TÌM HIỂU về hệ THỐNG TRUYỀN HÌNH TƯƠNG tự PAL

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THƠNG I TIỂU LUẬN CUỐI KÌ Mơn học: Kỹ thuật phát truyền hình Đề tài: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ PAL Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Thị Thu Hiên Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thảo Mã sinh viên: B15DCVT380 Lớp: D17CQVT01-B Nhóm mơn học: 02 Hà Nội, tháng 06/2021 Kỹ thuật phát truyền hình Mục lục Lời mở đầu I Khuyết điểm hệ màu NTSC II Bộ mã hóa tín hiệu màu PAL III Bộ giải tín hiệu hệ màu PAL IV Tín hiệu PAL V Tần số sóng mang phụ VI Tín hiệu đồng màu 10 Kết Luận 12 Tài liệu tham khảo 13 Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình Lời mở đầu Truyền hình màu khơng cịn khái niêm xa lạ với tất Từ năm 1950, hệ thống truyền hình màu NTSC (National Televison Stardard Committee) hình thành Mỹ có tính tương hợp giới Truyền hình màu dựa lý thuyết ba màu Trong màu sắc tạo từ màu Tín hiệu màu có độ rộng dải tần lớn tín hiệu đen trắng Truyền hình màu phát triển dựa kỹ thuật truyền hình đen trắng để đồng thời sử dụng truyền hình màu đen trắng phải thỏa mãn tính kết hợp Tức truyền hình màu thu chương trình đen trắng ngược lại Truyền hình màu khơng làm tăng độ rộng băng tín hiệu, khơng làm tăng số kênh thơng tin Hệ truyền hình NTSC tồn số nhược điểm nhạy cảm tín hiệu màu với méo pha, méo pha vi sai- biến đổi pha sóng mang phụ, làm cho màu sắc ảnh khơi phục khơng xác Thiết bị hệ thống địi hỏi độ xác cao Để khắc phục nhược điểm hệ thống NTSC, nhiều hệ truyền hình màu đời có khác biệt so với hệ NTSC Hệ truyền hình PAL hệ truyền hình CHLB Đức nghiên cứu xem hệ tiêu chuẩn từ năm 1966 Đây truyền hình đồng thời, đồng thời truyền tín hiệu chói hai tín hiệu hiệu màu Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình I Khuyết điểm hệ màu NTSC Tín hiệu sóng tải phụ bị lệch pha qua tầng khuếch đại (chẳng hạn mạch có R, L, C) Chỉ cần sai 5o màu bị lạc sắc thái , cần phải chỉnh TINT Trên thực tế cho dù hai sóng tải phụ vng góc có tương tác nhẹ hai màu chung nên màu nguyên chất Sóng tải phụ tránh hoạ tần fH không kể đến fV II Bộ mã hóa tín hiệu màu PAL Hình 2.1 vẽ sơ đồ khối đơn giản mã hố tín hiệu màu hệ PAL Các tín hiệu màu sửa méo gamma đưa vào ma trận điện trở để tạo tín hiệu chói hai tín hiệu màu Hình 2.1: Bộ mã hóa tín hiệu PAL Tín hiệu chói đưa qua dây trễ (khoảng 0,7 µs) Sau khuếch đại (điện áp tín hiệu) lên cho đủ lớn để đưa tới cộng tín hiệu màu tổng hợp Bộ tạo sóng mang màu phụ dao động tự kích có nhiệm vụ tạo tần số fSC = 4,43MHz Tần số fSC đưa qua hai di pha -900 +900 tới chuyển mạch điện Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình tử I Rồi đưa tới điều biên nén tín hiệu UV (để đảo pha tần số mang màu phụ fSC dòng) Điều biên nén tín hiệu màu: Điều biên nén tín hiệu UU có nhiệm vụ lấy tín hiệu màu UU