TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ TRUYỀN HÌNH MÀU CÓ ĐỘ PHÂN GIẢI CAO

Truyền hình màu với ba hệ NTSC, PAL, SECAM xuất hiện vào thập kỷ 50 đã tạo nên một bược ngoặt mới trong quá trình phát triển của công nghệ truyền hình. Cả ba hệ đều sử dụng các tín hiệu thành phần là tín hiệu chói và hai tín hiệu màu ( Y, R – Y,B – Y). Điều khác nhau cơ bản là phương pháp điều chế tín hiệu màu, tần số sóng mang màu và phương pháp ghép kênh. Ngành truyền hình nói chung và mày thu hình nói riêng là một trong những hình thức liên lạc sinh động, nó được coi là một tờ báo hình giúp cho người dân có thể nắm được các thông tin, giải trí và khám phá những điều mới lạ. Việc nâng cao kiến thức hiểu biết về lĩnh vực kỹ thuật truyền hình là hết sức cần thiết đối với những người làm công tác trong ngành kỹ thuật nói chung và đối với sinh viên ngành kỹ thuật truyền hình nói riêng, từ đó chúng ta có thể sử dụng, khai thác và phát triển ngày càng cao của xã hội. Chính vì vậy, mà em đã chọn đề tài Kỹ Thuật Truyền Hình làm đề tài thực tập cho mình. Dưới đây, trong khuôn khổ một bài báo cáo thực tập em xin trình bày những kiến thức mà mình thu thập được trong quá trình đi thực tập tại cơ sở. Chương I: Nguyên lý truyền hình màu Chương II:Hệ Màu Chương II:Truyền hình số và truyền hình màu có độ phân giải cao Chương IV:Giới thiệu chung về nơi thực tập Là một sinh viên được đào tạo học tập về lĩnh vực viễn thông tại CĐ Phát Thanh – Truyền Hình 1, sau thời gian học tập lý thuyết tại trường được các thầy cô trong trường giảng dạy truyền đạt kiến thức. Với kiến thức đã được học tại trường, cùng với thời gian đi thực tập tại………………………………. Được sự hướng dẫn của …………………………….., các thầy cô trong khoa cùng các cán bộ kỹ thuật ……………………………………… Vì thời gian có hạn nên báo cáo của em không tránh khỏi những thiếu sót, em mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo.

CHƯƠNG I NGUYÊN LÝ TRUYỀN HÌNH MÀU

1 NGUYÊN TẮC TRUYỀN 3 MÀU CHÍNH

Quốc tế đã quyết định chọn 3 màu cơ bản là:

Màu đỏ (Red) R λ = 700nm

Màu lục (Green) G λ = 546nm.nm

Màu lam (Blue) B λ = 435nm

Lý do để chọn 3 màu này làm màu cơ bản là:

 Nếu đem 2 trong 3 màu cơ bản trộn với nhau thì không cho ra màuthứ 3

 Nếu đem 3 màu cơ bản trộn với nhau theo tỷ lệ khác nhau thì sẽ cho

ra hầu hết các màu có trong tự nhiên

Tín hiệu màu là tín hiệu số của tín hiệu màu cơ bản và tín hiệu chói.Trong truyền hình màu người ta đã không trực tiếp phát đi các tín hiệu màu

cơ bản mà phát đi các tín hiệu hiện màu, vì tại ảnh màu trắng các tín hiệuhiện màu đều bằng số 0, do đó không gây nhiễm màu lên ảnh đen trắng

Ba tín hiệu màu là:

EA – EY = EG – (0,3EA + 0,59EG + 0,11EB)

= 0,7ER – 0,59EG – 0,11EB

EG – EY = EG – (0,3EA + 0,59EG + 0,11EB)

= 0,3ER – 0,4BEG – 0,11EB

EB – EY = EG – (0,3EA + 0,59EG + 0,11EB)

= 0,3ER – 0,59EG – 0,11EB

Muốn có được tin tức sáng tối của từng điểm thì truyền hình đen trắngdùng một đèn quang điện Vidicom để đo biên độ trung bình của toàn phổ.Vậy có được tin tức của điểm màu, truyền hình màu phải chia phổ làm 3quãng R, G, B và dùng 3 đèn quang điện Vidicom để đo biên độ trung bìnhcủa 3 quang phổ

Hình 1.1 mô tả cách thức phân chia điểm màu thành 3 thành phần.Hình màu cần truyền đi qua thấu kính được phân tích thành 3 chùm tia nhờ

hệ thống lăng kính và gương phản chiếu Sau đó 3 chùm tia này đi qua hệthống kính lọc R, G, B Ở mặt kia của hệ thống kính lọc sẽ chỉ có các thànhphần R, G, B và tác động lên 3 đèn quang điệnVidicom để chuyển đổi thành

3 tín hiệu điện, sau sửa méo sẽ được 3 tín hiệu điện ER, EG, EB

Bằng các phương pháp điều chế khác nhau vào sóng mang phụ haitrong 3 tín hiệu màu là ER-EY và EB-EY được lồng vào phổ tín hiệu chói củakênh truyền hình đen trắng để phát đi.

