Giáo trình kỹ thuật audio video

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS Nguyễn Thế Vĩnh (Chủ biên) ThS Trần Văn Thương GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT AUDIO-VIDEO (DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC) QUẢNG NINH - 2017 LỜI NĨI ĐẦU Thơng tin vơ tuyến sử dụng khoảng không gian làm môi trường truyền dẫn Phương pháp chung phía phát xạ tín hiệu thơng tin qua khơng gian sóng điện từ, phía thu nhận sóng điện từ, xử lý khơi phục lại tín hiệu gốc Những yếu tố mở kỷ nguyên thông tin vô tuyến cao tần đại quy mô Vào năm 1960, phương pháp chuyển tiếp qua vệ tinh thực phương pháp chuyển tiếp tán xạ qua tầng đối lưu khí xuất Do đặc tính ưu việt mình, dung lượng lớn, phạm vi thu rộng, hiệu kinh tế cao, thông tin vơ tuyến nói chung kỹ thuật audio - video nói riêng sử dụng rộng rãi phát truyền hình quảng bá Ngày với phát triển mạnh mẽ hệ thống thông tin khác thông tin di động, vi ba số, cáp quang, thông tin vệ tinh…v.v, kỹ thuật audio - video tiếp tục đóng vai trị quan trọng phát triển ngày hồn thiện với cơng nghệ đáp ứng địi hỏi khơng mặt kết cấu mà mặt truyền dẫn, xử lý tín hiệu, bảo mật thơng tin Mơn học Kỹ thuật audio – video học phần chương trình đào tạo bậc Đại học chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Giáo trình xây dựng phục vụ cho công tác đào tạo, tài liệu phục vụ cho việc học tập Sinh viên tạo thống trình giảng dạy Giảng viên Giáo trình “Kỹ thuật audio - video” xây dựng biên soạn dựa tài liệu tham khảo liệt kê trang cuối giáo trình Nội dung giáo trình đề cập đến kiến thức kỹ thuật audio video Ngoài giáo trình cịn giới thiệu số mạch điện nguyên lý để sinh viên tham khảo, nghiên cứu vận dụng thực tế Giáo trình tác giả: TS Nguyễn Thế Vĩnh Chủ biên ThS Trần Văn Thương Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Chúng xin tiếp thu nhiều ý kiến đóng góp mong nhận bạn đọc để giáo trình hồn thiện Mọi góp ý xin gửi địa chỉ: Bộ môn Kỹ thuật điện - Điện tử, trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Quảng Ninh, năm 2017 Chương KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TÍN HIỆU AUDIO 1.1 Định nghĩa 1.1.1 Âm tự nhiên Âm biến đổi áp suất nhanh xảy khơng khí nhiều q trình tự nhiên gây nên Tiếng chim hót, tiếng gió thổi, tiếng rơi, tiếng nước chảy âm tự nhiên Nhiều thiết bị người chế tạo gây biến đổi áp suất tương tự tạo âm thanh, đơi âm có chủ định có âm khách quan Âm nhạc cụ hay tiếng trống tạo âm chủ định âm tiếng máy nổ gây vận hành âm khách quan Tai người phản ứng lại với biến đổi áp suất khơng khí khoảng tần số 20Hz đến 20kHz sau đưa lên não cảm nhận âm Âm chuyển động khơng khí theo ngun tắc truyền sóng biến đổi áp suất âm gọi sóng âm sóng âm loại sóng tương tự Ở nhiệt độ 20°c điều kiện áp suất bình thường sóng âm chuyển động với vận tốc 340m/s Nếu sóng âm dao động điều hịa khoảng thời gian chu kỳ, sóng âm lan truyền khoảng đường gọi bước sóng λ Bước sóng tính theo cơng thức: λ = c.T =− c: Vận tốc âm (m/s) T: Chu kỳ dao động (s) f: Tần số (Hz) Thí dụ: Ở tần số 20Hz, bước sóng λ max = 340 20 340 𝑐 𝑓 (1.1) = 17𝑚 Ở tần số 20kHz, bước sóng λ = = 1,7𝑚 20 Âm cho tác động lên thiết bị điện micro tạo thành tín hiệu điện gọi tín hiệu âm Tín hiệu âm có biên độ tỷ lệ theo mức thay đổi áp suất khơng khí, tần số thay đổi theo bước sóng âm 1.1.2 Thính giác người Chất lượng âm đánh giá sở thụ cảm thính giác Do đó, ngồi đặc trưng vật lý