行业动态
说明:WH/T 32-2008《DMX512-A灯光控制数据传输协议》是中华人民共和国文化行业标准,由文化部于2008年4月3日发布,2008年6月1日起实施。
本标准等同采用美国国家标准E1.11-2004《USITT DMX512-A 灯光及附属设备控制的异步串行数据数字传输标准》,英文名称:American National Standard E1.11-2004 Entertainment Technology -USITT DMX512-A Asynchronous Serial Digital Data Transmission Standard for Controlling Lighting Equipment and Accessories。
4 电气特性和物理层
4.1 概述
除有特殊声明,本标准中的电气特性全部采用EIA-485-A标准。如与EIA-485-A有冲突时,以本标准为准。
本标准规定了数据链路物理层的接地、终结方法、信号电平、电磁兼容(EMC)及连接到其他设备时意外损坏的预防。
除符合EIA-485-A的要求外,还应符合本标准第5章“标称的工作特性”和第6章“保护”的规定。
4.2 电气隔离
本标准具有EIA-485-A未规定的电气隔离要求,例如采用适当的光电隔离、变压器隔离或其他隔离方式,避免传输电压超过EIA-485-A所规定的共模电压极限(见第5章和第6章)同时与EIA-485-A兼容。
4.3 拓扑结构
数据链路包括单一的有源差分线路驱动器、一条接有终端器的传输线和一个或多个符合EIA-485-A 和本标准要求的差分线路接收器。能返回状态信息的DMX512受控设备在本标准中称为应答设备,应答设备在本标准中列入接收设备,见附录B。
4.4 DMX512 端口
DMX512端口是内部电子线路和物理发送线路(电缆)之间的信号连接点,也是EIA-485设备间的互连点。它可以由第7章所定义的连接器或接线端子构成。1个DMX512端口包括4个信号端和1个参考端,记作:信号1-、信号1+,信号2-、信号2+和数据链路公共端。
4.5 数据链路公共端和接地拓扑
第5章和附录A详细描述了接地方法。在任何情况下,DMX512端口的数据链路公共端与EIA-485-A驱动器或接收器的信号公共端之间必须为低阻抗。
4.6 推荐的接地连接
DMX512系统推荐使用参考接地的发送器和隔离接收器。在信号源端提供单点固定接地或与机壳连接,并允许发送器和接收器通过各自的建筑物接地而存在电位差。这种接地方法可保证设备正常工作,避免超过EIA-485-A规定的共模电压极限。详见EIA-485-A的4.3.1。其他接地方法见本标准附录A。
4.7 主数据链路
DMX512端口的信号1-和信号1+构成主数据链路,第8章规定了数据格式。只要符合附录B中增强功能的要求,允许在主数据链路上有限制地使用多个发送器以半双工方式实现双向数据传输。
4.8 辅助数据链路
可选择使用。
4.8.1 辅助数据链路——有源应用
DMX512端口的信号2-和信号2+提供了一个辅助的EIA-485-A数据链路,辅助链路可有许多不同的网络拓扑。只有符合附录B的增强功能的要求才能选择使用辅助数据链路。
4.8.2辅助数据链路——无源通路端口
为了扩展增强功能,带有2个不进行数据有源处理或缓冲的DMX512端口(一个接收、一个发送)的设备应在这两个端口间提供直通无源连接。带有3个或3个以上DMX512端口的设备只为其中2个端口间提供直通无源连接。这2个端口应该按第10章的规定声明,同时在产品上标记。为了增强DMX512设备的互操作性,建议在可能的条件下在辅助链路上提供无源通路。
4.9 数据链路终结方法
