监控中心DLP拼接屏方案.docx

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监控中心DLP拼接屏方案

DLP大屏幕投影显示系统

技术方案

第1章系统设计概述4

1.1设计概述4

1.2技术规范和标准5

1.3系统设计原则及特点5

1.3.1系统的先进性5

1.3.2系统的可靠性6

1.3.3系统的冗余设计7

1.3.4系统的扩展性7

1.3.5系统的高度集成性8

1.3.6系统的易维护性8

第2章系统设计方案8

2.1系统组成9

2.2系统特点12

2.3系统显示功能描述15

2.3.1VIDEO视频信号显示15

2.3.2计算机和工作站RGB信号显示16

2.3.3网络RGB信号显示17

2.3.4高分辨率图像显示18

2.3.5多种信号混合显示18

2.4系统硬件设备特性及技术规格20

2.4.1DLP一体化投影单元20

2.4.2UnisTM图形拼接控制器32

2.4.3信号切换矩阵及接口设备34

2.5大屏幕显示系统控制管理软件35

第3章工程施工管理39

3.1工程项目管理39

3.2工程实施管理40

3.2.1工程进度计划40

3.2.2设计联络计划41

3.2.3包装/发货计划41

3.2.4工程验收计划42

3.3工程环境要求42

3.3.1与用户方接口界面42

3.3.2对供电系统的要求43

3.3.3对接地系统的要求43

3.3.4对装修系统的要求44

3.3.5对空调系统的要求44

3.3.6对消防系统的要求44

3.3.7对照明系统的要求44

3.3.8建筑地面荷载要求45

3.3.9现场安装环境要求45

3.4现场安装方案46

3.4.1现场检验和进场计划46

3.4.2现场安装计划46

3.5系统测试方案48

3.5.1工厂测试方案48

3.5.2系统安装测试方案48

3.5.3系统联调方案49

3.5.4系统试运行方案49

3.5.5竣工测试方案49

3.6技术资料50

3.6.1图纸、手册和技术文件分类50

3.6.2图纸、手册和技术文件提交52

第1章系统设计概述

1.1设计概述

本系统方案书提供的大屏幕投影显示系统是依据用户需求专为总政歌舞团监控中心而设计，

DLP大屏幕投影拼接显示系统以系统工程、信息工程、自动化控制等理论为指导，将国际最卓越的DLP高清晰数字显示技术、投影墙拼接技术、多屏图像处理技术、网络技术等融合为一体，使整套系统成为一个高亮度、高分辨率、高清晰度、高智能化控制、操作先进的大屏幕显示系统。

能够很好地与用户监控系统、指挥调度系统、网络信息系统等连接集成，形成一套功能完善、技术先进的交互式信息显示及管理平台。

建设完成后的DLP大屏幕显示系统满足以下要求：

⇨支持Windows、UNIX、Linux操作系统。

⇨支持TCP/IP等标准网络协议。

⇨能够与用户各种应用平台，如监控系统、指挥调度系统，CCTV视频监控系统、SCADA系统、ATS调度系统、EMCS环控系统、GPS系统、GIS系统等各类子系统进行连接集成。