Phía thu tiếp nhận kênh truyền hình màu qua các khâu xử lý và giảiđiều chế lập lại 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG,EB rồi qua 3 tầng khuyếch đạimàu cuối tác động vào 3 katốt của đèn hình màu Ba tia điện tử từ ba katốtcủa đèn hình màu là KR, KB, KG với cường độ khác nhau mang tin tức củaảnh bắn vào các điểm phát màu tương ứng trên màn hình màu để tái tạo lạiảnh màu

2 SỰ TÁI TẠO MÀU.

Để kết hợp giữa truyền hình màu với truyền hình đen trắng, đài pháttruyền hình màu đã phát đi một tín hiệu chói với hai tín hiệu màu là đủ Tínhiệu màu thứ 3 là EG – EY đã bỏ không gửi vì:

- Quãng biến thiên biên độ của EG – EY là nhỏ nhất, lượng thông tin ít,kém rõ ràng

- Mắt người rất nhạy cảm với màu lục G, có thể phân biệt được cácchi tiết rất nhỏ, do đó phải gửi đi màu lục G với dải phổ rộng, làmphức tạp thêm về kỹ thuật

Bởi vậy ở phía máy thu, phải dùng mạch ma trận G – Y để tạo tín hiệu hiện

R G B

Ánh sáng Ánh sáng ánh sáng

→ EG – EY = - 0,51(ER – EY) - 0,19(EB – EY)

Tiếp đó 3 tín hiệu màu sẽ khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EBbằng mạch ma trận RGB theo các biểu thức sau:

Ey chiếm từ 06nm MHz (hoặc 4,2 MHz) và 6nm.,5 MHz (hoặc 4,2MHz) là tintức của âm thanh Khoảng hở 500 KHz từ 6nm.6nm.,5 KHz (hoặc 300KHz từ4,24,5 KHz) là để an toàn không có tín hiệu chói Ey lẫn vào tín hiệuAudio Khoảng hở đó là quá hẹp so với dải tần của hai tín hiệu sắc (khoảng

Phương thức để chèn hai tín hiệu sắc vào kênh sóng đã có sẵn của đentrắng Bước trước tiên là một mạch ma trận sẽ làm các công việc cộng, trừcác điện áp theo tỷ lệ đã định sẵn để chuyển đổi ER , EG,, EB thành một tínhiệu chói Ey và hai tín hiệu sắc ER -EY và EB - EY Tiếp theo người ta điềuchế tín hiệu sắc với sóng mang phụ có tần số bé hơn tần số cao nhất của Ey.Cuối cùng cho nhập chung sóng mang phụ đã điều chế này vào tín hiệu màutrong đó có chứa tất cả 6nm tin tức Vậy tin tức truyền đi được bắt đầu từ 3 tínhiệu ER , EG,, EB chuyển đổi dần thành tín hiệu màu gọi là quá trình mã hóatín hiệu màu.

3.2 Giải mã

Khoảng tần số của tín hiệu màu nằm hoàn toàn trong kênh sóng OIRThoặc FCC Nó được điều biên AM và truyền đi giống như đã truyền tín hiệuđen trắng Như vậy phần đầu của máy thu hình màu gồm Anten, Tuner, IF

và tách sóng hình vẫn giống như máy thu hình đen trắng

Tại đầu ra của tầng dải điều biên (tách sóng hình) chúng ta có được tínhiệu màu Một mạch lọc sẽ giải ra sóng mang phụ đã điều chế rồi tách sóng

để có hai tín hiệu ER -EY và EB - EY Phối hợp với tín hiệu chói Ey cả 3 tin tức

sẽ được đưa vào mạch ma trận để lấy ra đủ 4 tin tức đưa vào đen hình Ba tiađiện tử bắn ra sẽ mang lại 3 tin tức đầu tiên là ER, EG,, EB Toàn bộ quá trìnhtrên xảy ra tại máy thu hình màu gọi là quá trình giải mã tín hiệu màu

Khi nén sóng mang phụ đã điều chế vào trong tín hiệu chói có một khoảngtần số mà ở đó có cả tin tức chói lẫn tin tức màu Chúng sẽ phá rối lẫn nhau gọi là

sự xuyên lẫn Vấn đề lựa chọn sóng mang phụ và phương pháp điều chế như thế

Hình 1.3 Giải mã tín hiệu màu

Trong cả 3 hệ màu NTSC, SECAM, PAL nói trên tín hiệu chói hay tínhiệu hình đen trắng luôn được định nghĩa:

Ey = 0,3ER + 0,59EG + 0,11 EB

Qua nghiên cứu về cấu tạo và sự cảm nhận màu sắc của mặt người,người ta thấy rằng độ chói 100% mà mắt người cảm nhận được có sự thamgia 30% của ánh sáng đỏ, 59% xanh lá cây, 11% xanh lơ Đáp tuyến về độnhậy của đèn điện tử Vidicom cũng được làm sẵn giống như độ nhậy củamắt để có được tin tức về độ chói của cảnh tạo hình đen trắng Ở Cameramàu 3 thành phần R, G, B đã được tách riêng và muốn có được lại tin tức về

