Đang tải... (xem toàn văn)
113 Chương 6 CÁC TÙY CHỌN TRONG KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH 6 1 Đại cương Ảnh thật khi được hội tụ trên mặt bia của camera sẽ được đổi thành tín hiệu hình (video) Việc chuyển đổi sẽ được thực hiện từng điểm[.]
Chương CÁC TÙY CHỌN TRONG KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH 6.1 Đại cương Ảnh thật hội tụ mặt bia camera đổi thành tín hiệu hình (video) Việc chuyển đổi thực điểm Số điểm tối đa hình, số hình truyền giây máy thu chuyển đổi ngược lại để có ảnh giống ảnh thật thu camera? Đây thông số tùy chọn hệ thống truyền hình 6.2 Tùy chọn tỉ lệ khn hình Đầu tiên, vào năm 1935, bắt đầu có hệ thống truyền hình đen trắng, khn hình chọn tỉ lệ 3-4-5 Trong chiều cao, chiều rộng kích thước đường chéo (theo định lý Pythagone) Như vậy, muốn nói kích thước khn hình cần nói kích thước đường chéo đủ Tỉ lệ khn hình 3-4-5 có nhược điểm ngồi cách xa hình khoảng lần chiều cao hình tầm nhìn mắt có góc rộng khoảng 200 theo chiều rộng 1200 theo chiều cao Khi xem tivi, mắt đồng thời thấy nhiều không gian dư thừa chung quanh, để thấy rõ hình ảnh phải tăng độ sáng ảnh cao chung quanh nhiều lần điều làm cho mắt mau mỏi Ở hệ truyền hình truyền hình độ nét cao (HDTV), tỉ lệ khn hình đổi thành 16x9 Điều giúp tận dụng trường quan sát mắt theo chiều ngang, khoảng cách ngồi xa ảnh thu ngắn lại khoảng lần chiều cao Như vậy, ảnh chiếm tỉ lệ cao trường hợp mắt nên độ sáng không cần cao chung quanh mà mắt thấy rõ đỡ mỏi mắt 6.3 Tùy chọn số hình/giây – tần số qt dọc Việc chọn số hình/ giây nhằm mục đích mắt nhìn thấy hình cử động liên tục tránh tượng nhấp nháy (flicker) ảnh xuống mức chấp nhận 6.3.1 Hiện tượng flicker Khi truyền hết đường từ trái sang phải có thời gian xóa hồi ngang, truyền xong hình có thời gian xóa hồi dọc Thời gian xóa hồi dọc chiếm khoảng 10% thời gian truyền hình, tính thời gian xóa khoảng 25% thời gian truyền 113 hình Khi truyền hình truyền điểm (trong điện ảnh truyền hình có khoảng 24 hình/giây), truyền đến điểm hình điểm đầu hình bị mờ Độ sáng hình tỉ lệ với mức điện áp DC cung cấp từ nguồn Nguồn DC lấy từ lưới xoay chiều cơng nghiệp nên có dợn sóng theo tần số lưới (50Hz hay 60Hz) Khi điện áp bị giảm gợn sóng làm độ sáng hình bị tối Tất tượng làm cho hình ảnh thu có tượng nhấp nháy (flicker) 6.3.2 Chọn tần số quét dọc Trong ba nguyên nhân trên, điện áp dợn sóng nguồn quan trọng Để giảm tượng flicker, tần số quét dọc chọn tần số lưới điện 50Hz (hay 60Hz) Khi điện áp dợn sóng giảm xuống lúc thời gian hồi dọc khơng vó hình nên mắt khơng nhìn thấy 6.3.3 Chọn cách quét liên tục hay quét xen kẽ Trong điện ảnh cần thiếu 24 hình/giây đủ thấy ảnh cử động liên tục Nếu tần số quét dọc 50Hz hay 60Hz mà quét liên tục từ xuống giây phải truyền 50 hình hay 60 hình Cách làm hình bị mờ thời gian trở lại điểm quét cũ dài Chọn cách quét xen kẽ, lần quét quét bán ảnh (còn gọi mành = field), quét bán ảnh lẻ trước, bán ảnh