同步脉冲形成环节取电网电压的过零点，作为数字计数器的同步脉冲。
数字计数器环节同步于电网电压的过零点，即在正弦波上升时开始计数，在正弦波过零时清除计数，计数器的最大值取决于系统的触发精度，触发精度为256时计数器的最大值为256，即39μs(10ms/256)计数一次。
触发精度为1024时计数器的最大值为1024，即9.7μs(10ms/1024)计数一次。
数字比较环节实时比较输入的数字给定与数字计数器的计数值，当数字计数器的计数值大于数字给定时输出触发脉冲。触发脉冲功率驱动环节一般采用光电隔离器件(如MOC3032)将小信号的输出触发脉冲隔离后驱动晶闸管。数字相位控制触发由于整个触发过程都是由数字电路来完成，因此也称为全数字触发。由于其调光一致性好、温度漂移小、抗干扰能力强等众多优点而被广泛采用。
2.2.2模拟调光器
晶闸管模拟调光电路的特点是对信号的处理方式以模拟量为主，模拟输入信号为0~10V，经过处理后与锯齿波发生电路相比较进行模拟触发，即采用0~10V的电压变化来控制触发晶闸管导通角，从而达到调光输出的效果。
在舞台调光控制系统的调光器中使用的晶闸管少则几十路，多则上千路。为了使用方便，厂家生产时将6路或12路晶闸管调光器组装在一起，称为晶闸管调光箱，俗称硅箱，一般用于流动演出或小型演出场地。另有将60路或96路晶闸管调光器组装在一起，组成晶闸管调光柜的，俗称硅柜，用于中、大型剧场和大型娱乐场所。有时也将多个硅箱装入定制的航空箱内，形成流动型硅柜。调光器有抽屉式和固定式两种。抽屉式调光器一般每抽屉有2路调光器，称为调光插件。这种调光器维护方便，出现故障时可快速更换。固定式调光器将所有的零部件都固定在机箱(柜)内，因此结构简单，成本低，但维修就没有那么方便。
晶闸管调光器每路的额定功率，国内产品一般为4kW或6kW，国外产品功率相对较小，有2.5kW、3kW小功率的，大的一般为5kW。
小功率调光器通常是单相供电，而大功率调光器一般都是三相供电，所以要有3个锯齿波发生器，每相1个。
另一种分类方法是按调光器的安装、使用方式和功能分类，一般分为以下四种类型：
(1)手提式调光器
手提式调光器又称流动式调光器，大部分手提式调光器具有3、6和12个调光器输出回路。评价手提式调光器最重要的指标之一就是它的抗干扰能力如何、可以听到的灯丝噪声有多大。
手提式调光器体积相对较小，可以装入19英寸(1英寸=25.4mm)的设备机架内，也可以单独摆放在地面使用，甚至可以挂在适当的灯杆架上面。手提式调光器的上升时间一般是250μs，干扰和噪声指标不高。一般来说，由于灯丝产生的噪声较大，手提式调光器不太适合大型电视演播室内使用。
(2)分散式(吊挂式)调光器
近些年来，在国外的一些剧场和演播室开始流行使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)做功率控制设备的调光器。IGBT使调光器摆脱了笨重的抗干扰电感，所以体积小、质量轻，可以分散安装在灯光吊杆上，甚至与灯光吊架结合在一起或安装在升降设备内。
IGBT调光器的上升时间大约是800μs，进一步改善了干扰和噪声问题。
(3)中等密度调光器
中等密度调光器是内部装有很多调光器的柜子，可以挂墙或立地安装。中等密度调光器是一种经济实用的调光器，因为一个处理器可以控制一个大调光器内的12、24甚至36台小调光器，而对流动式调光器来说只能控制6或12个回路。中等密度调光器的结构允许电感通过声阻尼安装，从而减小调光器本身的噪声。质量好的250μs上升时间的电感可以和多对晶闸管一起使用，从而更好地控制调光器的操作。
如果选用中等密度调光器来调光，建议尽量不要把调光器安装在墙上，因为这样会传递噪声到演播室。如果必须在墙上安装，则要采用氯丁橡胶或类似的阻尼材料。
(4)高密度插入式模块调光器
高密度插入式模块调光器又称调光立柜，主要应用于需要使用大量调光器的固定式演出场所，如剧场、电视演播室和多功能厅等。调光立柜具有调光性能好、智能化程度高和容易检修等优点。