độ chói như cũ người ta phải nhập chung chúng theo tỷ lệ như cũ

Giả sử cảnh là trắng có cường độ sáng chuẩn (tương ứng mức chói100%) Camera đen trắng thu cảnh này cho ra video với mức cao nhất 100%với biên độ đỉnh - đỉnh =1volt Ở camera màu phổ được chia làm 3 quãng

và biên độ của 3 quãng phổ như cũ, 3 đèn điện tử Vidicom vẫn đo đượcER=1V, EG=1V, EB=1V Để tạo lại tín hiệu chói giống như Camera đen trắngngười ta lấy 30% của ER, 59% của EG, 11% của EB để có

Ey = 30+59+11 =100%

Ảnh được thể hiện chính xác hơn khi ta thu cảnh xanh lá cây và máingói đỏ giữa trưa nắng Cường độ sáng tối ở cả 2 nơi bằng nhau, nếu độnhậy của đèn điện tử Vidicom lại đồng đều với các bước sóng thì kết quả đocường độ sáng ở lá cây xanh và mái ngói đỏ sẽ được hai điện áp bằng nhau,

do đó không tạo lại hình ảnh đen trắng được Chính vì độ nhậy không đềuchỉ có 30% ở bước sóng đỏ và 59% ở bước sóng xanh (so với 100% ánhsáng trắng có cùng cường độ) Vì vậy hai điện áp đo được sẽ khác nhau vàtrên màn hình đen trắng hình sẽ sáng đậm ở mái ngói đỏ và xám nhạt ở xanh

B&W video camera

Color video camera

Hình 1.4 Sự tạo thành E y ở Camera đen trắng và màu

5 ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC

- Ánh sáng thực chất là sóng điện từ nằm trong dải sóng mà mắt ta cóthể nhìn thấy được Nằm trong dải tần số rất nhỏ từ (3.8-7.8) x 1014 Hz tươngứng với bước sóng  = 380788nm Ánh sáng tự nhiên có nguồn là mặttrời phát ra ánh sáng trắng nó là tổ hợp của các ánh sáng màu khác nhau

- Màu sắc Ánh sáng có bước sóng khác nhau tác động lên mắt ta sẽcảm nhận thấy các màu sắc khác nhau Trong phổ của ánh sáng thấy đượcgồm nhiều màu sắc, mà màu rõ rệt nhất là màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, lơ,tím

- Cảm nhận về màu sắc của mắt người

Do các màu có bước sóng khác nhau nên ảnh của các màu không cùngngay trên võng mạc Như 3 vạch màu RGB kẻ sát gần nhau và điều tiết đểmắt thấy màu lục (màu lục nằm ngay trong võng mạc) thì màu lơ hiện trướcvõng mạc và màu đỏ hiện sau võng mạc Vì vậy mắt người không có sự cảmnhận đồng thời nhiều chi tiết tinh vi

Mắt có độ nhậy lớn nhất đối với màu lục, sau là vàng lam (G= 525nm 575nm)

Độ nhạy cuả mắt đối với ánh sáng màu lơ chỉ đạt 10% so với màu lục (B

=450nm)

Đặc tính của màu sắc: Màu được đặc trưng bởi ba đại lượng:

* Độ chói và độ sáng là thông số khách quan và chủ quan chỉ mức độsáng cuả màu sắc

* Sắc màu: Là thông số chỉ tính chất của màu nhờ đó ta nhận biếtđược các màu khác nhau đỏ, lục, cam, vàng

* Độ bão hoà màu là thông số chỉ tính đậm nhạt của màu Nếu ta lấyphẩm đỏ đổ từ từ vào một cốc nước trong Ban đầu nước có màu hồng nhạt sausang màu đỏ nhạt rồi đỏ thẫm ta đổ thêm nữa vẫn thấy màu không thay đổi đóchính là độ bão hoà màu

* Độ sạch màu: Là thông số chỉ hàm tương đối của màu quang phổchứa trong ánh sáng nào đó tính theo tỷ lệ phần trăm Nó cho biết quangthông của ánh sáng trắng lẫn trong quang thông của nguồn sang đó

HỆ MÀU

Hiện nay trên thế giới đang có 3 hệ truyền hình màu:

- Hệ NTSC ( Nationl television Sytem Committee)

- Hệ PAL (Phase Altemation Linne)

- Hệ SECAM (Se’ quentiel Couieur Ame’moire)

1 HỆ NTSC.

Hệ NTSC là hệ màu đầu tiên được ra đời tại Mỹ và chính thức đượcphát sóng vào năm 1954 trên kênh FCC

Hệ NTSC dùng mạch ma trận để chuyển đổi 3 tín hiệu màu cơ bản là

ER , EG,, EB thành tín hiệu chói Ey và hai tín hiệu màu EI và EQ theo các biểuthức sau:

EY = 0,3ER + 0,59EG + 0,11EB

EI = 0,74 (ER –EY) – 0,27 (EB- EY)

EQ =0,48 (ER –EY) + 0,14(EB –EY)Tín hiệu NTSC được truyền đi trên kênh sóng FCC có dải tần hẹp4,5MHZ Để giảm tối đa sử ảnh hưởng của truyền hình sắc càng nhiều càngtốt thì phương pháp thu hẹp được giải thông của tín hiệu sắc càng nhiều càngtốt Kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ có màu nằm theo hướng EQ lệch pha

33o so với trục toạ độ là mắt người phân tích kém nhất và giải tần tương ứngchỉ cần 0,5MHz Còn tất cả các hướng khác giải thông tương ứng đều xấp xỉ1,5MHz Vì vậy hệ NTSC đã xoay cả hệ trục EB -Ey và ER-Ey đi một góc 330

và xác định tọa độ màu mới bằng hệ trục toạ độ Ey và EQ Do đó giải tần củamột trong hai tín hiệu sắc Ey chỉ còn 0,5MHz giải tần Ey lý thuyết là1,5MHz nhưng thực tế chỉ truyền đi 1,2MHz

+ Điều biên nén (SAM)

Trước khi nhập chung vào tín hiệu chói 2 tín hiệu sắc được điều biênném vào sóng mang phụ Fsc có tần số được chọn là 3,58MHz

+ Điều chế vuông góc.