chẵn sau Cách quét làm ảnh không bị mờ số ảnh quét giây 25 hình hay 30 hình Số ảnh quét giây gọi m 6.4 Chọn số dịng qt/hình – tần số qt ngang 6.4.1 Số dịng/hình chất lượng kỹ thuật hình Chọn số dịng có hình định nghĩa khả chất lượng kỹ thuật Số dịng/hình cao hình mịn sắc nét Đơng Âu Liên Xô cũ dùng tiêu chuẩn theo OIRT quét 625 dịng/hình, 50 mành/giây (gọi tắt 625/50) cho hệ màu PAL SECAM Bắc Mỹ Nhật dùng tiêu chuẩn FCC qt 525 dịng/hình, 60 mành/giây (525/60) cho hệ màu NTSC Đến năm 1981, tổ chức CCIR quốc tế hóa thông số hai tiêu chuẩn quét khuyến nghị CCIR 601 nên thường gọi chung Video 601 OIRT: Organization International Radio Televison = Hiệp hội quốc tế Phát Truyền hình FCC: Federal Comunication Committee = Hiệp hội Viễn thông Liên bang Mỹ - 114 CCIR: Consultative Committee on International Radio = Hội Tư vấn Sóng điện Quốc tế SECAM: Sequentiel Couleur A Memoire = Tuần tự màu có nhớ NTSC: National Television System Committee = Hội hệ thống truyền hình Quốc gia Mỹ - PAL: Phase Alternative Line = Pha thay đổi dòng - Ngày nay, người ta có tiêu chuẩn 1125 dịng/hình cho hệ HDTV Nhật 1225 dịng/hình cho hệ HDTV châu Âu Để mắt khơng cịn nhận dịng qt phải ngồi xa hình khoảng cách định Đối với hệ truyền hình tiêu chuẩn SDTV phải ngồi xa khoảng lần chiều cao hình (tức khoảng lần đường chéo) Đối với hệ truyền hình độ nét cao HDTV cần ngồi xa khoảng cách lần chiều cao hình 6.4.2 Chọn tần số quét ngang Nếu hệ thống truyền hình phân tích ảnh có N hàng ngang, tần số quét ngang fH (quét dòng) quét dọc fV (quét mành) quan hệ theo biểu thức: 𝑓𝐻 = 𝑁𝑓𝑉 ℎ𝑎𝑦 𝑓𝐻 = 𝑁 𝑚 (6.1) Thí dụ: hệ PAL có N = 625 hàng, số ảnh truyền giây 50 bán ảnh thì: fv = 50Hz, fH = ½ *625*50 = 15625Hz (6.2) Hệ NTSC có N = 525 hàng, số ảnh truyền giây 60 bán ảnh thì: fv = 60Hz, 𝑓𝐻 = ∗ 525 ∗ 60 = 15750𝐻𝑧 (6.3) 6.5 Chọn dải tần video Theo cách tái lập hình đèn hình máy thu, hai điểm sáng tối sát theo chiều ngang, tương ứng ½ chu kỳ sóng video Hình sắc nét đòi hỏi chu kỳ video ngắn tức tần số video cao Điều đòi hỏi dải tần video rộng Tính theo chiều dọc, hai điểm sáng tối sát khoảng cách d hai dịng qt Tương tự, để có độ nét dọc ngang nhau, hai điểm sát theo chiều ngang có khoảng cách hình 6-1 Tùy tỷ lệ hình 4x3 hay 16x9 xác định thời gian dịng qt, từ tần số video cao (hay dải tần video) tính sau: Gọi D chiều ao hình, có 625 hàng ngang (575 dịng hình) thì: d=D/575 => D=575.d Nếu có tỉ lệ 4x3 chiều ngang hình là: 4𝐷 = ∗ 575 𝑑 3 Thời gian để quét hàng ngang 52𝜇𝑠 (một hàng ngang quét 64 𝜇𝑠 trừ 12 𝜇𝑠 xóa ngang) Như vậy: 4 𝐷 = × 575 𝑑 = 52𝜇𝑠 => 𝑑 = ⋯ 3 115 Do d = ½ T nên T = 2d Ta tính tần số video max theo cơng thức: 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝑇 = 𝑑 ≅ 7,5 𝑀𝐻𝑧 (6.4) Tính tương tự: Tiêu chuẩn 525 hàng 60 mành/giây 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 6,3 𝑀𝐻𝑧 Tiêu chuẩn 1125 hàng 60 mành/giây 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 39𝑀𝐻𝑧 Hình 6-1 Khoảng cách hai