nghiên cứu và chế tạo thiết bị hỗ trợ dạy học thực hành sửa chữa tivi màu kiểm soát bằng máy tính

Tóm tắt đề tài Thực hành sửa chữa Tivi màu là một trong những nội dung của chương trình đào tạo nghề cho học sinh, người học chuyên ngành điện tử dân dụng tại các trung tâm dạy nghề, các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ HỖ TRỢ DẠY & HỌC THỰC HÀNH SỬA CHỮA TIVI MÀU

KIỂM SOÁT BẰNG MÁY TÍNH

MÃ SỐ: B2009 - 22 - 40

Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010

S 0 9

S KC 0 0 3 7 0 5

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ HỖ TRỢ DẠY & HỌC THỰC HÀNH SỬA CHỮA TIVI MÀU

KIỂM SOÁT BẰNG MÁY TÍNH

Mã số: B2009-22-40

Chủ nhiệm đề tài: GV.ThS Nguyễn Thanh Bình

Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ HỖ TRỢ DẠY & HỌC THỰC HÀNH SỬA CHỮA TIVI MÀU

KIỂM SOÁT BẰNG MÁY TÍNH

Mã số: B2009-22-40

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên)

Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010

DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Nguyễn Thanh Bình Khoa Điện – Điện tử

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Thiết kế và thi công phần cứng TvPanTutor

