1關(guān)于DALI?

數(shù)字可尋址照明接口(DALI)是一種專用于數(shù)字照明控制的協(xié)議。它旨在促進(jìn)構(gòu)建穩(wěn)健、可擴(kuò)展且靈活的照明網(wǎng)絡(luò)。DALI通過控制器、照明燈具和鎮(zhèn)流器之間的雙向通信，實(shí)現(xiàn)了對樓宇照明系統(tǒng)的智能管理。

該協(xié)議已在IEC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 62386和IEC 60929中正式標(biāo)準(zhǔn)化。這些標(biāo)準(zhǔn)定義了工作電壓高達(dá)1000V、工作頻率為50Hz或60Hz的交流電源下LED驅(qū)動器和電子鎮(zhèn)流器的要求。

圖1DALI照明系統(tǒng)示例

DALI使用曼徹斯特編碼傳輸起始位和信息位，這種方法通過將數(shù)據(jù)與嵌入式時鐘同步來編碼數(shù)據(jù)，無需單獨(dú)的時鐘線。該協(xié)議的標(biāo)稱數(shù)據(jù)速率為1200bps，由此產(chǎn)生的比特時間為833.33us.嵌入式時鐘速率是數(shù)據(jù)速率的兩倍，由此產(chǎn)生的標(biāo)稱時鐘時間為416.67us.數(shù)據(jù)傳輸遵循最高有效位(MSB)優(yōu)先順序。

曼徹斯特編碼的一個關(guān)鍵優(yōu)勢在于消除了傳輸信號中的直流分量。這一特性使得信號不易受到低頻干擾和基線漂移的影響，從而降低了傳輸錯誤的風(fēng)險。

圖2曼切斯特編碼

DALI信號中的前向幀是指從控制器發(fā)送到照明或鎮(zhèn)流器的數(shù)據(jù)包。幀結(jié)構(gòu)包含一個起始位、八個地址位、八個數(shù)據(jù)位和兩個停止位。在地址字節(jié)中，第一位決定尋址模式：0表示短地址（單個設(shè)備），1表示組地址或廣播消息。地址字節(jié)的最后一位用作選擇器，定義后續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)的解釋：0表示直接電弧功率級別，1表示命令。

DALI信號中的后向幀是指從控制裝置發(fā)送回控制器的響應(yīng)數(shù)據(jù)包。它們的結(jié)構(gòu)更簡單，包含一個起始位、八個數(shù)據(jù)位和兩個停止位。

圖3 DALI信號的前向幀和后向幀

圖4 DALI信號的前向幀和后向幀波形

2基于PicoScope 4444的DALI-2一致性測試

DALI-2一致性測試是任何聲稱符合DALI-2標(biāo)準(zhǔn)并計劃使用DALI-2認(rèn)證標(biāo)志的設(shè)備都必須進(jìn)行的強(qiáng)制性要求。DALI-2一致性測試涵蓋物理層和協(xié)議層要求。關(guān)鍵測試項目包括信號電壓電平、上升和下降時間、位定時精度、脈沖寬度、總線電流消耗等。此外，還會驗(yàn)證與協(xié)議相關(guān)的參數(shù)，例如正向和反向幀定時、響應(yīng)延遲、抖動容限以及命令序列的正確處理。這些測量確保DALI信號在所有工作條件下均符合規(guī)范，并且設(shè)備能夠在共享的雙向總線上可靠地通信。

DALI-2一致性測試所需的主要設(shè)備包括ProbitLab2、ProbitBench、PicoScope 4444及相關(guān)探頭、電源和光電探頭。

ProbitLab2是DiiA唯一官方認(rèn)可的DALI認(rèn)證工具。它是一個專用的平臺，用于測試所有DALI-2設(shè)備（控制設(shè)備、控制裝置和總線電源）。ProbitBench是運(yùn)行官方測試序列的專有軟件，也是ProbitLab2的運(yùn)行環(huán)境。Pico Technology的PicoScope 4444已被DALI聯(lián)盟正式集成到DALI-2一致性測試系統(tǒng)中。ProbitBench可以控制PicoScope 4444自動采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行測量。PicoScope 4444搭配PicoConnect 441和442探頭與ProbitLab2配合使用，可對DALI總線上的信號進(jìn)行高級時序和波形分析。

下圖5所示為PicoScope 4444針對四種不同信號的測試設(shè)置。通道A使用PicoConnect 441探頭測量直流電壓信號。通道C也使用PicoConnect 441探頭，通過串聯(lián)一個電阻來測量電流。通道D使用PicoConnect 442探頭，該探頭設(shè)計用于測量高壓信號。通道B連接到光電(O/E)探頭，用于測量光信號。

圖5 DALI信號一致性測試設(shè)置

圖6捕獲到的電流信號

3使用PicoScope 4444調(diào)試DALI信號

除了集成到基于PicoSDK軟件開發(fā)工具包的DALI-2一致性測試系統(tǒng)之外，PicoScope 4444還可用作為一臺功能強(qiáng)大的通用示波器，用于調(diào)試DALI信號。配合功能全面的PicoScope 7軟件，它即成為一款用途廣泛的集數(shù)據(jù)采集、波形顯示、參數(shù)測量、串行總線解碼和異常定位及檢測的工具。