每个调光立柜一般有两个处理器，如果有一个处理器不能工作，另外一个可以及时备份，接替工作。调光模块可以很方便地进行检修或者替换。模块插槽内可以插入普通调光模块、正弦波IGBT调光模块、冷光源调光模块，也可以插入由交流接触器控制的非调光模块(直通回路)，因此调光立柜的处理器可以控制很多不同负载类型的设备。普通尺寸的调光立柜都可以容纳多达192回路的调光器。调光立柜可以容纳更大的电感，所以上升时间比手提式调光器和挂墙式调光器更大，典型的上升时间是400μs以上。因此，使用调光立柜，灯丝噪声相对较小。
2.3数字调光
2.3.1数字化的基本概念
1)模拟信号和数字信号
模拟信号是指各种振幅随时间连续变化的信号。不论是声音的变化、电压电流的变化、灯光亮度的变化、图像的明暗和色彩的变化等都是连续变化的信号，属于模拟信号。长期以来，在通信、音响、照明和视频等领域中，人们都是把声音、色彩、亮度和电压电流等信号在原来的模拟状态下，直接进行传送、记录、重放以及进行其他加工处理，这些都属于模拟技术的范畴，被分别称为模拟音频技术、模拟通信技术、模拟视频技术、模拟灯光控制技术等。模拟信号能真实地反映自然界的本质，但不易控制和处理。
随着信息技术的进步，数字技术得到发展，最先是应用在通信领域，随后在音频、视频和照明等许多领域中都开始了数字化的进程，并获得飞速的发展。数字化获得迅速发展的主要原因在于数字化信息与模拟化的信息相比，在存储、检索、处理、传输和利用等各个方面都有着无可比拟的优越性。例如在音频技术中，数字音频系统的频响、动态特性、信噪比等指标远远优于模拟音响系统，而且可以方便地实现多路传输。而在照明控制技术中，数字调光控制系统在减少传输线的数量、提高抗干扰能力和调光精度以及实现遥控、自控等方面的性能也远优于模拟调光控制系统。
2)模拟信号的数字化
把模拟信号转换成数字信号并采用数字化方法进行传送、记录、重放及其他加工处理的技术，称为数字技术。例如数字通信技术、数字音频技术、数字视频技术和数字灯光控制技术等。
信息数字化包含两个方面的内容：一方面是把模拟信息转换成数字化信息，即模-数转换(A/D转换)；另一方面是把数字化信息还原为模拟的信息，即数-模转换(D/A转换)。
把模拟信号转换成数字信号的方法很多，其中脉冲编码调制(PCM)是数字化最基本的技术。所谓PCM，简单地说是把连续变化的模拟信号，每隔一定时间切取一段，将切取的值用一组二进制数(0和1)编成的码表示，从而将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
3)A/D转换
模拟信号数字化转换过程(即PCM)的步骤有三个，即采样、量化、编码。
下面以声音信号的数字化为例，说明模拟信号数字化的三个步骤。灯光控制技术的数字化由于其工作频率与音频较接近，频率更低，所以情况基本相同。
(1)采样(sampling)：又称抽样或取样。把声音在时间上连续变化的信号波形每隔一定时间观察、记录一次，形成具有时间上不连续的分散的观察值，这个观察值称为样本采样值，用这些样本采样值替换原来连续信号波形的过程称为采样。每秒采样的次数越多，亦即采样频率越高，则样本采样值之间的间距越窄，此时D/A转换后的波形越接近于原来的连续信号波形。
(2)量化(quantization)：把幅度连续变化的样本采样值变换为以一定间距数表示的有限样本采样值的过程称为量化。量化是按四舍五入原则对采样后的样本采样值进行计量的。量化的分层数越多(即量化级差驻越小)，则D/A转换后的波形越接近原来的连续信号波形。
(3)编码(coding)：把量化了的样本采样值转换为二进制码的过程，称为编码。把编码后的数字信号恢复为原来的模拟信号的过程称为解码(decode)。
从上面介绍可知，增加每秒采样的次数(提高采样频率)和加大量化位数(量化的分层数增多)，都可以提高波形数字化的精度。但记录、重放设备的频带宽度也成比例地增大，从而增加了成本和技术难度。