Viết phần mềm điều khiển Nguyễn Phương Quang TT e-Learning

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM

Xây dựng cơ sở dữ liệu Pan

Thiết kế bố cục, lập trình giao diện và đồ họa cho

TvPanTutor

CÁC ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH

Tên đơn vị trong và

ngoài nước

Nội dung phối hợp nghiên cứu Họ và tên

người đại diện đơn vị Cty TNHH Sản xuất –

Thương mại Thiết bị

Công nghiệp Đại Cát

Tư vấn thiết kế phần cứng TvPanTutor

GĐ Nguyễn Đăng Tiến

Cty TNHH Thương mại

– Kỹ thuật Thái Bình Tư vấn thiết kế phần mềm TvPanTutor

GĐ Phạm Xuân Quốc

MỤC LỤC

Trang

 Trang bìa

 Trang bìa phụ

 Danh sách những thành viên tham gia nghiên cứu đề tài và đơn vị phối hợp chính i

 Mục lục ii

 Danh mục bảng vi

 Danh mục hình vii

 Danh mục các chữ viết tắt ix

 Thông tin kết quả nghiên cứu bằng tiếng Việt x

 Thông tin kết quả nghiên cứu bằng tiếng Anh xi  Tóm tắt đề tài xii

Chương Mở đầu 1 Tình hình nghiên cứu 2

2 Tính cấp thiết 5

3 Mục tiêu nghiên cứu 6

4 Cách tiếp cận 7

5 Phương pháp nghiên cứu 8

6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 9

7 Nội dung nghiên cứu 10

Chương 1 Khảo sát nguyên lí hoạt động của Tivi màu 11

1.1 Tổng quan về tuyền hình màu 11

1.1.1 Sự khác biệt của truyền hình trắng đen và truyền hình màu 12

1.1.2 Ba màu sắc cơ bản trong tự nhiên 13

1.1.3 Nguyên tắc truyền hình màu 13

1.1.3.1 Phân tích ảnh thành 3 màu cơ bản 13

1.1.3.2 Biến đổi các bức ảnh đơn sắc thành tín hiệu R – G – B 13

1.1.3.3 Quá trình điều chế R – G – B thành tín hiệu video tổng hợp 13

1.1.3.4 Quá trình giải mã tín hiệu màu ở máy thu 15

1.1.3.5 Quá trình tổng hợp tín hiệu màu 16

1.1.3.6 Quá trình điều chế tín hiệu màu của đài truyền hình 16

1.1.3.7 Đặc điểm của sóng truyền hình 17

1.2 Đèn hình màu 17

1.2.1 Cấu tạo của màn hình 17

1.2.2 Ba katot KR, KG, KB 18

1.2.3 Sợi đốt Heater 18

1.2.4 Lưới G1 18

1.2.5 Lưới G2 (Lưới gia tốc) 18

1.2.6 Lưới G3 (Lưới hội tụ) 18

1.2.7 Các chi tiết bên ngoài 18

1.3 Khối nguồn 19

1.3.1 Sơ đồ khối tổng quát nguồn tivi 19

1.3.2 Sơ đồ đầu vào mạch nguồn 20

1.3.3 Khái niệm về nguồn xung 20

1.3.4 Các mạch cơ bản của nguồn xung 20

1.3.4.1 Mạch tạo dao động 20

1.3.4.2 Mạch hồi tiếp để giử ổn định điện áp ra 22

1.3.4.3 Các mạch bảo vệ 23

1.4 Khối quét dọc 23

1.4.1 Nhiệm vụ của khối quét dọc 23

1.4.2 Sơ đồ khối tổng quát 23

1.5 Khối quét ngang 24

1.5.1 Nhiệm vụ của khối quét ngang 24

1.5.2 Sơ đồ khối tổng quát 24

1.6 Bộ kênh và trung tần 25

1.6.1 Nguyên lí thu sóng truyền hình 25

1.6.2 Nhiệm vụ và nguyên lí hoạt động của bộ kênh 26

1.6.3 Tính chất của mạch cộng hưởng 27

1.6.4 Mạch cộng hưởng cao tần trong bộ kênh 27

1.6.5 Sơ đồ khối của bộ kênh 28

1.6.6 Mạch điều khiển bộ kênh 28

1.6.7 Mạch dừng dò kênh và nhớ kênh 29

1.6.8 Bộ kênh số 30

1.6.9 Nhiệm vụ của mạch khuếch đại trung tần 31

1.7 Chuyển mạch AV/TV 31

1.8 Mạch xử lí tín hiệu chói 32

1.8.1 Nhiệm vụ của khối xử lí tín hiệu chói 32

1.8.2 Các mạch trong khối xử lí tín hiệu chói 32

1.9 Mạch giải mã màu 33

1.9.1 Nhiệm vụ của mạch giải mã màu 33

1.9.2 Nguyên lí mạch giải mã màu NTSC 33

1.9.3 Nguyên lí mạch giải mã màu hệ PAL 34

1.10 Mạch khuếch đại công suất sắc 35

1.10.1 Nhiệm vụ của mạch khuếch đại công suất sắc 35

1.10.2 Sơ đồ mạch nguyên lí của mạch khuếch đại công suất sắc 36

1.11 Khối âm thanh 37

1.11.1 Quá trình điều chế âm thanh 37

1.11.2 Quá trình xử lí tín hiệu chói 38

1.11.3 Mạch xử lí tiếng đa hệ và tách sóng nhiều tần 38

1.12 Khối xử lí 39

1.12.1 Nhiệm vụ của khối xử lí 39

1.12.2 Mạch xử lí Analog 39

1.12.3 Mạch xử lí Digital 40

1.12.4 Nhiệm vụ của IC nhớ 41

Chương 2 Xây dựng cơ sở dữ liệu Pan Tivi màu 42

2.1 Mô đun nguồn 42

2.2 Mô đun ngang – dọc 43

2.3 Mô đun Tuner – Vi xử lí 46

2.4 Mô đun âm thanh 50

Chương 3 Thiết kế phần cứng 52

3.1 Phần cứng tivi 53

3.1.1 Yêu cầu và thiết kế chung 53

3.1.1.1 Yêu cầu 53

3.1.1.2 Thiết kế 53

3.1.1.3 Sơ đồ nguyên lí tivi màu 53

3.1.2 Mô đun nguồn 53

3.1.2.1 Yêu cầu 53

3.1.2.2 Thiết kế 53

3.1.2.3 Sơ đồ nguyên lí 53

3.1.3 Mô đun ngang – dọc 53

3.1.3.1 Yêu cầu 53

3.1.3.2 Thiết kế 53

3.1.3.3 Sơ đồ nguyên lí 53

3.1.4 Mô đun vi xử lí - tuner 53

3.1.4.1 Yêu cầu 53

3.1.4.2 Thiết kế 53

3.1.4.3 Sơ đồ nguyên lí 53

3.1.5 Mô đun âm thanh 54

3.1.5.1 Yêu cầu 54

3.1.5.2 Thiết kế 54

3.1.5.3 Sơ đồ nguyên lí 54

3.2 Phần cứng điều khiển pan 54

3.2.1 Yêu cầu 54

3.2.2 Thiết kế 54

Chương 4 Thiết kế phần mềm vi điều khiển trên Card giao tiếp máy tính 57

4.1 Khảo sát một số hoạt động của họ vi điều khiển 8051 58

4.1.1 Sơ lược về hoạt động truyền dữ liệu của họ vi điều khiển 8051 58

4.1.1.1 Giới thiệu 58

4.1.1.2 Thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu nối tiếp 58

4.1.1.3 Các kiểu truyền dữ liệu nối tiếp 59

4.1.1.4 Khởi tạo và truy xuất các thanh ghi truyền dữ liệu nối tiếp 59

4.1.1.5 Truyền dữ liệu nối tiếp trong hệ thống nhiều vi điều khiển 60

4.1.1.6 Tốc độ truyền dữ liệu nối tiếp 61

4.1.2 Sơ lược hoạt động ngắt của 8051 61

4.2 Thiết lập qui ước về truyền dữ liệu 62

4.2.1 Về giao tiếp giữa Master và Slave 62

4.2.2 Qui ước về khung dữ liệu 62

4.3 Yêu cầu về phần mềm vi điều khiển 63

4.4 Thiết kế phần mềm vi điều khiển 63

4.4.1 Chương trình chính 63

4.4.2 Chương trình ngắt cổng nối tiếp 64

4.4.3 Các chương trình con tạo Pan 66

4.4.4 Các chương trình con giải Pan 67

Chương 5 Thiết kế phần mềm điều khiển trên máy tính 69

5.1 Yêu cầu 70

5.2 Thiết kế 70

Chương 6 Kết quả nghiên cứu, kết luận và hướng phát triển 74

6.1 Kết quả đạt được 75

6.2 Kết luận 77

6.3 Kiến nghị 77

6.4 Hướng phát triển 78

 Tài liệu tham khảo 79

 Phụ lục A: Bản vẽ kỹ thuật 80

 Phụ lục B: Mã nguồn chương trình vi điều khiển viết bằng hợp ngữ 91

 Phụ lục C: Mã nguồn chương trình điều khiển trên máy tính 94

 Phụ lục D: Hướng dẫn sử dụng phần mềm điều khiển trên máy tính 122

 Bản sao Thuyết minh đề tài đã được phê duyệt 129

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Thanh ghi điều khiển Port nối tiếp (SCON) 59

Bảng 4.2 Các kiểu truyền dữ liệu nối tiếp 59

Bảng 4.3 Thiết lập tốc độ Baud 61

Bảng 4.4 Thanh ghi điều khiển ngắt IE 62

Bảng 5.1 Cơ sở dữ liệu Pan 73

DANH MỤC HÌNH

Hình 0.1 Tổng quát về kỹ thuật truyền hình màu 12

Hình 0.2 Phổ tín hiệu Video tổng hợp 12

Hình 1.1 Tổng quát về kỹ thuật truyền hình màu 12

Hình 1.2 Phổ tín hiệu Video tổng hợp 12

Hình 1.3 Quá trình phân tích hình ảnh màu thành 3 hình ảnh đơn sắc trong Camera 13

Hình 1.4 Quét bức ảnh màu xanh lá, tạo ra tín hiệu G 14

Hình 1.5 Điều chế tín hiệu R - G - B thành tín hiệu Video tổng hợp 14

Hình 1.6 Giải mã và tổng hợp tín hiệu màu ở máy thu hình 15

Hình 1.7 Điều chế tín hiệu phát của đài truyền hình 16

Hình 1.8 Máy thu hình ở xa đài phát không thu được tín hiệu do chiều cong của trái đất 17

Hình 1.9 Sơ đồ đèn hình màu 17

Hình 1.10 Sơ đồ khối tổng quát khối nguồn ti vi màu 19

Hình 1.11 Sơ đồ mạch đầu vào của khối nguồn 20

Hình 1.12 Nhiễu cao tần bám theo nguồn điện được loại bỏ sau khi đi qua mạch lọc nhiễu 20

Hình 1.13 Mạch tạo dao động có nhiệm vụ tạo ra xung điện điều khiển đèn công xuất đóng mở 21

Hình 1.14 Cấu tạo của mạch dao động nghẹt trong nguồn xung 21

Hình 1.15 Mạch hồi tiếp so quang - giữ cho điện áp ra cố định trong cả hai trường hợp điện áp vào thay đổi và khi cao áp chạy 22

Hình 1.16 Mạch bảo vệ đèn công xuất nguồn khi nguồn bị chập phụ tải 23

Hình 1.17 Sơ đồ khối quét dọc Ti vi màu 24

Hình 1.18 Sơ đồ tổng quát của khối quét ngang 25

Hình 1.19 Sóng truyền hình, an ten và máy thu hình 26

Hình 1.20 Sơ đồ khối của bộ kênh 26

Hình 1.21 Mạch cộng hưởng cao tần RF trong bộ kênh 27

Hình 1.22 Sơ đồ khối trong bộ kênh 28

Hình 1.23 Mạch điều khiển kênh 29

Hình 1.24 Mạch dừng dò kênh và nhớ kênh 29

Hình 1.25 Mạch điều khiển bộ kênh Digital 30

Hình 1.26 Mạch khuếch đại trung tần 31

Hình 1.27 Sơ đồ tổng quát chuyển mạch A-V 31

Hình 1.28 Sơ đồ tổng quát mạch xử lý tín hiệu màu và chói 32

Hình 1.29 Các mạch trong khối xử lý tín hiệu chói 33

Hình 1.30 Sơ đồ tổng quát của khối giải mã màu 33

Hình 1.31 Sơ đồ nguyên lý mạch giải mã NTSC 34

Hình 1.32 Sơ đồ nguyên lý mạch giải mã hệ PAL 35

Hình 1.33 Mạch khuếch đại công suất sắc đồng thời là mạch ma trận 35

Hình 1.34 Mạch khuếch đại công suất sắc không có mạch ma trận 36

Hình 1.35 Mạch khuếch đại công suất sắc vừa khuếch đại các tín hiệu R-Y, G-Y, B-Y vừa trộn với tín hiệu Y 36

Hình 1.36 Mạch khuếch đại công suất sắc chỉ khuếch đại ba tín hiệu màu R,G,B đã có thành phần chói trộn sẵn 37

Hình 1.37 Quá trình điều chế tín hiệu ở đài phát 38

Hình 1.38 Các mạch trong khối đường tiếng 38

Hình 1.39 Mạch có khả năng tiếp nhận được 4 hệ tiếng 39

Hình 1.40 IC vi xử lý thông thường đưa ra các lệnh dạng điện áp Analog 40

Hình 1.41 Mạch vi xử lý Digital trong các Ti vi hiện nay 40

Hình 1.42 IC nhớ 40

Hình 2.1 Tivi vẫn hoạt động bình thường nhưng mất tiếng 42

Hình 2.2 Màn hình không lên khung sáng 42

Hình 2.3 Màn hình không lên khung sáng 43

Hình 2.4 Không thể tắt tivi bằng remote hoặc bàn phím được 43

Hình 2.5 Đường sáng ngang 44

Hình 2.6 Màn hình không lên khung sáng 44

Hình 2.7 Màn hình không lên khung sáng 45

Hình 2.8 Màn hình không lên khung sáng 45

Hình 2.9 Màn hình không lên khung sáng 46

Hình 2.10 Màn hình không lên khung sáng 46

Hình 2.11 Màn hình có tín hiệu nhưng rất xấu 47

Hình 2.12 Màn hình có tín hiệu nhưng rất xấu 47

Hình 2.13 Tivi không thể dò đài được 48

Hình 2.14 Màn hình có màu xanh 48

Hình 2.15 Mất màu xanh dương 49

Hình 2.16 Mất màu xanh lá 49

Hình 2.17 Mất màu đỏ 50

Hình 2.18 Mất chế độ AV 51

Hình 3.1 Mạch reset 55

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển (có cổng COM) 55

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển (không có cổng COM) 56

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 56

Hình 4.1 Sơ đồ khối của truyền dữ liệu nối tiếp 58

Hình 4.2 Kết nối nhiều vi xử lý 60

Hình 4.3 Minh họa một khung dữ liệu 62

Hình 4.4 Lưu đồ chương trình chính 63

Hình 4.5 Lưu đồ chương trình ngắt Port nối tiếp 65

Hình 4.6 Lưu đồ các chương trình con tạo Pan 67

Hình 4.7 Lưu đồ các chương trình con giải Pan 67

Hình 5.1 Sơ đồ tổ chức các Form 71

Hình 6.1 Sơ đồ khối toàn bộ hệ thống 75

Hình 6.2 Hình ảnh các bo mạch thực tế 76

Hình 6.3 Giao diện cửa sổ chính của phần mềm điều khiển trên máy tính 76

Hình 6.4 Giao diện cửa sổ giải Pan trên phần mềm điều khiển 77

Hình 6.5 Mô hình xưởng thực hành sửa chữa Tivi đang áp dụng 77

Hình 6.6 Mô hình xưởng thực hành sửa chữa Tivi nên áp dụng 78

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CRT Cathode Ray Tube

LCD Liquid Crystal Display

LED Light-Emitting Diode

COM Communication

USB Universal Serial Bus

VHF Very High Frequency

UHF Ultra High Frequency

AFT Automatic Frequency Tune

AFC Automatic Frequency Control

IC Integrated Circuit

SCL Serial Clock

SDA Serial Data

AGC Automatic Gain Control

PAL Phase Alternating Line

NTSC National Television System Committee

ACC Auto Color Control

DC Direct Current

AC Alternating Current

SCON Serial Port Control

SBUF Serial Port Buffer

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Đơn vị: Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: “Nghiên cứu và chế tạo thiết bị hỗ trợ dạy & học thực hành sửa chữa

tivi màu kiểm soát bằng máy tính”