mang tính khách quan tín hiệu âm thanh, cần phải nghiên cứu ảnh hưởng đến cảm giác chủ quan người nghe Những tín hiệu dao động điều hịa có đại lượng đặc trưng biên độ, tần số pha Thực nghiệm cho thấy pha dao động điều hịa ảnh hưởng đến cảm giác người nghe nên thường không đề cập đến Tần số tín hiệu gây cảm giác gọi độ cao âm Nếu tăng dần tần số tín hiệu âm từ 20Hz đến 20kHz tạo cảm giác tăng dần độ cao âm từ trầm đến bổng Biên độ sóng âm lan truyền mơi trường biên độ áp hay biên độ tốc độ di chuyển Biên độ tạo cảm giác độ lớn tín hiệu âm (âm lượng) 1.1.3 Âm nhạc Các âm theo chu kỳ tần số dễ chịu với thính giác, kết hợp theo cách thích hợp tạo tượng gọi âm nhạc Các tính năag âm cao độ hầu hết nhạc phân chia theo nốt nhạc, ký hiệu âm tần số riêng Tần số cao độ nốt nhạc Âm sắc nốt nhạc bao gồm tần số bản, vài sóng hài (họa tần), tần số liên quan biến điệu biên độ tần số hay nhiều thành phần khác Sự kết hợp tạo cảm giác gọi âm sắc Đây đặc tính để phân biệt âm nhạc cụ khác nhạc cụ chơi nốt nhạc Để tái tạo lại đủ âm sắc âm thanh, độ rộng dải băng tần phải rộng (20Hz đến 20kHz) Nhịp điệu tốc độ chơi chuỗi nốt nhạc gọi nhịp điệu Nhịp điệu khơng cần xác cao độ Thay đổi nhịp điệu nhạc nhanh hay chậm cao độ không đổi 1.2 Audio đa kênh Hai hay nhiều kênh mô âm từ nguồn với phân bổ không gian tạo âm gần với thực tiễn người nghe cảm nhận tính có hướng âm Âm hai kênh (phải R trái L) gọi âm (stereo), dùng rộng rãi ghi/phát phát truyền hình Hình 1-1 Âm stereo Hiện nay, người ta áp dụng nguyên lý âm vòm hay âm xoay vịng (surround) thêm kênh phát âm phía sau người nghe Âm xoay vòng loại 4.1 (gồm loa loa trầm phụ - sub woofer) hay 5.1 (gồm loa loa trầm phụ) tạo hiệu ứng âm thật trung thực sống động, người nghe cảm nhận không gian thực Hình 1-2 Âm xoay vịng 1.3 Vấn đề đo biên độ âm tần Trong kỹ thuật điện tử, để đo độ khuếch đại mạch điện tử, đáp ứng biên độ mạch lọc người ta thường dùng đơn vị deciBel (dB; l deciBel = 0,l Bel) Để đo biên độ âm tần, người ta dùng đơn vị qui định điện trở tải có trị số 600Ω Đối với ngõ vào mạch, muốn tính theo đơn vị phải có tổng trở 600Ω Tải 600 Ω Hình 1-3 Quy định tải tổng trở vào Đơn vị dB định nghĩa: Nếu có cơng suất p = lmW điện trở tải R = 600Ω điện áp âm tần tải dB Ta có cơng thức: p = RI2 = Suy ra: 𝑈 = PR hay 𝑈2 (1.2) 𝑅 U = √𝑃 𝑅 Như vậy: U = √10−3 600= 0,775V = OdB Trường hợp tính gần qui trịn 1V ≈ OdB Độ khuếch đại cơng suất tính theo cơng thức: 𝐴𝑝 = 𝑝𝑜 𝑝𝑖 (1.3) Người ta cảm nhận âm không tỉ lệ tuyến tính theo cơng suất mà theo hàm logarit thập phân Độ khuếch đại tính theo dB là: 𝐴𝑃 (𝑑𝐵) = 10𝑙𝑜𝑔 → 𝐴𝑃 = 10𝑙𝑜𝑔 → 𝑃0 𝑃𝑖 𝑈𝑜 𝑅0 𝑈1 𝑅1 (log10 = 1; log1 = 0) = 10𝑙𝑜𝑔 𝑈0 𝑈𝑖 𝑈 (𝑑𝑜 𝑅0 = 𝑅1 ) 𝐴𝑃 = 10𝑙𝑜𝑔 ( ) = 20𝑙𝑜𝑔 𝑈𝑖 𝑈0 𝑈1 Trên thiết bị thu phát âm tần, người ta không ghi đơn vị Volt mà ghi dB (với ngõ vào Ui = 1V ≈ OdB) Thí dụ: Nếu có:Uo = 1V => Ap = 0dB Nếu có: Uo = 10V =>Ap= +20dB Nếu có: Uo = 100V =>Ap = +40dB Nếu có: Uo = 0,1V =>Ap = -20dB Nếu có: Uo = 0,01V =>Ap = -40dB 1.4 Linh kiện điện 1.4.1 Micro điện động Micro loại thiết bị điện từ dùng để đổi chấn động âm dòng điện xoay chiều (cịn gọi tín hiệu âm tần) Micro cịn có tên khác linh kiện điện thanh, dùng để đổi âm dòng điện Về cấu tạo, micro gồm có màng rung làm polystirol có gắn ống dây nhúng đặt nằm từ trường nam châm vĩnh cửu Khi có chấn động âm tác động vào màng rung micro cuộn dây dao động từ trường nam châm Lúc đó, từ thơng qua cuộn dây thay