設(shè)置非常簡單：PicoScope 4444通過USB 3.0線纜連接到任意一臺電腦，并由運(yùn)行在該電腦上的PicoScope 7軟件進(jìn)行控制。使用PicoConnect 441或PicoConnect 442等專用探頭將DALI信號連接至PicoScope示波器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。

圖7 PicoScope 4444測試設(shè)置

PicoScope 7軟件提供40多種自動測量功能，使工程師能夠在進(jìn)行一致性測試之前快速分析關(guān)鍵的DALI信號參數(shù)，例如上升時間和幅度。下圖8所示為一個DALI信號的測量結(jié)果。

圖8在PicoScope 7軟件中捕獲并測量DALI信號

PicoScope 7標(biāo)配一系列高級調(diào)試工具，可對DALI信號進(jìn)行更深入、更快速的分析。例如，下圖9下方的黑色波形顯示了一條參數(shù)跟蹤曲線，用于追蹤DALI信號的上升時間參數(shù)。該工具不僅顯示上升時間的測量值，還顯示了整個波形中每個上升沿的上升時間測量值隨時間的變化情況。由于追蹤曲線與原始模擬波形在時間上對齊，因此可以輕松定位有異常測量結(jié)果的上升沿。

圖9 PicoScope 7的測量參數(shù)追蹤高級功能

圖10所示為另一個高級工具：DeepMeasure。該功能使PicoScope示波器能夠在單次采集過程中測量每個信號事件的多達(dá)13個參數(shù)。結(jié)合示波器的超深內(nèi)存，它可以在一次采集過程中執(zhí)行數(shù)百萬次測量。表格中的每個結(jié)果都與模擬波形相關(guān)聯(lián)，這意味著如果表格中出現(xiàn)異常結(jié)果，測試工程師可以通過雙擊異常結(jié)果快速的在波形顯示中找到它。此外，所有表格結(jié)果均可導(dǎo)出以進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)計分析。

圖10使用PicoScope 7中DeepMeasure功能調(diào)試和分析DALI信號

此外，PicoScope示波器標(biāo)配40多種內(nèi)置串行協(xié)議解碼選件（包括DALI），并且還在開發(fā)更多協(xié)議。所有未來的協(xié)議解碼功能都將通過免費(fèi)軟件升級提供給PicoScope示波器用戶。串行協(xié)議解碼選件使得用戶能夠直接從模擬波形中輕松解讀協(xié)議信息，并立即識別任何通信錯誤。如圖11所示，DALI信號的解碼數(shù)據(jù)以兩種互補(bǔ)格式呈現(xiàn)，以便進(jìn)行高效分析：

圖形格式：解碼數(shù)據(jù)（以十六進(jìn)制、二進(jìn)制、十進(jìn)制或ASCII碼顯示）以總線時序格式顯示在波形下方的共享時間軸上。錯誤幀會自動以紅色突出顯示，以便立即查看。任何幀都可以放大，以便深入察看信號完整性或噪聲細(xì)節(jié)。

表格格式：提供所有已解碼幀的完整列表，包括數(shù)據(jù)、標(biāo)識符和標(biāo)志。用戶可以篩選此列表，僅顯示相關(guān)幀或搜索具有特定屬性的幀。統(tǒng)計選項可顯示詳細(xì)的物理層信息，例如信息包時間和電壓電平。

這兩個視圖相互關(guān)聯(lián)：單擊表格中的某一條信息包會自動將示波器顯示縮放到相應(yīng)的波形部分。為了進(jìn)一步加快分析速度，“鏈接文件”功能允許用戶使用自定義的、易于理解的文本字符串交叉引用數(shù)據(jù)字段值。PicoScope示波器還可以將所有解碼數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電子表格，以便進(jìn)一步分析。

圖11在PicoScope 7解碼DALI信號

4為什么選擇PicoScope 4444?

DiiA之所以選擇PicoScope 4444，是因?yàn)樗婢咦吭降男阅芎蛢r值。這款儀器擁有諸多獨(dú)特優(yōu)勢，包括四個真正的差分輸入、靈活的12至14位ADC分辨率、256MS的超大內(nèi)存、高共模抑制比（CMRR）以及USB 3.0高速數(shù)據(jù)傳輸接口。此外，它還配備了智能電壓和電流探頭、智能D9接口（可為探頭供電并識別探頭）以及強(qiáng)大的軟件開發(fā)包PicoSDK和標(biāo)準(zhǔn)示波器軟件PicoScope 7。

PicoScope示波器憑借其顯著優(yōu)勢，經(jīng)常被集成到自動化測試系統(tǒng)中。主要優(yōu)勢包括：

1)高可靠性

Pico Technology成立于1991年，專注于基于PC的測試儀器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的研發(fā)和制造。數(shù)十年的產(chǎn)品迭代和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使得PicoScope示波器擁有高可靠性。