- Mã số: B2009-22-40

- Chủ nhiệm: GV.ThS Nguyễn Thanh Bình

- Cơ quan chủ trì: Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM

- Thời gian thực hiện:

2 Mục tiêu: Chế tạo thiết bị hỗ trợ dạy & học thực hành sửa chữa tivi màu kiểm soát bằng

máy tính

3 Tính mới và sáng tạo: Tự động kiểm soát, ghi nhận và đánh giá các thao tác của người

học bằng máy tính

4 Kết quả nghiên cứu: - Phần cứng: Mô hình dàn trải Tivi màu CRT 14”

- Phần mềm: TvPanTutor chạy trên nền Windows, sử dụng cơ sở

dữ liệu Access

5 Sản phẩm: TvPanTutor

6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

- Tiết kiệm thời gian, chi phí và nâng cao chất lượng dạy & học thực hành sửa chữa Tivi màu

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1 General information:

Project title: “Research and Implement a device supporting to teach & learn

experiment of repairing color tivi controlled by the computer”

Code number: B2009-22-40

Coordinator: University of Technical Education HCMC

Implementing institution: University of Technical Education HCMC

Duration: from to

2 Objective(s): Implement a device supporting to teach & learn experiment

of repairing color tivi controlled by the computer

3 Creativeness and innovativeness: Monitor, log and evaluate automatically the user

operations by computer

4 Research results: - Hardware: Function Block Model of color Tivi CRT 14”

- Software: TvPanTutor runs in Windows platform, using Access

database

5 Products: TvPanTutor

6 Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:

- Save time, money and enhance the quality of teaching and learning experiment of color Tivi repair

- This product can be selled directly

- Having high practicality therefore TvPanTutor will be a big demand in the near future (domestic and international)

1 Tóm tắt đề tài

Thực hành sửa chữa Tivi màu là một trong những nội dung của chương trình đào tạo nghề cho học sinh, người học chuyên ngành điện tử dân dụng tại các trung tâm dạy nghề, các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề và một số chuyên ngành điện tử (viễn thông, phát thanh truyền hình, điện – điện tử, …) tại một số viện và trường đại học

Có hai khó khăn lớn mà các giáo viên, giảng viên đứng lớp dạy thực hành sửa chữa Tivi phải luôn trăn trở đó là:

 Cho người học va chạm Pan thực tế: Trước hết, giáo viên hay giảng viên sẽ tạo lỗi

tương ứng với các linh kiện để tạo Pan Sau đó, người học sẽ tự tìm cách giải Pan để làm tăng kinh nghiệm thực tế Quá trình này nếu được thực hiện trên khoảng 5 lần là

sẽ dẫn đến hư đường mạch in dẫn đến việc phải thay thế bo mạch mới với giá thành từ năm trăm đến vài triệu đồng trở lên Như vậy sẽ phát sinh khấu hao khá lớn cho khóa học có nhiều học viên muốn tiếp cận với các Pan khác nhau Điều này làm cho giáo viên, giảng viên đứng lớp phải chọn giải pháp hạn chế bớt các Pan và cho nhiều người học cùng thực hành trên một Pan Như vậy sẽ dẫn đến chất lượng thực hành sẽ bị giảm sút nghiêm trọng

 Kiểm tra và đánh giá người học: Là đi tìm khả năng thực tế của người học Giáo viên

cũng sẽ tạo ra các Pan cho nhiều Tivi khác nhau để kiểm tra cùng lúc nhiều học viên Trong một khoảng thời gian qui định, mỗi học viên phải tự tìm cách giải Pan Nhưng một giáo viên đứng lớp không thể nào kiểm soát được hết và cùng lúc quá trình tư duy, suy luận và các thao tác giải Pan của những học viên trong đợt kiểm tra đó mà chỉ có thể đánh giá được học viên thông qua kết quả cuối cùng của học viên Như vậy một học viên sửa Pan theo kiểu mò mẫm không cần dựa trên suy luận logic vẫn có thể đạt được điểm cao Như vậy sẽ dẫn đến sự đánh giá không chính xác năng lực của người học

Từ thực tế trên, đề tài này nhắm đến việc “Nghiên cứu và Chế tạo thiết bị hỗ trợ dạy và học thực hành sửa chữa Tivi màu kiểm soát bằng máy tính” Tên được gọi vắn tắt là TvPanTutor Thiết bị này cho phép giáo viên điều khiển Pan trên một tivi màu từ máy tính để các học viên quan sát và sửa chữa Pan nhưng không cần dùng đến mỏ hàn Việc thay thế linh kiện bị lỗi trên bo mạch in được tiến hành bằng công việc tương đương là báo lỗi linh kiện gây ra Pan trên sơ đồ nguyên lí trong phần mềm Thiết bị này hoàn toàn

có thể giải quyết được hai khó khăn nêu trên Cần nhấn mạnh rằng, TvPanTutor không phải là thiết bị để thay thế các tivi trong xưởng thực hành mà là thiết bị cần được trang bị thêm trong xưởng để làm giảm khấu hao chi phí và nâng chất lượng thực hành

TvPanTutor phiên bản 1.0 đã được hoàn thành với những đặc điểm chính sau đây:

- Dàn trải Tivi màu loại CRT của Trung Quốc (Model: TO8-1421A) thành các khối chức năng chính: Nguồn; Ngang – Dọc; Xử lí trung tâm – Dò đài; Âm thanh; Giao tiếp máy tính

- Mô hình dàn trải rõ ràng, hoạt động ổn định và có thể chạy độc lập với máy tính

- Phần mềm trên máy tính thân thiện, dễ dùng với các đặc điểm nổi bật sau đây:

+ Tùy chỉnh cấu hình phần mềm theo yêu cầu sử dụng

+ Tạo và giải Pan được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính

+ Cơ sở dữ liệu Pan phổ biến như thực tế

+ Quan sát được sơ đồ nguyên lí trên máy tính

+ Có thể theo dõi và ghi nhận được các thao tác sửa chữa Pan của người dùng + Chấm điểm tự động theo tiêu chuẩn của giáo viên

+ Giao tiếp tốt với máy tính qua cổng COM hoặc USB

Hiện tại, TvPanTutor phiên bản 1.0 loại màn hình CRT đã được tác giả thương mại hóa tại một vài trường dạy nghề và đã nhận được những thông tin phản hồi tích cực Tuy nhiên, trong những phiên bản tiếp theo, TvPanTutor sẽ được phát triển theo hướng Tivi LCD

Cho đến nay, trên thế giới, ngoài TvPanTutor ra thì các mô hình thực tập tivi cũng chỉ dừng lại ở mức dàn trải hoặc tạo Pan bằng tay Tác giả tin tưởng rằng, TvPanTutor sẽ là thiết bị thực hành sửa chữa tivi tiên tiến thế hệ mới mà các trường dạy nghề điện tử cần phải trang bị

Tp.HCM, tháng 11 năm 2010 Người thực hiện đề tài

GV ThS Nguyễn Thanh Bình

Chương Mở đầu

1 Tình hình nghiên cứu

Môn học Kỹ thuật Truyền hình đã sớm được đưa vào giảng dạy tại Việt nam từ những năm đầu của thập niên 80 phổ biến tại các trung tâm dạy nghề, các trường trung cấp và cao đẳng nghề, các trường đại học cho các học sinh và sinh viên chuyên ngành điện tử Bởi vì, đi sau cái Radio, thì Tivi có thể được xem như là thiết bị điện tử dân dụng phổ biến nhất Và, mô hình thực hành sửa chữa Tivi màu cũng sớm bắt đầu được nghiên cứu từ đó

Trước đây, trong nước cũng như nước ngoài, mô hình thực hành sửa chữa Tivi màu được nghiên cứu theo hướng Mô hình dàn trải:

 Mô hình dàn trải Tivi

Là một thiết bị được dùng trong xưởng thực hành nhằm làm tăng tính trực quan về cấu tạo Tivi giúp người học nhanh chóng nắm bắt được vấn đề hơn Tivi được chọn để làm

mô hình phải đảm bảo tính cơ bản và tính phổ biến

Theo đà phát triển của Tivi và của công nghệ điện tử, tính khó, tính phức tạp và sự tích hợp của bo mạch Tivi cũng tăng theo Do đó, dàn trải Tivi càng ngày càng khó dần Nguyên lý thu hình về cơ bản là giống nhau nhưng các hãng khác nhau thì triển khai nguyên lý này thành các mạch thực tế khác nhau Ngay cả các mô đen của cùng một hãng cũng đã khác nhau Việc lựa chọn mô đen ti vi của hãng nào để làm mô hình thường phụ thuộc vào sở trường của người nghiên cứu

Nói chung, người thực hiện nghiên cứu mà tạo ra được một mô hình dàn trải tivi không

bị thay đổi chất lượng hình và tiếng coi như là đã thành công

Chưa có một công trình nghiên cứu của một cá nhân nào về mô hình dàn trải tivi có công

bố bản tính toán tự thiết kế chi tiết một tivi hoàn chỉnh Chủ yếu là các tác giả tìm cách

mổ xẻ bo mạch tivi của một tivi cụ thể trên thị trường thành các mô đun nhỏ hơn sao cho hoạt động không bị nhiễu Như thế là thành công !

