MỤC LỤC: DANH MỤC HÌNH: 5 Danh mục các từ viết tắt: 7 LỜI MỞ ĐẦU 8 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀNHÌNH: 9 CHƯƠNG I: TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ 9 1.1_Quá trình phát triển. 9 1.2_Hệ thống truyền hình 9 1.2.1_Những khái niệm 9 1.2.2_Nguyên tắc truyền hình. 10 1.2.3_Tín hiệu truyền hình. 12 CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH MÀU 14 2.1_Nguyên lí truyền hình màu 14 2.1.1_Nguyên tắc truyền 3 màu chính 14 2.1.2_Sự tái tạo lại ảnh màu 14 2.1.3_Mã hóa 14 2.1.4_Giải mã 15 2.2_Máy thu hình màu 16 2.2.1_Sơ đồ khối 16 2.2.2_Các phần chính và nhiệm vụ 18 2.3_Các hệ truyền hình màu. 20 2.3.1_Hệ màu NTSC ( National Television Systeme Committee) 20 2.3.2 _Hệ màu PAL 24 2.3.3_Hệ màu SECAM 29 CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH SỐ 33 3.1_ Khái niệm chung về truyền hình số 33 3.2_Hệ thống truyền hình số. 33 3.3_ Cơ sở biến đổi tín hiệu truyền hình 34 3.3.1_ Biến đổi tín hiệu Video 34 3.3.2_Chọn tần số lấy mẫu 35 3.3.3_Mã hóa tín hiệu Video 36 3.4_Tiêu chuẩn lấy mẫu. 37 3.4.1_Tiêu chuẩn 4:4:4 37 3.4.2_Tiêu chuẩn 4:2:2 38 3.4.3_Tiêu chuẩn 4:2:0 39 3.4.4_Tiêu chuẩn 4:1:1 39 3.5_Các tín hiệu mã hóa và tần số lấy mẫu tín hiệu Video thành phần. 40 3.6_Kỹ thuật nén Video số 41 3.6.1_Mô hình nén ảnh 41 3.6.2_Các phương pháp nén 42 3.7_Tiêu chuẩn nén Video số 43 3.7.1_ Các dạng tiêu chuẩn nén 44 3.7.2_Chuẩn nén MPEG 44 3.8_Kỹ thuật nén Audio số 51 3.8.1_Cơ sở về nén Audio số 51 3.8.2_Nén tín hiệu Audio theo chuẩn MPEG 53 3.9_Đặc điểm của truyền hình số 54 3.9.1_Yêu cầu về băng tần 54 3.9.2_Méo phi tuyến 54 3.9.3_Méo chồng phổ 54 3.9.4_Khoảng cách giữa các trạm truyền hình và đồng kênh 55 3.9.5_Hiệu ứng bóng ma 55 3.10_Ưu điểm, nhược điểm của truyền hình số 55 PHẦN II: MÀN HÌNH CRT, PLASMA, LCD 56 CHƯƠNG I: MÀN HÌNH CRT 56 1.1_Cấu tạo 56 1.2_ Nguyên lý hiển thị hình ảnh 57 1.3_Cơ chế hoạt động của bộ hiển thị 58 1.4_ Ưu điểm, nhược điểm 59 CHƯƠNG II: MÀN HÌNH PLASMA 60 2.1_Lịch sử 60 2.2_Cấu tạo 61 2.3_Kỹ thuật hiển thị PLASMA 62 2.4_Ưu, nhược điểm 64 CHƯƠNG III: MÀN HÌNH LCD 65 I_KHÁI QUÁT MÀN HÌNH LCD 65 3.1_Lịch sử 65 3.2_Cấu tạo màn hình LCD 66 3.3_Công nghệ Panel của màn hình LCD 71 3.3.1_Panel TN 71 3.3.2_Panel IPS 73 3.4_Sơ đồ khối tổng quát của màn hình LCD 74 3.5_Kỹ thuật hiển thị màn hình tinh thể lỏng 75 3.5.1_Kỹ thuật hiển thị 75 3.5.2_Các tinh thể lỏng điều khiển các điểm ảnh màu : 77 3.5.3_Phối hợp ánh sáng 78 Phối màu phát xạ: 79 Hình 3.9: Mô tả bước sóng ánh sáng 80 3.5.4_Hiển thị màu sắc và sự chuyển động. 81 3.5.5_Hoạt động bật tắt cơ bản. 82 3.6_Cấu trúc của điểm ảnh. 82 3.7_Tỷ số cạnh. 82 3.8_Góc quan sát. 83 3.9_Độ tương phản 83 3.10_Thời gian đáp ứng. 84 3.11_ Các chế độ quan sát. 84 3.12_ Tương lai của LCD: 85 3.13_Tiêu chí đánh giá LCD 86 3.13.1_Độ tương phản 86 3.13.2_Độ chói 86 3.13.3_Tuổi thọ thiết bị 86 3.13.4_Góc nhìn 86 3.13.5_Năng lượng tiêu thụ 86 3.13.6_Khả năng chịu nhiệt 86 3.14_Ưu nhược điểm của LCD 86 II_ PHÂN LOẠI LCD 88 3.2.1_LCD MA TRẬN THỤ ĐỘNG (DSTNLCD) 88 3.2.2_LCD MA TRẬN CHỦ ĐỘNG ( TFT LCD) 88 3.2.2.1_Cấu trúc của TFTLCD 89
Trang 1MỤC LỤC:
DANH MỤC HÌNH: 5
Danh mục các từ viết tắt: 7
LỜI MỞ ĐẦU 8
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀNHÌNH: 9
CHƯƠNG I: TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ 9
1.1_Quá trình phát triển 9
1.2_Hệ thống truyền hình 9
1.2.1_Những khái niệm 9
1.2.2_Nguyên tắc truyền hình 10
1.2.3_Tín hiệu truyền hình 12
CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH MÀU 14
2.1_Nguyên lí truyền hình màu 14
2.1.1_Nguyên tắc truyền 3 màu chính 14
2.1.2_Sự tái tạo lại ảnh màu 14
2.1.3_Mã hóa 14
2.1.4_Giải mã 15
2.2_Máy thu hình màu 16
2.2.1_Sơ đồ khối 16
2.2.2_Các phần chính và nhiệm vụ 18
2.3_Các hệ truyền hình màu 20
2.3.1_Hệ màu NTSC ( National Television Systeme Committee) 20
2.3.2 _Hệ màu PAL 24
2.3.3_Hệ màu SECAM 29
CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH SỐ 33
3.1_ Khái niệm chung về truyền hình số 33
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI………
1
Trang 23.2_Hệ thống truyền hình số 33
3.3_ Cơ sở biến đổi tín hiệu truyền hình 34
3.3.1_ Biến đổi tín hiệu Video 34
3.3.2_Chọn tần số lấy mẫu 35
3.3.3_Mã hóa tín hiệu Video 36
3.4_Tiêu chuẩn lấy mẫu 37
3.4.1_Tiêu chuẩn 4:4:4 37
3.4.2_Tiêu chuẩn 4:2:2 38
3.4.3_Tiêu chuẩn 4:2:0 39
3.4.4_Tiêu chuẩn 4:1:1 39
3.5_Các tín hiệu mã hóa và tần số lấy mẫu tín hiệu Video thành phần 40
3.6_Kỹ thuật nén Video số 41
3.6.1_Mô hình nén ảnh 41
3.6.2_Các phương pháp nén 42
3.7_Tiêu chuẩn nén Video số 43
3.7.1_ Các dạng tiêu chuẩn nén 44
3.7.2_Chuẩn nén MPEG 44
3.8_Kỹ thuật nén Audio số 51
3.8.1_Cơ sở về nén Audio số 51
3.8.2_Nén tín hiệu Audio theo chuẩn MPEG 53
3.9_Đặc điểm của truyền hình số 54
3.9.1_Yêu cầu về băng tần 54
3.9.2_Méo phi tuyến 54
3.9.3_Méo chồng phổ 54
3.9.4_Khoảng cách giữa các trạm truyền hình và đồng kênh 55
3.9.5_Hiệu ứng bóng ma 55
3.10_Ưu điểm, nhược điểm của truyền hình số 55
Trang 3PHẦN II: MÀN HÌNH CRT, PLASMA, LCD 56
CHƯƠNG I: MÀN HÌNH CRT 56
1.1_Cấu tạo 56
1.2_ Nguyên lý hiển thị hình ảnh 57
1.3_Cơ chế hoạt động của bộ hiển thị 58
1.4_ Ưu điểm, nhược điểm 59
CHƯƠNG II: MÀN HÌNH PLASMA 60
2.1_Lịch sử 60
2.2_Cấu tạo 61
2.3_Kỹ thuật hiển thị PLASMA 62
2.4_Ưu, nhược điểm 64
CHƯƠNG III: MÀN HÌNH LCD 65
I_KHÁI QUÁT MÀN HÌNH LCD 65
3.1_Lịch sử 65
3.2_Cấu tạo màn hình LCD 66
3.3_Công nghệ Panel của màn hình LCD 71
3.3.1_Panel TN 71
