BÀI GIẢNG TRUYỀN HÌNH MÀU

Truyền hình phải truyền đi đầy đủ các thông tin của cảnh vật: Độ chói, Màu sắc, Sự biến đổi theo thời gian. Khi đó phía thu mới thu được hình ảnh như thực tế. Nguyên lý truyền hình màu dựa vào đặc điểm cảm thụ màu sắc của mắt người và thuyết ba màu cơ bản. Nội dung của thuyết 3 màu cơ bản: Mọi màu sắc đều cấu thành từ 3 màu cơ bản (Red, Green, Blue).

Trang 1

Chương II TRUYỀN HÌNH MÀU

§1 NGUYÊN LÝ TRUYỀN HÌNH MÀU

I. Khái niệm chung

Truyền hình phải truyền đi đầy đủ các thông tin của cảnh vật:

Khi đó phía thu mới thu được hình ảnh như thực tế

màu cơ bản

Nội dung của thuyết 3 màu cơ bản: Mọi màu sắc đều cấu thành từ 3 màu cơ bản (Red, Green, Blue)

1

Trang 2

⇒ Mọi ảnh màu đều có thể phân tích và tổng hợp từ các màu cơ bản.

số kênh thông tin

kết cấu mạch điện

Trang 3

 Yêu cầu đối với hệ thống truyền hình màu:

ảnh hưởng lớn nhất đến việc thiết kế hệ thống truyền hình

3

Trang 4

1. Cảm nhận màu săc ánh sáng của mắt người

Võng mạc của mắt người chứa các phần tử thụ cảm

Các phần tử này gồm 2 loại tế bào: tế bào hình que và tế bào hình nón

•. Tế bào hình que: khoảng 120 triệu tế bào

Tác dụng: giúp mắt người cảm nhận được các chi tiết sáng tối với độ nhạy rất cao

Trang 5

• Tế bào hình nón: khoảng 6,5 triệu tế bào.

Độ phân giải của mắt đối với màu sắc kém hơn nhiều so với độ sáng tối

5

Trang 6

 Các tế bào hình nón chỉ tập trung ở vùng hoàng điểm và vùng xung quanh.

⇒ Mắt phân biệt các chi tiết màu sắc tốt nhất khi ảnh ở ngay trước mắt (trên trục thị giác)

hiện ở các vùng khác nhau chung quanh võng mạc

Do đó:

Trang 7

Độ nhạy cảm tương đối

Độ nhạy cảm của mắt người phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng:

Đặc tuyến phổ độ nhạy của mắt

7

Trang 8

Tế bào hình nón gồm 3 loại nhạy cảm với 3 màu khác nhau: đỏ (Red), lục (Green), lơ (Blue).

Độ nhạy cảm tương đối

Đặc tuyến phổ độ nhạy của ba tế bào hình nón

Trang 9

• Độ bão hòa (độ đậm màu).

9

Trang 10

 Sắc điệu là tính chất tạo nên màu sắc: đỏ có sắc điệu đỏ.

Sắc điệu được xác định bằng bước sóng của ánh sáng

Trang 11

3. Sự trộn màu

11

Trang 12

 Nếu cộng 2 ánh sáng màu cơ bản với liều lượng khác nhau → màu nhận được sẽ khác nhau.

kỳ

Trang 13

II. Nguyên lý truyền hình màu

Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền hình màu:

Hiệu chỉnh gamma Mạch ma

trận Bộ điều chế

màu

Mạch cộng

R’G’

B’

RG B

Y s1

M

Bộ chọn tín hiệu Bộ tách sóng màu

Mạch ma trận

RG B

Y s1 s2

13

Trang 14

 Phía phát:

Hình ảnh cần truyền:

Trang 15

 Phía thu:

B-Y)

tín hiệu chói Y tín hiệu màu cao tần C

15

Trang 16

 Vậy:

 Phía phát biến đổi các tín hiệu màu cơ bản thành tín hiệu truyền hình màu tổng

hợp M: quá trình mã hóa tín hiệu màu.