Các kết quả nghiên cứu về mô hình dàn trải tivi thường không được công bố trên các tạp chí (có lẽ do lĩnh vực này là dành cho thợ, thiếu tính hàn lâm !?) Vì vậy thông tin về tình hình nghiên cứu thường có được qua thực tế công việc nhiều năm giảng dạy và các thông tin quảng cáo của các công ty thiết bị trường học

Hình 0.1 Mô hình dàn trải Tivi màu của Công ty Cổ phần Sản xuất và Thương mại

Vinh Quang

Tại trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM trước đây cũng đã có nhiều đề tài nghiên cứu dàn trải Tivi trắng đen, Tivi màu với các kết quả thu được khá tốt từ các giảng viên hướng dẫn là GV.ThS Phan Quí Võ, GV.KS Lê Viết Phú Trong thời gian gần đây, môn học Kỹ thuật truyền hình không còn được xem như môn học trong tâm của sinh viên chuyên ngành điện tử nữa, các đề tài nghiên cứu về dàn trải tivi cũng hiếm khi được nghiên cứu

Tại các trường khác, tình hình cũng tương tự như tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngày nay, xu hướng nghiên cứu thực hiện và sử dụng mô hình dàn trải Tivi chủ yếu là tại các trung tâm dạy nghề, các trường trung cấp và cao đẳng nghề

 Mô hình dàn trải Tivi đánh Pan bằng tay

Mô hình dàn trải Tivi có đánh Pan là bước phát triển so với mô hình dàn trải Tivi thông thường Để làm được điều này, trên các đường tín hiệu và các đường nguồn cung cấp, người ta mắc nối tiếp các công tắc để đóng ngắt tạo Pan Mô hình kiểu này đã được nghiên cứu và thực hiện tại một số trường dạy nghề và cũng đã được thương mại bởi một số công ty về thiết bị trường học, dạy nghề

Hình 0.2 Mô hình dàn trải Tivi màu đánh Pan bằng tay

của Cty ASHUMAN Tech Pvt Ltd

Nhưng do sử dụng phương pháp điều khiển Pan bằng tay nên các mô hình kiểu này còn chứa đựng một số khuyết điểm khó được chấp nhận lâu dài:

- Dễ bị người học nhìn thấy và nhớ được các công tắc tạo Pan, từ đó nhớ luôn cách giải Pan mà không cần tích lũy những kiến thức cơ bản

- Không tự kiểm soát được thao tác của người học

- Không thể thực hành giải Pan trên mô hình

Nói chung, các mô hình kiểu này chỉ có thể hỗ trợ giáo viên biểu diễn các triệu chứng Pan cho người học xem chứ người học không thực tập trên đó được ngoài việc để quan sát cấu tạo Tivi

 Mô hình dàn trải Tivi đánh Pan bằng máy tính

Năm 2001, có một đồ án tốt nghiệp làm về đề tài điều khiển Pan tivi màu trên máy vi tính,

sử dụng mô đen Tivi JVC C1490, được thực hiện bởi hai sinh viên Nguyễn Trường Duy và Phan Quốc Dũng, được hướng dẫn bởi GV Lê Viết Phú và GV Nguyễn Thanh Bình Danh sách Pan của đề tài này bao gồm 20 Pan và người dùng cũng có thể tạo Pan và giải Pan trong danh sách đó Về phần mềm điều khiển trên máy tính, đồ án này sử dụng dữ liệu cứng lập trình bên trong phần mềm Tuy nhiên, giao diện phần mềm trên máy tính chưa được chuyên nghiệp lắm như:

- Chưa đẹp, chưa thân thiện

- Không quản lí Pan theo kiểu cơ sở dữ liệu

- Không ghi nhận và theo dõi thao tác của người học

- Không chấm điểm tự động

- Không hỗ trợ cho xem sơ đồ nguyên lí trên giao diện máy tính

Tuy nhiên, đề tài này đã bước đầu “đặt nền móng” cho việc điều khiển Pan Tivi màu kiểm soát bằng máy tính

Trong khoảng 10 năm gần đây, đã có nhiều tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực chế tạo Tivi Với nhiều thế hệ Tivi mới như CRT Plasma  LCD  LED  3D Thị trường Tivi thế giới ngày càng phát triển nhưng chương trình giảng dạy Tivi tại các trường đại học tại Việt nam dần dần bị giảm bớt Chắc chắn, trong tương lai chúng ta sẽ rất thiếu những người có hiểu biết về lĩnh vực này

2 Tính cấp thiết của đề tài

Mục đích chính của giảng dạy môn học Kỹ Thuật Truyền Hình trong các trường từ trước đến nay là nhằm giới thiệu cho người học biết được cấu tạo, nguyên lí hoạt động của một thiết bị đã trở thành thiết yếu của mỗi gia đình hiện nay đó là chiếc Tivi để từ đó người học

có cái nhìn tổng quát, có khả năng giải thích và xác định những hiện tượng hỏng hóc đồng thời có thể khắc phục chúng Đây là một môn học khó, đòi hỏi người học phải có lượng kiến thức nền phong phú về mạch điện, điện tử cơ bản, kỹ thuật số, xử lí tín hiệu, truyền số liệu,

vi xử lí… Tuy nhiên cách dạy phổ biến hiện nay là dạy lí thuyết “chay”, giáo viên phải viết,

vẽ tất cả lên bảng, phải diễn đạt kiến thức một cách khô khan, còn người học thì phải cố gắng liên tưởng giữa lí thuyết và thực tế để có thể nắm vấn đề tốt hơn Đặc biệt là khi giới thiệu những hỏng hóc (được gọi là Pan) thường gặp, người học rất cần được nhìn thấy hiện tượng thực tế để có thể giúp nhớ lâu hơn và nhìn hiện tượng được chính xác hơn Với cách dạy như hiện nay, người học phải tưởng tượng ra hiện tượng thực tế từ những hình vẽ, hiệu quả sư phạm sẽ không cao

Ngoài ra, khi tiến hành dạy thực hành sửa chữa tivi, còn phát sinh hai khó khăn lớn nữa, đó là: Cho người học va chạm Pan thực tế; Kiểm tra và đánh giá người học Hai khó khăn này luôn dẫn đến làm tăng chi phí thực tập, kéo theo giảm sút chất lượng nếu nguồn kinh phí bị giới hạn và đánh giá không chính xác năng lực của người học

Xuất phát từ những nguyên nhân đó, nhóm thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu và chế tạo một thiết bị nhằm hỗ trợ việc giảng dạy môn Kỹ Thuật Truyền Hình một cách đắc lực

hơn, đó là “TvPanTutor” Người dùng có thể sử dụng máy tính để điều khiển tạo ra các Pan

theo mục đích giảng dạy, hiện tượng sẽ xuất hiện rõ ràng trên mô hình tivi dàn trải, sau đó

có thể tiến hành đo đạc tại các điểm gây Pan để lấy số liệu làm cơ sở cho việc suy luận, và tiến hành giải Pan để đưa tivi về trạng thái hoạt động bình thường Mọi thao tác trở nên đơn giản trên giao diện người dùng trên máy tính mà không cần dùng đến mỏ hàn

3 Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế và thi công thiết bị với tên được gọi TvPanTutor hỗ trợ việc giảng dạy lí thuyết và thực hành môn Kỹ thuật truyền hình Sản phẩm là mô hình dàn trải Tivi màu loại CRT 14” được điều khiển Pan hoàn toàn bằng máy tính