3.3.2_Panel IPS 73
3.4_Sơ đồ khối tổng quát của màn hình LCD 74
3.5_Kỹ thuật hiển thị màn hình tinh thể lỏng 75
3.5.1_Kỹ thuật hiển thị 75
3.5.2_Các tinh thể lỏng điều khiển các điểm ảnh màu : 77
3.5.3_Phối hợp ánh sáng 78
Phối màu phát xạ: 79
Hình 3.9: Mô tả bước sóng ánh sáng 80
3.5.4_Hiển thị màu sắc và sự chuyển động 81
3.5.5_Hoạt động bật tắt cơ bản 82
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI………
3
Trang 43.6_Cấu trúc của điểm ảnh 82
3.7_Tỷ số cạnh 82
3.8_Góc quan sát 83
3.9_Độ tương phản 83
3.10_Thời gian đáp ứng 84
3.11_ Các chế độ quan sát 84
3.12_ Tương lai của LCD: 85
3.13_Tiêu chí đánh giá LCD 86
3.13.1_Độ tương phản 86
3.13.2_Độ chói 86
3.13.3_Tuổi thọ thiết bị 86
3.13.4_Góc nhìn 86
3.13.5_Năng lượng tiêu thụ 86
3.13.6_Khả năng chịu nhiệt 86
3.14_Ưu nhược điểm của LCD 86
II_ PHÂN LOẠI LCD 88
3.2.1_LCD MA TRẬN THỤ ĐỘNG (DSTN-LCD) 88
3.2.2_LCD MA TRẬN CHỦ ĐỘNG ( TFT LCD) 88
3.2.2.1_Cấu trúc của TFT-LCD 89
Trang 5DANH MỤC HÌNH:
Phần I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀNHÌNH:
Hình 1.1: Phương pháp quét liên tục……….…… 10
Hình 2.1: Nguyên tắc phân chia màu……… 14
Hình 2.2: Sơ đồ khối mã hóa……… 15
Hình 2.3: Sơ đồ khối giải mã……… 15
Hình 2.4 : Sơ đồ khối máy thu hình màu……… 17
Hình 2.5: Hệ trục I, Q……… 21
Hình 2.6 : Quá trình mã hóa………22
Hình 2.7 : Sơ đồ khối giả mã NTSC……… 23
Hình 2.8 : Sơ đồ mã hóa PAL……….25
Hình 2.9: Biểu diễn tín hiệu màu sắc u, v……… 26
Hình 2.10: Sơ đồ khối giải mã hệ màu PAL……… 27
Hình 2.11: Mã hóa SECAM………29
Hình 2.12: Sơ đồ mạch giải mã SECAM………31
Hình 3.1 : Sơ đồ hệ thống truyền hình số………33
Hình 3.2: Tiêu chuẩn lấy mẫu……….37
Hình 3.3 : Tiêu chuẩn lấy mẫu 4:2:2……… 38
Hình 3.4 : Tiêu chuẩn lấy mẫu 4:2:0……….39
Hình 3.5 : Tiêu chuẩn lấy mẫu 4:2:0……… 39
Hình 3.6 : Mô hình hệ thống nén Video……….41
Hình 3.7: Sơ đồ khối quá trình mã hóa MPEG-1……… 46
Hình 3.8: Sơ đồ giải mã MPEG-1……… 47
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI………
5
Trang 6Hình 3.9: Cấu trúc dòng bit Video MPEG-2……… 48
Hình 3.10: Cú pháp dòng bit MPEG-2……… 49
Hình 3.11: Mã hóa, giải mã tín hiệu ảnh trong MPEG-4……… 50
Hình 3.12 : Sơ đồ nén thông tin……… 52
Hình 3.13: Mã hóa MPEG tín hiệu Audio……… 53
Hình 3.14 : Bộ giải mã Audio MPEG………53
PHẦN II: MÀN HÌNH CRT, PLASMA, LCD Hình 1.1: Cấu trúc bên trong của màn hình CRT……… 56
Hình 1.2: Hoạt động của chùm tia điện……….59
Hình 2.1: Cấu tạo màn hình PLASMA……… 61
Hình 2.2: Cấu tạo bên trong màn hình PLASMA……….63
Hình 3.1 : Cấu trúc màn hình LCD đen trắng……….67
Hình 3.2: Cấu tạo một điểm ảnh con……….70
Hình 3.3 : Hoạt động của Panel TN……… 72
Hình 3.4: Sơ đồ khối tổng quát của màn hình LCD………74
Hình 3.5 : Hiển thị LCD………76
Hình 3.6: Nguyên tắc trộn màu……….79
Hình 3.7:Hiệu ứng chiếu 3 luồng sáng đèn chồng với nhau………79
Hình 3.8 : Hình ảnh riêng biệt và kết quả phối màu phát xạ……….80
Hình 3.9: Mô tả bước sóng ánh sang……….80
Hình 3.10: Cấu trúc TFT LCD ……….89
Trang 7Danh m c các t vi t t t: ục các từ viết tắt: ừ viết tắt: ết tắt: ắt:
Số thứ tự Từ viết tắt Viết đầy đủ
2 DCT Discrete Cosine Transform
3 MPEG Moving Pictures Expert Group
4 JPEG Joint Photographic Expert Group
5 LCD Liquid Crystal Display
6 VLD Variable Length Decoder
7 LED Light emitting Display
8 LASER Light Amplication by Stmulated Emission of Radiation
12 HDTV High Definition Television
16 CCFT Cold Cathode đèn huỳnh quang
17 OLED Organic Light- emitting diode
18 NTSC National Television Systeme Committee
20 SECAM Sequentiel Couleur à Mémoire
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
NỘI………
7
Trang 8LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống ngày nay truyền hình đóng vai trò rất quan trọng trên phạm vi toàn thế giới Truyền hình không những mang lại những món ăn tinh thần có gía trị cho nhân loại như: giải trí, thông tin kinh tế, gặp gỡ người nổi tiếng…Thông qua truyền hình chúng ta có thể biết được đời sống văn hóa đa quốc gia trên thế giới Từ đó giúp gắn kết con người lại với nhau hơn Vì vậy
nó chính là động lực thúc đẩy em đến với đề tài này
Và để theo dõi được truyền hình chúng ta cần phải có màn hình Từ trước tới nay các loại màn hình đã và đang sử dụng: CRT, PLASMA, LCD, LED và LED 3D CRT là loại màn hình lâu đời nhất, đến ngày nay chúng được liệt vào danh sách đồ cổ PLASMA, LCD, LED hiện nay đang rất phát triển trên thị trường và chiếm lĩnh thị trường tương đối lớn Màn hình tivi LED 3D là loại hình khá mới mẻ với đại đa số những người xem truyền hình Tivi 3D là công nghệ màn hình nói chung cho phép khán giả ngồi xem truyền hình tại nhà có thể nhìn được các hiệu ứng nổi Đó là quá trình tạo ra một hiệuứng giả lập về chiều không gian thứ ba, chiều sâu, ngoài sự giới hạn của chiềucao và chiều rộng trên những Tivi thông thường
Mặc dù công nghệ LED 3D mới xuất hiện và có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với công nghệ bình thường song nó vẫn chưa thực sự phát triển mạnh
mẽ do nhiều yếu tố như: giá thành, số lượng phim 3D còn ít…
Tuy nhiên, LED 3D sẽ kích thích thị hiếu của người xem truyền hình, tiếtkiệm điện như các tivi led thông thường, không gây hại cho mắt Và đặc biệt
là khả năng chuyển đổi phim từ 2D sang 3D
Em nghĩ với tốc độ phát triển của Việt Nam nói riêng và của Thế Giới nói chung, trong tương lai gần thì công nghệ LED 3D sẽ trở lên quen thuộc vàgần gũi với đời sống của chúng ta
Trang 9
CHƯƠNG I: TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ
1.1_Quá trình phát triển.