SAM SAM

Mạch

ma trận

Hình 2 1 Điều biên nén E I , E Q vào sóng sin 3,58MHz

Sau khi điều biên nén EI, EQ trở thành hai sóng sin có tần số Fsc =

3,58MHz có biên độ EI, EQ để phân biệt chúng rõ ràng mà không lẫn lộn với

nhau người ta chọn sóng mang phụ đã điều chế EI sớm pha lên 900 so vớipha của EQ hay gọi là điều chế vuông góc 2 tín hiệu sắc EI, EQ

Mạch điều chế vuông góc mô tả cách thức để nhập chung hai tin tức EI và

EQ Trước tiên một mạch dao động tạo ra sóng sin 3,58 MHz Người ta chosớm pha lên 330 để điều biên nén EQ rồi lại làm sớm pha thêm 900 nữa đểđiều biên nén EI Sóng điều biên nén của EI (hay C1) là sóng sin có tần số

3,58Mhz Biên độ Ey và pha là 1230 so với pha gốc 0 từ mạch dao động ra.Tương tự sóng điều biên nén của EQ (hay C2) là sóng sin có tần số 3,58MHz,biên độ là EQ và pha là 330 so với pha gốc Hai sóng C1 và C2 lệch pha nhau

900 được nhập chung vào một mạch cộng để có duy nhất C = C1 +C2

Mạch matrận

ER

EG

EB

SAMSAM

Mạch

ma trận

Để có thể tách sóng, hệ màu NTSC phải truyền đi tin tức về pha gốccủa sóng mang phụ Tin tức thứ bảy này gọi là lóe màu (Coulor Burst) haycòn gọi là xung đồng bộ màu Bắt đầu từ Fsc có pha 00 được đảo pha 1800 đểđưa vào tầng cổng lóe Cổng này bình thường đóng và chỉ mở ra một dòngmột lần khi xuất hiện xung có tần số FH rơi đúng vào thời điểm thềm sau củaxung đồng bộ ngang Kho cổng mở khoảng từ 812 chu kỳ, sóng sin 3,58

có pha 1800 đi xuyên qua cổng nhập chung với tín hiệu chói và nằm gọn lạithềm sau của xung đồng bộ ngang là thời gian không có tin tức khác củahình

Ở ngõ ra cuối cùng ta có được tín hiệu màu NTSC có chứa tổng cộng 7 tintức

4 tin tức đầu là của truyền hình đen trắng gần tin tức về sáng tối, FM

đủ tiếng, đồng bộ dọc và đồng bộ ngang Tin tức về sáng tối và FM tiếngnằm trên mức 0 (mức xóa) có biên độ tối đa là 100% phân biệt nhau bằngtần số Hai tin tức đồng bộ nằm dưới mức 0 có biên độ - 40%, phân biệtnhau bằng khổ rộng của xung

2 tin tức về màu EI và EQ nằm trong sóng điều biên nén vuông góc (Fsc

= 3,58 MHz có biên độ và pha thay đổi tùy theo điểm màu) Khi nhập chungvới tín hiệu chói Ey biên độ của nó có thể cao tối đa là +1230 và thấp nhất là-330 Cách phân biệt tín hiệu chói vẫn là tần số, hai tin tức về màu nằm xungquanh 3,58MHz, giới hạn về phía thấp nhất là: 3,58 – 1,2 = 2,38MHz

Tin tức cuối cùng xung đồng bộ màu (lóe màu) là tin tức cần thiết đểtách sóng điều biên nén, có biên độ ± 20% nằm gọn trong thềm sau củaxung đồng bộ ngang độc lập với 6nm tin tức trên

+Giải mã màu ở hệ NTSC.

Chúng ta đã biết tín hiệu hình màu NTSC có dải tần hoàn toàn nằmtrong kênh sóng Fsc và như vậy nó cũng được truyền ngoài trời như đã truyềntín hiệu đen trắng Vậy phần đầu của máy thu hình màu gồm: Anten, tuner,

IF, tách sóng hình cũng thiết kế như máy thu hình đen trắng Bắt đầu tạingõ ra của tầng tách sóng hình ta có được gọi là tín hiệu màu NTSC trong đó

có chứa 7 tin tức Bốn tin tức của đen trắng sẽ được tách ra để dùng vào mụcđích như đã thấy ở máy thu hình đen trắng, còn lại 3 tin tức về màu cũng sẽđược tách ra dành cho việc tái tạo màu

Ở tầng tách sóng hình, toàn bộ giải tần của Ey được đưa tới mạch matrận ngang qua một dây trễ 0,7ms để đợi 2 tín hiệu sắc EI và EQ Toàn bộ giảitần này (01,2MHz) đồng thời cũng được đưa vào tầng khuyếch đại màu.