DMX512数据链路应予以终结以消除信号振荡和反射,否则可能导致正确设计的系统出现误操作。本标准要求,当数据链路被终结后,所有连接到DMX512数据链路的设备应能正常工作。终端电阻为120+5%-10% Ω ,连接在信号+和信号-之间。在推荐的链路拓扑结构中,当发送器连接在数据链路的一端时,数据W链路的远端须终结;当发送器连接在数据链路的中间时,则数据链路的两端均须终结。
接收设备的生产商可以提供数据链路的内部终结,终结器件应符合本标准规定的电气性能和标记要求,其持续耐压应不小于交流30 V(50 Hz)或直流42 V。
4.10 未通电设备
连接在数据链路上的未通电DMX512设备应不影响DMX512传输系统性能、不降低数据链路上的阻抗。
5 标称的工作特性
5.1 概述
设备的运行极限应符合EIA-485-A的要求,对于隔离设备应给出相应的隔离极限参数。设备的所有电器特性在DMX512端口处测量。
5.2 电源隔离的设备的机壳
不使用电力电源的保护接地设备,如采用电池供电或低压隔离变压器供电的设备,其DMX512连接器的任何不带信号的外露金属部分都被认为是机壳的一部分。
5.3 发送器数据链路公共端的接地
为使DMX512设备能够组成复杂的大系统连接,本标准为发送器的数据链路公共端和电路公共端规定了两种可行的接地拓扑:参考地和隔离。推荐的方式是参考地。隔离在附录A中描述。
5.4 采用参考地的发送器
采用参考地的发送器空载时,其输出端参数应满足表1要求。
图1为采用参考地方式的发送器端口,其特点是传输线屏蔽层(数据链路公共端)直接连接到机壳和保护地端。因此,采用参考地发送器的设备应具有保护地连接。数据链路公共端与发送器电路的电源“0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A)应小于100Ω。数据链路公共端和机壳之间的电阻(B)应小于20 Ω,最好为0 Ω。
一个DMX512设备可以有多个参考地的发送端口,这种端口可连接所有的DMX512设备,包括带有非DMX512输入、输出端口的设备。这种拓扑结构的DMX512发送器端口应按表9标识。
因为发送器采用的是接地拓扑结构,如发送器和设备内部的其他部分之间存在隔离栅,不应将其标识为隔离。
5.5 不允许使用的发送器接地方式
不允许使用图2 所示的发送器接地方式,尽管EIA-485-A 允许使用这种方式,但是在系统中连接的各个设备具有不同的接地电位时,DMX512 发送器将不能正常工作。
5.6 接收器数据链路公共端的接地
接收器采用的数据链路公共端和电路公共端的接地方式为“隔离”和“非隔离”,推荐方式为“隔离”,在特殊情况下也允许采用“非隔离方式”。非隔离和接地接收器在附录A中有详细的描述。
5.7 隔离接收器的特性
对于隔离设备,在数据链路公共端和机壳间可加上一个射频信号旁路电容器。在表2描述的条件下,设备应该能持续正常地运行。
图3为一隔离接收器,任何DMX512隔离接收器的信号引脚相对于机壳、保护地、其他信号的输入输出端和使用参考地的电子电路,其电阻(B)值应大于22 MΩ(42 VDC)。数据链路公共端和机壳间可有一个射频旁路电容器(图中未显示)。在数据链路公共端和接收器电路电源“0 V”端(电路公共端)间的电阻(A)应小于100Ω。
采用上述连接方式的DMX512接收器的端口可标记为“隔离”或“ISO”。隔离接收器端口适用于所有的DMX512设备,包括带有非DMX512的输入、输出端口的设备,一个DMX512设备可有多个隔离接收器端口。
5.8 不允许使用的接收器接地方法
不允许使用图4所示的接收器接地方式,尽管EIA-485-A允许使用这种方式,但是在系统中连接的各个设备具有不同的接地电位时,DMX512接收器将不能正常工作。
5.9 DMX512 处理设备
DMX512处理设备的设计应遵照接收器隔离、发送器参考接地或接收器隔离、发送器隔离(见附录A)的原则。
5.10 负载要求
根据EIA-485-A,DMX512数据链路上的发送器应可驱动32个单位负载,每个DMX512接收器应该小于或等于一个单位负载。
接收器信号电压在-7 V~+12 V之间,每个单位负载的负载电容不大于125 pF。
不需要声明或标记单位负载。当设备的负载值大于EIA-485-A 4.1中规定的直流单位负载或由电容负载引起大于单位负载时,生产商应予以声明或标记,同时也应声明电容值。
6 保护
6.1 防止互连损坏的最低保护要求
EIA-485-A标准的4.2认为某些外部因素会使整个系统处于过载状态,这些情况应在相关标准中指明。
娱乐灯光行业中临时性和便携式设备的广泛应用,使得设备频繁的连接和断开,增加误连的可能性。因此设备应该有EIA-485-A中的4.2.5和4.2.6规定的最低限度的保护能力。
附录C是对标有“高保护DMX512-A”的DMX512端口的保护要求。但这并不否定EIA-485-A中4.2.6——瞬间过压容限的要求。
6.2 最低的静电(ESD)保护要求
任何端口都应符合IEC 61000-4-2标准的要求能经受最小4 kV ESD的接触放电和8 kV ESD的空气放电,这允许设备有短暂的功能丧失,但这些功能必须能自行恢复或受控恢复。
7 连接方法
7.1 装有供用户插拨连接器的设备
以下涉及的设备包括便携式设备。
装有供用户插拨的连接器的设备,在控制器和其他的发送端设备(主数据链路)上使用孔连接器,在接收端设备上使用针连接器。在提供通路连接的场合也应符合上述孔连接器和针连接器的使用规定。
7.1.1连接器的要求
设备应使用5芯XLR连接器,各引脚的定义见表3。
7.1.2 可选择的连接器
无法安装本标准要求的5芯XLR连接器时,可选用其他替代连接器,但应满足下述附加条件:
a 替代连接器不应是任一XLR 类型的连接器。
b 除7.3 允许外,替代连接器不应是任一标准号为GB/T 15157.7-2002 的8 芯标准连接器。
c 使用满足本标准所有其他要求的连接器,除在设备手册中声明外,还应标记为“非兼容连接器”或“NCC DMX512-A”。如果无法在连接器上标记,应在设备其他位置标记。替代连接器的引脚号应与标准的5 芯XLR 连接器相一致。
d 生产商应提供替代连接器与标准5 芯XLR 连接器之间的转接器。
e 增强功能的DMX512 端口上仍应标有接地或隔离标志。
7.2 固定设备的内部数据链路连接
固定设备的内部数据链路可使用5芯XLR连接器(但不应使用其他XLR连接器),并满足7.1和7.1.1要求。本标准不限制使用其他的非XLR连接器,但替代连接器的引脚号应与标准的5芯XLR连接器相一致。
具有增强功能的设备应该根据第10章“标志和声明”和附录B“增强型DMX512”的要求作标记。
7.3 GB/T 15157.7-2002 的8 芯标准连接器
标准号为GB/T 15157.7-2002的8芯标准连接器(通常是指RJ45连接器)和相应的模块只能用在不易接触的经过允许和授权的人才能使用的固定设备上,且不经常插拔。
使用标准号为GB/T 15157.7-2002的8芯连接器作为外部连接时,只允许使用在配线和数据分配产品上,且设备须固定安装在可控制的区域内。
注:可控制的区域指加锁的配电间或控制室,要进入这些区域的人必须使用钥匙。
注1:引脚编号和颜色根据ANSI/TIA/EIA-568 的T568B。
注2:即使引脚3 和引脚6 没有连接,引脚8 也应连接为信号公共端,这样引脚7 和引脚8 为同电位。
警告:一旦错误连接到非DMX512 设备(如以太网络集线器),很可能导致设备损坏。在电信应用中(如电话振铃),引脚4 和引脚5 可能带有超出EIA-485-A 范围的电压。在其他应用中也会采用引脚4 和引脚7 提供低压直流电源(如部分生产商的某些DMX512 中继产品),可能超出EIA-485-A 规定的电压范围。由于这些不同的用法,如误接将可能导致系统的严重损坏。