⇨可根据用户需要在大屏幕上任意显示各种动态、静态视频和计算机/工作站图文信息。

⇨系统支持单屏、跨屏以及整屏显示模式，可实现多路动/静态信号窗口的缩放、移动、漫游等功能。

整套系统的硬件、软件设计上已充分考虑到系统的安全性、可靠性、可维护性和可扩展性，存储和处理能力可满足后期扩展的要求。

1.2技术规范和标准

本设计方案设备选型、系统设计、设备运输及安装、售后服务等严格遵循国际及国家相关标准，遵循下列标准：

ØIEC——国际电工委员会标准

ØISO——国际标准化组织

ØGB/DL——中华人民共和国国家标准

ØCCC——中国产品强制认证标准

ØRoHS——电子信息产品污染控制管理办法

Ø《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）

Ø《低压电气设计规范》（GB50054—95）

Ø《工业企业通讯设计规范》（GBJ42-81）

Ø《电气装置安装工程接地装置、施工及验收规范》（GB／T50169）

ØIEEE802.3以太网规范

Ø《安全防范工程程序与要求》（GA/T75）

Ø《信息技术设备（包括电气事务设备）安全规范》（GB4943-1995）

Ø《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）

Ø《电工电子产品基本环境试验规程试验方法》（GB2423.1/2/3-89）

Ø《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》（GB/T17626.5-1999）

Ø《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》（GB/T17618-1998）

Ø《电子测量仪器振动试验》（GB6587.4-86）

1.3系统设计原则及特点

1.3.1系统的先进性

大屏幕投影显示系统作为监控中心的大型显示终端，必须确保系统的技术先进性。

本设计方案提供的紫光DLP大屏幕显示系统采用了多项业内最先进技术：

DLP投影投影单元采用美国TI公司最新的极致色彩™技术、0.7"LVDSDLP™DMD芯片及DDP3020图像处理芯片，无论在亮度、对比度、清晰度，以及色彩还原、图像均匀性方面，都代表当今行业最高水平。

DLP单元内置图像处理器集成于电子模块主板，可靠性更高，在不需要外部图形控制器的情况下支持硬件处理的RGB信号和视频信号直通显示、画中画显示及M×N方式放大显示，达到业内先进水平。

采用专为拼接系统设计的投影屏幕，提高均匀度及屏幕增益，特殊防眩光、防反射保护层可有效消除屏幕的镜面反射和杂散光干扰；采用全铝合金材料制造，大型数控机床10μm级机械加工误差控制保证箱体的无缝拼接。

Unis™图形拼接控制器采用最新纯硬件架构，内部自建核心运算机制，无板卡式处理器死机、蓝屏和病毒的困扰。

具有独特的独立总线传输技术，总线宽度达到10G，数据运算能力强大稳定可靠，为高端图像显示需求提供最卓越的显示技术，电源冗余备份满足7×24小时工作要求。

DLP大屏幕显示系统采用全数字化设计，投影单元及图形拼接控制器均采用数字DVI接口，使整个图像处理传输过程全数字化，实现高清晰度、色彩逼真的图像显示。

大屏幕系统控制管理软件为C/S（客户端/服务器）模式，界面友好、操作简单。

高度集成化的软件可控制图形拼接控制器、大屏幕投影单元、矩阵切换器等系统所有设备。

通过控制管理软件的模拟窗口，操作人员可在工作站显示器上看到虚拟的大屏幕的拼接界面，轻松完成开关机、信号调用、开窗、拖放等一系列操作。

1.3.2系统的可靠性

该项目全部采用针对性兼容衔接设计，在保证系统兼容性同时提供可靠安全保障。

投影单元、图形控制器和控制软件作为整套大屏幕系统的核心部分，如果采用不同厂家产品进行集成，很可能会产生技术兼容性问题，影响很多重要功能的实现，降低系统的可靠性和使用效率；另一方面因涉及到多个厂商，很可能出现售后维护时影响故障诊断和备品备件的及时供应等问题；同时可能对系统的日后升级无法保持一致，降低系统的扩展性。

DLP投影单元采用专业的散热防尘设计，通过IP54防护等级测试，并通过8级抗震测试。

核心部件DMD芯片寿命高达100000小时，系统平均无故障时间（MTBF）大于30000小时，保证系统7×24小时连续稳定工作。

系统设备涉及的使用电压、电源、线缆选择、穿管布线、接地等均符合国家规定的相关安全标准。

1.3.3系统的冗余设计

投影单元、Unis™图形拼接控制器及图像处理系统架构均采用可靠的冗余设计方案：

Unis™图形拼接控制器全系统采用热插拔结构，从电源到风扇均可在线更换，采用双备份硬盘、热备份冗余电源及多路网络接口（可选），提高控制系统的运行可靠性。

DLP投影单元具有内置图像处理模块，与外接图形控制器组成图像处理双通道，两套图像处理系统相对独立又相互补充备份，在正常情况下用户可自由选择两套图像处理系统的输入信号及显示方式。

在外置图形拼接控制器出现故障的情况下，内置图像处理模块可以发挥重要的冗余功能，保证大屏幕系统正常显示，更增加了系统的可靠性。

1.3.4系统的扩展性

DLP一体化投影单元和Unis™图形控制器均采用标准化、模块化设计，系统具有良好的扩展性：

DLP投影单元采用先进的标准化、模块化、一体式结构设计，采用坚固的框架式贴板结构，支持多层多列叠加组合及弧形拼接，垂直方向最大能叠放6层（目前的铝型材骨架，可根据具体项目作增强），水平方向则不受任何数量限制，具有良好的扩展性。