4 Cách tiếp cận

Việc nghiên cứu bắt đầu từ việc khảo sát một bo tivi màu của Trung Quốc sản xuất (Model: TO8-1421A) Lí do chính để chọn loại tivi này là vì giá thành rẻ nên loại tivi này thường được các trường dạy nghề trang bị để sinh viên thực tập Dựa vào những tài liệu về nguyên

lí cấu tạo và hoạt động của tivi, nhóm thực hiện tiến hành tạo Pan bằng cách hút chân linh kiện để kiểm tra hiện tượng xảy ra Các Pan được chọn để kiểm tra là những Pan cơ bản thường gặp ở tivi màu

Sau khi đã xác định được những điểm để đánh Pan, nhóm tiến hành dò mạch ngược để vẽ lại mạch nguyên lí và chạy mạch in, sử dụng bộ phần mềm Proteus phiên bản 7.2 Bo tivi sẽ được chia làm 4 mô đun là mô đun nguồn, mô đun ngang - dọc, mô đun vi xử lí trung tâm

và dò đài (bao gồm tuner) và mô đun âm thanh Tại những điểm đánh Pan sẽ được đưa ra đầu nối để kết nối với mạch điều khiển sau này

Song song với đó, nhóm tiến hành thiết kế mạch điều khiển Có 4 mạch điều khiển tạo thành

hệ thống thông tin đa vi điều khiển, mỗi mạch có một vi điều khiển AT89S52 giao tiếp với máy tính qua cổng COM hoặc USB Mỗi mạch điều khiển gồm 10 Rơle loại 5V để người dùng có thể mở rộng số lượng Pan sau này

Sau khi đã thiết kế xong phần cứng, nhóm tiến hành viết phần mềm vi điều khiển và một ứng dụng nhỏ trên máy tính để kiểm tra hoạt động của hệ thống và điều chỉnh hợp lí hơn Sau đó là viết phần mềm giao diện người dùng sử dụng ngôn ngữ VB.NET 2005

Bước cuối cùng là tích hợp hệ thống phần cứng và phần mềm để cho ra sản phẩm TvPanTutor phiên bản 1.0

5 Phương pháp nghiên cứu

Hai phương pháp nghiên cứu được sử dụng chủ yếu trong đề tài này là phương pháp tham khảo tài liệu và phương pháp thực nghiệm

Phương pháp tham khảo tài liệu được sử dụng trước tiên để tìm hiểu nguyên lí hoạt động cùng những Pan thường gặp của tivi màu, các kiến thức liên quan đến vi điều khiển và giao tiếp máy tính cùng các kiến thức về lập trình phần mềm trên máy tính

Sau đó phương pháp thực nghiệm được sử dụng để kiểm tra lại những kiến thức vừa tham khảo Hai phương pháp được thực hiện đan xen lẫn nhau, khi thực nghiệm cho kết quả chưa mong muốn thì quay lại tham khảo thêm tài liệu và lại thực nghiệm lại để kiểm tra cho tới khi đạt được yêu cầu đề ra

6 Đối tượng và Phạm vi nghiên cứu

 Đối tƣợng nghiên cứu

- Tivi màu loại CRT 14’’ của Trung Quốc (Model: TO8-1421A)

- Vi điều khiển họ AT89Sxx

- Ngôn ngữ lập trình VB.NET

 Phạm vi nghiên cứu

- Dàn trải Tivi màu loại CRT 14’’ của Trung Quốc (Model: TO8-1421A)

- Giao tiếp máy tính qua cổng COM hoặc USBCOM

- Sử dụng các bộ vi điều khiển AT89S52 kết nối thành một mạng vi điều khiển lấy máy tính làm Master

- Phần mềm trên máy tính được viết bằng VB.NET 2005

- Giao diện TvPanTutor phải có khả năng:

+ Tùy chỉnh cấu hình phần mềm theo yêu cầu sử dụng

+ Tạo và giải Pan được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính

+ Cơ sở dữ liệu Pan phổ biến như thực tế

+ Quan sát được sơ đồ nguyên lí trên máy tính

+ Có thể theo dõi và ghi nhận được các thao tác sửa chữa Pan của người dùng

+ Chấm điểm tự động theo tiêu chuẩn của giáo viên

+ Giao tiếp với máy tính qua cổng COM hoặc USB

7 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát nguyên lí hoạt động của Tivi màu

- Xây dựng cơ sở dữ liệu Pan Tivi màu

- Thiết kế phần mềm trên Card giao tiếp máy tính

- Thiết kế phần mềm giao diện điều khiển trên máy tính

- Thi công hệ thống TvPanTutor

Chương 1

Khảo sát nguyên lí hoạt động

của Tivi màu

1.1 Tổng quan về truyền hình màu

1.1.1 Sự khác biệt của truyền hình trắng đen và truyền hình màu

Truyền hình màu ra đời khi truyền hình đen trắng đã trưởng thành và vẫn còn đang được sử dụng rộng rãi, vì vậy khi xây dựng truyền hình màu thì toàn bộ hệ thống truyền hình đen trắng vẫn được giữ nguyên và người ta chỉ truyền thêm các tín hiệu màu Các tín hiệu FM tiếng, tín hiệu đồng bộ dòng và đồng bộ ngang không thay đổi, riêng tín hiệu Video nay được đổi thành hai tín hiệu là Y và C Y là tín hiệu chói mang thông tin về hình ảnh đen trắng và C là sóng mang phụ mang thông tin về tín hiệu màu:

Hình 1.1 Tổng quát về kỹ thuật truyền hình màu

Như vậy trong tín hiệu truyền hình màu thì tín hiệu Video tổng hợp bao gồm:

- Tín hiệu chói Y mang thông tin về hình ảnh đen trắng, đây chính là tín hiệu Video được giữ lại khi phát triển truyền hình màu, nhằm tương thích với các máy thu hình đen trắng

- Tín hiệu C là sóng mang phụ, mang thông tin về màu sắc

- Tín hiệu FM là sóng mang điều tần của tín hiệu tiếng

- Xung H.syn là xung đồng bộ ngang

- Xung V.syn là xung đồng bộ dọc

So với truyền hình đen trắng thì tín hiệu Y là tín hiệu thị tần, xung H.syn, xung V.syn, và tín hiệu FM là không thay đổi, như vậy truyền hình màu thực chất là truyền hình đen trắng có thêm tín hiệu sóng mang màu C, điều này có nghĩa là tất cả các kiến thức về truyền hình đen trắng đều được tận dụng lại, vì vậy hiểu được truyền hình đen trắng sẽ giúp bạn hiểu truyền hình màu dễ dàng hơn

Hình 1.2 Phổ tín hiệu Video tổng hợp

1.1.2 Ba màu sắc cơ bản trong tự nhiên

Bằng các thực nghiệm người ta đã chứng minh được rằng, trong phổ ánh sáng có ba màu đơn sắc có đặc điểm, từ ba màu đó có thể tổng hợp thành một màu bất kỳ (màu bất kỳ là cảm nhận của mắt) và ngược lại một màu bất kỳ ta cũng có thể phân tích thành ba màu cơ bản đó, ba màu cơ bản đó là:

- Màu đỏ: R (Red)

- Màu xanh lá: G (Green)

- Màu xanh lơ: B (Blue)

Ba màu sắc này được ứng dụng trong kỹ thuật truyền hình và trong các thiết bị có hình màu như máy in màu, điện thoại di động, máy vi tính v.v

1.1.3 Nguyên tắc truyền hình màu

Tất cả các nguyên tắc của truyền hình đen trắng đều được tận dụng ở truyền hình màu, nói khác đi truyền hình màu trước hết phải làm lại các công việc đã có của truyền hình đen trắng Điểm khác biệt giữa truyền hình đen trắng và truyền hình màu chỉ ở chỗ: Thay vì chỉ truyền đi cường độ sáng của từng điểm ảnh thì bây giờ truyền hình màu phải truyền đi cả tính chất về màu sắc của từng điểm ảnh đó

1.1.3.1 Phân tích ảnh thành 3 màu cơ bản

Một bức ảnh màu gồm hàng nghìn màu sắc khác nhau, nhưng truyền hình màu không truyền

đi tất cả các màu sắc đó mà chỉ truyền đi ba màu cơ bản của mỗi điểm ảnh Mỗi hình ảnh màu đầy đủ được hệ thống lọc màu phân tích thành ba hình ảnh đơn sắc mang ba màu cơ bản như sau:

Hình 1.3 Quá trình phân tích hình ảnh màu thành 3

hình ảnh đơn sắc trong Camera

1.1.3.2 Biến đổi các bức ảnh đơn sắc thành tín hiệu R – G – B

Một bức ảnh màu trong tự nhiên, sau khi tạo ảnh qua thấu kính chúng được phân tích thành

