Bài thuyết trình: Các hệ truyền hình màu pptx

Hệ NTSC cho phép dùng một tín hiệu mầu có dải tần rộng và một tín hiệu mầu có dải tần hẹp hơn, phối hợp với độ rõ mầu của ảnh truyền hình và khả năng chống lại các hiện tượng nhiễu giữa

CÁC HỆ TRUYỀN HÌNH MÀU

HỆ MÀU PAL HỆ MÀU NTSC HỆ MÀU SECAM

3 HỆ MÀU CƠ BẢN

1 GIỚI THIỆU

Hệ truyề n hình màu NTSC đư ợ c hình thành tại Mỹ vào

năm 1950 và là hệ truyề n hình màu đư ợ c nghiê n cứ u đầu tiê n trê n thế giớ i NTSC (Natio nal Te le vis io n Sys te me

Co mmitte e ) có ng hĩa là Ủy ban hệ truyề n hình quố c gia)

Nó chính thứ c phát s ó ng năm 1953 the o tiê u chuẩn FCC The o hệ NTSC, tín hiệ u chó i đư ợ c tạo ra từ ba tín hiệ u

màu cơ bản và phát đi tro ng to àn dải tần dành c ho hệ

thố ng truyề n hình đe n trắng thô ng thư ờ ng Tín hiệ u chó i

đư ợ c xác định the o cô ng thứ c:

U’Y = 0.229 U’R + 0.587 U’G + 0.114 U’B

Tần số cao nhất của tín hiệu chói 4.20MHz Hai tín hiệu khác nhau được truyền đồng thời cùng

một lúc với tín hiệu chói là hai tín hiệu mang tin

tức về mầu Hệ NTSC cho phép dùng một tín hiệu mầu có dải tần rộng và một tín hiệu mầu có dải tần hẹp hơn, phối hợp với độ rõ mầu của ảnh truyền hình và khả năng chống lại các hiện tượng nhiễu giữa các tính hiệu mầu sau mạch tách sóng đồng

Kết quả ng hiên cứ u cho thấy chỉ có các màu nằm

theo hư ớ ng Q lệch pha 33 độ s o vớ i trục B-Y ( màu tía thiên về lơ ) là mắt ng ư ờ i phân tích kém nhất và dải tần

tư ơ ng ứ ng chỉ cần 0.5MHz Còn lại tất cả các hư ớ ng khác, dải thô ng đều xấp xỉ Vì vậy ở hệ NTSC không

s ử dụng hệ trục và mà hai tín hiệu màu tính theo hệ

tọ a độ I, Q và đư ợ c g ọi tín hiêu UI và UQ

Tín hiệu màu UI và UQ được tính theo biểu

thức:

U = 0.735U – 0.268U

Với cách chọn trục như trên có thể giảm thiểu tối đa

sự phá rối của tín hiệu sắc vào tín hiệu chói, đồng nghĩa với việc thu hẹp dải thông tín hiệu sắc càng nhiều càng tốt.

Bảng sự biến thiên của điện áp tín hiệu màu

Khi nhân UR-Y, UB-Y với hệ số 0,877 và 0,493, ta thấy tín hiệu màu đã có biên

độ giảm nhỏ (-0,33;1,33V) để đảm bảo tương thích với truyền hình đen trắng.

Màu 0,877(R-Y)(V) 0,493(B-Y)(V) Um(V) U h,mmax (V) Uh,mmax (V)

2 Tín hiệu truyền hình màu đầy đủ

tín hiệu chói, tín hiệu màu, xung tắt đầy đủ, xung đồng bộ đầy đủ và tín hiệu đồng bộ màu

Hệ màu NTSC thự c hiện truyền đồng thờ i hai tín hiệu màu và tín hiệu chói Ey trên cùng một

dòng

Tần s ố cao nhất của tín hiệu chói EY của hệ

NTSC là 4.2 MHz, tiêu chuẩn quét 525 dòng và 30 ảnh/s

Dải tần của tín hiệ u chó i từ (0÷4.2) MHz, của tín hiệ u màu U’Q từ (3÷4.2) MHz, của tín hiệ u màu U’ I (2.3÷4.2) MHz