Đó là một tầng khuyếch đại lọc, chỉ khuyếch đại các tần số trong khoảngsóng mang phụ đã điều biên nén (xung quanh 3,58MHz) Sóng mang phụ đãđiều biên nén sau đó rẽ làm 2 đường đưa vào mạch ma trận cùng với tín hiệuchói Ey Mạch ma trận sẽ làm công việc cộng trừ các điện áp theo tỷ lệ đãđịnh sẵn để ở ngõ ra có được -Ey đưa vào Katôt đèn hình màu và EB -Ey vàER-Ey, EG-Ey đưa vào ba lưới một của 3 ống phóng tia điện tử trong đènhình màu

Để có thể tách sóng điều biên nén phải có pha gốc của sóng mangphụ Tầng cổng loé là một tầng khuyếch đại chỉ mở ra khi có chung tần sốquét ngang đi vào đúng ngay thời điểm thềm sau của xung đồng bộ ngang.Như vậy ở ngõ ra của tầng cổng loé, tất cả các tin tức khác đều bị loại bỏ vàchỉ còn lại tin tức loé màu với pha là pha gốc 00 được đưa vào kích một tầngdao động bằng thạch anh có tần số 3,58MHz Ngõ ra của thạch anh sẽ làsóng sin thuần tuý với pha gốc 00 Người ta làm sớm pha sóng sin này lên

330 để đưa vào tách sóng điều biên nén của EQ rồi lại làm sớm pha lên 900nữa để đưa vào tách sóng EI

+Nhận xét về hệ NTSC.

Ưu điểm:

Hệ NTSC truyền đồng thời cả hai tín hiệu sắc EI và EQ

Điều biên nén vuông góc EI và EQ vào sóng mang phụ là Fsc =3,58MHz

-Ey

EB - EY

E

R - E Y

Hình 2.5 Giải mã hệ NTSC

+90 0 B.Gate

Tín hiệu màu NTSC có chứa 4 tin tức có sẵn ở truyền hình đen trắng(Ey) 2 tín hiệu sắc EI và EQ, 1 tín hiệu loé màu.

2 HỆ MÀU PAL

Hệ màu PAL thay đổi pha theo từng dòng ra đời tại Tây Đức theo tiêuchuẩn FCC Được phát sóng chính thức năm 196nm.6nm trên kênh sóng CCIR(5,5MHz phương pháp mã hoá xem như là hệ NTSC cải tiến Hai tín hiệusắc U và V vẫn được điều biên nén vuông góc vào trong sóng mang phụchọn bội số lẻ của FH/2 (Fsc = 4,43MHz) nhưng một trong hai tín hiệu sắc(tín hiệu V) bây giờ được đảo pha lần lượt từng dòng một Bằng cách này tạimáy thu tín hiệu sắc được tự động sửa sai pha (nếu có sai) và như thế khắcphục được nhược điểm của hệ NTSC Ngày nay hệ PAL được dùng rộng rãi

ở nhiều nước như; Đức, Thuỵ Điển, Anh

+ Đặc điểm hệ màu PAL.

Xuất phát từ lý do khử nhiễu và đảm bảo tín hiệu tương dung tốt với truyềnhình đen trắng, người ta chọn tần số sóng mang màu Fsc theo biểu thức sau:

FSC = (284-1/4) FH + 1/2 FV = (284 –1/4) 156nm.25 +25 = 4,4336nm.1872Hz » 4,43 MHz

Tín hiệu chói Ey được tính theo công thức:

EY = 0,3ER +0,59 EG +0,11 EB

Độ rộng dải tần là 5MHz, hai tín hiệu sắc được định nghĩa là:

EU = 0,493 (EB –EY)

EV = 0,877(ER -EY)Hai hệ số nén 0,493 và 0,877 chính là đã thấy ở hệ NTSC chỉ khác là ở hệPAL không cần xoay hệ trục đi 330, giải tần EU và EV từ 0,51,5MHz ở mức2dB

Tọa độ màu là tọa độ xác định vị trí các màu của hệ PAL Sau khi điều biênnén vuông góc vào sóng mang phụ Một số chỉ tiêu của hệ PAL cũng giống như

hệ NTSC

+ Tín hiệu đồng bộ màu.

Tín hiệu đồng bộ màu ở hệ PAL đảm nhận hai chức năng:

- Thực hiện việc tự động điều chỉnh tần số và góc pha ban đầu của daođộng điều hòa, do bộ tạo sóng mang phụ trong máy thu hình tạo ra Sao cholúc nào cũng bằng tần số và góc pha ban đầu của sóng mang phụ phía phát(giống hệ NTSC)

- Làm cho chuyển mạch điện tử (CMĐT) trong máy thu hình hoạtđộng đồng pha với CMĐT ở phía phát

Để hoàn thành chức năng thứ nhất cũng như hệ NTSC, tín hiệu đồng bộmàu gồm 812 chu kỳ dao động điều hòa có tần số bằng FMP bố trí ở thềm sau

Điều biên cân bằng

Trigơđếm

Điều biên cân bằng

của tất cả các xung tắt dòng trừ khoảng thời gian truyền xung đồng bộ mặt, xungcân bằng trước sau.