Quá trình phát triển của truyền hình đó là đi từ hệ thống truyền hình thủ
công, từ phương pháp phân tích và tổng hợp ảnh thủ công rồi hoàn thiện dần
ở phương pháp thực hiện tự động và phát triển hơn khi có thiết bị bán dẫn Ngày nay đã ra đời hệ thống truyền hình số vượt trội về mặt chất lượng nhưngtruyền hình tương tự vẫn là nền tảng để có sự phát triển như ngày nay
Sự ra đời đầu tiên là hệ thống Bake-Bakewel(1843) Tiếp đến là hệ thống
GEORGE CARREY(1905) Vào năm 1906 hệ thống PAUL NEPKOW- Truyền hình cơ khí ra đời và chỉ dùng một tế bào quang điện duy nhất Năm
1954 hệ thống truyền hình đen trắng ra đời cùng với sự ra đời của ống
Phần truyền dẫn là hệ thống thường sử dụng đường truyền vô tuyến,
đường truyền vệ tinh, cáp…
Phía phát biến đổi tín hiệu quang thành điện, tín hiệu điện sẽ điều chế
song mang để truyền đi xa
Bên thu thực hiện điều chế tách riêng thành tín hiệu ra khỏi song mang và
rồi sau đó thực hiện biến đổi tín hiệu thành tín hiệu quang
Hệ thống truyền là một tâp hợp các thiết bị cần thiết để đảm bảo quá trình phát và thu các hình ảnh trông thấy Truyền hình được dùng vào nhiều mục đích khác nhau Tùy theo mục đích của truyền hình mà xác định chỉ tiêu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
NỘI………
9
Trang 10kĩ thuật của hệ thống cho phù hợp Yêu cầu chung của hệ thống là ảnh nhận được trên màn máy thu hình phải phản ánh được tính trung thực vật cần được truyền đi.
1.2.2_Nguyên tắc truyền hình.
1.2.2.1_ Các phương pháp quét trong truyền hình hiện nay.
1.2.2.1.1_ Phương pháp quét liên tục.
Tia điện tử bắt đầu quét từ mép trái dòng 1 sang mép phải A Và lập tức quay về phía trái theo đường nét đứt và lại bắt đầu từ mép trái dòng 2 quét về mép phải B, sau đó lại quay về mép traisvaf bắt đầu dòng 3…Tiếp tục như vậy dòng điện tử quét từ trên xuống dưới cho tới Z Đây gọi là quá trình phân tích và tổng hợp 1 ảnh
Xung quét dòng có dạng xung răng cưa dùng để lái tia điện tử quét từ trái sang phải Thời gian tia điện tử quét từ đầu dòng 1 đến điểm A và trở về đầu dòng 2 gọi là thời gian quét dòng Trong đó thời gian quét từ đầu dòng A về đầu dòng 2 gọi là thời gian quét dòng ngược Trong thời gian quét dòng ngược không mang thông tin nên người ta phát đi các xung xóa Thời gian quét từ đầu dòng 1 đến điểm Z gọi là thời gian quét mành thuận, thời gian quét từ điểm Z về đến đầu dòng 1 của ảnh 2 gọi là thời gian quét mành ngược
Và trong thời gian quét mành ngược không mang thông tin
Do sự lưu ảnh của mắt người, nếu người ta truyền 24 ảnh trên 1 giây, thì khi tái tạo lại hình ảnh người ta có cảm giác 1 ảnh chuyển động liên tục Đối
Hình 1.1: Phương pháp quét liên tục
Trang 11với truyền hình để tránh hiện tượng bị rung, lắc hoặc có vết đen trôi trên màn hình khi bộ lọc nguồn không đảm bảo chất lượng, người ta truyền 25 ảnh/1 giây/50Hz và 30 ảnh/1 giây/60Hz.
Tuy nhiên với phương pháp quét liên tục thì dù có truyền số ảnh như ở trên thì hình ảnh xem vẫn có cảm giác lập lòe, chớp
1.2.2.1.2_Phương pháp quét xen kẽ
Do sự lưu ảnh của mắt, nếu ta truyền 24 ảnh/1 giây thì khi tái tạo hình ảnhngười xem sẽ có cảm giác một ảnh động liên tục Tuy nhiên với 24 ảnh/1 giâythì ánh sang vẫn bị chớp gây khó chịu Để khắc phục thay vì chiếu 1 ảnh liên tục trong 1/24 s người ta chiếu ảnh đó 2 lần mỗi lần 1/48 s
Cũng giống như phương pháp quét liên tục: Tia điện tử quét từ trái sang phải và từ trên xuống dưới và sử dụng các xung xóa trong thời gian quét ngược dòng và mành Nhưng trong phương pháp quét xen kẽ, người ta chia bức ảnh làm 2 nửa (2 mành) và thực hiện quét như sau:
Mỗi ảnh được truyền làm 2 lượt Lượt đầu truyền tất cả các dòng lẻ
(1,3,5…) gọi là mành lẻ, lượt 2 truyền tất cả những dòng chẵn (2,4,…)
Ở phương pháp quét xen kẽ, khi ta truyền 25 ảnh/1 giây tương đương 50 mành trên 1 giây trong đó 25 mành chẵn và 25 mành lẻ hoặc 30 ảnh/1 giây (60 mành trên 1 giây trong đó 30 mành chẵn và 30 mành lẻ) Tần số mành chính bằng tần số nhấp nháy tới hạn nên khi khôi phục lại ảnh, ảnh trên màn máy thu hình không bị nhấp nháy
Khi quét cách dòng thì số dòng của mỗi ảnh phải là số lẻ Z=2m+1( m là
số nguyên) Mỗi mành sẽ có (m+1/2) dòng, ngoài ra tần số phải luôn có bội của tần số mành
Ta có FH= (m+1/2)fv : FH là tần số dòng; fv là tần số mành
1.2.2.2_ Tiêu chuẩn quét.
Người ta chia bức ảnh ra làm 625 dòng hoặc 525 dòng và mỗi dòng có 625.4/3 điểm ảnh (525.4/3)
Số bức ảnh truyền đi trong 1s là 25 ảnh/1s hoặc 30 ảnh/1s Tần số quét mành là fv=50 Hz hoặc 60 Hz
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
NỘI………
11
Trang 12Tín hiệu video bao gồm cả xung tắt dòng và xung tắt mành Trong chu kỳ quét dòng gồm : Thời gian quét dòng thuận và thời gian quét dòng ngược Thời gian quét dòng thuận, tia điện tử có tác dụng chuyển ảnh quang thành tínhiệu điện Trong thời gian quét ngược tia điện tử từ cuối dòng trước quay về đầu dòng sau, tín hiệu không mang tin tức về hình ảnh nên được dùng để truyền xung tắt dòng Xung tắt dòng làm tia điện tử ở ống thu trong thời gian quét ngược dòng.
1.2.3.2_Thông tin đồng bộ.
Quá trình quét ảnh, xử lí tín hiệu tai phía phát, truyền qua kênh thông tin
thu nhận, xử lí và hiển thị thông tin tại phía thu cần phải được đồng bộ Đồng
bộ nhằm khôi phục ảnh một cách rõ nét nhất Tín hiệu đồng bộ được tạo ra và truyền đi trên kênh thông tin cùng với tín hiệu video
Tín hiệu đồng bộ dùng để khống chế bộ quét trong máy thu điều khiển tiađiện tử trong ống thu làm việc đồng bộ và đồng pha với tia điện tử quét trong ống phát Tín hiệu đồng bộ gồm tín hiệu đồng bộ dòng và tín hiệu đồng bộ mành
Thời gian xóa mành lớn hơn nhiều so với chu kì 1 dòng quét, do đó xung đồng bộ mành có độ rộng bằng 2,5 hoặc 3 chu kỳ quét dòng để quá trình đồng
bộ được chính xác Tín hiệu đồng bộ mành mang các xung cân bằng Đó là chuỗi xung nằm trước và nằm sau xung đồng bộ mành trong thời gian xóa mành Tín hiệu đã cộng cả xung xóa, xung đồng bộ được gọi là tín hiệu
truyền hình đầy đủ
1.2.3.3_Phổ tín hiệu.