điểm sát d = 1/2T 6.6 Chọn âm hay chọn kênh sóng 6.6.1 Chọn tần số FM cho âm Khi truyền hình phải truyền âm kèm theo Để thuận tiện, âm điều tần ghép chung vào tín hiệu video, truyền chung đường Sóng mang FM chọn có tần số cao sát cạnh tần số cao video, đó, sóng âm FM nhập chung với video mà khơng bị lẫn lộn - Theo OIRT, dải tần video 0Hz đến 6MHz, sóng FM 6,5MHz - Theo FCC, dải tần video 0Hz đến 4,2MHz, sóng FM 4,5MHz - Theo CCIR, dải tần video 0Hz đến 5MHz, sóng FM 5,5MHz 6.6.2 Chọn kênh sóng Tần số sóng FM định độ rộng kênh truyền hình theo tiêu chuẩn Mỗi kênh có sóng mang cao tần để truyền tín hiệu video, tần số sóng mang kênh phải cách khoảng gọi độ rộng kênh truyền hình Độ rộng kênh truyền hình tùy thuộc theo tiêu chuẩn truyền hình sử dụng quốc gia khác Thí dụ: - Kênh OIRT có khoảng tần số từ 199,25 MHz đến 205,75MHz (rộng 6,5MHz) - Kênh 11 FCC có khoảng tần số từ 199,25 MHz đến 203,75MHz (rộng 4,5MHz) 6.7 Chọn truyền hình đen trắng hay màu Đầu tiên có truyền hình đen trắng, cần đầu đọc đổi hình tín hiệu 116 hình đen trắng (B&W video), phản ánh cường độ sáng điểm cảnh Đúng phải gọi video thang xám (Grayscale Video) để phân biệt với B&W video đồ họa, có hai màu đen trắng Tín hiệu có điện áp EY phản ánh biên độ trung bình tồn phổ (tồn dải sóng ánh sáng) Để truyền hình màu, trước hết phải tách riêng ba thành phần ánh sáng đỏ R, ánh sáng xanh G ánh sáng xanh lơ B có nguồn sáng Ba tín hiệu ba đầu đọc riêng đổi thành ba loại video đỏ ER, video xanh EG video xanh lơ EB Việc tách màu có nghĩa chia phổ làm ba quãng ba điện áp ER, EG, EB ba mức trung bình ba qng phổ riêng 6.8 Chọn tín hiệu màu 6.8.1 Cảm giác màu sắc mắt người Cảm sắc màu mắt người có được, nhờ ba nhóm tế bào thần kinh thị giác nằm hốc mắt, gọi nhóm đỏ (Red), nhóm (Green) nhóm lơ (Blue) Gọi nhóm R tế bào thuộc nhóm nhạy cảm với ánh sáng đỏ Tương tự, nhóm G nhạy cảm với màu xanh cây, nhóm B nhạy cảm với màu lơ Khi đem nguồn sáng đỏ, xanh lơ chiếu lên ảnh vải trắng, vùng giao đỏ xanh thấy màu vàng (Yellow), vùng giao màu xanh màu lơ thấy màu lam (Cyan), vùng giao màu lơ màu đỏ thấy màu tía (Magnenta) Tại vùng giữa, nơi vịng màu giao cho màu trắng Vẫn vùng giữa, thay đổi cường độ sáng màu với tỉ lệ khác nhau, mắt cảm nhận hầu hết màu có thiên nhiên Nói khác đi, cảm giác màu sắc mắt ba nhóm tế bào R, G, B bị kích thích theo tỉ lệ màu nhận khác mà 6.8.2 Tín hiệu màu RGB (RGB color video) Để truyền hình màu, đầu phát cần “lọc ra” “do riêng” cường độ ba thành phần ánh sáng đỏ, xanh xanh lơ có điểm sáng Kết đo được, ba điện áp ER, EG, EB tin tức tỉ lệ liều lượng kích thích ba nhóm tế bào R, B, G mắt, để giúp có lại cảm giác màu truyền 117 Hình 6-2 Truyền hình màu tỉ lệ pha trộn R, G, B Ba điện áp ER, EG, EB ba tin tức có từ cảnh màu, nên gọi “video gốc” hay “video RGB” (RGB video) 6.8.3 Video thành phần Y, R-Y, B-Y (component video) Theo phân tích trên, ba điện áp ER, EG, EB phản ánh mức trung bình (khách