Để hoàn thành chức năng thứ hai, góc pha ban đầu của tín hiệu đồng

bộ màu cũng thay đổi theo từng dòng quét Cụ thể mà đối với dòng quét màsóng mang phụ mang tín hiệu EV không đảo pha véc tơ tín hiệu đồng bộmàu ký hiệu là EB tạo với trục R- Y và B- Y một góc bằng 1350, còn đối vớicác dòng mà sóng mang phụ mang tín hiệu EV có đảo pha 2250

Véc tơ tín hiệu đồng bộ màu có thể là tổng hợp của hai véc tơ thànhphần vuông góc EU và EV

- Phổ tần của tín hiệu truyền hình màu đầy đủ

Phổ tần của tín hiệu truyền hình màu đầy đủ hệ PAL theo tiêu chuẩn

EG Đối với cả hai tín hiệu màu EV và EU đều truyền toàn bộ dải biên tầndưới và một phần dải biên tần trên

- Pha –900 và +900 lần lượt từng dòng một điều biên nén tín hiệu sắc

EV (thay vì luôn là 330 +900 như hệ NTSC)

- Pha của loé màu (xung đồng màu) là -1350 và +1350 lần lượt từngdòng một tuỳ theo dòng đang truyền đi có pha của EV là -900 hay +900 (thay

vì luôn là -1800 như hệ NTSC)

+ Tự động sửa sai pha ở máy thu trong hệ PAL.

Giả sử ta cần truyền đi màu M(U,V) thì hệ PAL, dòng N chẳng hạntruyền đi M(U,V), dòng kế tiếp N+1 truyền đi màu giả M’ (U,V) rồi lạiM(U,V)

Tại máy thu, do quá trình bị sai pha trên đường truyền, màu M bị sớmpha một góc thành màu M1, tại dòng M’ pha cũng bị sớm pha một góc M2(việc sớm pha hay muộn là do đường truyền chứ không lệ thuộc vào phaban đầu) Do M’ chỉ là màu giả mục đích tự sửa sai pha Thế nên ở các máythu tại dòng M’ (U,V) phải đảo pha EV lại như cũ để có M(U,+V) kết quả tacó: M’ 2 (U2,-V2)Þ M2 (U2,V2) với V2 chỉ đảo pha của -V2 ’ và U2’ Bây giờnếu đem cả hai tín hiệu sắc trong dòng M nhập chung với hai tín hiệu sắccủa dòng M’ ta có: V1 + V2 # 2V và U1 + U2 # 2U

Nói khác đi M1 + M2 # 2M (2U, 2V), việc nhập chung cả hai tín hiệucủa dòng dưới đã giúp ta lấy lại pha đúng nhưng biện độ lại khác hai lầnbiên bộ đúng Điều này không quan trọng vì sau khi tách sóng điều biên nén

FH/2

PAL color video

Hình 2.8 Mã hóa màu ở hệ PAL

+1350-1350

các tín hiệu sắc còn phải được khuyếch đại lên nhiều lần để có đủ biên độđưa vào đèn hình màu.

+ Giải mã hệ PAL.

Đầu tiên toàn bộ giải tần 0 5 MHz của tín hiệu chói đi thẳng đến mạch

ma trận ngang qua một dây trễ 0,7ms để chờ tín hiệu sắc Tín hiệu sắc nằm trongdải tần 4,43MHz điều biên nén vuông góc được lọc ra nhờ tầng Color IF, sau đó

sẽ làm ba đường đi vào ma trận PAL Đường một đảo pha một góc 1800 ra ở điểm

A, đường hai đi ngang qua dây trễ 1H =6nm.4ms ra ở điểm B, đường3 đi trực tiếp đếnđiểm C

Đem tín hiệu ở đầu A và B cộng lại với nhau đem tín hiệu ở đầu B và

C cộng lại với nhau ta có kết quả :

Hình 2.9 Giải mã màu ở hệ PAL

OSC 4,43MHz

Color IF

180 0

DELAY 1H=6nm.4ms

PAL SW

+ A

B C

Ở mạch cộng bên trên (A + B) ngõ ra cứ một dòng là +2V (nếu dòngsau đang phát là +U, -V) một dòng là -2V (nếu dòng sau đang phát là +U,+V).

Ở mạch bên dưới (B+C) ngõ ra luôn là +2U Hai mạch tách sóng điềubiên nén với các pha của sóng sin = 4,43MHz thích hợp sẽ giúp lấy lại haiđiện áp +2V và +2U để đưa vào mạch ma trận giúp tái lập các tin tức màu

Để có thể tách sóng điều biên nén, pha của sóng mang phụ đưa vàomạch tách sóng U sẽ luôn luôn có pha là 00 Pha của sóng mang phụ đưavào mạch tách sóng V sẽ lần lượt có pha là -900 và +900 Muốn đạt đượcđiều này, đầu tiên tầng BURST GATE trích ra tin tức loé màu với pha lầnlượt là +1350 và -1350 được đưa vào một vế của tầng so pha loé màu Vếcòn lại của tầng so pha dùng để kích thạch anh 4,43MHz tạo ra sóng sin4,43MHZ với pha là pha của loé màu Tiếp theo là hai mạch làm trễ pha