Trang 13Phổ tín hiệu hình là phổ gián đoạn: gồm các hài của tần số mặt và các nhóm phổ quanh hài của tần số dòng trong đó hài cao thì biên độ nhỏ.
Trên phổ tín hiệu hình ta thấy giữa các nhóm phổ hài tần số dòng tồn tại các khoảng trống Dựa vào tính chất này, trong truyền hình màu sẽ sắp đặt phổ của tín hiệu màu vào các khoảng trống của phổ tín hiệu chói
Trang 14CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH MÀU
2.1_Nguyên lí truyền hình màu
2.1.1_Nguyên tắc truyền 3 màu chính
Trong truyền hình màu người ta truyền đi các thông số về màu sắc của
bức ảnh Tất cả các thông số về màu sắc của điểm màu được xác định rõ ràng nếu như chúng ta biết được tỷ lệ pha trộn của 3 màu chính R, G, B
Đối với truyền hình màu để có tin tức điểm màu ta phải chia phổ ra làm 3n dải phổ màu R, G, B và dung 3 đèn Vidicon để đo biên độ trung bình của 3quãng phổ riêng aR( độ chói đỏ), bG (độ chói lá cây), yB( độ chói lam)
2.1.2_Sự tái tạo lại ảnh màu
Người ta chế tạo loại đèn hình màu 3 catot, 3 cực điều khiển và màn hình
có các điểm phát màu R, G, B xen kẽ Cứ 3 điểm R, G, B xếp thành hình tam giác đều gọi là điểm tam màu và 3 điểm R, G, B thẳng hàng gọi là một điểm màu trong loại đèn hình thẳng hàng
Hình 2.1: Nguyên tắc phân chia màu.
Trang 152.1.3_Mã hóa
Cho 3 tín hiệu màu là ER, EG, EB qua mạch ma trận làm nhiệm vụ cộng,
trừ điện áp theo tỉ lệ đã định để tạo ra tín hiệu chói EY và hai tín hiệu màu ER
-EY và EB- EY Tiếp đó cho 2 tín hiệu này điều chế với song mang màu ( sóng mang phụ) có tần số fmp< fMAX được 2 tín hiệu C1, C2 Hai tín hiệu này nhập
chung với tín hiệu chói EY và cuối cùng cho cộng chung với xung đồng bộ
màu để được tín hiệu hình màu
Tách sóng Lọc giải
Hình 2.3: Sơ đồ khối giải mã
TớiCRT
Trang 16màu cơ bản ER, EB để đưa vào điều khiển đèn hình màu Mạch xử lý để đưa racác tín hiệu màu EG trên được gọi là mạch giải mã.
Khi đài phát tín hiệu màu thì đầu ra của tầng tách sóng hình sẽ thu được tín hiệu hình màu Tín hiệu này một phần đi đến mạch ma trận, phần còn lại
sẽ đi qua mạch lọc để ngăn vùng tần số thấp của EY và chỉ lấy ra sóng mang màu để điều chế với tín hiệu màu để rồi lại đi qua mạch tách sóng màu để lấy lại hai tín hiệu màu Để giúp mạch tách sóng màu làm việc tốt người ta cần đến xung đồng bộ màu điều khiển ( xung này được phát đi cùng với tín hiệu hình màu) Sau đó người ta lại cho 2 tín hiệu màu vừa mới tách ra đi đến mạch ma trận kết hợp với EY để tạo ra tín hiệu màu thứ 3 là EG-EY
Trang 17TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
NỘI………
17
2 1 2 3 4 4
AFC (AFT )
Tách sóng
Tách sóng tiếng
KĐC
S tiếng
Mạch
vi xử lí Tia hồng
ngoại
Vi xử
lý điều khiển
Vi xử
lý điều khiển
Ma trận RGB
KĐ màu đỏ
KĐ màu lục
KĐ màu lam
Mạch cân bằng trắng
KhốI quét mành
Xóa tia quét ngược
Chỉnh lưu đại cao áp
fH
fV4
Đồng bộ và tạo xung quét
+ 115V +15 V
Mạch khử từ
Tạo nguồn cấp
Trang 182.2.2_Các phần chính và nhiệm vụ
Sơ đồ khối của máy thu hình có thể chia làm 6 phần:
+ Phần cao tần- trung tần- tách sóng bao gồm các khối: Khối kênh UHF, khốikênh VHF, khuếch đai trung tần, tách sóng, mạch AFC, mạch AGC
+ Phần đường tiếng gồm khối: Trung tần tiếng, hạn biên, tách sóng tiếng, và công suất tiếng
+ Phần đường hình màu gồm các khối: Xử lý chói, giải mã màu, các mạch
ma trận, các mạch khuếch đại màu cuối, mạch cân bằng trắng
+ Phần đồng bộ và tạo xung quét gồm các khối: Tách xung đồng bộ, khối quét dòng, khối quét mành, xóa tia quét ngược, chỉnh lưu cao áp
+ Phần vi xử lý điều khiển gồm các khối: Nhận điều khiển từ xa, mạch vi xử lý
+ Phần nguồn: Mạch khử từ, chỉnh lưu, lọc tạo nguồn cấp
2.2.2.1_ Phần cao tần- trung tần- tách sóng
Phần cao tần- trung tần- tách sóng chọn lọc tín hiệu truyền hình từ phía
đài phát gửi tới, sau đó khuếch đại sơ bộ để cho tín hiệu lớn hẳn lên để át nhiễu từ các kênh truyền hình khác hoặc từ các sóng điện từ khác tác động vào
+ Hộp kênh của băng UHF: Xử lý các kênh truyền hình có tần số sóng mang nằm trong dải UHF
+ Hộp kênh của băng VHF: Xử lý các kênh truyền hình có tần số sóng mang nằm trong dai VHF
+ Mạch khuếch đại trung tần lấy ra tần số trung tần chung của tín hiệu truyềnhình
Trang 19+ Mạch tách sóng: Tách sóng Video và khuếch đại sơ bộ sau tách sóng
+ Khối xử lý chói: Mạch khuếch đại và xử lý tín hiệu chói EY
+ Khối giải mã màu: Mạch giải mã màu của các hệ khác nhau để lấy ra 2 tín hiệu màu là ER-EY và EB-EY
+ Khối ma trận G-Y: Để tạo ra tín hiệu màu thứ 3 là EG-EY mà đài phát
không gửi đi
+ Khối mạch ma trận G,R,B: Để khôi phục lại 3 tín hiệu hiệu màu cơ bản là
ER, EG, EB
+ Khối khuếch đại màu đỏ: Mạch khuếch đại tín hiệu màu đỏ lần cuối
+ Khối khuếch đại màu lục: Mạch khuếch đại tín hiệu màu lục lần cuối.+ Khối khuếch đại màu lam: Mạch khuếch đại tín hiệu màu lam lần cuối.+ Khối cân bằng màu trắng: Thực tế nó không phải là một khối riêng biệt mà chỉ là bộ phận điều khiển nằm ngay trong 3 tầng khuếch đại màu cuối
2.2.2.4_ Phần đồng bộ và tạo xung quét.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
NỘI………
19
Trang 20+ Khối tách xung đồng bộ: Mạch tách sóng đồng bộ, khuếch đại và phân chiaxung đồng bộ.
+ Khối quét dòng: Toàn bộ khối quét dòng của máy thu hình, tạo ra xung giăng cưa quét dòng
+ Khối quét mành: Toàn bộ khối quét mành của máy thu hình, tạo ra xung giăng cưa quét mành
+ Khối xóa tia quét ngược: Mạch phối hợp để hình thành xung xóa tia
+ Khối tạo nguồn cấp: Bao gồm các mạch chỉnh lưu, lọc và ổn áp để tạo ra các mức điện áp 1 chiều cần thiết để nuôi máy thu hình
2.3_Các hệ truyền hình màu.