Unis™网络型图形控制器全部采用模块化设计，需要扩展时，只需增加相应数量的输入/输出板卡或网络模块即可，不须更换控制器，无须对用户应用系统作任何改变。

大屏幕控制管理软件具有自主知识产权，可向用户开放系统通讯协议，提供二次开发接口，满足开发应用软件的需求，并可根据用户需求提供定制，满足用户指定的特别控制需要。

1.3.5系统的高度集成性

DLP大屏幕显示系统的优势就在于高度的系统集成性，整个系统由一套控制管理软件集中控制及管理，除进行投影设备管理、控制各种信号显示方式外，还可以现场自由添加控制RGB矩阵、视频矩阵等相关外围设备。

同时，软件可通过协议与监控系统、报警系统、集中控制系统等软件对接并协调工作，用户在同一个操作界面下就可以实现监控摄像机的远程控制、信号调用，报警触发信号显示，以及监控信号在投影屏幕和监视器上的切换显示，使多个系统达到高度整合、集中控制。

1.3.6系统的易维护性

DLP大屏幕显示系统在兼顾优良性能的同时充分考虑易维护性及经济性，具有高性能、低损耗、易维护的特点，有效降低系统运行中的维护费用。

DLP投影单元采用快速开启后盖技术，易耗件色轮和灯泡均可快速更换，图形拼接控制器关键部件可热插拔操作，确保系统不间断工作。

图形拼接控制器采用全硬件结构，无操作系统，解决了困扰业界多年的PC板卡式处理器死机、蓝屏和病毒的问题，大大提升了系统整体稳定性。

第2章系统设计方案

针对本项目的特点和技术要求，我们对系统功能需求、技术选型等做了较为详尽的分析，提供真正适用于本项目的大屏幕投影拼接显示系统设计方案。

2.1系统组成

根据本项目工程需求，本设计方案提供的大屏幕投影拼接显示系统包括拼接单元组合墙体、图形控制器、大屏控制控制管理软件、专用线缆等，由以下部分组成：

⇨RP60DX一体化背投投影单元

8台

⇨DZ-80投影单元底座

4个

⇨UnisP080208图形拼接控制器

1台

⇨控制管理软件

1套

⇨专用工程线缆

根据使用需要

各主要组成部分说明如下：

◆拼接单元组合墙体：

本大屏幕投影显示墙由8套60″DLP一体化投影单元——RP60DX组成，组合方式为2×4（行⨯列）；

⏹RP60DX单元屏幕尺寸：

1220mm宽×915mm高；

⏹整屏显示面积为（1220mm×4）×（915mm×2）

=4880mm×1830mm=9m2；

⏹单元底座高度：

暂定为800mm，实际高度根据用户现场确定；

⏹无缝拼接组合方式，物理拼缝小于0.5mm。

大屏幕组合墙尺寸图如下：

◆图形拼接控制器

图形拼接控制器选用UnisP080208。

配置及功能：

⏹8路活动视频输入，可以全部同时以窗口方式实时显示，视频格式兼容NTSC/PAL/SECAM等多种制式。

任意一路视频信号窗口均可以在逻辑屏上任意移动、放大、缩小，并放大至全屏显示。

⏹2路计算机RGB输入（分辨率从640X480到1600X1200），可以全部同时以窗口方式实时显示。

任意一路RGB信号窗口均可以在逻辑屏上任意移动、放大、缩小，并放大至全屏显示。

⏹10M/100M自适应以太网接口，支持TCP/IP协议，可接入客户的办公局域网。

⏹各种视频信号/RGB信号/网络信号可在全屏以任意大小、任意位置、任意组合、跨屏漫游、互相叠加显示。

⏹系统留有充分余量，当用户日后系统升级时，只需添加相应的模块，将软件进行简单设置即可。

◆大屏幕显示系统集成控制软件

大屏幕显示系统管理软件是专为大屏幕拼接显示墙开发的应用管理系统。

其主要功能是为用户提供对显示拼接墙上的各类应用窗口的信号调用、控制和管理，对投影光机、图形控制器的控制以及实现对矩阵、和集中控制设备等相关外围设备的控制与管理。

可以通过操作软件对整个屏幕墙的显示内容进行设置和存储（预案功能），操作人员在日常工作状态下，只需对大屏幕墙进行事先显示场景的设计并存储，下一次打开选用制定场景名称即可，操作极其简便。