quan) ba quảng phổ riêng, điện áp EY hay “độ chói” lại phản ảnh “độ cảm nhận (chủ quan) mắt với mức trung bình tồn phổ” Người ta làm thí nghiệm sau: - Giả sử với độ sáng đèn neon trắng 40W, mắt đọc sách dễ dàng, xem độ chói 100% - Độ sáng đèn neon xanh 40W, mắt đọc sách khó độ chói (cảm nhận) có 59% so với đèn neon trắng - Độ sáng đèn neon đỏ 40W, mắt đọc sách khó độ chói có 30% so với đền nêon trắng - Độ sáng đèn neon xanh lơ 40W, mắt khơng đọc sách nữa, độ chói có 11% so với đèn neon trắng 118 Hình 6-3 Độ chói thay đổi theo bước sóng Nói cách khác, độ chói 100% mà mắt người cảm nhận ánh sáng trắng (cảm giác với toàn phổ), có đóng góp 30% thành phần ánh sáng đỏ (quãng phổ đỏ), 59% thành phần ánh sáng xanh (quãng phổ xanh cây) 11% thành phần ánh sáng xanh lơ (quãng phổ xanh lơ) Từ đó, người ta suy điện áp chói EY từ ba điện áp ER, EG, EB theo công thức EY = 0,30ER + 0,59EG + 0,11EB (6.5) Điện áp EY video đen trắng (Black & White video) Truyền hình đen trắng truyền tín hiệu EY, truyền hình màu cần truyền them hai ba điện áp ER, EG, EB đủ Người ta chọn hai “điện áp trừ màu” ER-EY EB-EY để truyền EY sau: ER – EY = + 0,70ER - 0,59EG - 0,11EB (6.6) ER – EY = - 0,30ER - 0,59EG + 0,89EB (6.7) Việc đổi từ ER, EG EB EY, ER-EY EB-EY ngược lại thực nhờ ma trận Thực chất mạch cộng trừ điện áp theo tỉ lệ cho trước Tín hiệu màu gồm điện áp chói Y (luminance Y) hai điện áp trừ màu RY, B-Y (color difference) gọi tín hiệu màu thành phần (component color video) Như vậy, truyền hình màu truyền hình đen trắng Y có them hai tin tức màu R-Y B-Y 119 Hình 6-4 Ma thuật ma trận ngược 6.8.4 Tín hiệu màu Chói Sắc hay Y,C (S video) Trong nhiều trường hợp ứng dụng, tín hiệu màu thành phần khơng thuận lợi, ba điện áp riêng rẽ Người ta tìm cách thu gọn video thành phần cách nhập chung R-Y, B-Y để có điện áp sắc C (color) cách điều chế hai điện áp R-Y B-Y vào sóng mang phụ (sub carrier), tương tự điều chế tín hiệu âm vào sóng mang tiếng Hình 6-5 Điều chế R-Y B-Y sóng mang phụ Sóng mang phụ điều chế, bên mang hai tin tức màu R-Y B-Y gọi “sóng mang màu” hay “tín hiệu sắc”, ký hiệu C (Chrominance) Tín hiệu màu thu gọn cịn điện áp chói Y (thơng tin hình đen trắng) 120 điện áp sắc C (thông tin màu), gọi tín hiệu màu Chói*Sắc hay Y*C Do hệ màu không thống vế cách thức điều chế nên tín hiệu Y*C cịn phân biệt ba loại Y*C NTSC, Y*C PAL Y*C SECAM 6.8.5.Tín hiệu màu tổng hợp (composite color video) Truyền hình màu đời sau truyền hình đen trắn nên phát phải cho máy thu đen trắng có trước nhận video màu (nhưng cho hình đen trắng) Yêu cầu tương hợp với đen trắng, bắt buộc video màu trước hết phải video đen trắng, truyền kênh sóng đen trắng, đồng thời đem điện áp sắc C nhập chung vào điện áp chói Y, để có điện áp nhất, gọi video màu tổng hợp Vì có ba loại sóng mang màu, nên có ba loại video màu tổng hợp NTSC, PAL SECAM Hình 6-6 Mạch mã hóa truyền hình màu Hình 6-7 Mạch giải mã máy video màu Tín hiệu màu tổng hợp thực nhờ mạch mã hóa đài phát máy thu có mạch giải mã để tạo lại tín hiệu màu Câu hỏi ôn tập chương Câu 1: Tùy chọn tỉ lệ khn hình? Câu 2: Tùy chọn số hình/giây tần số quét dọc? Câu 3: Chọn số dịng qt/hình tần số qt ngang? Câu 4: Chọn dải tần video? 