3 bức ảnh thông qua lăng kính và các gương phản xạ, ba bức ảnh đi qua ba kính lọc màu là lọc màu đỏ, lọc màu xanh lá và lọc màu xanh lơ, khi bức ảnh đi qua kính lọc màu đỏ, các màu khác bị kính lọc hấp thụ còn lại màu đỏ đi qua và hội tụ trên màn kim loại trong suốt một bức ảnh chỉ có thành phần màu đỏ, tương tự bức ảnh đi qua kính lọc màu xanh lá cũng cho bức ảnh hội tụ chỉ có màu xanh lá, bức đi qua kính lọc lơ cũng cho bức ảnh chỉ có màu xanh lơ, cuối cùng các bức ảnh đơn sắc này được đổi thành tín hiệu điện thông qua nguyên

lí quét

Hình 1.4 Quét bức ảnh màu xanh lá, tạo ra tín hiệu G

Sau khi phân tích thành 3 bức ảnh, các bức ảnh được đổi thành tín hiệu điện thông qua nguyên lí quét, bức ảnh được tia điện tử quét từ trái qua phải, từ trên xuống dưới với vận tốc

15625 dòng/giây, tín hiệu điện lấy ra từ lớp phim là tín hiệu Video mang thông tin về độ chói của màu sắc ảnh, bức ảnh màu đỏ cho ta tín hiệu Video đỏ được gọi là tín hiệu R, bức ảnh màu xanh lá cho ta tín hiệu G, bức ảnh màu xanh lơ cho ta tín hiệu B

1.1.3.3 Quá trình điều chế R – G – B thành tín hiệu video tổng hợp

Ba tín hiệu R, G, B là các tín hiệu màu có cả thành phần chói, nếu truyền trực tiếp các tín hiệu này sang máy thu thì các máy thu đen trắng sẽ không nhận được tín hiệu như mong muốn, vì vậy để tương thích với các máy thu hình đen trắng vốn vẫn còn được sử dụng rộng

rãi, người ta phải tách thành phần tín hiệu chói (Y) ra khỏi các tín hiệu màu thông qua mạch

Matrix, sau khi tách tín hiệu, các tín hiệu màu trở thành tín hiệu thiếu chói và có ký hiệu là

R - Y, G - Y, B - Y, các tín hiệu này tiếp tục được điều chế vào sóng mang phụ f.osc để tạo

thành tín hiệu C (Chroma - sóng mang màu) cuối cùng tín hiệu C lại được trộn với tín hiệu chói thông qua mạch trộn tín hiệu Mixer để tạo ra tín hiệu Video tổng hợp

Hình 1.5 Điều chế tín hiệu R - G - B thành tín hiệu Video tổng hợp

Mạch ma trận tách tín hiệu chói ra khỏi các tín hiệu màu, tín hiệu chói luôn luôn có các tín hiệu xung đồng bộ đi cùng và ta có tín hiệu Y + H.syn + V.syn đi theo một nhánh Các tín hiệu màu sau khi tách thành phần chói, tín hiệu thu được là tín hiệu màu thiếu chói R - Y, G

- Y, B - Y

Ba tín hiệu R - Y, G - Y, B - Y được gói vào trong một tín hiệu duy nhất thông qua mạch điều chế ở tần số 3,58MHz (điều chế hệ NTSC) hoặc 4,43MHz (điều chế hệ PAL) để tạo

1.1.3.4 Quá trình giải mã tín hiệu màu ở máy thu

Giả sử ta cắm trực tiếp tín hiệu Video tổng hợp sang máy thu theo đường AV, quá trình giải

mã và tổng hợp tín hiệu để khôi phục lại hình ảnh gốc được minh hoạ như hình ảnh dưới đây

Hình 1.6 Giải mã và tổng hợp tín hiệu màu ở máy thu hình

Tín hiệu Video đi vào máy thu hình được khuếch đại đệm qua mạch Damper sau đó tín hiệu được tách làm hai đường, tín hiệu Y đi tới mạch xử lí Y, tín hiệu C đi tới mạch giải mã

- Mạch xử lí chói: khuếch đại tín hiệu Y, thay đổi độ tương phản và độ sáng của ảnh sau

đó cung cấp tín hiệu Y cho mạch ma trận

- Mạch giải mã: Giải mã tín hiệu sóng mang C để tái tạo lại ba tín hiệu màu thiếu chói

là R-Y, G-Y và B-Y

- Mạch ma trận: trộn tín hiệu màu thiếu chói với tín hiệu chói Y để tái tạo lại tín hiệu màu đầy đủ R, G, B cung cấp cho đèn hình màu

1.1.3.5 Quá trình tổng hợp tín hiệu màu

Đèn hình màu là thiết bị vừa làm nhiệm vụ tái tạo lại hình ảnh, vừa tổng hợp ba bức ảnh đơn sắc thành bức ảnh màu đầy đủ màu sắc ban đầu, đèn hình có ba ca tốt là KR, KG, KB phát

xạ ra ba dòng tia điện tử mang thông tin về ba bức ảnh màu, ba tia điện tử quét trên cùng một màn hình tạo thành ba bức ảnh màu chồng khít lên nhau tạo ra hình ảnh tổng hợp từ ba

bức ảnh đơn sắc cho ta bức ảnh ban đầu

1.1.3.6 Quá trình điều chế tín hiệu màu của đài truyền hình

Hình 1.7 Điều chế tín hiệu phát của đài truyền hình

Hình ảnh được thu vào và được đổi thành tín hiệu Video tổng hợp thông qua Camera, quá trình biến đổi này đã được đề cập trong bài trước, tín hiệu Video tổng hợp gồm bốn tín hiệu là:Y (tín hiệu chói), C (sóng mang màu), H.syn (xung đồng bộ ngang) và V.syn (xung đồng

bộ dọc)

Cũng như truyền hình đen trắng, truyền hình màu phải truyền đi tín hiệu tiếng, tín hiệu âm tần được điều vào sóng FM ở tần số 6,5MHz theo kiểu điều tần, sau đó sóng FM được trộn với tín hiệu Video tổng hợp tạo thành tín hiệu có 5 thành phần là Y, C, FM, H.syn và V.syn

Để truyền đi xa, toàn bộ 5 tín hiệu này được điều chế vào sóng siêu cao tần ở dải VHF hoặc dải UHF theo phương pháp điều biên tạo thành sóng mang, sau đó sóng mang được khuếch đại ở công suất lớn rồi đưa ra an ten phát xạ thành sóng điện từ truyền đi trong không gian với vận tốc ánh sáng

Phổ của toàn bộ tín hiệu Video tổng hợp là từ 0 đến 6,5MHz, do đó khi điều chế vào sóng mang thì sóng mang cũng chiếm một dải tần rộng 6,5MHz và toàn bộ dải tần này được được gọi là một kênh sóng

Sóng điện từ của đài phát sẽ truyền theo đường thẳng và cũng có một số tính chất phản xạ,

khúc xạ tương tự ánh sáng

1.1.3.7 Đặc điểm của sóng truyền hình

Khi đài truyền hình phát sóng, các sóng điện từ bức xạ từ Anten đài phát đi thẳng theo phương nằm ngang mặt đất, sóng truyền hình có hạn chế hơn sóng phát thanh là không truyền được đi xa, chỉ giới hạn khoảng vài trăm Km theo đường chim bay, vì vậy các điểm

ở xa đài phát do trái đất cong hoặc do địa hình khuất núi sẽ không thu được tín hiệu

Hình 1.8 Máy thu hình ở xa đài phát không thu được

tín hiệu do chiều cong của trái đất

1.2 Đèn hình màu

Hình 1.9 Sơ đồ đèn hình màu

1.2.1 Cấu tạo của màn hình

Màn hình màu được cấu tạo bới các điểm Phosphor có khả năng phát sáng ra các màu đỏ, xanh lá, xanh lơ khi có tia điện tử bắn vào, các điểm màu này được xếp xen kẽ để tạo thành các điểm tam RGB được gọi là điểm ảnh (Pixels), một điểm màu thì chỉ phát ra một màu có cường độ sáng thay đổi, nhưng một điểm ảnh thì cho vô số màu thông qua nguyên lí trộn màu, tuy các điểm màu chỉ đứng cạnh nhau nhưng do điểm màu quá nhỏ và khoảng cách

giữa chúng quá ngắn, mắt thường không phân biệt được hai điểm riêng biệt và có cảm giác

là một màu tổng hợp

Số điểm ảnh của màn hình màu là khoảng 500.000 điểm, và số điểm màu sẽ là 500.000 x 3