Cả hai dải biê n tần của tín hiệ u U’Q đề u đư ợ c truyề n s ang

phía thu cò n tín hiệ u U’I bị né n 1 phần biê n tần trê n

3 Tín hiệu mang màu cao tần

khác nhau đó là U’I và U’Q (là các g iá trị đã hiệu

chỉnh gamma của UI và UQ ) Tín hiệu U’I điều chế biên độ một dao động hình cos in vớ i tần s ố s óng mang phụ , còn tín hiệu U’Q điều chế biên độ dao động hình s in cùng tần s ố

f SC

Sơ đồ điều chế tín vuông góc

ĐIỀU BIÊN CÂN BẰNG I

TẠO SÓNG MANG

PHỤ

DỊCH PHA 90 0

ĐIỀU BIÊN CÂN BẰNG II

Từ tín hiệu điều chế U’I và U’Q tại đầu ra của hai mạch điều biên cân bằng tín hiệu có dạng:

f

Trong đó : là tần số mang phụ

- Ở hình a, tín hiệu giả sử là hình sin có biên độ

- Ở hình b, là sóng mang phụ

có biên độ:

với

- Ở hình c, là sóng điều biên thông thường, trong đó biên độ của sóng mang phụ thay đổi theo dạng tín hiệu, tần số vẫn giữ

nguyên là 5,8 MHz Biên độ của sóng điều biên thông thường phải cao hơn tối thiểu là gấp hai lần biên độ của tín hiệu,

- Ở hình d, để có thể sóng điều biên nén ta hãy tưởng tượng nén cả hai đỉnh của sóng điều biên thông thường lại, nén cho tới khi tại mức zero của tín hiệu nhập dính vào nhau.

Dạng tín hiệu ra ở mạch điều

ft V

Tần số sóng mang phụ vẫn giữ nguyên.

Biên độ đỉnh – đỉnh bằng chính biên độ đỉnh- đỉnh của tín hiệu.

Tại mức mà tín hiệu bằng 0, thì biên độ của sóng

điều biên nén cũng bằng không Nói khác đi trong

mạch điều biên nén khi không có tín hiệu (=0) thì cũng không còn sóng mang phụ nữa.

Mỗi khi điện áp tín hiệu đổi chiều từ + sang – hay ngược lại thì sóng mang phụ lại đảo lại pha 180 -độ.

Như vậy, tín hiệu mầu của hệ thống NTSC là tín

4 Chọn tần số sóng mang phụ SMP

Để đảm bảo độ tương thích giữa

truyền hình màu và truyền hình đen

trắng thì kênh của truyền hình màu

phải có phổ kênh bằng đúng phổ

kênh của truyền hình đen trắng.vì

vậy tín hiệu mầu phải nằm trọn vẹn

trong phổ của tín hiệu chói.và để

tránh can nhiễu từ màu sáng chói

thì tín hiệu mầu phải nằm trọn vẹn

trong phổ tần cao của tín hiệu chói.

Mà Uγ của NTSC là 0/4.2 MHz

;Tín hiệu mầu của NTSC có dải phổ

cao nhất 0-1.5MHz nhưng trong thực

tế khi truyền chỉ truyền dải phổ

0-1.2MHz vậy f mp cao nhất là:f mp

<4.2-0.6=3.6→fmp<3.6MHz.

Nhiễu do SMP gây

ra

Sơ đồ nhiễu do SMP

• Phổ tín hiệu chói là phổ vạch,được phân bố là các bội

số của f H (tần số dòng.vì vậy nếu chọn f mp =f H (2n-1)/2 dao động tần số sóng mang phụ (SMP) đã giảm đi

nhiều.trong một chu kỳ quét dòng có (2n-1)/2 chu kỳ

dao động tần số SMP nên pha dao động của SPM đảo

điểm sáng và tối gây ra do có dao động SMPsẽ lần lượt đổi vị trí cho nhau khi quét từ dòng trên xuống dòng

dưới.các điểm sáng tối xen kẽ theo chiều đứng bù trừ cho nhau tạo cảm giác màn ảnh có độ chói đồng đều.

• Mặt khác số mành quét trong một mành là lẻ nên cứ

sau 1 mành vị trí đen,trắng thì lại đổi cho nhau,giúp cho

ta cảm giác bình quân độ chói theo thời gian.Vì vậy

5 Tín hiệu đồng bộ màu

x

Bộ tách sóng tín hiệu mang màu

Sau khi tách tín hiệu mang màu cao tần ra khỏi tín hiệu chói, tín hiệu mang màu cao tần được đưa vào bộ tách sóng để tạo lại tín hiệu mang màu tần số cơ sở (tần số video) là U’I và U’ Q

.

Bộ tách s ó ng tín hiệ u mang màu thư ờ ng là tác h s ó ng

đồ ng bộ (c ò n gọ i là bộ tách s ó ng nhân) Tro ng máy thu

hình cò n phải có mạch tạo ra dao độ ng tần s ố mang phụ

có tần s ố và pha đồ ng bộ vớ i tần s ố và pha dao độ ng tần

s ố s ó ng mang phụ bê n phát Dao độ ng đó cũng đư ợ c đư a vào bộ tác h s ó ng để tạo ra tích s ố :

U(t) =U0 Uc =U0.[U’Qs in(ωt+33o)+U’Ico s (ωt+33o)]

Như vậy bê n thu cần có U 0 ổ n định và đồ ng bộ vớ i

s ó ng mang phụ ở phía phát.vì vậy bê n phát truyề n

s ang phía thu mộ t c huỗ i dao độ ng chuẩn về pha và tần s ố của SMP đây là tín hiệ u đồ ng bộ màu.Yê u c ầu tín hiệ u đồ ng bộ màu khô ng ảnh hư ở ng đến đồ ng bộ

dò ng và đồ ng bộ mành.

Vậy tín hiệ u đồ ng bộ màu NTSC là mộ t chuỗ i

8/10 chu kỳ có tần s ố bằng tần s ố f mp c ó pha đồ ng

pha vớ i s ó ng mang phụ phía phát và chuỗ i xung

này đư ợ c cài ở s ư ờ n s au của xung xó a dò ng có

biê n độ đỉnh bằng 0,9.S(S: biê n độ xung đồ ng bộ

dò ng ) trừ 9 dò ng đầu của s ung tắt mành.

Các tiêu chuẩn của hệ màu NTSC

6 MÃ HÓA NTSC

Mạc h ma trận : nhận điệ n áp tín hiệ u màu cơ bản U R ,U G ,U B

để tạo ra các tín hiệ u độ c hó i U Y và hai tín hiệ u màu U l , U Q Tín hiệ u độ chó i U Y có dải tần rộ ng từ 0 đến 4,2 MHz

nê n phải qua dây trễ để làm chậm tín hiệ u lai, s au đó đư a qua bộ khuếc h đại U Y để khuếch đại điệ n áp tín hiệ u đủ lớ n cung cấp c ho bộ cộ ng

Tín hiệ u U l s au khi qua mạch lọ c thô ng thấp có dải tần

từ 0 đến 1,3 MHz , dải tần nay rô ng hơ n dải tần của tín hiệ u

U Q , nê n cũng phải đư a qua dây trễ rồ i đư a tớ i bộ khuếc h đại U l để khuếch đại điệ n áp đủ lớ n.

Tín hiệ u U Q s au khi qua mạch lọ c thô ng thấp có dải tần

hẹ p nhất từ 0 đến 0,6 MHz , do đó tín hiệ u này khô ng qua dây trễ mà đư a thẳng tớ i bộ khuếch đại điệ n áp U Q

+ Bộ tạo s ó ng mang phụ f sc :Đây là bộ dao độ ng tự kích c ó

nhiệ m vụ tạo tần s ố f sc = 3.58 MHz Tần s ố f sc đư ợ c đư a

trự c tiếp tớ i bộ điề u chế biê n độ tín hiệ u Up đồ ng thờ i tần

s ố fs c đư ợ c đư a qua bộ trễ pha 900 rồ i đư a tớ i bộ điề u chế biê n độ tín hiệ u U Q

+ Bộ điề u biê n né n (S.A.M = Suppre s s amplitude mo dulato r): trư ớ c khi đư a tín hiệ u s ắc tổ ng hợ p vớ i tín hiệ u chó i , ta

phải điề u biê n né n tín hiệ u U l và U Q vào s ó ng mang phụ f sc Điề u biê n né n c ó nhiệ m vụ lấy tín hiệ u s ắc điề u c hế biê n độ

vào s ó ng mang phụ f sc s au đó né n tần s ố mang phụ f sc và

chỉ đư a ra hai dải tần trê n và dải tần dư ớ i.

+ Bộ điề u biê n né n 1 có nhiệ m vụ lấy tín hiệ u màu U l điề u

biê n né n vào tần s ố mang màu phụ f sc , để cho ra tín hiệ u

s o ng biê n né n tần s ố mang

+ Bộ điề u biê n né n 2 có nhiệ m vụ lấy tín hiệ u hiệ u màu U Q

7 GIẢI MÃ NTSC

Dây trễ

Khuếch

đại

Lọc chắn dải 3.58 MHz

Lọc thông

dải Khuếch đạisắc UC Tách sóng UI 0 1.3 MHzLọc dải

Tách xung đồng bộ màu

Dây trễ

Tạo sóng mang phụ

Mạch khuếch đại và mạch

Bộ khuếch đại tín hiệ u màu tổ ng hợ p nhận tín hiệ u mùa

tổ ng hợ p U M rồ i khuếch đại ở đầu ra của bộ khuếc h đại ta lấy đư ợ c hai tín hiệ u : độ c hó i U Y và tín hiệ u s ắc U C

Kê nh chó i: Dây trễ dải rộ ng có dải thô ng tần 4.2 MHz và

thờ i gian trễ kho ảng (0,3-0,7) m s , để c ho tín hiệ u chó i và

các tín hiệ u màu c ủa mộ t phần tử ảnh đến mạch ma trận

ho ặc đè n hình màu cùng mộ t lúc Ở đây cần c ó s ự phố i

hợ p trở kháng tại lố i vào và lố i ra c ủa dây trễ Nếu khô ng

có s ự phố i hợ p tố t s ẽ xuất hiệ n tín hiệ u phản xạ, s inh ra

s ó ng đứ ng ; do đó có nhiề u đư ờ ng viề n trê n ảnh truyề n

hình Mạch lọ c chắn dải s ẽ né n s ó ng mang phụ và các

hư ở ng của tín hiệ u màu đến chất lư ợ ng ảnh truyề n hình màu.