2.3.1_Hệ màu NTSC ( National Television Systeme Committee)
Là hệ truyền hình màu được nghiên cứu đầu tiên trên thế giới Nó chính
thức phát sóng năm 1953 theo tiêu chuẩn FCC kênh sóng 4,5MHz Tín hiệu màu được điều biên nén vuông góc chèn vào tín hiệu chói
2.3.1.1_Tín hiệu truyền hình màu đầy đủ.
2.3.1.1.1_Tín hiệu chói
Trang 21Được tạo ra từ 3.1.1.3 tín hiệu màu cơ bản và phát đi trong toàn dải tần
dành cho hệ thống truyền hình đen trắng thông thường Tín hiệu chói được xác định:
E Y = 0,299E R +0,587E G +0,114E B
Tần số cao nhất của tín hiệu chói là 4,2 MHz
2.3.1.1.2_Tín hiệu màu
Hệ NTSC truyền đi 2 tín hiệu màu nhưng chỉ cho phép dung một tín hiệu màu có dải tần hẹp hơn Để thực hiện được điều này, trong hệ NTSC người ta xoay hệ trục màu B-Y và R-Y đi một góc 330
Thực tế những màu nằm theo phương lệch 330 so với trục B-Y là mắt người phân tích khó nhất và dải tần chỉ là (0 ; 0,5 Mhz) Còn màu sắc theo phương lệch pha 330 so với trục R-Y gọi là tín hiệu I và những màu theo phương khác có phổ tần (0 ; 1,5 Mhz)
Do đó , hệ NTSC không sử dụng hệ trục (R-Y), (B-Y) mà sử dụng hệ trục I,Q Hai tín hiệu màu I, Q được tính như sau:
QB-Y
33 0
Hình 2.5: Hệ trục I, Q
Trang 22Tín hiệu I có dải tần: 1,2 Mhz.
Để cài tín hiệu phổ màu I, Q vào phổ tín hiệu chói, hệ NTSC sử dụng
phương pháp điều chế vuông góc hai tín hiệu màu vào sóng mang phụ
Điều chế vuông góc ở đây là điều biên nén vuông góc, trong đó 2 tín hiệumàu được điều biên nén với 2 sóng mang có tần số bằng nhau (3,58Mhz)
nhưng lệch pha nhau 900 Hai sóng mang này là 2 sóng mang trực giao nhau
hay vuông góc
Tần số sóng mang trong điều chế vuông góc được gọi là tần số sóng
mang phụ hay tần số sóng mang màu Hệ NTSC chuẩn 525 dòng, tần số sóng mang màu là 3,59 Mhz
2.3.1.1.3_Mã hóa tín hiệu NTSC.
Mã hóa NTSC nhằm tạo 3 tín hiệu ER, EG, EB Quá trình mã hóa:
Từ 3 tín hiệu màu ER, EG, EB thông qua mạch ma trận chuyển chúng thànhcác tín hiệu : Tín hiệu chói EY có dải tần ( 0; 4,2 Mhz)
Tín hiệu màu EI= ER- EY có dải tần (0; 0,5 Mhz)
Tín hiệu màu EQ= EB- EY.
Hai tín hiệu EI và EQ được đem đi điều biên cân bằng( SAM) với sóng
mang màu phụ 3,58 Mhz
Ma Trận
Cổng lóe màu
SAM SAM
Delay 0,7 us
+1
+2
+1 + +2 +1 2
C2
E I
EQ
C 1
Hình 2.6 : Quá trình mã hóa NTSC
Trang 23Mạch dao động tạo ra dao động sóng hình sin có tàn số 3,58 Mhz, được cho sớm pha đi một góc 900 để điều biên nén EI ( Tín hiệu màu C1) Tương tự một sóng hình sin có tần số 3,58 Mhz với biên độ EQ Hai sóng C1, C2 lệch nhau 900 được nhập chung trong một mạch cộng để đưa ra một sóng sin duy nhất Sau đó tín hiệu lóe màu C được cộng với tín hiệu chói EY để đưa ra mộ phần tín hiệu điều chế, phần còn lại được lấy ra từ mạch tạo tần số đưa qua mạch đảo pha 1800 rồi nhập chung vào tín hiệu chói cộng lóe màu sau cùng đưa ra một tín hiệu chung
2.3.1.1.4_ Lựa chọn sóng mang phụ.
Để đảm bảo tính 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 phải nằm trọn vẹn trong phổ tần cao của tín hiệu chói để tránh can nhiễu giữa chói và màu
Tín hiệu EY có dải tần (0; 4,2 Mhz), tín hiệu màu (0; 1,5 Mhz) nhưng thực
tế chỉ truyền ( 0; 1,2Mhz) Vậy fmp< 4,2-0,6= 3,6
Nhưng phổ của tín hiệu chói là phổ vạch, được phân bố là các bội số của
fH ( tần số dòng) vì vậy chọn fmp= fH.(2n-1)/2 thì dao động tần số sóng mang phụ giảm đi nhiều Lựa chọn n phù hợp để thỏa mãn các điều kiện trên Thực
và mạch
ma trận Demod Q
90 0
T/h màu NTSC
trễ 7 us
EG-EY
ER-EY
Hình 2.7 : Sơ đồ khối giả mã NTSC
Trang 242.3.1.1.6_Kết luận về NTSC
Truyền đồng thời cùng một lúc hai tín hiệu EI và EQ
Điều biên nén vuông góc EI và EQ vào sóng mang phụ fsc=(3,58 hoặc 4,43 Mhz) Đó chính là điều biên cân bằng: SAM
Tín hiệu NTSC color Video có chứa 7 tin tức:
+ Bốn tin tức đầu của truyền hình đen trắng: dải tần 4,5 Mhz (FCC) + Hai tín hiệu màu EI có dải tần từ ( 0; 1,5 Mhz) và EQ( 0; 0,5Mhz) được chèn vào bên trên của tín hiệu chói từ (2,38; 4,2Mhz)
+ Tin tức thứ 7 là nén màu và đồng bộ màu
Nén màu truyền đi pha góc 00 của sóng mang phụ, dùng để chuẩn pha góc sóng mang phụ fsc ở máy thu cần có tách sóng điều biên nén vuông góc
Bằng cách chọn sóng mang phụ fsc cho phép tự khử được tạp âm do nó gây ra
Phải chọ tần số FM tiếng sao cho nó giao thoa với fsc không tạo lên nhiễu trên màn hình
Vì hệ NTSC hay gặp phải sự sai pha trên đường truyền nên giải pháp cho vấn đề này là ở máy thu hình NTSC có nút chỉnh pha để sửa màu
2.3.1.1.7_Ưu, nhược điểm của NTSC
Ưu điểm:
Đây là mạch đơn giản, thiết bị mã hóa và giải mã không phức tạp Vì vậy giá thành thiết bị thấp hơn so với các thiết bị của hệ khác
Nhược điểm:
+ Rất dễ bị sai màu khi hệ thống truyền tín hiệu không lí tưởng và có nhiễu
+ Méo gây ra do dải tần tín hiệu mang màu bị hạn chế nên sinh ra nhòe Ranhgiới giữa các dải màu cần thiết nằm kề nhau theo chiều ngang làm cho độ chói bị giảm, tín hiệu thấp ở vùng giới hạn các dải màu và chi tiết mầu nhỏ
Trang 25+ Méo gây ra do dải tần của tín hiệu mang màu khác nhau: sự sai khác dải
tần của EI và EQ không giống nhau do đó các góc pha thay đổi theo thời gian,
sự sai khác dải tần làm thay đổi giới hạn của các vùng màu trong đồ thị màu
+ Nếu tín hiệu vào kênh chói có sự đột biến hoặc chứa các thành phần tần
số cao thì dưới tác dụng của nó, đầu ra của bộ lọc thông dải tần số foc sẽ xuất
hiện các dao động tần số sóng mang phụ bởi vì các tín hiệu màu cao tần là các
tín hiệu điều biên cho nên việc nhiễu kiểu trên khó khắc phục Chính nhiễu
này làm cho các chi tiết ảnh đen trắng trở nên có màu khi kích thước thích
hợp
2.3.2 _Hệ màu PAL
Hệ PAL viết tắt của chữ PHASE ALTERNATIVE LINE tức là đảo pha
theo từng dòng một Năm 1962 giáo sư tiến sĩ người Đức-Walter Bruch và
các đồng sự của ông ở hãng TELEFUNKEN (Đức) nêu các khuyết điểm của
hệ NTSC và đề nghị một hệ cải tiến PAL Năm 1966 hệ PAL được chính thức
phát sóng trên kênh CCIR (5,5MHz) ở Tây Đức
Hình 2.8 : Sơ đồ mã hóa PAL
Trang 26Gốc pha 00được dùng để điều biên nén tín hiệu sắc u (thay vì 330 như ở NTSC).