= 1.500.000 điểm, vì vậy một điểm màu có kích thước rất nhỏ, để nhìn thấy rõ ba điểm màu,

ta dùng kính núp soi vào màn hình, khi đó ta sẽ nhìn thấy các

điểm màu chỉ đứng gần nhau mà thôi

1.2.2 Ba ca tốt KR, KG, KB

Là nơi phát xạ ra 3 dòng tia điện tử đi song song bay về phía màn hình, dòng phát xạ từ KR chỉ bắn vào các điểm R, từ KG chỉ bắn vào các điểm G, từ KB chỉ bắn vào các điểm B, ở chế độ tĩnh (không có hình - màn sáng có nhiễu trắng) điện áp 3 Ca tốt được phân cực khoảng 100 đến 150V DC, để các Katot phát xạ được chúng phải được nung nóng nhờ sợi đốt

Độ phát xạ của các Ca tốt sẽ giảm dần theo thời gian sử dụng, khi đó hình ảnh sẽ mờ dần và thiếu độ chi tiết và ta thường được gọi là đèn hình già, nếu các Katốt có độ phát xạ không cân bằng, thì hình ảnh sẽ bị sai màu và ta được gọi là đèn hình bị lệch tia, trong các trường hợp trên người ta thường tăng điện áp sợi đốt lên 1 đến 2V để cho độ phát xạ tăng theo Quá trình đó được gọi là kích đèn hình

1.2.3 Sợi đốt Heater

Có nhiệm vụ nung nóng giúp cho 3 Ca tốt phát xạ ra tia điện tử, sợi đốt được cung cấp 4,5V nếu đèn cổ nhỏ hoặc 6,3V nếu là đèn cổ trung, 3 Katốt có 3 sợi đốt đấu song song, trong trường hợp đèn hình bị mất hẳn một tia thì thường do bị đứt sợi đốt Đứt sợi đốt thì ta chỉ có thể thay đèn hình

1.2.4 Lưới G1

Còn được gọi là lưới khiển có nhiệm vụ điều khiển dòng phát xạ, tuy nhiện trong Ti vi màu thì G1 lại không sử dụng và đem đấu xuống mass

1.2.5 Lưới G2 (Lưới gia tốc)

Được gọi là lưới gia tốc vì nó có nhiệm vụ tăng tốc tia điện tử bay về màn hình, lưới G2 được cung cấp điện áp khoảng 400V lấy từ triết áp Screen trên thân cuộn cao áp, khi chỉnh núm Screen điện áp G2 thay đổi làm độ sáng màn hình thay đổi, G2 thường được điều chỉnh

ở khoảng 60% giá trị núm Screen, nếu để G2 quá cao, màn ảnh sẽ quá sáng và mờ kèm theo tia quét ngược, nếu để G2 quá thấp thì ảnh bị tối hoặc có thể mất ánh sáng

1.2.6 Lưới G3 (Lưới hội tụ)

Được gọi là lưới hội tụ vì nó giúp cho ba tia điện tử phát xạ từ 3 Ca tốt hội tụ lại đúng trên màn hình, giúp cho hình ảnh có độ sắc nét cao nhất, điện áp G3 chỉ có một giá trị đúng cho mỗi đèn hình, giá trị G3 khoảng 5000V và còn tùy theo kích thước đèn hình, điện áp này lấy

từ triết áp Focus trên thân cuộn cao áp do đó có thể điều chỉnh được, nếu ta chỉnh sai áp Focus thì hình ảnh sẽ bị nhòe, các chi tiết không rõ, vì điện áp Focus là khá cao do đó về mùa ẩm ướt, điện áp Focus thường bị dò rỉ làm hỏng đế nhựa sau đuôi đèn, sinh ra hiện tượng ảnh bị nhoè, bật máy sau một thời gian mới rõ dần

1.2.7 Các chi tiết bên ngoài

 Cuộn lái tia:

Cuộn lái tia được gắn vào cổ đèn hình có nhiệm vụ lái tia điện tử quét từ trái sang phải, từ trên xuống dưới Có hai cuộn lái tia là cuộn lái dọc và cuộn lái ngang, cuộn lái dọc được cung cấp xung dọc từ chân C đèn công suất dọc, cuộn lái ngang được cung cấp xung ngang

từ IC công suất ngang, nếu mất xung đi tới cuộn lái dọc thì màn hình chỉ có một vạch sáng ngang, nếu mất xung ngang đi tới cuộn lái ngang thì màn hình chỉ còn một cột sáng dọc

 Nam châm Purity:

Nam châm Purity là các vòng tròn gắn quanh cổ đèn hình ngay sau cuộn lái tia Nam châm Purity có nhiệm vụ hướng cho ba tia điện tử phát xạ từ 3 Ca tốt bắn đúng vào điểm màu tương ứng (thợ không chỉnh) Nếu ta chỉnh sai thì ảnh sẽ có viền màu, khi đó ta phải theo vết sơn đánh dấu của nhà sản xuất để chỉnh trả lại vị trí cũ

 Cuộn dây khử từ - Degauss:

Là các vòng dây quấn xung quanh đèn hình, cuộn khử từ có nhiệm vụ khử từ dư trên đèn hình do từ trường trái đất nhiễm vào để khắc phục hiện tượng nhiễm từ, nhiễm từ là hiện tượng màn hình bị loang màu, sai màu thành từng vùng, cuộn khử từ chỉ hoạt động trong khoảng 2 đến 3 giây đầu khi mới bật máy, dòng điện qua cuộn khử từ rất mạnh khoảng 1,5 đến 2A, cuộn khử từ được điều khiển từ một điện trở khử từ nằm trên bộ nguồn trước cầu Diode chỉnh lưu

1.3 Khối nguồn

1.3.1 Sơ đồ khối tổng quát nguồn tivi

Hình 1.10 Sơ đồ khối tổng quát khối nguồn ti vi màu

Khối nguồn có thể được chia làm hai phần chính:

Phần mạch đầu vào:

Hầu hết các bộ nguồn xung đều có mạch đầu vào giống nhau, mạch có nhiệm vụ cung cấp nguồn một chiều DC phẳng và sạch cho nguồn xung, phẳng là không còn gợn xoay chiều, sạch là không có can nhiễu, mạch đầu vào bao gồm các mạch:

- Mạch lọc nhiễu: Lọc bỏ nhiễu cao tần bám theo đường dây không cho lọt vào nguồn xung

- Mạch chỉnh lưu và lọc: Đổi điện áp xoay chiều AC 50Hz thành điện áp một chiều DC

phẳng, điện áp DC thu được bằng 1,4AC, khi ta cắm 220V AC ta thu được điện áp khoảng 300V DC Một số máy có mạch chỉnh lưu nhân đôi tự động khi ta cắm điện AC 110V ta vẫn thu được 300VDC

- Mạch khử từ: Khử từ dư trên đèn hình (mạch này không có liên quan đến sự hoạt động

của nguồn)

Phần nguồn xung:

Phần nguồn xung có nhiều loại khác nhau nhưng về cơ bản chúng có 3 mạch chính:

- Mạch tạo dao động: Có nhiệm vụ tạo xung dao động để điều khiển đèn công suất đóng

mở, tạo thành điện áp xoay chiều đưa vào biến áp xung

- Mạch hồi tiếp để ổn định áp ra: Mạch dao động chỉ tạo ra điện áp ra nhưng điện áp ra không cố định Mạch hồi tiếp có nhiệm vụ giữ cho điện áp ra không đổi khi điện áp vào thay đổi hoặc dòng tiêu thu thay đổi

- Mạch bảo vệ: Có nhiệm vụ bảo vệ đèn công suất nguồn khi phụ tải bị chập hoặc điện áp đầu vào tăng cao, và bảo vệ các mạch phía sau khi khối nguồn ra điện áp quá mạnh

- Đèn công suất: Có nhiệm vụ ngắt mở để tạo thành dòng điện xoay chiều tần số cao chạy qua biến áp xung Đèn công suất đồng thời là đèn tham gia dao động nếu nguồn dao động sử dụng kiểu dao động nghẹt, không tham gia dao động nếu nguồn sử dụng dao động đa hài

1.3.2 Sơ đồ đầu vào mạch nguồn

Hình 1.11 Sơ đồ mạch đầu vào của khối nguồn

- SW là công tắc tắt mở chính, Fuse là cầu chì

- C1, T1, C2 là mạch lọc nhiễu cao tần (mạch màu tím)