◆矩阵设备、接口设备及传输线缆

包括RGB矩阵切换器，视频矩阵切换器各一台。

VGA分配器用于将计算机的VGA信号分为两路，一路输出到RGB矩阵切换器，一路输出到本机显示器，其数量根据用户使用需求确定。

各类信号传输电缆及控制电缆需要根据安装现场情况确定。

◆大屏幕显示系统结构拓扑图如下：

2.2系统特点

Ø投影单元采用美国TI公司最新极致色彩™技术，新一代0.7"LVDSXGADMD芯片及DDP3020控制芯片，具有更高亮度、更高对比度的特点。

系统工作稳定，提供7X24小时连续工作模式。

Ø投影单元采用100W/120W超高压汞灯，其寿命高达6000/10000小时。

Ø投影光机引擎采用全封闭式设计，防尘能力强，投影单元采用密闭式设计，具有单独的散热通道，保证了内部投影机的稳定，延长了设备的使用寿命。

平均无故障时间MTBF30000小时。

Ø各个投影单元的亮度、对比度、色彩具有良好的一致性。

多屏拼接显示时拼接墙整体亮度均匀性达95％，整屏显示图像时单元与单元之间无明显的色彩、亮度差异。

Ø投影单元具有内置图像处理器，单屏的所有输入接口的信号（RGB信号和视频信号以及DVI信号）通过投影机的内置拼接处理模块均可直接拼接显示，可无需额外的图像控制系统，独具画中画功能。

Ø大屏幕组合拼接墙采用无缝拼接技术，物理拼接缝隙小于0.5mm，并且屏与屏之间的拼缝横平竖直，以确保大屏幕图像的精确显示和完美效果。

Ø本系统图像处理架构采用图形拼接控制器、投影单元内置图像处理器、RGB矩阵切换器、视频矩阵切换器相互配合，形成分布式、多通道图像处理模式。

Ø系统支持多屏图像拼接，大屏幕上的各种信号（RGB信号/视频信号/网络信号）窗口可整屏显示，也可分屏显示、跨屏显示，不受物理拼缝的限制，组合屏图像的物理拼接间隙小于0.5mm。

采用软件控制窗口的拼接与分割，屏与屏之间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示，全屏范围内显示无非线性失真。

Ø图像控制系统为插卡式设计，具有良好的扩展性，可以根据用户的需求在后期进行系统扩充，满足用户今后发展的需求。

Ø系统Unis图形控制器配置功能强大的图像处理模块，可根据用户需要做进一步扩展。

能同时处理和显示多路视频信号、独立RGB信号以及网络信号，多路图像均可在高分辨率逻辑屏上以开窗口的方式任意位置、任意大小、任意缩放、漫游移动，直至全屏显示。

Ø整套大屏幕系统由一套控制软件操作控制，操作员能够通过大屏幕控制软件设置大屏幕系统的所有参数，实现对图像显示、信号切换等操作。

可对显示信号的窗口大小、位置进行安排和设置，并且可将结果存储为一个显示预案，可以随时以多种方式调用显示预案的执行，大大减少用户的操作程序，使操作更加简单、方便。

Ø大屏幕显示系统的软件平台基于Windows2000/NT/XP中文操作系统，支持Windows的各种应用。

Ø组合屏体采用箱体式结构，一体化设计，内藏式布线，布局合理、整洁美观。

Ø投影系统的投影单元及控制系统均采用模块化、标准化、一体化设计，安装调试简单，模块的更换非常方便快捷，易于维护保养。

Ø大屏幕系统能确保长时间稳定运行，整套系统具有先进性、稳定性，采用模块结构组建系统，具有很强的可扩展性。

2.3

系统显示功能描述

本系统同时采用图形控制器、投影单元直通两种显示方式，以大大增强系统的显示功能和灵活性。

大屏幕显示系统的背景桌面非常类似于普通计算机的Windows显示桌面，不同的是大屏幕显示系统的桌面具有极高的分辨率，2×4的大屏幕显示系统的整屏显示分辨率高达（1024×4）×（768×2）=4096×1536。