2.3.2调光控制系统的数字化
20世纪80年代以前，演播室调光控制以模拟控制系统为主。80年代中期，由于计算机技术的迅速发展，数字调光控制系统开始进入剧场、歌舞厅和演播室，逐步取代了模拟调光控制系统。数字调光控制系统发展的初期，很多生产厂家开始采用计算机的串行接口将大量的光路控制信号用一根电缆传送。数字调光控制系统在开始应用时就产生了不同厂家控制信号协议不统一的问题。为了解决兼容性问题，美国戏剧技术协会(United States Institute for Theatre Technology，USITT)组织将数字多元信号标准化成DMX512信号，这个标准后来得到业界的普遍认同，DMX512协议在1990年经过修改，成为第1个真正普遍的和全世界都接受的调光控制协议。本书将在第3章专门介绍DMX512协议。现在舞台灯光界已经一致认同：所谓数字调光控制系统就是指DMX512调光控制系统，而DMX512协议的应用范围现已扩展到舞台上一些其他设备的控制，如换色器、追光灯、电脑灯和烟雾机等。
调光系统数字化表现的最主要特征就是出现以微型计算机为基础的电脑调光台，电脑调光台的串行(多路分时)控制信号解决了一根信号线传输多路控制信号的问题；随后出现了以数字触发晶闸管电路为基础的数字调光器，使调光器与调光台之间的连接非常简便和可靠，DMX512协议从此成为舞台灯光最通用的信号协议。近年来更发展了网络调光控制系统和无线调光控制系统等新技术。从长远来看，调光控制系统的数字化已是不可逆转的发展趋势。
2.3.3数字调光器
1)数字调光器的组成
数字调光器主要由调光组件和控制组件两大部分组成。调光组件主要安装有晶闸管器件或固态继电器。控制组件通常采用1个或2个单片计算机或微处理器来完成其工作，承担同步信号的采集以及调光器的数字移相触发控制，还承担与调光台之间的数字通信，接收来自调光台的数字控制信号，即当前各个调光器应具有的亮度数据。有的调光器是每相配一个控制组件，更多的是一个调光器只有一个控制组件。
数字调光器的控制信号采用DMX512协议，故只要用一根2芯专用屏蔽电缆就可传送512路调光器的控制信号，其中2根芯线用于正、负信号传送，屏蔽层用做信号地。由于DMX512协议在制定时，将接插件规定为5芯，可用于2组DMX512信号的传送，配用的电缆也是采用4芯屏蔽电缆(屏蔽层接信号地，2组共用)。所以在调光器上有2个5芯XLR插座，其中一个标有“DMXIN冶，专门用来接收来自调光台的DMX信号。
由于DMX512信号可以控制512路调光器，而一个硅箱只有6路或12路，一个硅柜最多也不过96路，所以常常要有多个调光器一起使用。为此，在“DMXIN冶旁还会有一个标有“DMXTHRO冶的相同插座，用于将DMX512信号连接到下一个调光器。目前生产的数字硅箱，为了增强通用性，常另加模拟控制信号输入端子，使硅箱既能适用于数字调光台，又能适用于模拟调光台。
2)半数字调光器
在调光领域内，调光台先于调光器实现数字化，所以在真正数字化前，有过一段“准数字化冶(又称半数字化)的过渡阶段。半数字化最主要的特征是采用解码器转换的方法。解码器是一种能接受数字调光台通过控制线路传送来的串行DMX512数字信号，并将数字信号经D/A转换后产生多路模拟信号的装置。
这种方式目前还在应用，主要在旧式的模拟调光器配用数字化调光台时使用。有的厂商将解码器装在硅柜内，这样表面看来与数字调光器相似，但实质仍是模拟调光器。只有直接用数字信号触发晶闸管的数字调光器，方可称之为全数字调光器，以示区别。
3)数字调光器的功能特点
与模拟调光器相比，数字调光器具有以下基本功能和特点：
(1)调光一致性好。数字调光器无需任何调校即可达到良好的调光一致性，而且不随时间的变化和环境的变迁而变动。数字调光器把触发脉冲的时序参数存储在单片计算机的内存中，在同步信号的作用下，调出该时序参数进行计算并发出脉冲进行移相触发，因而不需要对起始光点和调光范围进行调整，使用非常方便。