121 Câu 5: Chọn âm tần số FM chọn kênh sóng? Câu 6: Cách chọn truyền hình đen trắng, màu? Câu 7: Tín hiệu màu RGB (RGB color video)? Câu 8: Video thành phần Y, R-Y, B-Y (component video)? Câu 9: Tín hiệu màu Chói Sắc hay Y,C (S video)? Câu 10: Tín hiệu màu tổng hợp (composite color video)? Chương MÃ HÓA HAY ĐỊNH DẠNG VIDEO 7.1 Đại cương Hiện nay, video ứng dụng vào nhiều lĩnh vực, phải định dạng cho tương hợp với thiết bị bên nên video ngõ camera phải định dạng theo khuyến nghị CCIR-601, ITU-RBT601 (gọi tắt video 601) CCIR: Consultative Committee on International Radio = Hội Tư vấn Sóng điện Quốc tế ITU: International Telecomunication Union = Hiệp ước Viễn thơng Quốc tế 7.2 Tín hiệu đen lóe (black burst) 7.2.1 Tín hiệu Đen Lóe (BB) Trong thời gian phát hình, lúc đóng camera lại video cho từ camera tín hiệu BB Như vậy, BB video không chứa tin tức cảnh, BB chứa 122 thuộc tính bất biến hình như: số dịng hình, số hình giây, hệ truyền hình màu, … Hình 7-1 Khi đóng camera, có tín hiệu đen lóe Hình 7-2 Khi mở camera, có tin tức Khi có tín hiệu Đen lóe hình có ánh sáng nền, ứng với mức đen hình, sáng tắt máy Khi có video điện áp bị thay đổi theo độ sáng hình thu Như vậy, BB khung chung cho tin tức cảnh chồng lên Burst (hay lóe màu) tin tức có truyền hình màu Trong truyền hình đen trắng có xung đồng tổng hợp (Composite Synchro) Trong tín hiệu BB có tin tức cố định là: Tin tức xóa ngang, xóa dọc Tin tức đồng ngang, đồng dọc Tin tức lóe màu Bốn tin tức đầu giúp xác định tiêu chuẩn quét có dịng/hình, có hình/giây Tin tức lóe màu giúp xác định cách tạo màu theo hệ màu 7.2.2 Tin tức xóa ngang dọc (Horizontal & Vertical Blanking) Tín hiệu xóa có mức áp 0V, mức điện áp 0,03V Thời gian xóa tùy thuộc tiêu chuẩn quét 625/50 hay 525/60 Hình 7.3, 7.4 dạng xóa ngang dọc theo tiêu chuẩn 625/50 123 Hình 7-3 Tin tức xóa ngang Hình 7-4 Tin tức xóa dọc Theo tiêu chuẩn 625/50, thời gian có hình hàng ngang 52𝜇𝑠, hình có 625 dịng 25 dịng cho xóa dọc cho bán ảnh Như vậy, hình thực chất có 625 – 50 = 575 dịng có hình Suy ra: Thời gian có hình là: 52𝜇𝑠 × 575 hàng = 29900𝜇𝑠 Thời gian xóa ngang dọc: (12𝜇𝑠 × 575) + (64𝜇𝑠 + 50) = 10100𝜇𝑠 Tỉ lệ thời gian xóa thời gian tổng cộng là: 10100/(29900+10100) = 25,25% Đây nhược điểm lớn truyền hình tương ¼ cơng suất phát vơ ích cho mắt 7.2.3 Tin tức đồng ngang dọc Để hình ảnh máy thu đứng vững giống hình ảnh thu đài phát điểm sáng hình phải thực trật tự máy thu chuyển từ hình thành tín hiệu video Điều bắt buộc tín hiệu khung phải có thêm tín hiệu điều khiển để máy thu thực việc quét đồng với máy thu Tương tự tín hiệu xóa, có tín hiệu đồng ngang đồng dọc 7.2.3.1 Đồng ngang Trong khoảng thời gian xung xóa ngang 