1350 và sớm pha 1350 để đưa vào mạch đóng mở với nhịp FH/2

Giả sử dòng đang truyền là U+V, pha của loé màu (pha của sóng Fsc

từ thạch anh) sẽ là +1350 Ngõ của thạch anh tách sóng V sẽ là điều biên nénvới biên độ –2V và đảo pha –900 Ngõ vào của tách sóng U là sóng điều biênnén với biên độ +2U và pha là 0 Cả hai vế của chuyển mạch sẽ phải đónglên trên và pha của đường tách sóng U sẽ là: +1350 – 1350 = 0 và pha củađường tách sóng V sẽ là: -1350 -1350 = -2700 = +900

Nếu chuyển mạch FH/2 luôn luôn đóng vị trí về nhận dạng màu Người

ta chỉ việc đem so pha của loé màu với pha của đường tách sóng V sau khilàm chậm lại bởi -1350 Nếu chuyển mạch đóng mở chậm pha lại –1350 củađường tách sóng V sẽ trùng pha với pha của loé màu, điện áp ra của mạch sopha sẽ là 00 và không có gì xảy ra Ngược lại nếu có sai pha, sự lệch phagiữa hai ngõ vào của mạch so pha sẽ làm xuất hiện một điệp áp giúp sửa saipha của mạch tạo xung chuyển mạch

+ Nhận xét về hệ PAL.

+ Ưu điểm: Hệ PAL có méo pha nhỏ hơn hẳn so với hệ NTSC,không có hiện tượng xuyên lẫn màu và thuận tiện cho việc ghi băng hìnhhơn hẳn hệ NTSC

Điều biên nén vuông góc U và V vào sóng mang phụ vẫn được chọn

là bội số lẻ của tần số được chọn Fsc = 4,43 MHz

Máy thu tự động hiệu chỉnh về pha của tín hiệu sắc (nếu có sai pha)bằng cách đem nhập chung cả hai tín hiệu của dòng biên trên xuống dùngchung với hai tín hiệu sắc của dòng biên dưới

Tín hiệu màu PAL có tổng cộng 7 tin tức 4 tin tức ban đầu của đentrắng, 2 tin tức sau của U và V, 1 tin tức loé màu.

Tin tức loé màu có pha lần lượt là +1350 và - 1350 cho một dòng đượcdùng vừa để nhận dạng vừa để tách sóng điều biên nén

+ Nhược điểm: Máy thu hình hệ PAL phức tạp hơn nhiều vì có dâytrễ 6nm.4ms và yêu cầu dây trễ phải có chất lượng cao

Tính kết hợp với truyền hình đen trắng kém hơn hệ NTSC

3 HỆ MÀU SECAM.

Tín hiệu chói Ey được tính theo công thức:

Ey = 0,3ER + 0,59EG + 0,11 EB

Độ rộng dải tần của tín hiệu chói là 6nm.,5MHz (tiêu chuẩn D/K)

Hai tín hiệu hiệu màu được truyền đi lần ]ượt từng dòng sang phíathu Hai tín hiệu hiệu màu được tính theo công thức:

DR = -1,9 (ER – EY)

DB = -1,5 (EB – EY)

Độ rộng dải tần của hai tín hiệu đều bằng 1,5MHz, chọn hệ số 1,9MHz cho tín hiệu DR và 1,5 cho tín hiệu DB nhằm giải quyết tính tươnghợp của hệ truyền hình màu với hệ truyền hình đen trắng

-Hai tín hiệu màu DR và DB điều chế biên độ tần số của hai tần số mangphụ FCR và FCB Hai tần số sóng mang này phải chọn sao cho tính chốngnhiễu của truyền hình được nâng cao Ở máy thu hình phải dùng mạch táchsóng tần số để hồi phục các tín hiệu này

Đặc điểm riêng của kỹ thuật điều tần là cùng với biên độ tín hiệunhiễm ở các tần số cao sẽ nhiễu hơn ở các tần số thấp Để bù lại thiếu sótnày ở tất cả các mạch điều tần người ta luôn luôn nâng biên độ tần số caotín hiệu lên trước khi đưa vào điều tần bằng một mạch gọi là tiền nhấn

Sau khi tách sóng, tín hiệu đã được tiền nhấn tần số cao lại được giảinhấn để lấy lại các biên độ ban đầu Việc này giúp cho nhiễu được đồng đều

ở mọi tần số của tín hiệu

0 1,5 0 1,5 0 1,5 0 1,5

+ Lọc chuông ngửa:

Sau khi đã điều tần sóng mang phụ FM có biên độ đều bất chấp tínhiệu sẵc là bao nhiêu, như vậy nó sẽ phá rối tín hiệu chói với mức độ khôngđổi bất chấp cảnh màu đang truyền đi là như thế nào Để đạt được sự giảmtối thiểu phá rối của nó, giống như sóng điều biên nén vuông góc của hệNTSC người ta cho sóng mang phụ đi qua một mạch lọc có dạng chuôngngửa để đè các tần số ở giữa dải xuống

Tần số được chọn để đè xuống thấp nhất là 4,286nm.MHz

Tại đây biên bộ sóng FM chỉ còn 10% nếu so với 100% là biên độ củatín hiệu chói cũng là 4,286nm.MHz Như vậy với cảnh thiên nhiên hầu hết cácmàn bão hoà kém  biên độ DR DB nhỏ  quãng di tần hẹp  biên độsóng mang phụ điều tần cũng nhỏ và ít phá rối hơn Biên độ này cũng chỉlớn với các màu bão hoà cao DR, DB lớn mà thôi