系统桌面的颜色或背景可以根据用户的要求进行随意的更换。

2.3.1VIDEO视频信号显示

图形拼接控制器可选配多路视频信号输入接口，同时每台投影单元均配备视频输入接口，支持NTSC/PAL/SECAM图像制式。

用户所有的视频信号均通过视频矩阵接入图形拼接控制器或直接接入投影单元，多路视频信号可以同时显示于大屏幕上。

视频图像可以实现单屏显示、M×N拼接、任意大小显示、跨屏显示、任意缩放、整屏漫游等显示功能，并且可以实现视频图像的分组切换、巡检、预案显示等功能。

几种不同的显示模式

2.3.2计算机和工作站RGB信号显示

图形拼接控制器可选配多路RGB信号输入接口，同时每台投影单元均配备RGB输入接口，可自动检测不同RGB信号。

用户所有的RGB信号均通过RGB矩阵接入图形拼接控制器或直接接入投影单元，对于每路RGB输入信号，由独立的通道和模块对其处理，可以实现实时、无延迟的显示，多路RGB信号可以同时显示于大屏幕上。

RGB图像可以实现单屏显示、M×N拼接、任意大小显示、跨屏显示、任意缩放、整屏漫游等显示功能。

2.3.3网络RGB信号显示

DLP大屏幕显示系统通过Unis图形拼接控制器的网络接口，来自用户局域网中的任意一台用户Windows计算机/工作站图像信号，都可以窗口的形式在大屏幕上显示出来。

其显示位置、大小、组合方式同样在单一集成操作界面上用鼠标进行控制，也可以实现单屏显示、任意大小显示（无级缩放）、跨屏显示、整屏漫游等。

2.3.4高分辨率图像显示

大屏幕系统可以将显示墙作为一个高分辨率逻辑屏来显示用户系统应用，Unis支持将高分辨率静态图像及实时GIS、GPS、SCADA高分辨率信号调用上屏，实现超高分辨率信息实时显示。

且整屏的图像无论大小，清晰度不会丧失。

2.3.5多种信号混合显示

大屏幕拼接系统通过内置图像处理器和Unis图形拼接控制器实现了拼接系统灵活多变的拼接处理功能，使大屏幕拼接系统具有处理计算机RGB信号、视频信号及网络信号的同时显示和不同类型信号混合显示的功能。

网络、RGB、视频信号均能够以开窗口方式任意位置、缩放、拖动、拼接、整屏显示，网络、RGB信号可与视频信号叠加显示，而不受物理屏的限制，达到完全动态实时。

2.4

系统硬件设备特性及技术规格

2.4.1DLP一体化投影单元

本系统采用高亮度、高分辨率的专业DLP一体化箱体式背投投影单元——RP60DX（XGA）组成大屏幕显示系统。

DLP（DigitalLightProcessor）数字光处理器是一项全新的投影显示技术，是专业显示领域中当前最先进、最流行的成熟技术。

它以DMD（DigitalMicromirrorDevice数字微镜装置）作为光阀成像器件，采用数字光学处理技术调制视频信号，驱动DMD光路系统。

2.4.1.1投影单元技术先进性

⏹TI极致色彩™技术：

投影单元在大屏幕投影显示系统行业率先采用TI最新的极致色彩™（BrilliantColor™）技术，采用0.7"LVDSDLP™DMD显示芯片及运行速度更快的DDP3020图像处理芯片。

无论在亮度、对比度、清晰度方面，以及在色彩还原性、图像均匀性方面，都代表了当今行业最高水平。

TI的BrilliantColor™（极致色彩™）技术专为提升DLP投影机显示引擎的色彩表现和光学效率而设计。

极致色彩™技术通过将信号处理中影像信号级别与亮度的关系从此前的非线性改进为线性，有效提高了中间色调的亮度，这样一来，即使加大了色彩表现范围也可确保充分的亮度，对于UHP灯泡而言，极致色彩™技术能够比传统DDP1000的三色解决方案提高50%亮度。