12𝜇𝑠, người ta đặt vào xung âm gọi xung đồng ngang (H synchronization: H sync ) có dạng sóng biên độ hình 7.5 7.6 124 Hình 7-5 Dạng sóng biên độ xung xóa đồng ngang Hình 7-6 Chi tiết dạng sóng biên độ xung đồng ngang 7.2.3.2 Đồng dọc Theo cách qt xen kẽ, ảnh có 625 dịng, bán ảnh có 312,5 dịng Khi hết bán ảnh lẻ có xung xóa hồi dọc quét từ cạnh đáy hình (dịng 313 ) lên cạnh hình (dịng 625) lên điểm đầu cạnh (dòng bán ảnh kế) Trong khoảng thời gian xóa hồi, người ta đặt thêm nhiều xung nhỏ gọi chung xung đồng dọc Thực chất xung đồng dọc gồm nhiều xung âm có độ rộng hẹp liên tiếp nhau, gọi xung cân xung chẻ Hình 7-7 Chi tiết dạng sóng biên độ xung địng dọc 7.2.4 Tin tức Lóe màu 125 Lóe màu (Color Burst) khơng phải tin tức cảnh mà tin tức thêm vào q trình điều chế R-Y, B-Y để có tín hiệu sắc (sóng mang màu) Do có ba kiểu điều chế C NTSC, PAL SECAM nên có ba loại lóe màu tương ứng Tín hiệu lóe màu xuất dòng lần nằm thời gian thềm sau xung đồng ngang Hình 7-8 cho thấy chi tiết lóe màu hệ PAL gồm 10 chu kỳ sóng sin 4,43MHz (là sóng mang tín hiệu màu), biên độ Vpp mức biên độ sync 0,3V đặt mức ±0,15V so với mức xóa 0V Hình 7-8 Tin tức lóe màu đồng ngang Hình 7-9 Chi tiết tín hiệu lóe màu hệ PAL 7.3 Tín hiệu màu chói sắc (y,c) Để truyền hình đơn giản, người ta nhập hai điện áp R-Y B-Y thành tín hiệu sắc C Tín hiệu R-Y B-Y điều chế sóng mang phụ (sub carrier, fsc), khơng thống cách điều chế màu nên tồn ba hệ NTSC, PAL SECAM 7.3.1 Sóng mang màu hay tín hiệu sắc NTSC Hai tín hiệu R-Y B-Y nén để giảm biên độ cho tương đương với biên độ Y, thuận lợi cho việc nhập lại truyền chung đường Hai tín hiệu gọi là: 𝑢 = 0,493(𝐵 − 𝑌) 𝑣à 𝑣 = 0,877(𝑅 − 𝑌) Theo hệ NTSC, tín hiệu u v “Điều biên nén” (SAM: Suppress 126 Amplitude Modulation) sóng sin có tần số sóng mang phụ f sc = 3,58MHz (gọi C1 C2) Sau hai sóng nhập chung nhờ phương pháp “điều chế vng góc” để có sóng sin C Hai khâu điều chế gọi “Điều biên nén vng góc” (QSAM: Quadrature Suppress Amplitude Modulation ) 7.3.1.1 Điều biên nén Điều biên nén điều biên mà biên độ sóng mang bị giảm xuống 0V Điều biên nén gọi “Điều biên sóng mang bị triệt tiêu” Hình 7-10 Sóng điều biên AM Hình 7-11 Sóng diều biên nén SAM Phương trình biểu diễn sóng AM: 𝑉𝐴𝑀 (𝑡) = 𝑉0 𝑠𝑖𝑛2𝜋𝑓0 𝑡 + 𝑘𝑉0 𝑉𝑠𝑖𝑛2𝜋𝑓𝑡 sin 2𝜋𝑓0 𝑡 Phương trình biểu diễn sóng SAM: 𝑉𝑆𝐴𝑀 (𝑡) = + 𝑘𝑉0 𝑉𝑠𝑖𝑛2𝜋𝑓𝑡 sin 2𝜋𝑓0 𝑡 Trong đó: 𝑉0 𝑠𝑖𝑛2𝜋𝑓0 𝑡 điện áp sóng mang (theo NTSC f0 3,58MHz), Vsin2𝜋𝑓𝑡 điện áp tin tức điều chế (theo NTSC f u v), k hệ số điều chế 7.3.1.2 Điều chế vng góc Điều chế vng góc thực cách cho sóng sin 3,58MHz điều chế tín hiệu v sớm pha 900, so với sóng sin 3,58MHz điều chế tín hiệu u 127 Hình 7-12 Sóng điều biên nén vng góc 7.3.1.3 Sự cần thiết lóe màu (color burst hay burst) Tại máy thu, để có sóng mang phụ 3,58MHz, người ta dùng thạch anh, cần phải đồng pha với sóng sin 3,58MHz đài phát Như tái màu sắc máy thu giống ảnh truyền từ đài phát Tại đài phát, sóng sin 3,58MHz qua đảo pha 