đổi cuộn dây cảm ứng cho dòng điện xoay chiều Dòng điện xoay chiều âm tạo nên gọi dòng điện âm tần Dòng điện âm tần micro tạo có biên độ cao hay thấp tùy cường độ âm tác động vào micro lớn hay nhỏ, tần số dòng điện cao hay thấp tuỳ âm điệu bổng hay trầm Micro có đặc tính sau: - Độ nhạy mV/µbar tần số f = 1kHz - Dãy tần số 50 c/s ÷15kHz - Tổng trở micro có tổng trở thấp từ 200Ω đến 600Ω, tổng trở cao từ 2kΩ, đến 20kΩ 1.4.2 Loa điện động Loa thiết bị điện từ dùng để đổi dòng điện âm tần chấn động âm Loa gọi linh kiện điện Về cấu tạo, loa gồm có nam châm vĩnh cửu để tạo từ trường đều, cuộn dây đặt nằm từ trường nam châm cuộn dây gắn đính với màng loa, màng loa có dạng hình nón làm loại giấy đặc biệt Cuộn dây rung động từ trường nam châm Khi có dịng điện âm tần vào cuộn dây loa, cuộn dây tạo từ trường tác dụng lên từ trường nam châm vĩnh cửu sinh lực điện từ hút hay đẩy cuộn dây làm rung loa tạo chấn động âm lan truyền khơng khí Âm loa phát lớn hay nhỏ dòng điện âm tần vào cuộn dây mạnh hay yếu, âm điệu trầm bổng dịng điện âm tần có tần số thấp hay cao Loa có đặc tính sau: Tổng trở thường 4Ω, 8Ω, 16Ω, 32Ω - Công suất định mức từ vài trăm mW đến vài trăm W - Dãy tần làm việc: Loa trầm (woofer): màng loa có khối lượng nặng phát âm trầm tần số từ 20Hz ÷ 1000Hz Loa bổng (tweeter): dạng còi, màng kim loại chuyên phát âm bổng tần số từ 3kHz ÷ 15kHz Loa trung bình (mid range) tròn hay dẹp màng giấy phát tần số từ 200Hz ÷ 10Hz Hình 1-4 Cấu tạo micro loa Hình 1-5 Hình dáng micro loa Câu hỏi ôn tập chương Câu 1: Định nghĩa âm xác định biểu thức bước sóng cho ví dụ minh họa? Câu 2: Tìm hiểu so sánh sơ đồ Audio đa kênh? Câu 3: Thế đo biên độ âm tần? Câu 4: Tình bày cấu tạo micro loa điện động? Chương MẠCH KHUẾCH ĐẠI AUDIO BIÊN ĐỘ NHỎ 2.1 Đại cương 2.1.1 Đặc trưng Mạch khuếch đại có ký hiệu hình 2-1 Năng lượng ngõ vào thường gọi tín hiệu vào tín hiệu Tín hiệu vào tín hiệu dạng điện áp hay cường độ dòng điện ký hiệu Vi, Vo hay Ii, Io Hình 2-1 Ký hiệu mạch khuếch đại Những đặc trưng mạch tiền khuếch đại âm tần: Hệ số khuếch đại A (dB) Đặc tính truyền đạt tần số đặc tính pha Đặc tính biên độ Dải động mức nhiễu Méo phi tuyến 2.1.2 Hệ số khuếch đại A (dB) Hệ số khuếch đại điện áp mạch định nghĩa: 𝐴𝑉 = 𝑉0 (2.1) 𝑉𝑖 Trong việc chuẩn hóa, độ khuếch đại thường tính theo đơn vị dB công thức: 𝐴𝑃 (𝑑𝐵) = 10𝑙𝑜𝑔 → 𝐴𝑃 (𝑑𝐵) = 10𝑙𝑜𝑔 𝑃0 𝑈0 𝑅0 𝑈𝑖 𝑅𝑖 (log 10 = 1; log = 0) 𝑃𝑖 = 10𝑙𝑜𝑔 𝑈0 𝑈𝑖 (𝑑𝑜 𝑅0 = 𝑅1 ) 𝑈0 𝑈0 → 𝐴𝑃 (𝑑𝐵) = 10𝑙𝑜𝑔 ( ) = 20𝑙𝑜𝑔 𝑈𝑖 𝑈1 2.1.3 Đặc tính truyền đạt A (dB) Hệ số khuếch đại điện áp Av thường tính tần số chuẩn âm tần 1kHz, đặc tính truyền đạt mơ tả dạng tín hiệu theo tín hiệu vào suốt dải âm tần (từ 20Hz đến 20kHz) biểu thị hệ số truyền đạt K Hệ số truyền đạt K tính tỉ lệ độ lợi tần số xem xét Ai với độ lợi tần số chuẩn (1kHz) Ao 𝐾= 𝐴𝑖 (2.2) 𝐴0 hay K(dB) = 20log K Méo dạng tín hiệu biên độ không suốt dải tần, gọi méo tần số, tính dB Méo dạng tín hiệu dịch pha tín hiệu ra, gọi méo pha Hình 2-2 Đáp ứng biên độ Hình 2-3 Đáp ứng pha Sự méo pha thường xảy vùng tần số thấp tần số cao Hai loại méo xảy linh kiện tuyến tính gọi chung méo tuyến tính 2.1.4 Đặc tính biên độ - Dải động -Nhiễu Đặc tính biên độ mạch khuếch đại quan hệ điện áp theo điện áp vào (Vo/Vi) Hình vẽ 2-4 cho thấy điện áp vào Vi nhỏ mức Vimin có nhiễu xuất ngõ Phạm vi làm việc tốt mạch khuếch đại đoạn tuyến tính Nếu điện áp vào Vi vượt mức Vimax có tượng q tải ngõ vào gây