Khi có mạch lọ c c hắn dải tro ng kê nh chó i , dải thô ng

kê nh c hó i thu hẹ p vì vậy, lúc thu truyề n hình đe n trắng

phải tìm cách làm cho mạch lọ c c hắn dải mất tác dụng.

Mạch g him s ẽ khô i phục thành phần trung bình của tín hiệ u chó i ( nế u bị mất) trư ớ c khi đặt nó lê n mạch ma trận.

Kê nh màu : mạch lọ c thô ng thấp dải chọ n lấy tín hiệ u

đồ ng bộ màu và né n các thành phần tần thấp của tín hiệ u chó i nằm ngo ài tần tín hiệ u màu.

Mạch khuế ch đại s ắc U C là bộ khuế ch đại cộ ng hư ở ng nhằm khuế ch đại điệ n áp tín hiệ u s ắc U C tại tần s ố f SC =

3,58 MHz và đư a hai tín hiệ u s o ng biê n né n tần s ố mang tớ i các bộ tách s ó ng tín hiệ u s o ng biê n.

Bộ tạo s ó ng mang phụ f sc có nhiệ m vụ tạo lai tần s ố

s ó ng mang phụ f sc Để tần s ố tự tạo luô n đồ ng bộ vớ i phí phát , bộ tạo s ó ng f sc làm việ c dư ớ i s ự điề u khiể n của xung

Bộ tách s o ng tín hiệ u s ắc có nhiệ m vụ biến đổ i tín hiệ u

s o ng biê n thành tín hiệ u điề u biê n, s au đó tách s o ng điề u biê n để lấy tín hiệ u U I và U Q

Mạc h khuếc h đại và mạc h ma trận: Khố i này có nhiệ m

vụ biến đổ i tín hiệ u màu U RY và U BY thành U GY s au đó khuếc h đại ba tín hiệ u màu U RY , U GY và U BY

 Kết luận về hệ màu NTSC

Trong hệ màu NTSC thì hai tín hiệ u U I ,U Q đư ợ c truyề n đi đồng thờ i

Điề u biê n né n vuông g óc U I ,U Q vào s óng mang phụ

fs c =3.58Mhz đó c ũng c hính là điề u biê n c ân bằng c ủa SAM.

Tín hiệ u màu NTS C COLOR VIDEO c ó c hứ a 7 tín tứ c :

+)4 tín tứ c đầu là c ủa truyề n hình đe n trắng:c ó dải tần s ố 4.5Mhz +)2 tín hiệ u màu :

*)U I c ó dải tấn s ố 01.5Mhz

*)U Q c ó dải tần s ố00.5Mhz

+)Tin tứ c thứ 7 là loé màu và đồng bộ màu.

Loé màu truyề n đi pha g ốc 0 độ c ủa s óng mang phụ dùng để

c huẩn pha gốc c ủa s óng mang phụ f sc ở máy thu.

Bằng c ác h c hon s óng mang phụ f SC c ho phé p tự khử đư ợ c nhiễ u do c hính s óng mang phụ g ây ra.

Ưu điể m c hính của hệ thố ng NTSC là đơ n giản, thiết

bị mã hó a và g iải mã khô ng phứ c tạp vì vậy giá thành thiế t bị thấp hơ n s o vớ i thiết bị của các hệ thố ng khác

Khuyế t điể m chính của hệ thố ng NTSC là rất dễ bị

s ai màu khi hệ thố ng truyề n tín hiệ u màu khô ng lý

tư ở ng và có nhiễ u

- Mé o gây ra do dải tần tín hiệ u mang màu bị hạn chế

- Mé o gây ra do dải tần c ủa tín hiệ u mang màu khác nhau

- Nhiễ u của tín hiệ u c hó i vào kê nh màu

- Nhiễ u lẫn nhau giữ a các tín hiệ u mang màu do phát hai biê n tần khô ng đố i xứ ng

Trịnh Văn Bố n Lư ơ ng Văn Huyê n Nguyễ n Bá Dũng Ng uyễ n Đứ c Thô ng Trần Đứ c Hậu Nguyễ n Văn Vinh

Chu Tuyê n Ho àng (C) Trư ơ ng Văn Hải