điều chế vào biên độ tần số mang màu fSC, sau nén tần số sóng mang đưa hai biên tần ta có tín hiệu biên nén UUm Điều biên nén tín hiệu UV có nhiệm vụ lấy tín hiệu màu UV điều chế vào biên độ tần số mang màu fSC với điều kiện fSC đảo pha dòng, nghĩa dòng thứ n tần số mang màu có góc di pha φ=900 dịng thứ n+1 tần số mang màu di góc pha φ=-900 Bộ chuyển mạch điển tử mạch di pha 900 thực đảo pha Sau nén tần số sóng mang màu phụ đưa hai biên ta có tín hiệu điều biên nén UVm Bộ cộng UUm UVm tạo tín hiệu sắc UC Các chuyển mạch điện tử điều khiển tạo xung điều khiển fH/2, nhằm đưa tần số mang màu fSC = 4,43MHz lật pha dòng tới điều biên nén tín hiệu UV Tín hiệu đồng màu tạo nhờ di pha ±1350 Pha tín hiệu U tín hiệu đồng màu chuyển tần số fd/2 = 7812,5Hz Tín hiệu UY làm trễ để bù lại thời gian xử lý tín hiệu lọc tín hiệu hiệu màu Bộ cộng phối hợp tín hiệu chói, biên tín hiệu thành phần màu điều chế, tín hiệu đồng đầy đủ đồng sóng mang phụ để tạo thành tín hiệu tổng hợp III Bộ giải tín hiệu hệ màu PAL Sơ đồ khối q trình giải mã tín hiệu PAL vẽ hình 3.1 Các dải biên tín hiệu màu tách nhờ lọc thơng dải đưa vào hai giải điều chế đưa vào tách tín hiệu đồng màu Tín hiệu đồng màu điều khiển khoá màu lấy từ tín hiệu đồng dịng Đầu tín hiệu dùng để đồng bộ tạo sóng mang phụ Sóng mang phụ có pha biến đổi theo dòng giá trị ±1350 tuỳ theo vector U Đầu lọc thong thấp đưa vào trễ 1TH cộng, trừ Tín hiệu đầu cộng chứa biên U Tín hiệu đầu trừ biên tín hiệu ±V Hai tín hiệu đưa vào hai tách song đồng Pha sóng mang phụ đưa vào tách song U khơng đổi Pha sóng mang phụ đưa vào tách sóng V biến đổi ±900 theo dòng Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình Các tín hiệu hiệu màu sau tách sóng tín hiệu chói sau trễ đưa vào ma trận để tạo lại tín hiệu màu ban đầu Có thể nhận thấy, độ phân giải màu theo chiều dọc hệ PAL nửa độ phân giải thơng tin chói Hình 3.1: Bộ giải mã tín hiệu PAL IV Tín hiệu PAL Dải tần tín hiệu PAL rộng 5MHz, tương thích với tiêu chuẩn tần số quét 625/50 Tín hiểu màu ghép kênh theo tần số tín hiệu chói để truyền Hai tín hiệu màu PAL là: V = 0,877(R - Y ) - 0, 615R - 0,515G - 0,1B U = 0, 493(B - Y ) = -0,147R - 0, 2939G + 0, 437B Hai tín hiệu hiệu màu U V có độ rộng dải tần 1,3 MHz Hệ PAL dùng song mang phụ mang đồng thời hai tín hiệu hiệu màu U V, dùng phương pháp điều chế vng góc có thành phần sóng mang phụ mang tín hiệu V đảo pha (góc phat hay đổi 180o) theo dòng quét Việc đảo pha xảy thời gian quét ngược dòng Ở đây, đảo pha sóng mang phụ đặt lên mạch điều chế ĐBCB(UV) theo dịng qt Hình thể đồ thị vector màu um dòng liên tiếp Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình thời gian, vẽ với điều kiện màu sắc hai dịng giống Như vậy, tín hiệu màu hệ PAL: 𝑢𝐶 = 𝑢𝑣 + 𝑢𝑢 = ±𝑈𝑣 𝑐𝑜𝑠𝜔𝑆𝐶 𝑡 + 𝑈𝑢 𝑐𝑜𝑠𝜔𝑆𝐶 𝑡 = 𝑈𝐶 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑆𝐶 𝑡 ± 𝜑) Và tín