比较,指出基于MOPA结构的相干合成方案是实现数字化高平均亮度激光器的最佳选择。进一步提出了数字化的高平均亮度激光器的设想和方案。     

激光打靶装置中的集散式数字同步系统的研究

介绍了一种集散式数字同步系统,它能够实现对数字同步机的本地控制、远地控制和集中控制.它由多个本地控制单元和一个远地控制单元组成,通过RS-422总线实现相互之间的通信.其中数字同步机是将模拟延时电路和数字延时电路有机的结合在一起用于输出时间基准信号和触发同步信号的实验装置.     

Detection of growth striations in single crystals by digital processing of topographic images

The possibility of detecting growth striations by digital processing based on analysis of the brightness and frequency characteristics of images has been demonstrated by the example of x-ray topographic contrast of a GaSb(Si) single crystal. It has been shown that a higher efficiency of detecting growth striations in topograms is obtained by wavelet processing of the analyzed contrast.     

光条亮度对线结构光测量精度的影响

光条中心的提取精度直接影响线结构光传感器最后的测量精度,而光条亮度是影响提取精度的主要因素。提出了光条中心提取精度的评价方法,通过实验获得光条亮度与光条中心提取精度之间的关系曲线;为了在实际测量中能获得最佳光条亮度(对应最高的提取精度)设计了基于D/A转换的光条亮度自适应调节电路。实验结果表明:光条过暗或过亮都会使线结构光传感器的测量精度降低,在测量不同颜色的表面时通过光条亮度的自适应调节均可获得最高的提取精度。     

生物节律因子的调光计算

针对光生物效应重要性及复杂性问题,提出一种生物节律因子的调光计算方法。给定三通道LED工作在额定条件下的光谱分布就能够实现任意比例的混合光源的照度、相关色温、节律因子的便捷计算。实验选用三种色温白光LED组成三通道光源,基于脉冲宽度调制（PWM）原理进行三通道分时调光。在某一照明测试空间距离下,先测得单通道独立工作时的光谱分布,并通过调光计算方法得到三通道在任意比例下混合光源的理论照度、相关色温、节律因子;再测得三通道光源在不同混合比例下的实际照度、相关色温与节律因子。然后将理论与实际计算所得的照度、相关色温、节律因子进行比较,并分析误差。实验结果表明,照度、相关色温、节律因子的多条拟合直线与调光计算式所描述直线的斜率差异分别在6%、2%、3%以下,截距差异分别在2%、5%、3%以下。用显著性差异检验来检验实际节律因子与理论计算所得节律因子的正态分布特性,结果显示并无明显差异,表明在给定各LED光源光谱分布的情况下,调光计算方法不用通过测量混合光源光谱分布,便能快速有效地计算出混合光源照度、相关色温、节律因子。     

KD-9 SYNCON同步监控仪的研制

本文介绍了自行研制的KD-9 SYNCON同步监控仪的原理、设计思想和一些技术关键。内容包括时基电路、预置延时电路、输入接口、总清及加电复位等。本仪器主要采用速度功耗适中的TTL元件,是用于μs级精度的高速摄影系统控制的一个主要设备。     

Timing extraction in optical transmissions

The variance of the jitter in a timing recovery circuit for fibre optical digital transmission is computed. The timing circuit is simply a narrow-band filter, tuned to the pulse repetition frequency. It is found that, if the time dispersion of the fibre is limited, this circuit provides satisfactory timing information.