1800 đưa vào cổng lóe (Burst Gate) cổng mở dòng quét lần, vào thời gian thềm sau xung đồng ngang Khi mở cổng, khoảng 10 chu kỳ sóng sin 3,58MHz lọt qua cộng chung với sóng điều biên nén vng góc Như vậy, lóe màu khơng phải tin tức hình mà xung đồng màu, giúp máy thu chuẩn pha dao động 3,58MHz 00 1800 theo yêu cầu Sơ đồ khối hình 7-13 cho thấy cách mã hóa định dạng video hệ NTSC Hình 7-13 Cách mã hóa định dạng video hệ NTSC 7.3.2 Sóng mang màu hay tín hiệu sắc PAL Tín hiệu sắc C (V, 𝜑) NTSC có nhược điểm, hai tin tức C tin tức pha 𝜑 sóng sin 3,58MHz Sai pha tức sai màu, mà pha lại khó kiểm sốt đường truyền, thường bị sai Các máy thu NTSC phải thiết kế có núm HUE (hay TINT) để điều chỉnh tay pha tín hiệu sắc, giúp màu màu 128 ảnh Hệ PAL (Phase Altenative Line) đời Đức đưa cách khắc phục nhược điểm 7.3.2.1 Truyền luân phiên dòng màu Trong tín hiệu sắc hệ PAL, hai điện áp trừ mày R-Y, B-Y điều chế nén vng góc vào sóng mang phụ, NTSC, sóng mang phụ 4,43MHz Pha sóng mang phụ điều chế tín hiệu u 00, pha sóng mang phụ điều chế tín hiệu v ln phiên dịng sớm pha 900 dòng trễ pha 900 (𝜑𝑣 = +90, 𝜑 − 𝑣 = −90) Như vậy, sóng điều biên nén u ln ln C1, sóng điều biên nén v dòng 𝜑𝑣 = +900 +C2, dòng 𝜑 − 𝑣 = −900 –C2 Từ đó, sóng điều chế nén vng góc hệ PAL hai dòng kế 𝐶 = 𝐶1 + 𝐶2 hay C(V, 𝜑) 𝐶 = 𝐶1 −𝐶2 hay C’(V, 𝜑) 7-14.thay Cách hóatừng thay dịng, đổi phatạitừng hệ khả PAL tự sửa sai Với cáchHình truyền đổimãpha máydịng thu có pha, núm HUE khơng cần Thí dụ: truyền, dịng 𝜑𝑣 bị sớm pha góc 𝜔(𝜑𝑣+)𝜔 dịng 𝜑 − 𝑣 bị sớm pha góc 𝜔(𝜑 − 𝑣 − 𝜔) Khi tổng hợp lại triệt tiêu góc 𝜔 7.3.2.2 Lóe màu nhận dạng PAL Tín hiệu sắc PAL phải truyền thêm tin tức đồng màu tin tức gốc 129 pha sóng mang phụ Do hai dòng điện liên tiếp luân phiên thay đổi pha nên PAL phải có hau loại lóe màu Ở dịng thật (+900) lóe màu có pha +1350, dịng giả (-900) lóe màu có pha -1350 Tầng cổng lóe (Burst Gate) mở dịng lần để đặt lóe màu PAL vào thời gian xóa dịng Cơng tắc S1 đóng lóe màu +1350 cho dịng thật, lóe màu -1350 cho dịng giả Hình 7-15 Các mã hóa lóe màu luân phiên hệ PAL 7.3.3 Sóng mang màu hay tín hiệu sắc SECAM 7.3.3.1 Truyền dịng R-Y B-Y Hệ SECAM (từ Pháp) phân tích: mắt có khả quan sát màu kém, dải tần tín hiệu sắc tối đa 1,5MHz, tương ứng với độ nét 120 dịng; hình chia tới 525/625 dịng Thêm nữa, tín hiệu sắc dịng dòng kề chẳng khác nhiều có khác mắt khó nhận biết Hệ SECAM đưa cách truyền điện áp trừ màu (R-Y B-Y), cho dòng quét Để tái tạo màu máy thu, phải có tín hiệu trừ màu R-Y B-Y Điều thực cách giữ trễ R-Y (hay B-Y) dòng đem xuống dùng chung với B-Y (hay R-Y) dòng bên Như vậy, lúc có đủ hai điện áp R-Y B-Y để tạo màu, có dịng truyền, lại dòng bên giữ lại nhờ dây trễ 1H 130 Hình 7-16 Mỗi dịng có đủ R-& B-Y để tái tạo màu 7.3.3.2 Sóng mang phụ điều chế tần số Do thời điểm có điện áp R-Y (hoặc B-Y) truyền, hệ SECAM sử dụng phương pháp điều tần FM (Frequency Modulation) thay cho điều biên nén vuông góc có khó khan