2)高性價比

與傳統(tǒng)臺式儀器不同，PicoScope示波器沒有內(nèi)置PC，故結(jié)構(gòu)簡單，從而可擁有更多獨(dú)特的硬件優(yōu)勢，包括高帶寬、高采樣率、深存儲、高ADC分辨率、靈活可調(diào)ADC分辨率、多個模擬和數(shù)字輸入通道、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。基于外部PC的強(qiáng)大性能，PicoScope示波器可擁有更豐富的軟件功能和更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理能力，如可提供40多個串行解碼選件、高級數(shù)學(xué)函數(shù)（FFT、濾波函數(shù)、測量參數(shù)追蹤函數(shù)等）。此外，PicoScope示波器擁有數(shù)十種型號，用戶更容易選擇到一款經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且與其應(yīng)用相匹配的產(chǎn)品。

3)高ADC分辨率和靈活可調(diào)ADC分辨率

PicoScope示波器提供從8位到16位的各種垂直分辨率選項。分辨率越高，垂直精度和動態(tài)范圍就越大，波形顯示就越清晰，測量結(jié)果會更精確。PicoScope示波器的ADC分辨率靈活可調(diào)，這個獨(dú)特特點(diǎn)得益于Pico突破性的ADC管理技術(shù)，該技術(shù)允許用戶在一個設(shè)備中通過協(xié)調(diào)多個ADC的工作從而實(shí)現(xiàn)從8位到16位的靈活切換。

4)強(qiáng)大的軟件開發(fā)包PicoSDK

PicoScope示波器提供了很多傳統(tǒng)臺式示波器通常不具備的互聯(lián)和定制功能。PicoSDK（Pico軟件開發(fā)工具包）允許用戶為特定項目創(chuàng)建自定義應(yīng)用程序，這使得PicoScope示波器不僅僅是一臺通用的示波器。在PicoSDK下運(yùn)行的PicoScope示波器擁有更加出色的性能，比如它可以以最高達(dá)312MS/s的速度連續(xù)采集數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)絇C，可實(shí)現(xiàn)最高200萬段的分段存儲，可以設(shè)置高級觸發(fā)功能，可以編程控制示波器內(nèi)置的任意波形發(fā)生器或函數(shù)發(fā)生器輸出波形等。基于PicoSDK編程控制PicoScope示波器簡單容易，您可以在github.com/picotech上找到大量的基于各種編程語言的示例代碼，而且我們也有專門的支持團(tuán)隊為用戶自定義開發(fā)提供技術(shù)支持。

所有Pico產(chǎn)品（包括PicoScope示波器）均附帶免費(fèi)的SDK。SDK包含適用于Windows、macOS、Linux和Raspberry Pi(ARM7)的驅(qū)動程序。它允許用戶使用諸如C、C#、C++、Python、MATLAB、LabVIEW和Microsoft Excel等通用的編程語言編寫自己的應(yīng)用程序來控制儀器。

5)緊湊輕便

與往往比較笨重的傳統(tǒng)臺式示波器不同，PicoScope示波器緊湊、輕便且便于攜帶。與筆記本電腦配合使用時，PicoScope示波器可讓您將整套電子工具與電腦一起裝入一個包中。小巧的尺寸也使PicoScope示波器更易于集成到系統(tǒng)中，而幾乎不會增加重量或體積。

圖12 Pico產(chǎn)品家族

關(guān)于Pico Technology

Pico Technology是高性能電子測試儀器的全球領(lǐng)先制造商。源于英國劍橋強(qiáng)大電子工程傳統(tǒng)，自創(chuàng)立以來，通過創(chuàng)建和領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)新的基于PC的測試儀器，比克實(shí)現(xiàn)了連續(xù)34年的增長。其獨(dú)特的解決方案和完整的產(chǎn)品線為電子工程師提供了高性能且經(jīng)濟(jì)高效的工具，涵蓋了從物理層到協(xié)議層的整個設(shè)計驗(yàn)證周期：

具有內(nèi)置AWG，F(xiàn)G，邏輯分析儀，頻譜分析儀，串行協(xié)議分析儀的實(shí)時示波器，提供高達(dá)16位ADC分辨率，4G超深存儲器，8個高分辨率通道和真正的差分探測。緊湊的33GHz采樣示波器使工程師能夠輕松實(shí)現(xiàn)TDR特征阻抗測試，眼圖抖動測試和時鐘恢復(fù)等。PicoVNA（矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀），RF Synthesizer（射頻信號合成器）和PicoConnect高帶寬探頭可擴(kuò)展到RF應(yīng)用。此外，還有最暢銷的Pico Logger系列數(shù)據(jù)記錄儀產(chǎn)品。

SDK允許用戶與實(shí)現(xiàn)測試自動化的其它儀器一起開發(fā)自定義應(yīng)用程序。終身免費(fèi)軟件和5年保修可保護(hù)客戶的投資。

Pico Technology（比克科技）是未來。