méo dạng tín hiệu Nhiễu trường hợp nhiễu nội linh kiện điện tử phi tuyến nhiễu tạp âm nhiệt Tỉ số điện áp vào cực đại cực tiểu gọi dải động tín hiệu theo định nghĩa: Cịn tính theo đơn vị dB: 𝐷𝑠 = 𝑉𝑖𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑖𝑚𝑖𝑛 (2.3) Ds(dB) = 20log Ds Hình 2-4 Đặc tính biên độ Như để tránh bị nhiễu ngõ tín hiệu bị méo dạng, dải động mạch sáng đèn sợi tóc Do OLED chế tạo thành lớn nên chúng dùng nhiều tòa nhà hộ Việc sử dụng OLED trắng giảm đáng kể lượng cho việc chiếu sáng Monitor OLED sử dụng vật liệu phát quang vật liệu bán dẫn hữu cơ, kỹ thuật hiển thị kiểu phát ánh sáng có dịng điện kích thích 9.5.5 Các thành phần OLED Hình 9-13 Các thành phần OLED Giống diode phát quang LED, diode phát quang hữu OLED thiết bị bán dẫn thể rắn có độ dày từ 100 đến 500 nm hay khoảng nhỏ 200 lần đường kính sợi tóc Các OLED hai ba lớp vật liệu hữu cơ, trường thiết kế ba lớp thứ ba giúp truyền tải electron từ cathode tới lớp phát sáng (Emissive Layer)  Tấm (substate) làm từ nhựa trong, thủy tinh Tấm có tác dụng chống đỡ cho OLED  Anode (trong suốt) lấy electron (hay tạo lỗ trống mang điện dương), có dịng điện chạy qua thiết bị  Các lớp hữu tạo thành từ phân tử hữu hay polimer  Lớp dẫn (conductive layer) làm từ phân tử hữu dẻo, có nhiệm vụ truyền tải lỗ trống từ anode Một polimer dẫn sử dụng OLED polyaniline  Lớp phát sáng (imissive layer) làm từ phân tử hữu dẻo (khác loại với lớp dẫn), có nhiệm vụ truyền electron từ cathode Một loại polymer dùng lớp phát sáng poly fluorence  Cathode (có thể suốt khơng tùy thuộc vào loại OLED) tạo electron có dịng điện chạy qua thiết bị 197 9.5.6 Nguyên lý phát sáng OLED Các OLED phát ánh sáng theo cách giống với LED Quá trình gọi trình phát lân quang điện tử (electrophoshoresence) Quá trình xảy sau: - Nguồn điện cung cấp dòng cho OLED - Một dòng electron chạy từ cathode qua lớp hữu tới anode  Cathode truyền electron cho lớp phân tử hữu phát quang  Anode lấy electron từ lớp phân tử hữu (điều giống với việc truyền lỗ trống mang điện dương cho lớp dẫn) -Tại biên lớp phát quang lớp dẫn, electron gặp lỗ trống  Khi electron gặp lỗ trống, tái hợp với lỗ trống (hay rơi vào mức lượng nguyên tử lỗ trống bị electron)  Khi tái hợp xảy ra, electron tái hợp tạo lượng dạng photon ánh sáng - OLED phát ánh sáng Màu ánh sáng phụ thuộc vào kiểu phân tử hữu lớp phát quang Khi sản xuất thường đặt vài loại film hữu OLED để ánh sáng màu khác Cường độ hay độ sáng ánh sáng phụ thuộc vào lượng điện cung cấp, lượng điện lớn ánh sáng mạnh 9.5.7 Ưu nhược điểm hình OLED - Các ưu điểm OLED: Công nghệ LCD lựa chọn số thiết bị nhỏ phổ biến TV hình lớn Cơng nghệ đèn LED thường dùng để tạo thành chữ số đồng hồ điện tử thiết bị điện tử khác Công nghệ OLED đưa nhiều ưu điểm so với công nghệ LCD như:  Các lớp hữu nhựa OLED mỏng hơn, nhẹ mềm dẻo lớp tinh thể LED hay LCD  Bởi lớp phát quang OLED nhẹ nên OLED mềm dẻo thay cứng rắn Tấm OLED làm nhựa thay thủy tinh dùng cho LED LCD  OLED sáng LED, lớp hữu OLED mỏng nhiều lớp tinh thể vô tương ứng LED nên lớp phát quang lớp dẫn OLED chế tạo thành nhiều lớp  LED LCD cần dùng thủy tinh để hỗ trợ thủy tinh lại hấp thụ phần ánh sáng OLED lại không cần dùng thủy tinh  OLED không cần chiếu sáng LCD LCD hoạt động cách chặn vùng ánh sáng đèn để tạo thành hình ảnh, OLED tự phát sáng Bởi OLED khơng cần chiếu sáng nên chúng tiêu thụ điện nhiều so với 198 LCD (hầu hết điện cho LCD dùng cho chiếu sáng nền) Ưu điểm đặc biệt quan trọng thiết bị sử dụng pin điện thoại di động hay máy tính xách tay  OLED chế tạo dễ dàng làm thành có kích thước lớn Bởi OLED chủ yếu nhựa dẻo, chúng làm thành rộng mỏng Với LED hay LCD điều khó khăn  OLED có góc nhìn rộng hơn, vào khoảng 1700 Do LCD hoạt động cách chặn ánh sáng nên chúng có tầm nhìn hạn chế góc định Các LOED tự phát ánh sáng nên chúng có góc nhìn rộng nhiều -Các nhược điểm LOED: OLED cơng nghệ hoàn hải cho kiểu hiển thị Tuy nhiên, chúng bộc lộ số nhược điểm  Tuổi thọ: film OLED xanh đỏ có tuổi thọ khoảng 10.000 đến 40 000 giờ, film xanh da trời có tuổi thọ khoảng 1000  Chế tạo: phức tạp nên giá thành cịn cao loại hiển thị khác 199 Hình 9-14 Nguyên lý phát sáng OLED Câu hỏi ôn tập chương Câu 1: Trình bày cấu tạo đèn hình CRT? Câu 2: Nguyên lý hoạt động đèn hình CRT? Câu 3: Ưu nhược điểm đèn hình CRT? Câu 4: Trình bày cấu tạo đèn hình Plasma? Câu 5: Nguyên lý hoạt động đèn hình Plasma? Câu 6: Trình bày cấu tạo đèn hình phần tạo ánh sáng LCD? Câu 7: Cấu tạo Mosfet điều khiển lớp LCD? Câu 8: Trình bày cấu tạo hình OLED phân loại? Câu 9: Nguyên lý phát sáng OLED? Câu 10: Cấu tạo loại hình OLED khác? Câu 11: Ưu nhược điểm hình OLE 200 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Trà - Thái Vinh Hiển, Kỹ thuật Audio-Video, Nhà xuất Giáo dục, năm 2004 [2] Nguyễn Tiên, Mạch điện máy thu hình màu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 1994 [3] Nguyễn Tấn Phước, Máy khuếch âm transistor IC, Nhà xuất Hồng Đức, năm 2009 [4] Đỗ Hoàn Tiến, Audio Video số, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 2002 [5] Phan Văn Hồng, Kỹ thuật truyền hình, Nhà xuất TH TP Hồ Chí Minh, năm 2001 [6] Nguyễn Tấn Phước, Kỹ thuật Audio Video, Nhà xuất Hồng Đức, năm 2010 [7] Trần Viết Thắng, Thiết bị đầu cuối viễn thông, Trường đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM, năm 2007 [8] Ken-C.Pohlmann, Principles of Digital Audio, New York, 1994 201 KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu SIF Tiếng Anh Sound Intermedium Frequency nd Tiếng Việt Trung tần tiếng thứ ABL AC-3 – Autormatic Bright limited Audio Codec Tự động hạn chế độ sáng Mã hoá âm chiều ALC Autormatic Level Control Tự động điều chỉnh mức AFAMP AFC Audio Fgrequency Amplifier Khuếch đại âm tần Autormatic Frequency Comparator Tự động so tần AGC Automatic Gain Control Tự động điều chỉnh độ lợi AM ATT Amplitude Modulation Attenuation Điều chế biên độ Điều chỉnh âm lượng CCIR Comite Consultatif International des Ratio Communication International Commission on illumination CIE Uỷ ban tư vấn thông tin quốc tế Uỷ ban quốc tế chiếu sáng CRT EHF Cathode Ray Tube Extremely Hight Fryquencies Đèn hình (chân không) Các tần số cao ELF FBT Extremely Low fryquencies Fly Back Transformer Các tần số thấp Biến áp dòng (bốt cao áp) FCC Federal Communication Commission FM Frequency Modulation FSK FM.Det Uỷ ban viễn thông liên bang Điều chế tần số (điều tần) Frequency Shift Keying Frequency Modulation Detection Khố dịch tần Tách sóng điều tần H.OSC H.out – Horizontal Oscillator Horizontal out Dao động dịng Khuếch đại cơng suất dịng HDTV Hight Definition Television Truyền hình độ phân giải cao HF Hight Fryquencies Các tần số cao HV IF Hight Voltage Intermediate Fryquency Amp Đại cao áp Khuếch đại trung tần Low Fryquencies Các tần số thấp AMP LF MF NTSC Medium Fryquencies National Television Committee PAL Phase Alternating Line 202 Các tần số trung bình System Hiệp hội tiêu chuẩn truyền hình quốc tế Pha thay đổi theo dòng PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha PLL Phase Lock Loope Vịng khố pha QAM Điều chế biên độ vng góc Quadrature Amplitude Modulation Quadrature Phase Shift Keying Radio fryquency Khóa dịch pha vng góc Tần số vơ tuyến (cao tần) Radio fryquency Amplifyer Khuếch đại cao tần Suppress Amptitude Modulator Điều biên nén SAW SECAM Surface Acoustics Wave Sequential Color with Memory Sóng âm truyền lan bề mặt SHF Super Hight Fryquencies Các tần số siêu cao SNR Signal Noise Rate Tỉ lệ tín hiệu tạp âm Synchronous Separate Tách xung đồng UHF V.AMP Ultra Hight Fryquencies Video Amplifier Các tần số cực cao Khuếch đại hình V.Det Video Detector Tách sóng hình V.OSC Vertical Oscilator Dao động quét mành V.out Vertical Out Khuếch đại công suất mành VCO Voltage Controlled Oscillator Dao động điều khiển điện QPSK RF RF AMP SAM Sync Sep Truyền lần lợt có nhớ áp VF Voice Fryquency Tần số giọng nói VHF VLF Very Hight Fryquencies Very Low Fryquencies Các tần số cao Các tần số thấp 203 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TÍN HIỆU AUDIO 1.1 Định nghĩa 1.1.1 Âm tự nhiên 1.1.2 Thính giác người 1.1.3 Âm nhạc 1.2 Audio đa kênh 1.3 Vấn đề đo biên độ âm tần 1.4 Linh kiện điện 1.4.1 Micro điện động 1.4.2 Loa điện động Câu hỏi ôn tập chương Chương MẠCH KHUẾCH ĐẠI AUDIO BIÊN ĐỘ NHỎ 2.1 Đại cương .8 2.1.1 Đặc trưng 2.1.2 Hệ số khuếch đại A (dB) 2.1.3 Đặc tính truyền đạt A (dB) 2.1.4 Đặc tính biên độ - Dải động -Nhiễu 2.1.5 Méo phi tuyến 10 2.1.6 Nguồn tín hiệu âm tần 10 2.2 Khuếch đại hạng A 10 2.2.1 Phân cực hạng A 10 2.2.2 Đặc tuyến ngõ vào IB/VBE 10 2.2.3 Ðặc tuyến ngõ IC/VCE 11 2.3 Mạch khuếch đại hồi tiếp 12 2.3.1 Phân loại mạch hồi tiếp 12 2.3.2 Cách xác định loại hồi tiếp 13 2.3.3.Phân loại hồi thừa sô hồi tiếp f 14 2.4 Mạch khuếch đại dùng BJT 15 2.5 Tiền khuếch đại dùng OP-AMP 15 Câu hỏi ôn tập chương 16 Chương 17 204 MẠCH CHỌN LỌC ÂM SẮC 17 3.1 Đại cương 17 3.1.1 Phân loại theo linh kiện 17 3.1.2 Phân loại theo tác dụng 17 3.2 Đáp ứng tần số (Frequency reponse) 17 3.3 Mạch lọc thụ động dùng RC 18 3.3.1 Mạch lọc hạ thông 18 3.3.2 Mạch lọc thượng thông 21 3.3.3 Mạch lọc dải thông 22 3.3.4 Mạch lọc dải triệt .24 3.3.5.Hai mạch lọc RC ghép nối tiếp 25 3.4 Mạch lọc tích cực 25 3.4.1 Đại cương 25 3.4.2 Mạch lọc hạ thông 26 3.4.3 Mạch lọc thượng thông 27 3.4.4 Mạch lọc dải thông 27 3.4.5 Mạch lọc dải triệt .27 3.5 Ứng dụng mạch lọc xử lý audio 28 3.5.1 Mạch Tone .28 3.5.2 Mạch Bass .28 3.5.3 Mạch Treble 29 3.5.4 Mạch trầm bổng Baxandal 30 3.5.5 Mạch Graphic Equalizer 31 3.6 Mạch chọn âm sắc ampli karaoke 32 Câu hỏi ôn tập chương 34 Chương 35 MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT .35 4.1 Đại cương 35 4.1.1 Hạng khuếch đại mạch công suất 35 4.1.2 Các thông số mạch khuếch đại công suất 35 4.1.3 Công suất tiêu tán cực đại transistor 35 4.2 Mạch khuếch đại công suất hạng A 37 4.2.1 Bài tốn phân tích mạch 39 4.2.2 Bài toán tổng hợp mạch 39 4.2.3 Nhận xét 40 4.3 Mạch khuếch đại công suất hạng B 40 4.4 Mạch khuếch đại công suất hạng AB 42 4.4.1 Một số cách mắc tranzitor đặc biệt khuếch đại 45 205 4.4.2 Khuếch đại dải rộng khuếch đại xung 46 4.5 Mạch khuếch đại công suất kiểu OTL .50 4.5.1 Mạch OTL có biến áp đảo pha 50 4.5.2 Mạch công suất OTL ráp bổ phụ 