 Phía thu biến đổi tín hiệu truyền hình màu tổng hợp M thành các tín hiệu màu cơ

bản: quá trình giải mã tín hiệu màu.

Trang 17

III. Tín hiệu truyền hình màu

Tín hiệu chói được xác định theo công thức:

Y = 0,3R + 0,59G + 0,11BĐối với màu trắng: R = G = B =1 ⇒ Y = 1

Đối với màu đen: R = G = B = 0 ⇒ Y = 0

Tạo tín hiệu độ chói bằng mạch ma trận, mạch ma trận đơn giản nhất:

Mạch ma trận tạo tín hiệu chói

Điều kiện:

17

Trang 18

2. Tín hiệu hiệu số màu

Trong hệ thống truyền hình màu, khi truyền đi thông tin màu, người ta truyền đi các tín hiệu hiệu màu:

R – Y; G – Y; B – Y

Thực tế, người ta chỉ truyền 2 tín hiệu hiệu màu:

R – Y và B - YVậy, trong hệ thống truyền hình màu, người ta truyền đi thông tin về:

±0,41 làm thông tin không rõ ràng

truyền hơn

Trang 19

3. Biện pháp rút gọn dải tần – Ghép phổ tín hiệu màu vào tín hiệu chói

fY

f(R-Y) f(B-Y)

19

Trang 21

fH/2 (n-1)fH

Dải phổ tín hiệu chói và tín hiệu màu theo phương pháp xen tần:

Phổ tín hiệu chói và tín hiệu màu cao tần

21

Trang 22

Trong phương pháp này người ta cần chọn tần số sóng mang tín hiệu màu sao cho:

nhiễu do nó sinh ra trên ảnh truyền hình đen trắng càng nhỏ → mắt người khó phát hiện

tần số mang màu phụ chọn khoảng 4,5 MHz

Trang 23

Tín hiệu I và Q được tính theo biểu thức:

I = 0,74 (R-Y) – 0,27 (B-Y)

Q = 0,48 (R-Y) + 0,41 (B-Y)

Để có thể đan xen các vạch phổ của tín hiệu màu vào phổ tín hiệu chói, → các tín hiệu màu được dịch phổ về phía trên bằng phép điều chế với sóng mang phụ có tần số xác định, nhưng dịch pha nhau 900

23

Trang 24

Điều chế vuông góc hai tín hiệu hiệu màu

Trang 25

Hướng trục Y là hướng mắt có khả năng phân biệt màu nhạy nhất

Hướng trục Q là hướng mắt có khả năng phân biệt màu kém nhất

Tín hiệu màu tính theo tọa độ I và Q được gọi là tín hiệu I và Q

Hai tín hiệu hiệu màu được điều chế biên độ trên cùng một tần số sóng mang phụ fsc (tiêu chuẩn

Nghĩa là hai tín hiệu hiệu màu I, Q được điều chế vuông góc và điều biên nén trên cùng một tần số sóng mang fsc Tín hiệu điều biên nén đgl tín hiệu song biên (Im, Qm)

25

Trang 26

Cả hai dải biên tần của tín hiệu Qm được truyền sang phía thu, còn tín hiệu Im bị nén một phần biên tần trên.

Trang 27

 Tín hiệu đồng bộ:

(lóe màu)

Xung đồng bộ dòng

0,9h h

2,2μs

Trang 28

 Phổ tần của tín hiệu màu tổng hợp gồm:

Dải tần của tín hiệu độ chói Y: 0 – 4,2 MHz

Dải tần của tín hiệu mang màu Q: 3 – 4,2 MHz

Dải tần của tín hiệu mang màu I: 2,3 – 4,2 MHz

Trang 29

2. Điều biên nén

Giả sử dạng sóng tín hiệu có dạng hình sine:

vđc(t) = Vđcsin2πfđct

Sóng mang phụ fsc = 3,58MHz cũng có dạng hình sine:

Trang 30

Để có sóng điều biên nén, người ta nén cả hai đỉnh của sóng điều biên thông thường lại, nén cho tới khi tại mức 0 tín hiệu nhập dính vào nhau ngay tại mức 0 của sóng mang phụ.