Pha +900 và -900 lần lượt từng dòng một để điều biên nén tín hiệu sắc v(thay vì lần lượt là 330 + 900 = 1230 như NTSC)
Pha của Burst là +1350 và – 1350 lần lượt cho từng dòng một tùy theo dòng đang truyền có pha là -900 hay +900
Trang 27Tín hiệu video tổng hợp của PAL cũng giống của NTSC.
2.3.2.2_ Giải mã PAL
Nguyên lý làm việc của mạch :
Tín hiệu chói EY qua mạch trễ giữ chậm 0,7us để chờ tín hiệu màu cùng đưa vào mạch ma trận
Tín hiệu màu điều biên nén vuông góc được tách ra nhờ mạch khuếch đạitrung tần màu Color IF Tại đây nó được chia làm 3 đường: một đường đảo
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
OSC, f sc 4,43 Mhz
+-(2E v )
+-(2E u ) +-90 0
2E v
2E u
Ma trận
Color IF
180 0
Dây trễ 64us
Trang 28pha 1800 đến mạch cộng (1) và (2), đường thứ 2 cho đi qua mạch tạo trễ 64us,sau đó đi vào 2 mạch cộng (1) và (2), đường thứ ba đi thẳng vào mạch cộng (2).
Trường hợp mạch cộng 2 cho ra tín hiệu v có pha +900 thì ứng với Burst
có pha (-1350) B(1350) này kích mạch dao động thạch anh 4,43 làm đầu ra của bộ dao động này có tín hiệu sin 4,43 và pha là (-1350) Lúc đó cả 2 vế của chuyển mạch phải đóng xuống II và pha của đường tách sóng u sẽ là: (-1350) + (+1350) = 00, còn pha của đường tách sóng v sẽ là (-1350) + (-1350) = -
2700= 900 Nghĩa là cùng pha với tín hiệu v(+900) nên việc tách sóng đồng bộmới tiến hành được
Trường hợp mạch cộng 2 cho ra tín hiệu v(-900) ứng với B(+1350) dao động thạch anh (4,43(+1350)) (do Burst điều khiển) Lúc đó cả hai vế của chuyển mạch phải đóng lên phía trên (vị trí I) Pha của đường tách sóng u là: (+1350) + (-1350) = 00
Còn pha của đường tách sóng v: (+1350) + (+1350) =2700= 900
Nghĩa là cùng pha với v(-900) nên việc tách sóng đồng bộ mới tiến hành được Để chuyển mạch Switching đóng mở đúng như vị trí vừa nói ở trên thìngười ta đem so pha B (hay fsc ra từ thạch anh - cùng pha với B) với pha của đường tách sóng v sau khi làm chậm pha một góc (-1350)
2.3.2.3_Ưu, nhược điểm của hệ PAL
Ưu điểm:
+ Hệ PAL có sự méo pha nhỏ hơn hẳn so với hệ NTSC
+ Hệ PAL không có hiện tượng xuyên lẫn màu
+ Hệ PAL thuận tiện cho việc ghi băng hình hơn so với NTSC
Nhược điểm:
+ Máy thu hình PAL phức tạp hơn vì có giây trễ 64 us và yêu cầu giây trễ
này phải có chất lượng cao
+ Tính kết hợp với hệ đen trắng kém hơn NTSC
2.3.2.4_Kết luận
Trang 29+ Hệ PAL truyền vừa đồng thời vừa lần lượt 2 tín hiệu màu EU và EV.
Vì dòng nào cũng có mặt Lần lượt vì tín hiệu EV được đảo pha theo từng
dòng nhằm mục đích sửa sai pha
+ Điều biên nén vuông góc EU, EV vào sóng mang phụ Fsc=4,43 Mhz= số
lẻ lần fH/2
+ Máy thu có sự tự chỉnh sai pha bằng cách nhập chung tín hiệu màu dòng
trên dòng dưới cùng chung
+ Tín hiệu PAL có 7 tin tức như truyền hình đen trắng, 2 tin tức về màu EU,
Hệ truyền hình màu SECAM phát trên kênh sóng OIRT với tần số 6,5
Mhz Sau nhiều năm cải thiện nâng cao chất lượng truyền hình màu, năm
1957, hệ này có tính chống nhiễu cao, kém nhạy với méo pha và méo biên độ
Tín hiệu chói EY được truyền đi tất cả các dòng, còn 2 tín hiệu màu DR và DB
được truyền lần lượt tho dòng dựa trên 2 sóng mang phụ có tần số trung tần
fOR= 4,406 Mhz, fOB=4,250 Mhz theo phương thức điều tần, các tín hiệu chói
và màu đươc xác định :
EY=0,3ER+0,59EG+0,11EB
DR=-KR(EB-EY)= -1,9(ER-EY)
DB=KB(EB-EY)=1,5(EB-EY)
Phổ của tín hiệu đầy đủ cuae SECAM bao gồm: Phổ của tín hiệu chói EY ,
có phổ tần bằng 1.3 Mhz, hai tín hiệu màu truyền đi hết cả hai dải biên và
biên độ của tín hiệu màu cũng nhỏ hơn phổ tần đầy đủ của tín hiệu SECAM
Bộ lọc 0;1,5 Mhz
Hạn biên
ĐC tần
số FM
Đảo pha sóng mang phụ
Tạo dao
động f H , f V
Tạo xung đồng bộ màu
Tạo xung ĐK CMĐT
Tiền nhấn tần thấp
Trang 30ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -MÀN HÌNH TIVI VÀ MÀN HÌNH LED 3D
Ba tin tức đầu ER, EG, EB đưa vào mạch ma trận chuyển đổi thành tín hiệu chói EY có dải tần (0; 6 Mhz) và 2 tín hiệu màu –DR và DB có dải tần cùng là 1,5 Mhz Sau đó cho tin tức nhận dạng từng bán ảnh ( 9 xung âm hình
thang)nhập chung vào –DR và +DB xuất hiện cứ mỗi bán ảnh một lần trong thời gian xóa đọc Sau khi ra khỏi mạch cộng tín hiệu màu –DR được đảo pha
1800 để tạo thành +DR đi vào mạch tiền nhấn và tin tức nhận dạng từng bán ảnh trong nó sẽ là các xung dương trong khi đó DB đi thẳng vào mạch tiền nhấn
Sau khi ra khỏi mạch tiền nhấn tần số cao DR và DB được đưa vào
chuyển mạch điện tử SW1 đóng mở theo nhịp fH/2 để lựa chọn DR hoặc DB sau đó qua mạch lọc thông thấp để loại bỏ các tần số cao hơn 1,5 Mhz
Mạch hạn chế giới hạn biên độ của DR và DB giúp giới hạn quãng di tần của mạch điều tần FM, nằm trong khoảng tần số được định sẵn Tần số sóng mang phụ màu đưa vào mạch điều tần là fOR= 4,406 Mhz hoặc fOB=4,25 Mhz thông qua mạch điện tử SW2 đóng mở theo nhịp fH/2
Ra khỏi mạch điều tần, sóng điều tần của DR (fmR) và sóng điều tần của
DB(fmB) được đưa vào mạch đảo pha sóng mang phụ để khử tạp rồi qua mạch lọc chuông đè tần số giữa dải (4,286 Mhz) xuống Cuối cùng mạch tự động chỉnh mức (ALC) tự động giữ mức của fmR và fmB là 10% của 4,286 Mhz
e Y
Trang 31Sau khi đã chuẩn bị fmR và fmB người ta nhập chung fmR và fmB vào tín
hiệu chói EY Dây trễ 0,7 us làm cho tín hiệu chói chậm lại chờ fmR, fmB tại
mạch cộng Tại ngõ ra của mạch cộng ta có tín hiệu SECAM
2.3.3.3_ Giải mã SECAM
Vai trò của dây trễ là giữ trễ tín hiệu chói lại, chờ tín hiệu màu của đèn
hình màu, tránh hiện tượng sai pha
Một nhánh đi ngang qua lọc chuông thấp để bù lại việc đã nén fmR, fmB
xuống tại 4,286 Mhz bởi mạch lọc chuông ngửa trong quá trình mã hóa Sau
đó tầng khuếch đại trung tần màu (Color IF) thực hiện lọc lựa ra khoảng tần