52 4.5.3 Mạch công suất OTL ráp bổ phụ có tụ tăng cường 55 4.6 Mạch khuếch đại công suất kiểu OCL 56 4.6.1 Mạch OCL ráp darlington có mạch vi sai 58 4.7 Mạch khuếch đại công suất kiểu BTL 59 4.7.1 Sơ đồ khối 60 4.7.2 Nguyên lý hoạt động 60 4.7.3 Sơ đồ mạch BTL dùng transistor 60 4.7.4 Sơ đồ mạch BTL dùng IC 61 4.8 Mạch khuếch đại công suất dùng Mosfet 64 4.8.1 Mạch công suất dùng hai Mosfet kênh N (hình 4-23) 64 4.8.2 Mạch công suất dùng Mosfet kênh N kênh P (hình 4-24) 65 4.9 Khuếch đại vi sai 67 4.9.1 Sơ đồ nguyên lý khuếch đại vi sai 67 4.9.2 Đặc tính truyền đạt khuếch đại vi sai 69 4.9.3 Phân tích phổ tín hiệu khuếch đại vi sai 70 4.9.4 Nguồn dòng khuếch đại vi sai 71 4.9.5 Tính khuếch đại khuếch đại vi sai 71 Câu hỏi ôn tập chương 73 Chương 77 TỔNG QUAN VỀ VIDEO 77 5.1 Đại cương 77 5.1.1 Lịch sử phát triển 77 5.1.2 Tổng quan truyền hình 77 5.1.3.Ảnh tự nhiên – Tái tạo ảnh 78 5.2 Phân tích ảnh 79 5.3 Màu sắc biểu diễn màu sắc .80 5.3.1.Đặc điểm màu sắc ánh sáng 80 5.3.2.Sự biểu diễn màu sắc 81 5.4 Tín hiệu video tương tự 82 5.4.2 Các thành phần video tương tự 85 5.4.3 Phổ tín hiệu video 86 5.4.4 Các tiêu chuẩn truyền dẫn video tương tự 86 5.4.5 Tín hiệu video tổng hợp 87 5.5 Camera .88 206 5.6 Hệ thống thu - phát hình đen trắng .89 5.6.1 Nguyên tắc truyền hình ảnh 89 5.6.1.1 ánh sáng, màu sắc cảm thụ mắt 89 5.6.1.2 Đặc tính mắt người 91 5.6.1.3 Nguyên lý truyền hình ảnh 92 5.6.2 Dạng phổ tín hiệu truyền hình 97 5.6.3 Dải thơng tín hiệu truyền hình 98 5.6.3.1 Cấu trúc dải thơng tín hiệu truyền hình 98 5.6.3.2 Cấu trúc kênh truyền hình 99 Kênh sóng 99 Tần số mang hình 99 Carry frequency 99 Dải tần .99 (Range band) .99 Tần số mang hình 100 (Carry frequency) 100 5.6.4 Tín hiệu hình tổng hợp 102 5.6.4.1 Dạng sóng tín hiệu hình tổng hợp 102 5.6.4.2 Xung đồng xung cân 103 5.6.5 Sơ đồ khối máy phát hình đen trắng 105 5.6.6 Sơ đồ khối máy thu hình đen trắng 106 5.6.6.1 Sơ đồ khối 106 5.6.6.2 Nguyên lý hoạt động 107 5.6.7 Sơ đồ nguyên lý máy thu đen trắng 109 5.6.7.1 Sơ đồ nguyên lý TV SamSung BT 359R 109 5.6.7.2 Nguyên lý hoạt động 109 Chương 113 CÁC TÙY CHỌN TRONG KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH 113 6.1 Đại cương 113 6.2 Tùy chọn tỉ lệ khn hình 113 6.3 Tùy chọn số hình/giây – tần số quét dọc 113 6.3.1.Hiện tượng flicker 113 6.3.2.Chọn tần số quét dọc 114 6.3.3.Chọn cách quét liên tục hay quét xen kẽ 114 6.4 Chọn số dòng quét/hình – tần số quét ngang 114 6.4.1 Số dịng/hình chất lượng kỹ thuật hình 114 6.4.2 Chọn tần số quét ngang 115 6.5 Chọn dải tần video 115 207 6.6 Chọn âm hay chọn kênh sóng 116 6.6.1 Chọn tần số FM cho âm 116 6.6.2 Chọn kênh sóng 116 6.7 Chọn truyền hình đen trắng hay màu .116 6.8 Chọn tín hiệu màu 117 6.8.1 Cảm giác màu sắc mắt người 117 6.8.2 Tín hiệu màu RGB (RGB color video) 117 6.8.3.Video thành phần Y, R-Y, B-Y (component video) 118 6.8.4.Tín hiệu màu Chói Sắc hay Y,C (S video) 120 6.8.5.Tín hiệu màu tổng hợp (composite color video) 121 Câu hỏi ôn tập chương 121 Chương 122 MÃ HÓA HAY ĐỊNH DẠNG VIDEO 122 7.2 Tín hiệu đen lóe (black burst) 122 7.2.1 Tín hiệu Đen Lóe (BB) 122 7.2.2 Tin tức xóa ngang dọc (Horizontal & Vertical Blanking) 123 7.2.4 Tin tức Lóe màu 125 7.3 Tín hiệu màu chói sắc (y,c) 126 7.3.1 Sóng mang màu hay tín hiệu sắc NTSC 126 7.3.2 Sóng mang màu hay tín hiệu sắc PAL 128 7.3.3 Sóng mang màu hay tín hiệu sắc SECAM 130 7.4 Tín hiệu màu tổng hợp .131 7.4.1 