Vậy sóng điều biên nén có:

1800

♣ Vậy tín hiệu màu của hệ NTSC là tín hiệu điều biên, điều pha có tần số bằng tần số sóng mang phụ

Trang 31

Để thực hiện điều biên nén người ta thường dùng mạch điều chế cân bằng:

Mạch điều chế cân bằng

31

Trang 32

3. Bộ lập mã màu

Sơ đồ khối máy phát tín hiệu màu:

Trang 33

 Ma trận: chuyển đổi ba tín hiệu màu cơ bản R, G, B của một cảnh màu thành:

 Dây trể 0,7µs để làm chậm tín hiệu chói Y,

 Mạch khuếch đại: khuếch đại tín hiệu chói lên rồi đưa đến bộ cộng

33

Trang 34

 Kênh màu:

 Mạch lọc thông thấp:

 Mạch tạo sóng mang phụ bằng thạch anh tạo ra dao động điều hòa có tần số fsc = 3,58MHz

và góc pha 00 (so với trục B-Y)

 Mạch dịch pha +330: dịch pha sóng mang phụ đi một góc + 330 → mạch điều biên nén tín

hiệu I

 Mạch dịch pha 900: dịch pha sóng mang phụ thêm một góc 900 → mạch điều biên nén tín

hiệu Q

Trang 35

 Mạch điều biên tín hiệu màu:

+330 → tín hiệu màu cao tần Im

+1230 → tín hiệu màu cao tần Qm

đồng bộ dòng, đồng bộ mành, xóa dòng, xóa mành cho tín hiệu màu đầy đủ

gốc của sóng mang phụ fsc để đồng bộ và cưỡng bức sóng mang phụ chuẩn được tạo ra ở máy thu

35

Trang 36

4. Bộ giải mã màu

Trang 37

 Khối cao tần:

 Khối khuếch đại trung tần:

• Khuếch đại điện áp của tín hiệu trung tần hình và điện áp tín hiệu trung tần tiếng,

 Khối đường tiếng:

37

Trang 38

 Tách sóng thị tần: tách sóng biên độ để lấy ra tín hiệu tổng hợp màu UM.

 Khuếch đại màu tổng hợp hình:

màu

Trang 39

• Khuếch đại màu là bộ khuếch đại cộng hưởng, khuếch đai các tín hiệu màu cao tần Im và Qm.

có tần số fsc

tín hiệu hiệu màu I

→ tín hiệu hiệu màu Q

Trang 41

II. Hệ truyền hình màu PAL

41

Trang 42

 Tần số mang màu phụ fsc = 4,43MHz:

điều biên nén Um

và đưa ra tín hiệu điều biên nén Vm

 Tín hiệu đồng bộ màu của hệ PAL là:

năng đồng pha giữa các chuyển mạch điện tử

Trang 43

 Tín hiệu đồng bộ màu thực hiện hai nhiệm vụ:

phía phát

43

Trang 44

 Phổ của tín hiệu màu tổng hợp gồm:

một phần dải biên tần trên

mạch tách sóng đồng bộ

Trang 45

2. Bộ mã hóa tín hiệu màu hệ PAL

Vm

Um

45

Trang 46

 Ma trận: chuyển đổi ba tín hiệu màu cơ bản R, G, B của một cảnh màu thành:

 Dây trể 0,7µs để làm chậm tín hiệu chói Y,

 Mạch khuếch đại: khuếch đại tín hiệu chói lên rồi đưa đến bộ cộng

 Bộ tạo sóng mang màu phụ fsc: bộ dao động tự kích, tạo ra dao động có tần số fsc = 4,43 MHz.