Tại máy thu sau khi nhận được sóng mang FM với dải tần có dạng chuôngngửa nhưng ngược lại nhờ đó lấy lại biên độ đều ban đầu của sóng mang phụ điềutần

+ Chọn lựa hai sóng mang phụ riêng cho D R và D B

Trong điều tần, nhiễu tỷ lệ nghịch với quãng di tần tức là tỷ lệ nghịchvới biên độ tín hiệu sắc Thế nhưng cùng với cường độ sáng, biên độ tín hiệusắc của các màu cũng khác nhau Hậu quả là nếu chỉ dùng một sóng mangphụ, các quãng di tần khác nhau sẽ làm nhiễu xuất hiện ở các màu khôngđều gây khó chịu cho mắt Để khắc phục điều này người ta dùng hai sóngmang phụ riêng để điều tần DR và DB Mỗi sóng mang phụ sẽ có hệ số di tầnkhác nhau sao cho bù lại sự kiện nhiễu không đều Nói rõ hơn tại các màu bịnhiễm nhiều hơn sẽ được di tần rộng hơn để bù lại Sóng mang phụ dùng đềđiều tần DR được gọi là:

FOR = 282 FH = 282 x 15,6nm.25 = 4,406nm.25 MHzSóng mang phụ dùng để điều tần DB được chọn là:

Bù chuông sấp tại máy thu

Tín hiệu SECAM thường truyền đi cả hai phương pháp này vì vàothời mới khai sinh (196nm.5), kỷ nguyên của đèn điện tử và transitor, sử dụngtin tức nhận dạng ngang với mạch tách sóng FM là điều quá tốn kém Ngàynày ở kỷ nguyên IC giải mã SECAM đều dùng nhận dạng ngang, nhận dạngdọc chỉ còn có giá trị “lịch sử” mà thôi Dưới đây chỉ giới thiệu nhận dạngngang.

Ở mỗi dòng, khi đưa DR, DB vào điều tần với sóng mang phụ, người tađưa cả thời gian thềm sau của xung đồng bộ ngang vào, mức của thềm sau

là 0V, do đó ở dòng ngang truyền đi DR (dòng R) tại thời gian thềm sau này,sóng FM sẽ có tần số chính là tần số nghỉ FOR với biên độ xác định bởi lọcchuông là khoảng 15% Tương tự như vậy, ở dòng B trong thời gian thềmsau xung đồng bộ ngang là FOR với biên độ khoảng 12% Chúng cũng đượcgọi là loé màu và là tin tức để nhận dạng từng dòng

Tại máy thu, một tầng cổng loé màu sẽ chỉ mở trong thời gian thềmsau để trích ra tin tức loé màu Sau đó, một tầng tách sóng FM hoạt động tạitần số nghỉ là FOR (hoặc FOB) sẽ tách sóng loé màu lấy ra xung dương (hoặcâm) có tần số là FH/2 với pha, được xác định với dòng đang truyền là dòngR9 (hoặc B) Xung FH/2 này được sử dụng và trực tiếp đưa vào điều khiểnchuyển mạch giúp FMR và FMB đi đúng đường tách sóng của chúng

3,9 4,02 4,12 4,25 4,26nm.8 4,4 4,6nm.8 4,75

Hình 2.10 Phổ của F MR & F MB (phổ của màu SECAM)

Bắt đầu từ ba tin tức ER, EG, EB của điểm màu, mạch ma trận chuyển Sau đó người ta cho tin tức nhận dạng từng bán ảnh nhập chung vào -

DR và +DB, đó chính là xung âm hình thang xuất hiện cứ mỗi bán ảnh mộtlần trong thời gian xoá dọc Sau khi tách ra khỏi tín hiệu mạch cộng, tín hiệusắc –DR được đảo pha 1800 để thành +DR đi vào mạch tiền nhấn và tin tứcnhận dạng từng bán ảnh trong đó sẽ là các xung dương Khi đó DR đi thẳngvào mạch tiền nhấn với các xung nhận dạng từng bán ảnh nằm trong đó làcác xung âm

Pha của DR chính là pha ban đầu (xung đồng bộ nằm dưới mức 0) vàxung nhận dạng dọc của DB là xung âm Trong đó pha của DR ngược vớipha ban đầu (xung đồng bộ nằm trên mức 0) và xung nhận dạng dọc của DB

là xung dương Tại máy thu đưa vào lưới một (G1) của đèn màu phải là (ER– Ey) và (EB- Ey) đều có pha là pha ban đầu Như vậy các xung nhận dạngdọc trong ER- Ey và EB –Ey phải là các xung âm

Sau khi ra khỏi hai mạch xung tiền nhấn tần số cao, DR và DB đượcđưa vào chuyển mạch SW1 đóng mở theo nhịp FH/2 để lựa chọn hoặc DR và

DB lần lượt cho từng dòng một Tiếp theo đó qua mạch lọc thông thấp (LPF)

để loại bỏ các tần số cao hơn 1,5MHz là giới hạn giải tần của DR và DB.

SECAMVideo