pha Để có kết tối ưu, hệ SECAM dùng hai sóng mang phục có tần số nghỉ f0B = 4,25MHz để điều tần B-Y f0R = 4,40MHz để điều tần R-Y Do điều tần nên tần số sóng mang biến thiên khoảng fmB = 3,9MHz – 4,48MHz fmB = 4,12MHz – 4,75MHz 7.3.3.3 Lóe màu nhận dạng SECAM Tương tự hai hệ trước, hệ SECAM có hai tin tức nhận dạng ghép kèm vào tín hiệu sắc Nhận dạng bán ảnh: dùng xung nhận dọc hình thang, xung có chu kỳ 1H, ghép thêm vào B-Y R-Y Nhận dạng dịng: đưa R-y, B-Y vào điều tần với sóng mang phụ, người ta đưa vào thời gian thềm sau xung đồng ngang Ở dòng truyền R-Y, tần số đưa vào f0R, dòng truyền B-Y, tần số đưa vào f0B Hai tín hiệu gọi Lóe màu tin tức để nhận dạng dòng hệ SECAM 7.3.3.4 Ưu nhược điểm SECAM SECAM không dùng điều chế biên độ vng góc nên khơng có khó khăn pha Do dùng cách điều tần nên biên độ sóng mang phụ ln ln khơng đổi, bất chấp biên độ tín hiệu Điều làm cho tín hiệu chói Y bị phá rối mức khơng đổi Do nhược điểm trên, Việt Nam theo hệ SECAM (1985-1990), studio dùng thiết bị PAL Tín hiệu PAL sau đổi thành SECAM trước phát ngồi khơng gian dành cho máy thu 7.4 Tín hiệu màu tổng hợp 7.4.1 Các tin tức tín hiệu màu tổng hợp Trong Tín hiệu Hình màu Tổng hợp, hay Video Tổng hợp (Composite Video), tồn tin tức hình (Y, C, BB, …) nhập chung điện áp tín hiệu Đây tổng tín hiệu sắc C tín hiệu chói Y Có loại tín hiệu video tổng hợp cho hệ NTSC, PAL, SECAM 131 Video Tổng hợp NTSC chứa tất tin tức, gồm tin tức bất biến BB + tin tức chói Y + tin tức màu V, 𝜑 Video Tổng hợp PAL chứa tất tin tức, tin tức thuộc màu tin tức kép (±𝑉, ±𝜑, ±1350 lóe màu) Video Tổng hợp SECAM chứa tất tin tức, gồm tin tức BB, tin tức chói Y, sắc fmR, fmB, nhận dạng dọc Nhắc lại: tin tức bất biến sườn chung BB: xóa ngang, xóa dọc, đồng ngang, đồng dọc tín hiệu lóe màu Bốn tin tức đầu giúp xác định tiêu chuẩn quét, quét đứng trình tự; tin tức thứ giúp xác định cách định dạng màu (hệ màu) 7.4.2 Thuận lợi video tổng hợp Sự tương hợp (compatible) truyền hình màu truyền hình đen trắng Năm 1935 có truyền hình đen trắng, khoảng 1960 bắt đầu có truyền hình màu, nhờ Video tổng hợp nên tivi đen trắng sử dụng được, tất nhiên xử lý Y (của video tổng hợp) mà khơng có phần xử lý C để tạo màu Ngược lại, máy tivi màu xử lý Y C video tổng hợp để tạo hình màu, đồng thời, xử lý riêng Y video đen trắng để tạo hình đen trắng Tiện dụng dùng đường dây (dây Video Out, RF Out máy chuyên dùng), truyền đầy đủ tin tức truyền hình màu Bất lợi video tổng hợp làm suy giảm chất lượng kỹ thuật hình, suy giảm độ nét Hình 7-17 Dải tần video tổng hợp Theo lý thuyết, dải tần hình đen trắng từ đến 5MHz Dải tần video tổng hợp phải giống dải tần video đen trắng Dải tần C nhập chung với Y chiếm khoảng tần số cao Y, ứng với hình ảnh nhiều chi tiết Khoảng tần số Y thường có biên độ thấp, sóng mang màu lại có biên độ cao Điều làm cho hình ảnh đen trắng tần số cao bị ảnh hưởng, ngẫu nhiên hai 132 ... nén SAM Phương trình biểu diễn sóng AM: