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摘要：     随着城市现代化建设的快速发展，城市变化日新月异，城市的装扮对生活在该城市里的人来说，是一种极大的视觉享受，像霓虹灯这样不环保、不节能的装饰灯，逐渐被环保节能、长寿命、高可靠稳定的 LED 灯取而代之。现在我们见到的 LED 点彩技术（指可编辑播放全彩视频式的效果）基本都是低压大电流的供电方式，这样给工程应用带来了局限性。压阶传输技术是一种高压低电流的供电模式，它突破了点彩 LED 技术应用的局限性，将为 LED 点彩技术开启新的篇章。   关键词：     LED 点彩；压阶方式；单总线传输   引言   近几年， LED 作为装饰灯，迅速蔓延城市各个角落，成为城市的生活的一个亮点。最初， LED 装饰灯只是简单的颜色切换或者是闪烁，视觉上没有太多的冲击。随着 LED 全彩驱动 IC 涌现，市场竞争相当的激烈，但总体上的发展趋势来说， LED 全彩驱动 IC 逐渐改为单总线驱动，因为 单总线 驱动 IC 更加智能，可靠稳定性增强，工程应用更加简便，同时还能节省线材成本，如 CYT3015 、 CYT3005 、 CYT3006 、 CYT3020 等等。 LED 全彩单总线信号驱动 IC 在工程应用上给工程设计人员带来了更多的信心。压阶传输技术应用在单线传输技术基础上，就显得格外的简便，下面我们就以 LED 全彩单总线驱动 IC—CYT3015 为驱动芯片，来介绍压阶传输技术在 LED 点彩技术的应用。   1. 压阶的概念及压阶传输的产生背景   说了这么久，很多人或许有个疑问，那就是到底什么叫压阶呢？其实压阶就是在两点之间，不同电势的电势线按照从大到小或从小到大的规律排布，前一级电路和后一级电路不工作在一个电势上，没有共同参考地，前一级的电势与后一级的电势差就为一个压阶 （台阶） ，由于一端到另一端的电势就像阶梯一样，所以我们称这种梯式电势为压阶。或许梯式电势大家一点都不陌生，压阶只是一个新名词而已，那么压阶传输技术又如何会应用到 LED 点彩传输技术？现在市面上出现的全彩 LED 驱动 IC, 输出端口有 3 端口， 4 端口， 9 端口， 16 端口等等，驱动信号有单线，双线，四线，信号由前一级往后一级传输，这种传输方式，至少需要三根线（单线传输方式，只需要电源线，地线及信号线三根），供电电压比较低，主要有 5V ， 12V ， 24V ，每个驱动 IC 的电流都会汇集到电源线上，像支流的水流到干流一样，电源线要承受很大的电流，一般都是几安培以上的电流，电源线要比较粗才能承受得起，现在楼宇，桥梁的装饰基本都是这样的传输方式。而如圣诞灯这样精美的装饰品，做 LED 点彩显示装饰，用比较粗而且比较多的线绕起来就显得不那么美观了，压阶传输技术就此应蕴而生，它采用高电压低电流，在 LED 全彩单总线驱动 IC 驱动的基础上，只需要两根很细小的线级联灯点，就可以显示多姿彩的视频效果。   2. LED 全彩单信号驱动 IC 传输技术   压阶传输技术应用在单总线驱动 IC 上的设计更简便，稳定性更好，可靠性更强，那么这些优势在单总线驱动 IC 上是如何体现的呢？我们拿 CYT3005 来举例说明，这是一颗单线三端口 LED 全彩恒流驱动 IC, 相对两线，四线信号线来说，两线、四线信号线驱动 IC ，信号传输会受到更多的干扰，不定因素相对增多，并且线材也多，会增加一些成本。 CYT3005 是单线驱动传输 IC, 信号传输采用了具有特殊性能的曼彻斯特编码。 曼彻斯特编码是串行数据传输的一种重要的编码方式，曼彻斯特编码最大的优点是：数据和同步时钟统一编码，曼码中含有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，接收器能够较容易恢复同步时钟，并同步解调出数据，具有很好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。在曼彻斯特编码中，将一位时间一分为二，位时间内发生低电平到高电平的变化表示 ‘ 0 ’ ；高电平到低电平的变化表示 ‘ 1 ’ ；由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。这样单信号线传输稳定性，可靠性会有更好的保证。下面我们来看看， LED 全彩单线驱动芯片 CYT3005 的传输设计图，如图一所示。   图一    CYT3005 单线传输驱动全彩 LED 灯   根据 CYT3005 单线传输驱动全彩 LED 灯设计图， 我们可以看出， 单总线 传输设计上显得很简单，这也是工程上最需要的传输方式。     3. 压阶传输技术的应用   压阶传输，前面已经提到过了，它是一种高电压低电流的传输方式，数据和供电都是工作在一个个台阶（压阶）上。那么怎么样才能将 LED 全彩驱动 IC 从低压大电流的方式转换到高压低电流的压阶传输方式？我们就在 CYT3005 单总线传输的基础上，进行压阶传输设计，如图二所示。 图二   压阶传输技术在 LED 点彩的应用   图二所示就是压阶传输技术在 LED 点彩技术上的典型应用，梯式电压的形成主要是因为串接设计的。高压市电在稳压管或二极管顺向自然形成工作电压，高压几百伏电压在串联灯点形成阶梯的压阶电势和总线传输。驱动 IC 供电 VCC 端接到顺势高电位， GND 地端接到顺势低电位。虽然说芯片并没有一个真正的 GND ，但芯片以 GND 端电势作为芯片的工作的基准电势，维持芯片正常工作的电势差还是正常存在的，即使 GND 端的电势变动了，有新的基准，稳压管两端的电压不变，即压差不变，芯片一样能稳定正常工作。且不需要滤波。   在此电路中，芯片供电利用压差，电势一级级的往下降，形成了梯式压降，故而称压阶传输。其实，信号传输也利用了压阶传输的方式，芯片与芯片之间的信号线串接了压阶管，这样做的目的是经过每一级后，降低一阶信号电势，使该级芯片的信号与地之间的电势差保持正常工作的一个差值，否则，会因为相对电势过大而烧毁芯片。我们可以注意到这个电路只要两条线，一条供电，一条信号传输，供电的线是串行的，所以总线上的电流比较小，用较细的线就行了。电路的末端，用了一个 CYT1A50 ，它可以使整个线路恒流。另一方面，由于它的端口耐压也比较高，可以将电路上多余的压降压在这颗芯片上。   最终，只要按图三所示，给整个电路供上高压电，控制器系统供上电，同时编辑好播放效果，输出，灯串显示的效果将给你带来一种心灵上无法想象的震撼惊奇，视觉上如同冲浪一样的刺激与享受。   在压阶传输技术中，电源的恒压值有一点的小波动，稳压管两端的电压即电势差并不会改变，波动的电压其实压在了 CYT1A50 的端口上，如果在它的端口耐压范围内，电路还是会正常工作的。这给追求稳定可靠的工程人员来说，无疑多了几分自信。 图三   应用原理图 4. 压阶传输技术应用的前景   这是世界上唯一一款，不需要滤波，周边 0 器件 LED 恒流驱动 IC 。   在如今，用 LED 点彩技术相当成熟，但是低压大电流的供电方式，给很多的工程施工带来了困扰。压阶传输技术独辟蹊径，开辟了一种新的传输方式，解决了总线大电流的问题，供很小的电流就足以保持正常工作。随着 LED 全彩驱动 IC 的集成度增强，智能性更高， IC 将会嵌入到 LED 灯里进行应用，那样利用压阶传输技术，制作工艺步骤会更简便，材料会更少，成本降低，可靠性更有保障。它在装饰灯的应用领域是非常广阔的，如圣诞树装饰灯，酒吧，歌舞厅，办公大楼，桥梁等等，我们有理由相信，迎接它的将会是一个美好的明天 ……   5. 结束语   在 LED 技术迅速发展的浪潮下， LED 点彩技术也得到了前所未有的突破与发展，不断替代霓虹灯及一些控制简单的 LED 显示技术，而作为一些领域如圣诞树装饰灯却很难精妙地利用 LED 点彩显示技术，本文就借此阐述了压阶传输技术的产生环境，应用原理，前景与意义，希望这个行业有更大的突破。   本线路获得国家发明专利，国际专利正在申请中。