Các tin tức tín hiệu màu tổng hợp 131 7.4.2.Thuận lợi video tổng hợp 132 7.5.Tóm tắt dạng thức video tương tự 133 Chương 133 NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐÀI PHÁT VÀ MÁY THU HÌNH 133 8.1 Đài phát hình hệ NTSC 133 8.1.1 Khái quát hệ màu NTSC 133 8.1.2 Hệ tọa độ V, U I, Q 134 8.1.3 Tiêu chuẩn 136 8.1.4.Sơ đồ khối 136 8.2.Máy thu hình hệ NTSC .138 8.2.1 Lựa chọn tần số sóng mang màu 138 8.2.2 Điều biên nén (SAM ) 139 8.2.3 Giải điều biên nén (SAM) 141 8.2.4 Mã hoá hệ màu NTSC 142 8.2.5 Giải mã màu hệ NTSC 144 208 8.2.6 Khối cao tần 145 8.2.7 Khối trung tần hình 145 8.2.8 Khối tách sóng hình 145 8.2.9 Khối âm 146 8.2.10 Khối tách sóng điều biên nén 146 8.2.11 Khối ma trận ngược 146 8.2.12 Khối đồng 147 8.2.13 Khối tạo khung sáng 147 8.2.14 Kết luận hệ NTSC 147 8.3 Đài phát hình hệ PAL 148 8.3.1 Khái quát lý hình thành hệ PAL 148 8.3.2 Lựa chọn tần số sóng mang phụ 149 8.3.3 Tín hiệu đồng màu 150 8.3.4 Tiêu chuẩn 150 8.3.5 Sơ đồ khối 151 8.4 Máy thu hình hệ PAL 152 8.4.2 Giải mã PAL 154 8.4.3 Ma trận PAL 156 8.4.4 Vịng khóa pha (Phase Lock Loop) 157 8.4.5 Nhận dạng màu tách sóng điều biên nén 157 8.4.6 Kết luận PAL 158 8.5 Đài phát hình hệ SECAM 158 8.5.1 Khái quát hệ màu SECAM 158 8.5.2 Tín hiệu đồng màu 159 8.5.3 Phổ tín hiệu SECAM 160 8.5.4 Mã hoá SECAM 160 8.5.5 Tiêu chuẩn 162 8.5.6 Sơ đồ khối 162 8.6 Máy thu hình hệ SECAM 164 8.6.1 Tái tạo dòng 164 8.6.2 Mạch hạn biên tách sóng FM 164 8.6.3 Giải mã SECAM 165 8.6.4 Nhược điểm SECAM 166 8.6.5 Hệ SECAM IIIB 167 8.6.6 Mã hóa SECAM IIIB 170 8.6.7 Kết luận hệ SECAM IIIB 174 8.6.8 Sơ đồ khối máy thu hình màu 174 8.6.9 Các mạch điện máy thu hình màu 176 209 8.6.10 Khối quét dòng 179 8.7 Máy phát sóng video đơn giản 179 8.7.1 Sơ đồ khối 179 8.7.2 Sơ đồ nguyên lý (hình 8-47) 180 8.7.3.Nguyên lý hoạt động 180 Câu hỏi ôn tập chương 182 Chương 183 CÁC LOẠI MÀN HÌNH HIỂN THỊ 183 9.1 Tổng quan 183 9.2 Đèn hình CRT 183 9.2.1 Cấu tạo 183 9.2.2 Nguyên lý hoạt động 184 9.2.3.Ưu nhược điểm 184 9.2.4.Đèn hình PIL (Precision in Lines: xác hàng) 185 9.2.5 Màn hình Trinitron (Sony) 185 9.3 Đèn hình plasma .185 9.3.1.Chất Plasma 186 9.3.2 Cấu tạo hình Plasma 186 9.3.3.Phản ứng hóa học 187 9.3.4.Nguyên lý hoạt động 188 9.4.Màn hình LCD 188 9.4.1.Cấu tạo hình LCD 188 9.4.2 Phần tạo ánh sáng 190 9.4.3.Cấu tạo Mosfet điều khiển lớp LCD 190 9.4.4.Tấm lọc màu 191 9.4.5.Ánh sáng 192 9.5 Màn hình OLED (organic light emitting diode) 193 9.5.1 Phân loại OLED 193 9.5.2.Oled ma trận thụ động (PMOLED: Passive Matrix OLED) 194 9.5.3.OLED ma trận chủ động (AMOLED :Active Matrix OLED) 194 9.5.4.Các loại OLED khác 195 9.5.5 Các thành phần OLED 197 9.5.6.Nguyên lý phát sáng OLED 198 9.5.7 Ưu nhược điểm hình OLED 198 Câu hỏi ôn tập chương 200 TÀI LIỆU THAM KHẢO 201 KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT 202 210 211 ... thống trình giảng dạy Giảng viên Giáo trình ? ?Kỹ thuật audio - video” xây dựng biên soạn dựa tài liệu tham khảo liệt kê trang cuối giáo trình Nội dung giáo trình đề cập đến kiến thức kỹ thuật. .. thông tin Môn học Kỹ thuật audio – video học phần chương trình đào tạo bậc Đại học chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Giáo trình xây dựng phục... gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Chúng tơi xin tiếp thu nhiều ý kiến đóng góp mong nhận bạn đọc để giáo trình hồn thiện Mọi góp ý xin gửi địa chỉ: Bộ môn Kỹ thuật điện -