- TH (Themmistor) là điện trở khử từ, Degauss là cuộn dây khử từ

- R1 là điện trở sứ hạn dòng hạn chế dòng nạp vào tụ, D1 - D4 là mạch chỉnh lưu cầu, C3

là tụ lọc nguồn chính

- Mạch lọc nhiễu cao tần

Hình 1.12 Nhiễu cao tần bám theo nguồn điện được

loại bỏ sau khi đi qua mạch lọc nhiễu

1.3.3 Khái niệm về nguồn xung

Nguồn xung còn được gọi là nguồn Switching (ngắt mở) hay nguồn dải rộng, là nguồn có

dòng điện đi qua biến áp thay đổi đột ngột tạo thành điện áp ra có dạng xung điện - được gọi

là nguồn xung Điện áp cung cấp cho nguồn là áp một chiều được ngắt mở tạo thành dòng xoay chiều cao tần đi qua biến áp - được gọi là nguồn Switching (ngắt mở) Nguồn có khả năng điều chỉnh điện áp đầu vào rất rộng từ 90V đến 280VAC - được gọi là nguồn dải rộng

1.3.4 Các mạch cơ bản của nguồn xung:

Bất kể nguồn xung nào cũng có 3 mạch điện cơ bản sau đây:

Hình 1.13 Mạch tạo dao động có nhiệm vụ tạo ra xung

điện điều khiển đèn công suất đóng mở

Nguồn sử dụng mạch dao động nghẹt

Hình 1.14 Cấu tạo của mạch dao động nghẹt trong nguồn xung

- Điện trở mồi (R1) có giá trị lớn khoảng 470KΩ, có nhiệm vụ mồi cho đèn Q1 dẫn

- Tụ hồi tiếp (C1): đưa điện áp từ cuộn hồi tiếp về để chuyển trạng thái đèn Q1 từ đang dẫn sang trạng thái ngắt, điện trở hồi tiếp (R2): hạn chế dòng hồi tiếp đi qua tụ C1

- Đèn công suất Q1: Tạo dòng điện ngắt mở đi qua cuộn sơ cấp biến áp, dòng điện ngắt

mở này tạo thành từ trường cảm ứng lên cuộn hồi tiếp để tạo ra điện áp hồi tiếp - duy trì dao động, đồng thời cảm ứng lên cuộn thứ cấp để tạo thành điện áp đầu ra

Trong nguồn sử dụng dao động nghẹt, đèn công suất Q1 vừa tham gia dao động vừa đóng

vai trò như một công tắc ngắt mở, đèn công suất của nguồn dao động nghẹt là đèn BCE

1.3.4.2 Mạch hồi tiếp để giữ ổn định điện áp ra

Nguyên tắc mạch hồi tiếp điện áp ra:

Điện áp ra thường thay đổi tỷ lệ thuận với điện áp vào và thay đổi tỷ lệ nghịch với dòng điện tiêu thụ, nghĩa là khi điện áp vào tăng hoặc dòng tiêu thụ giảm thì điện áp ra có xu hướng tăng lên Để giữ cho điện áp ra cố định thì khi điện áp vào tăng, người ta phải điều chỉnh cho dòng điện qua đèn công suất giảm xuống (với mạch dao động nghẹt) hoặc thời gian mở của đèn giảm xuống (với mạch dao động dùng IC)

Để điều khiển đèn công suất một cách tự động, người ta sử dụng mạch hồi tiếp

Mạch hồi tiếp so quang:

Hình 1.15 Mạch hồi tiếp so quang - giữ cho điện áp ra cố định trong cả

hai trường hợp điện áp vào thay đổi và khi cao áp chạy

- Mạch trên giữ được điện áp ra cố định trong cả hai trường hợp: điện áp đầu vào thay đổi

và khi cao áp chạy (dòng tiêu thu thay đổi)

- Giả sử khi điện áp đầu vào giảm hoặc khi cao áp hoạt động (dòng tiêu thụ tăng cao) khi

đó điện áp ra (110V) có xu hướng giảm, điện áp lấy mẫu giảm, dòng điện qua KA431 giảm, dòng qua Diode so quang giảm, dòng qua đèn so quang giảm, điện áp đưa về chân

B đèn Q2 giảm, đèn Q2 dẫn yếu đi, đèn Q1 dẫn tăng lên, điện áp ra tăng lên bù lại sự giảm áp lúc đầu

Trong trường hợp ngược lại ta phân tích tương tự Quá trình điều chỉnh trên diễn ra rất nhanh và không làm ảnh hưởng đến điện áp đầu ra

1.3.4.3 Các mạch bảo vệ

Nhiệm vụ của mạch bảo vệ:

- Bảo vệ đèn công suất nguồn không bị hỏng khi phụ tải bị chập

Hình 1.16 Mạch bảo vệ đèn công suất nguồn khi nguồn bị chập phụ tải (mạch màu tím)

- Khi phụ tải bị chập, dòng điện qua đèn công suất tăng cao và làm đèn bị hỏng Từ chân

E đèn công suất người ta đấu thêm điện trở Re để lấy ra sụt áp Ubv, sụt áp này được đưa vào chân B đèn bảo vệ Q3, đèn bảo vệ đấu giưa B đèn công suất xuống mass

- Khi phụ tải của nguồn bị chập => dòng qua đèn công suất Q1 tăng, sụt áp Ubv tăng, khi

Ubv > = 0,6V thì đèn Q3 dẫn làm mất dao động đưa vào Q1 => Q1 tạm thời ngưng dẫn

- Khi Q1 ngưng dẫn => áp bảo vệ không còn và Q1 lại dao động trở lại => sau đó lại bị ngắt bởi mạch bảo vệ => quá trình lặp đi lặp lại trở thành tự kích => đèn báo nguồn chớp chớp

1.4 Khối quét dọc

1.4.1 Nhiệm vụ của khối quét dọc

- Nhiệm vụ chính của khối quét dọc là tạo ra xung dọc điều khiển cuộn lái dọc quét tia điện tử dãn theo chiều dọc

- Nếu khối quét dọc không hoạt động thì màn ảnh chỉ còn một vạch sáng ngang màn hình

1.4.2 Sơ đồ khối tổng quát

Khối quét dọc gồm hai mạch chính là mạch tạo dao động và mạch khuếch đại công suất:

- Mạch tạo dao động dọc: Nằm trên IC tổng, mạch không tự dao động mà lấy xung dòng chia ra thông qua bộ chia Lệnh chuyển hệ System tác động vào bộ chia để thay đổi tỷ lệ chia sao cho ở hệ Pal ta thu được 50Hz, ở hệ NTSC ta thu được 60Hz

- Xung đồng bộ V.syn đi vào mạch dao động để ổn định tần số quét ngang Mạch dao động dọc có nguồn nuôi 12V cung cấp từ cao áp

- Mạch KĐ công suất dọc: Sử dụng một IC công suất KĐ xung dọc lên biên độ đủ lớn cung cấp cho lái tia, có 2 loại IC công suất thường được sử dụng, đó là IC công suất dọc

sử dụng nguồn đơn 24V và IC công suất nguồn sử dụng hai nguồn 12V và 46V

Hình 1.17 Sơ đồ khối quét dọc Ti vi màu

1.5 Khối quét ngang

1.5.1 Nhiệm vụ của khối quét ngang

Tạo các điện áp cao cung cấp cho đèn hình hoạt động bao gồm:

- Điện áp HV khoảng 15KV cung cấp cho cực Anot

- Điện áp Focus khoảng 5KV cung cấp cho lưới hội tụ G3

- Điện áp Screen khoảng 400V cung cấp cho lưới G2

Tạo xung dòng cung cấp cho cuộn lái tia quét ngang để quét tia điện tử theo chiều ngang Cung cấp các nguồn điện cho các khối khác của máy hoạt động bao gồm:

- Nguồn (B3) 180V DC cung cấp cho Khuếch đại công suất sắc

- Nguồn (B4) 24V DC cung cấp cho tầng công suất ngang

- Nguồn (B5) 16V DC sau giảm xuống 12V cung cấp cho toàn bộ các mạch xử lí tín hiệu hình và tiếng

- Nguồn 4,5V AC cung cấp cho sợi đốt đèn hình

1.5.2 Sơ đồ khối tổng quát

Khối nguồn hoạt động tạo ra hai mức điện áp khoảng 110V và 12V, điện áp 110V cung cấp cho mạch cao áp và tầng kích dòng, điện áp 12V đi qua công tắc điện tử để đến nuôi mạch dao động dòng, và giảm xuống 5V cung cấp cho vi xử lí

Nếu vi xử lí đang ở chế độ Power on (đang có lệnh Power điều khiển đóng công tắc), khi đó mạch H.OSC được cấp nguồn và tạo ra dao động xung răng cưa, xung dao động được đưa tới đèn kích và biến áp kích để khuếch đại về cường độ sau đó được đưa tới chân B sò ngang Khi có xung ngang với cuờng độ khá mạnh đưa vào chân B, sò ngang sẽ đóng mở ở mức bão hòa tạo ra dòng điện khá mạnh và có tần số cao chạy qua cuộn sơ cấp cao áp, tạo

ra từ trường mạnh trong lõi ferit và cảm ứng lên các cuộn thứ cấp, cho ta các điện áp ra