Trang 47

 Điều biên nén:

dòng

nén Vm

 Bộ chuyển mạch điện tử và mạch di pha ± 900:

 Bộ cộng: cộng các tín hiệu theo yêu cầu

47

Trang 48

3. Bộ giải mã tín hiệu màu hệ PAL

Trang 49

☻Kết luận:

Ưu điểm:

Nhược điểm:

49

Trang 50

III. Hệ truyền hình màu SECAM

1. Đặc điểm của hệ SECAM (Secam IIIB)

.Tín hiệu chói Y:

Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B

.Hai tín hiệu hiệu màu DR và DB

DR = 1,9(R-Y)

DB = 1,5(B-Y)

Chúng có độ rộng dải tần bằng nhau và bằng 1,3MHz

Trang 51

51

Trang 52

 Tín hiệu đồng bộ màu (xung nhận dạng màu)

• Tín hiệu đồng bộ màu theo mành:

* là tín hiệu điều tần có tần số thay đổi đối với các xung có cực tính dương và cực tính âm

Trang 53

Trong hệ Secam mỗi ảnh được chia thành 2 mành:

53

Trang 54

• Tín hiệu đồng bộ màu theo dòng của hệ Secam:

Tín hiệu đồng bộ màu kéo dài cho đến khi truyền tín hiệu hiệu màu DR và DB

Trang 55

 Phổ của tín hiệu màu tổng hợp trong hệ SECAM bao gồm:

Hai tín hiệu điều tần của hai tín hiệu hiệu màu được hạn chế biên độ thấp so với tín hiệu chói Y

55

Trang 56

2. Mã hóa tín hiệu màu hệ SECAM

Sơ đồ khối đơn giản của bộ mã hóa màu hệ SECAM:

Dây trể

Trang 57

 Ma trận:

 Kênh chói

• Dây trể 0,7μs: làm chậm tín hiệu chói Y

• Khuếch đại Y: khuếch đại tín hiệu Y chói đủ lớn

 Kênh màu

• Mạch tạo xung nhận dạng màu (tín hiệu nhận dạng màu) tạo:

57

Trang 58

• Mạch cộng: đưa xung đồng bộ màu vào tín hiệu màu.

được đảo pha thành DR

• Mạch tiền nhấn gây méo trước trong kỹ thuật điều tần

• Chuyển mạch điện tử:

• Bộ lọc dãi (LPF):

Trang 59

• Bô điều chế tần số (bộ điều tần) nhận lần lượt các tín hiệu:

Ở đầu ra của bộ điều tần ta nhận được 2 tín hiệu điều tần FDR và FDB lần lượt theo từng dòng

59

Trang 60

• Tiền nhấn cao tần (bộ lọc chuông):

Đặc tuyến này có giá trị bé nhất ở tần số trung bình 4,28MHz

→ khi không có tín hiệu màu, các sóng mang phụ fCR, fCB xuất hiện với biên độ rất nhỏ → giảm nhiễu rất nhiều

Trang 61

3. Giải mã tín hiệu màu SECAM

Sơ đồ khối:

61

Trang 62

 Mạch khuếch đại T:

tín hiệu chói Y

tín hiệu màu dưới dạng điều tần FDR, FDB

 Kênh chói

• Dây trể 0,7μs: làm chậm tín hiệu chói Y

• Khuếch đại Y: khuếch đại tín hiệu Y chói đủ lớn

Trang 63

 Kênh màu

• Bộ lọc chuông ngược cho:

• Chuyển mạch điện tử nhận tín hiệu màu đã điều tần qua 2 đường:

• Hạn biên: giới hạn biên độ

• Tách sóng điều tần: lấy lại tín hiệu màu DR và DB từ tín hiệu mà đã điều tần

• Mạch giải tiền nhấn: sửa méo trước của 2 tín hiệu DR và DB

63

Trang 64

• Mạch tạo xung điều khiển màu nhận xung đồng bộ màu lấy từ tín hiệu màu DR, DB và xung

đồng bộ mành fr để tạo ra xung điều khiển nhằm:

• Mạch tạo xung điều khiển là mạch FF tạo xung điều khiển chuyển mạch điện tử

 Ma trận nhận 3 tín hiệu Y, DR, DB để tạo lại 3 tín hiệu màu cơ bản R, G, B

Trang 65

Do không khử được tần số mang màu phụ →

65

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	1,05 MB