số của fmR, fmB và loại bỏ tất cả các tần số không cần thiết bên ngoài khoảng này
Ngõ ra của Color IF được rẽ làm 2 Một đi thẳng tới chuyển mạch (kênh thẳng), một thông qua dây trễ 1H=64 us giữ lại tin tức bên trên đi đến vế còn lại của chuyển mạch (kênh trễ)
Ở 2 đầu chuyển mạch, nếu ở đầu trên (kênh thẳng) là fmB thì đầu dưới là
fmR Chuyển mạch sẽ đóng mở theo nhịp fH/2 ( tức một dòng đóng lên, 1 dòng đóng xuống Nếu pha của xung chuyển mạch là đúng thì đường ra bên trên sẽ luôn là fmR và đường ra bên dưới là fmB
fmR, fmB sau đó được hạn biên và được đưa vào 2 mạch tách sóng FM
riêng, một hoạt động ở tần số nghỉ là 4,40625 Mhz ( tách sóng fmB) Ở mạch tách sóng fmR tín hiệu màu được giữ nguyên trong lúc ở mạch tách sóng fmB
pha của tín hiệu màu bị đảo 1800
Ngõ ra của 2 đầu mạch tách sóng là DR và –DB tiếp tục được cho đi giải nhấn lấy tại biên độ ban đầu đã bị sai lệch đi do quá trình tiền nhấn trong lúc
mã hóa Sau đó khuếch đại công suất R-Y và B-Y để có được ER-EY và EB-EY
ở ngõ ra cuối cùng
Ba tín hiệu ER-EY, EB-EY, EB-EY được lần lượt đưa vào ba lưới của đèn hình màu giúp tái tạo lại hình màu
Tín hiệu màu SECAM Dây trễ 0,7 us
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
chuông
Bộ hạn biên
Màu IF
Line inden Chuyển
mạch
Bộ hạn biên
R-Y Out
Khuếch đại Y
Tiền nhấn
G-Y Out B-Y Out
V indent
+DR
-DB
SECAM SW
fH/2
Hình 2.12: Sơ đồ mạch giải mã SECAM
Trang 32+ Tín hiệu SECAM Color Video gồm 8 tin tức:
- 4 tin tức như truyền hình đen trắng
- Hai tin tức màu fmR, fmB xuất hiện hoặc cái này hoặc cái kia tại mỗi thời điểm
Trang 33- Tin tức nhận dạng dọc hoặc nhận dạng ngang ( chỉ sử dụng một trong 2 cái).
- Tin tức lóe màu là tin tức để nhận dạng ngang
CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH SỐ
3.1_ Khái niệm chung về truyền hình số
Các hệ thống truyền hình phổ biến hiện nay như: NTSC, PAL, SECAM làcác hệ thống truyền hình tương tự Tín hiệu Video là hàm liên tục theo thời gian Tín hiệu truyền hình tương tự (từ khâu tạo dựng, truyền dẫn, phát sóng đến khâu thu tín hiệu đều chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố (nhiễu và can nhiễu từ nội bộ hệ thống và từ bên ngoài) làm giảm chất lượng hình ảnh
Để khắc phục những hiện tượng này người ta mã hóa tín hiệu hình ở dạng
kênh Mã hóa kênh Điều chế
Kênh thông tin
Biến đổi DA tách; giải
nén
Giải mã kênh
Giải Điều chế
Hình 3.1 : Sơ đồ hệ thống truyền hình số
Trang 34
Tín hiệu tương tự được đưa vào bộ biến đổi AD Tại đây tín hiệu tương tự
được chuyển sang thành tín hiệu số Tín hiệu số này sau đó được ghép kênh
và thực hiện mã hóa kênh
Các tham số và đặc trưng của tín hiệu số sau đó được xác định tương ứng với tiêu chuẩn truyền hình số sẽ thực hiện điều chế số để truyền đi trên các kênh thông tin gửi tới đầu thu
Tại đầu thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi ngược lại với phía phát Tín hiệu truyền hình số được mã hóa kênh đảm bảo chống sai sót cho tín hiệu trong kênh thông tin Khi tín hiệu truyền hình số được truyền đi theo kênh thông tin các thiết bị trên được gọi là bộ điều chế và bộ giải mã
3.3_ Cơ sở biến đổi tín hiệu truyền hình
3.3.1_ Biến đổi tín hiệu Video
Biến đổi tín hiệu Video tương tự thành Video số là biến đổi thuận, còn
biến đổi tín hiệu Video số thành tương tự là biến đổi ngược Trong hệ thống truyền hình số có rất nhiều bộ biến đổi thuận và ngược Khi biến đổi tín hiệu Video màu tương tự thành tín hiệu Video màu số ta có thể dùng 2 phương pháp sau:
Phương pháp 1:
Trang 35Biến đổi trực tiếp tín hiệu màu tổng hợp NTSC, PAL, SECAM ra tín hiệu
số
Phương pháp 2:
Biến đổi riêng từng tín hiệu thành phần (tín hiệu chói Y, tín hiệu số R-Y
và B-Y hoặc các tín hiệu màu cơ bản R, G, B) ra tín hiệu số và truyền đồng thời theo thời gian hoặc ghép kênh theo thời gian
Phương pháp 2 Biến đổi riêng các tín hiệu thành phần (của tín hiệu màu) thành tín hiệu sô sẽ làm tốc độ bit tăng cao hơn so với việc biến đổi tínhiệu màu Video tổng hợp Cách này có ưu điểm là không phụ thuộc các hệ thống truyền hình tương tự, thuận tiện cho việc trao đổi các chương trình truyền hình Cũng có thể giảm tốc độ bit nếu sử dụng mã thích hợp Do mã riêng các thành phần tín hiệu màu, nên có thể khử được nhiễu qua lại (nhiễu của tín hiệu lấy mẫu với các hài của tải tần màu)
Vì phương pháp 2 ưu việt hơn phương pháp 1 Do đó, tổ chức truyền thanh truyền hình quốc tế khuyến cáo nên dùng loại này cho trung tâm truyền hình (studio), truyền dẫn, phát sóng và ghi hình
3.3.2_Chọn tần số lấy mẫu
Công đoạn đầu tiên của quá trình biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu
số là lấy mẫu (có nghĩa là rời rạc tín hiệu tương tự theo thời gian) Do đó tần
số lấy mẫu là một trong những thông số cơ bản của hệ thống kỹ thuật số Có nhiều yếu tố quyết định việc lựa chọn tần số lấy mẫu Tần số lấy mẫu cần được xác định sao cho hình ảnh nhận được có chất lượng cao nhất, tín hiệu truyền đi với tốc độ bit nhỏ nhất, độ rộng băng tần nhỏ nhất và mạch đơn giản
3.3.2.1_Lấy mẫu tín hiệu Video :
Để cho việc lấy mẫu không gây méo, ta phải chọn tần số lấy mẫu thoả mãn công thức Kachenhicop fsa >=2 fmax (max= 5,5MHz đối với hệ PAL) nghĩa là fsa >= 11MHz
Trường hợp fsa < 2fmax sẽ xảy ra hiện tượng chồng phổ làm xuất hiện cácthành phần phụ (alias components) và xuất hiện méo, ví dụ như hiệu ứng lướitrên màn hình (do các tín hiệu vô ích nằm trong băng tần video), méo sườn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
NỘI………
35
Trang 36xung tín hiệu, làm nhoè biên ảnh (do hiệu ứng bậc thang), các điểm sáng tốinhấp nháy trên màn hình.