BrilliantColor™（极致色彩™）技术利用最新的色彩处理算法与系统强化技术，在提升亮度的同时也能提供更真实的色彩。

极致色彩™技术具备同时处理六种色彩的能力，除了能呈现红、绿、蓝三原色之外，还能充分表现黄色、紫红色与青色，有效扩大了色彩表现范围，将传统投影机1670万色的色彩数大幅度提升到10.7亿色，能够呈现出最真实的自然色彩。

DDP3020采用LVDS高速传输接口,及更快速的动态暂存RLDRAM，全新的LVDSDMD界面比上一代DDP1000的DDR（双倍数据速率）界面负载速度提高20%以上，影像处理更快速，减少拖影现象，能够提供更加生动完美的动态画质。

极致色彩™技术同时提高DLP投影机的色彩深度，在色彩表现、对比度和亮度平衡等方面表现更为出色，可提升超过50%的画质，提供更生动的视觉效果。

全新的DarkChip3DMD所具有的DynamicBlack™技术可大幅提升黑色场景的表现，有效抑制画面闪烁，比上一代的DarkChip2对比度提高30%，能够呈现出更加清晰逼真的画面。

DDP1000DDP3020

⏹全新色轮表面处理技术：

DLP单元投影光机引擎采用表面镀膜的全新炫彩色轮设计，增强色彩表现力，全面提升色彩质量。

⏹3D梳状滤波技术：

DLP单元投影光机引擎采用3D梳状滤波技术，消除动态视频图像的边缘锯齿，图像更加平滑、细腻，大幅提高动态视频的画质，提供更真实流畅的图像画面。

⏹6色域调整电路设计：

投影单元采用先进的6色域调整电路（R、G、B、C、M、Y），使图像画面拥有更丰富的色彩表现，整屏的色彩均匀度达到完美境界。

同时，采用12bitGamma调整电路，可进行亮暗图像区域的高分辨率梯度渲染，实现极富真实感与空间感的图像效果。

图像灰度等级达256~4096级，色彩种类达256³~1024³（16.7M），图像噪声消失，画面质量稳定。

12位，4096级灰度

8位，256级灰度

3色域设计6色域设计

调整前调整后

⏹内置数字色域控制（DSC）及混合电路：

投影单元采用专业的数字色域控制（DSC）及混合电路，有效的抑制了不同机芯间的色彩及亮度差异的问题。

数字色域控制电路不仅能够真正的调节不同机芯间红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色的差异，而且能够对R、G、B、C、M、Y及混合色的增益差进行调节，最大限度保证了拼接后显示墙色彩及亮度的一致性。

⏹智能亮度数字调整技术：

投影单元采用数字渐平修正电路，使得从单屏到全屏均实现了亮度的均匀分布，造就了和谐而又清晰的大画面显示。

传统投影机中无可避免地存在着Hot-Spot（亮斑）效应，就是屏幕中心的亮度远比屏幕四边和四个角的亮度高，对于拼墙而言，亮斑效应最明显的表现就在于整个屏幕被分成一块块亮度不均的区域。

通过数字渐平修正电路的校正，不但可以使单屏内的亮度实现均匀分布，而且使相邻屏幕间的亮度差控制在极小范围内。

⏹智能灯泡技术：

DLP单元投影光机引擎具有灯泡参数自动存储功能，更换灯泡后自动将亮度、色彩等参数调整到接近替换前的运行值，保持拼接墙色彩平衡。

灯泡可1W为单位调整功率，从而精细调整投影光机引擎的输出亮度，较之传统的电子调光具备在不损失色彩深度及对比度的前提下进行亮度控制的优势。

⏹最新的高频脉冲技术：

投影机灯泡在使用过程中，高压驱动有时会由于各种原因产生电压的波动，从而产生灯泡的闪烁现象。

为了防止灯泡的闪烁，可以从设计上采用增加电压脉冲的方式，有效缓解灯炮的闪烁问题。

通常的电压脉冲补偿技术虽然已经可以比较有效的改善灯泡闪烁的问题，但较高的脉冲幅度和脉冲宽度，也会导致灯泡的寿命的减少。

目前市面上多数厂家采用的都是脉冲电压较高的驱动电路，频繁的启动脉冲信号以及脉冲时间过长，会使灯泡处于非正常负荷