hiệu màu: 𝑈𝑚 = 𝑈′𝑌 ± 𝑈𝑣 𝑐𝑜𝑠𝜔𝑆𝐶 𝑡 + 𝑈𝑢 𝑐𝑜𝑠𝜔𝑆𝐶 𝑡 Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình Hình 4.1: Bộ điều chế vng góc hệ PAL vector tín hiệu hai dịng liên tiếp thời gian Biên độ tín hiệu màu: 𝐴 = √𝑈𝑉2 + 𝑈𝑈2 Góc pha tín hiệu màu: 𝜑 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 𝑈𝑉 𝑈𝑈 Việc đảo pha thành phần sóng mạng phụ tín hiệu hiệu màu V hệ PAL nhằm giảm ảnh hưởng méo pha tín hiệu màu đến chất lượng ảnh màu khôi phục Để đơn giải việc phân tích, giả thiết: - Tin tức hai dịng kề hoàn toàn giống (Trên thực tế khác không đáng kể) - Đường truyền, gây méo pha tín hiệu màu, khơng gây méo biên độ (tức thay đổi góc 𝜑 Vector tín hiệu màu, khơng thay đổi độ dài vector) - Méo pha tín hiệu màu hai dịng liên tiếp khác nên xem góc sai pha Δφ độ hai dịng liên tiếp Tuy có giả thiết vậy, song khơng ảnh hưởng đến kết luận rút ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑈𝐶(𝑛+1) ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑈𝐶(𝑛+1) hình 4.2a vector tín hiệu hiệu màu dịng thứ n dịng thứ (n+1) truyền màu mận chín khơng méo pha Nếu như, sau qua đường truyền, tín hiệu màu có méo pha với góc độ Δφ, vector biểu diễn ′ ′ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑈 𝑈 , tương ứng (về giá trị méo pha lòng thứ n dòng thứ (n+1) giả sử 𝐶(𝑛) 𝐶(𝑛+1) nhau, cịn chiều khơng đổi), hình 4.2b Ở bên thu, trước tiên phải khơi phục lại pha tín hiệu hiệu màu dịng thứ (n +1) cộng với tín hiệu màu dịng thứ n theo phép cộng vector, hình 4.2c Vector thơng tín hiệu màu nhận sau cộng, hình 4.2d Từ hình 4.2d thấy rằng: ⃗ Ctổng với trục +U - Khi tín hiệu màu khơng có méo pha (Δφ = 0), góc pha 𝑈 ⃗ Ctổng lớn gấp hai độ dài vector 𝑈 ⃗ C(n)* φ, độ dài vector 𝑈 Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình Hình 4.2 Đồ thị vector giải thích chế giảm ảnh hưởng méo pha tín hệ PAL ⃗ Ctổng - Khi tín hiệu màu có méo pha, Δφ có giá trị bất kỳ, góc pha 𝑈 ⃗ Ctổng nhỏ 2𝑈 ⃗ C(n) Góc Δφ trục +U khơng đổi, φ, độ dài vector 𝑈 ⃗ C(n) nhỏ tính bằng: lớn, độ dài vector 𝑈 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑈𝐶𝑡ổ𝑛𝑔 = 2𝑈𝐶 𝑐𝑜𝑠∆𝜑 Vì vậy, truyền qua đường truyền có méo pha, dù góc Δφ bất kỳ, ảnh khôi phục lại hệ PAL không bị sai màu, song độ bão hồ màu lại giảm theo quan hệ cosΔφ Nếu Δφ không thay tổi theo thời gian, bù giảm nhỏ độ bão hoà màu cách tăng tương ứng độ khuếch đại kênh màu giải mã màu Cịn Δφ thay đổi q trình truyền chương trình, độ bão hồ màu ảnh truyền hình màu ln thay đổi Song đặc điểm máy nhạy với thay đổi độ bão hoà màu so với thay đổi sắc màu, Δφ không lớn lắm, chất lượng ảnh truyền hình màu tốt Ở giải mã màu, việc cộng tín hiệu màu hai dịng liên tiếp thường thực dây trễ có thời gian trễ tH V Tần số sóng mang phụ Khi chọn tần số sang mang phụ cần xét đến yếu tố như: Ảnh hưởng sóng mang phụ đến ảnh truyền hình đen trắng Để giảm tính rõ rệt Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình ảnh nhiễu tín hiệu màu sinh ảnh truyền hình máy thu đen trắng, tần số số sóng mang phụ hệ PAL chọn theo: Để tiếp tục giảm nhỏ mức độ rõ rệt nhiễu, người ta xê dịch thêm ảnh nhiễu lượng fH/2 Lúc đó:  Tần số sóng mang phụ phải miền tần số cao phổ tần tín hiệu chói  Thuận tiện cho việc biến đổi tín hiệu hệ PAL thành tín hiệu hệ NTSC, ngược lại  Dễ thực chia tần để tạo tần số fH, 2fH, fV nhằm làm cho chúng có mối liên hệ mật thiết với VI Tín hiệu đồng màu Cũng hệ NTSC, phía phát sử dụng điều biên cân bằng, nên cần phải truyền tín hiệu đồng màu (hình 6.1), để thực đồng đồng pha tín hiệu sóng mang phụ chuẩn tạo máy thu hình Hình 6.1: Tín hiệu đồng màu hệ PAL 10 Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình Ngồi ra, hệ PAL, thành phần sóng mang phụ mang tín hiệu màu V đảo pha theo dịng, phía phát cịn phải truyền thêm tin tức để phía thu biết pha dịng qt Tín hiệu động màu hệ PAL chuỗi xung gồm đến 11 chu kỳ, có tần số tần số mang màu fSC đặt sườn phía sau xung xố dịng Pha ban đầu tín hiệu đồng màu hệ PAL ln thay đổi theo dịng để đảm nhận chức đồng pha chuyển mạch điện tử VII Phổ tần tín hiệu Phổ tín hiệu màu hệ PAL vẽ hình 7.1 Hình 7.1: Phổ tần tín hiệu màu hệ PAL 11 Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình Kết Luận Tựu chung lại hệ màu PAL cải thiện nhiều đặc điểm so với hệ màu NTSC, như: - Có độ méo pha nhỏ hẳn so với NTSC - Khơng có tượng xun lẫn màu màu - Thuận tiện cho việc ghi bang hình hệ NTSC Tuy hệ màu PAL tồn số nhược điểm như: - Máy thu hình hệ PAL phức tạp cần có dây trễ 64µs u cầu dây trễ có chất lượng cao - Tính kết hợp với truyền hình đơn trắng hệ NTSC Trên tổng quan cách thức hoạt động hệ màu PAL Hệ truyền hình màu sử dụng Châu Âu, châu Á phần lớn thời gian Cuối em xin gửi lời cảm ơn Cô Nguyễn Thị Thu Hiên giúp đỡ giảng dạy cho em mơn Kỹ thuật phát truyền hình để làm tiểu luận 12 Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 Kỹ thuật phát truyền hình Tài liệu tham khảo [1] PGS.TS Lê Nhật Thăng, Ths Nguyễn Thị Thu Hiên, ThS Vũ Thúy HÀ, Ths Nguyễn Thị Thu – Bài giảng Kỹ thuật phát truyền hình, 2014 [2] Đỗ Hồn Tiếng, Dương Thanh Phương – Giáo trình kỹ thuật truyền hình, 2004 13 Nguyễn Trọng Thảo – B15DCVT380 ... phục nhược điểm hệ thống NTSC, nhiều hệ truyền hình màu đời có khác biệt so với hệ NTSC Hệ truyền hình PAL hệ truyền hình CHLB Đức nghiên cứu xem hệ tiêu chuẩn từ năm 1966 Đây truyền hình đồng thời,... thuật phát truyền hình Lời mở đầu Truyền hình màu khơng cịn khái niêm xa lạ với tất Từ năm 1950, hệ thống truyền hình màu NTSC (National Televison Stardard Committee) hình thành Mỹ có tính tương hợp... ghi bang hình hệ NTSC Tuy hệ màu PAL tồn số nhược điểm như: - Máy thu hình hệ PAL phức tạp cần có dây trễ 64µs u cầu dây trễ có chất lượng cao - Tính kết hợp với truyền hình đơn trắng hệ NTSC