Trị số fsa tối ưu khác nhau cho các trường hợp: tín hiệu chói (trắng đen), tín hiệu màu cơ bản (R, G, B) các tín hiệu số màu, tín hiệu Video màu tổng hợp Cuối cùng việc chọn tần số lấy mẫu phụ thuộc vào hệ thống truyền hình màu
Trong trường hợp lấy mẫu tín hiệu Video màu tổng hợp phải chú ý đến tần số sóng mang phụ fsc, khi chọn fsa có thể xuất hiện các trường hợp sau đây: + fsa gấp nhiều lần fsc, ví dụ fsa = 3 fsc hoặc 4 fsc (hệ PAL, NTSC chỉ dùng một tần số fsc) Hệ SECAM dùng hai sóng mang phụ màu nên không dùng được một tần số fsa cho các tín hiệu hiệu số màu
+ fsa không có quan hệ trực tiếp với fsc Trong trường hợp này ngoài các thành phần tín hiệu có ích sẽ xuất hiện các thành phần tín hiệu phụ do liên hợp giữa fsa và fsc hoặc hài của fsc trong phổ tín hiệu lấy mẫu Đặc biệt thành phần tín hiệu (fsa-2 fsc) sẽ gây méo tín hiệu Video (tương tự) được khôi phục lại gọi là méo điều chế chéo (Intermodulation) Méo này sẽ không xuất hiện trong trường hợp lấy mẫu và mã hóa riêng tín hiệu chói và các tín hiệu số màu Trong trường hợp lấy mẫu tín hiệu Video màu tổng hợp cho hệ NTSC, PAL thường thì người ta chọn bằng hài bậc 3 tần
số tải màu fsa : f sa = 3 f sc
fsaPAL = 13,3 MHz > fmaxPAL = 2x5= 10 MHz hoặc 2x5,5=11 MHz
fsaNTSC = 10,7 MHz > 2 fmaxNTSC = 2x4,2= 8,4 MHz
+ Nếu chọn f sa = 4 f sc thì cho chất lượng khôi phục rất tốt Tuy nhiên, nó
sẽ làm tăng tốc độ bit tín hiệu số
+ Nếu tín hiệu truyền đi từng thành phần chất lượng hình ảnh thu được đảm bảo tốt hơn do ảnh hưởng của sóng mang phụ khi lấy mẫu không có + Tần số lấy mẫu của tín hiệu chói fsaY >= 2 fmaxY và bằng bội số của tần
số dòng
+ Tần số lấy mẫu các tín hiệu màu fsa(R-Y)(B-Y) >= 2 fmax(R-Y)(B-Y) và bằng bội
số của tần số dòng
Trang 37Kết hợp điều này với thực tế người ta chọn:
f Y = 13,5 MHz
fsa(R-Y)(B-Yfsa) = fsc = 6,75MHz cho cả 2 tiêu chuẩn: 625/ 50 và 525/ 60 Tuy nhiên, sự lựa chọn fsa theo định lý Kachenhicop thì chưa đủ mà phải thỏa thêm các điều kiện sau:
- Tần số fsa phải đồng bộ với tần số quét dòng fH
- Tần số fsa phải đồng bộ với tần số quét mành fV
- Tần số fsa phải đồng bộ với tần số ảnh fP, fP= 2fV
3.3.3_Mã hóa tín hiệu Video
Mã hóa tín hiệu Video là biến đổi tín hiệu đã lượng tử hóa thành tín hiệu số bằng cách sắp xếp số nhị phân cho các mức lượng tử hóa và ánh xạ của các mức này thành tín hiệu có 2 mức logic “0” và “1”
Theo lý thuyết và thực nghiệm ta có thể dùng mã 8 bit (tức 28=256 mức lượng tử) để mã hóa tín hiệu Video
Các mã sử dụng trong truyền hình số có thể được chia thành 4 nhóm như sau:
+ Các mã để mã hoá tín hiệu truyền hình
+ Các mã để truyền có hiệu quả cao theo kênh thông tin
+ Các mã thuận tiện cho việc giải mã và đồng bộ ở bên thu
+ Các mã để xử lý số tín hiệu trong các bộ phận khác nhau của hệ thống truyền hình số
Mã sơ cấp để tạo tín hiệu số ở trung tâm truyền hình, có dạng tín hiệu nhị phân liên tục, các bit 0 và 1 có thể được biểu diễn bằng các phương pháp khác nhau, được phân biệt bằng thời gian tồn tại, cực tính, mức pha…chẳng hạn NRZ, RZ, Biphase (hai pha)…
Mã NRZ ( Non return to Zero) không có khả năng khôi phục lại tín hiệu đồng hồ từ chuỗi tín hiệu mã thu được Mã RZ và Biph dễ dàng khôi phục lại được tín hiệu đồng hồ từ chuỗi tín hiệu mã thu được
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ
NỘI………
37
Trang 38Trong truyền hình số, mã NRZ thường dùng cho các thiết bị Studio và cácthiết bị truyền các thông tin phụ Mã RZ dùng trong một số trường hợp truyềntín hiệu đi xa Mã Biph dùng trong quá trình ghi tín hiệu số trên băng.
3.4_Tiêu chuẩn lấy mẫu.
3.4.1_Tiêu chuẩn 4:4:4
Mẫu chỉ được lấy đối với các dòng tích cực của tín hiệu Video Các tín
hiệu chói (Y), tín hiệu màu (CR, CB) được lấy mẫu tại các điểm lấy mẫu trên các dòng tích cực của tín hiệu Video
Tiêu chuẩn này có khả năng khôi phục chất lượng hình ảnh tốt, thuận tiệncho việc xử lý tín hiệu Vì vậy các tổ chức quốc tế đã thống nhất về chỉ tiêu lấy mẫu cho truyền hình số theo tiêu chuẩn này là CCIR – 601
Tốc độ dòng dữ liệu:
- Khi lấy mẫu ở 8 bit: (720+720+720) x 576 x 8 x 25= 249 Mbit/s
- Khi lấy mẫu ở 10 bit: (720+720+720) x 576 x 10 x 25= 311 Mbit/s
Điểm lấy mẫu tín hiệu chói
Điểm lấy mẫu tín hiệu màu đỏ
Điểm lấy mẫu tín hiệu màu lam
Hình 3.2: Tiêu chuẩn lấy mẫu
4:4:4
Trang 39Đối với PAL tốc độ dòng dữ liệu được tính:
+ Khi lấy mẫu 8 bit: (720+360+360)x 576 x 8 x 25= 166 Mbit/s
+ Khi lấy mẫu 10 bit: (720+360+360)x 576 x 10 x 25= 207 Mbit/s
Trang 40Đối với PAL tốc độ dòng dữ liệu được tính:
+ Khi lấy mẫu 8 bit: (720+360)x 576 x 8 x 25= 124,4 Mbit/s
+ Khi lấy mẫu 10 bit: (720+360)x 576 x 10 x 25= 155,5 Mbit/s
3.4.4_Tiêu chuẩn 4:1:1
Lấy mẫu tín hiệu Y tại tất cả các điểm ảnh của dòng Tín hiệu màu thì cứ
cách một điểm lại lấy mẫu cho 1 tín hiệu màu Tín hiệu màu được lấy xen kẽ, nếu hang chẵn lấy mẫu cho tín hiệu màu CR thì hang lẻ sẽ lấy mẫu cho tín hiệu CB
Trong điểm ảnh đầu lấy đủ 3 tín hiệu Y, CR, CB 3 điểm ảnh sau chỉ lấy mẫu Y không lấy mẫu tín hiệu màu Khi giải mã màu của 3 điểm ảnh sau phảisuy từ điểm ảnh đầu
Tuần tự như thế, cứ 4 lần lấy mẫu Y thì có 1 lần lấy mẫu CR và 1 lần lấy mẫu CB
Đối với PAL tốc độ dòng dữ liệu được tính:
+ Khi lấy mẫu 8 bit: (720+180+180)x 576 x 8 x 25= 124,4 Mbit/s
+ Khi lấy mẫu 10 bit: (720+180+180)x 576 x 10 x 25= 155,5 Mbit/s
3.5_Các tín hiệu mã hóa và tần số lấy mẫu tín hiệu Video thành phần.
Tín hiệu được mã hóa gồm tín hiệu chói và tín hiệu màu Các tín hiệu màu được xác định trên tiêu chuẩn CCIR 601
Hình 3.5 : Tiêu chuẩn lấy mẫu 4:2:0