Ch1 dai cuong vo tuyen truyen hinh

Nguyenvanbientbd47@gmail.com PHẦN KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH TRẮNG ĐEN Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ VÔ TUYẾN TRUYỀN HÌNH 1.1 Nguyên lý chung vô tuyến truyền hình Đèn chiếu Came-ra KĐTT (AM) Nhân tần Mạch ghép KĐại âm tần KĐTT (FM) Nhân tần KĐCS CTần Lọc hài PHTK Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát khối máy phát hình ĐCTT (AM): khối điều chế trung tần hình, điều chế biên độ ĐCTT (FM): khối điều chế trung tần tiếng, điều chế tần số PHTK: mạch phối hợp trở kháng Để truyền hình xa, trung tâm truyền hình biến tín hiệu quang hình ảnh động thành tín hiệu điện (gọi tắt tín hiệu hình ảnh – video), đưa tín hiệu với tín hiệu âm đến máy phát để điều chế sóng cao tần cực ngắn (gọi sóng mang) Tập hợp tín hiệu (gọi chung tín hiệu truyền hình) xạ dạng sóng điện từ qua không gian truyền cáp đến máy thu Mỗi hình ảnh camera trung tâm truyền hình phân tích thành khoảng 520.000 phần tử nhỏ (gọi điểm ảnh) mà góc nhìn phút (1/60 độ) hay 1/3438 Radian mắt ta không phân biệt có cảm giác chúng liền Các điểm ảnh mang thông tin độ chói màu sắc vật Sau đó, camera biến đổi độ sáng Nguyenvanbientbd47@gmail.com điểm ảnh thành tín hiệu điện có biên độ điện áp tỉ lệ với độ sáng (nhờ biến đổi quang – điện) Đó trình phân tích ảnh đài phát máy thu diễn trình ngược lại Đó trình khôi phục hay tổng hợp ảnh, biến đổi tín hiệu điện nhận thành tín hiệu quang, hình ảnh hình, nhờ biến đổi điện – quang, gọi ống thu hình CRT hình tinh thể lỏng LCD Để chùm tia điện tử ống thu hình tín hiệu hình khống chế không phóng vào điểm hình, hệ thống mạch điện bố trí để lái chúng từ trái sang phải (gọi quét ngang hay quét dòng) lái chúng từ xuống (gọi quét dọc, quét mành hay quét mặt) Để việc quét tất máy thu đồng so với đài phát, tín hiệu hình ảnh, đài truyền hình phát thêm tín hiệu điều khiển việc quét dòng, mành cho (gọi tín hiệu đồng ngang dọc); đồng thời phát tín hiệu xoá dấu để tắt tia quét ngược máy thu không làm lộ vệt trắng hình; gọi xung xoá hồi ngang (xung tắt dòng) hồi dọc (xung tắt mặt) 1.2 Tiêu chuẩn truyền hình Trên giới có nhiều chuẩn truyền hình, có chuẩn trở thành phổ biến FCC, CCIR OIRT Bảng 1.1 Các thông số quan trọng tiêu chuẩn truyền hình ST T 10 11 12 13 14 15 THÔNG SÔ CÁC TIÊU CHUẩN Số dòng quét hình Số hình xuất 1s Cách quét Độ rộng dải tần hình Tần số quét ngang (quét dòng) Chu kỳ quét ngang (quét dòng) Tần số quét dọc (quét mành) Chu kỳ quét dọc (quét mành) Phương pháp điều chế tín hiệu hình Các mức tín hiệu - Đỉnh đồng thành phần so với - Xoá tín hiệu Video - Mức trắng - Mức đen Phương pháp điều chế tín hiệu tiếng Khoảng cách sóng mang hình tiếng Độ rộng dải tần chung (hình, tiếng) Tần số trung tần hình Tần số trung tần tiếng FCC 525 30 Xen kẽ 4MHz 15.750Hz 63,5 µs 60Hz 16,7ms Biên độ âm 100% (75 ± 2,5)% (12,5 ± 2,5)% (70 ± 2,5)% Tần số CCIR OIRT 625 625 25 25 Xen kẽ Xen kẽ 5MHz 6MHz 15.625Hz 15.625Hz 64 µs 64 µs 50Hz 50Hz 20ms 20ms Biên độ âm Biên độ âm 100% 100% (75 ± 2,5)% (75 ± 2,5)% (12,5 ± 2,5)% (12,5 ± 2,5)% (70 ± 2,5)% (70 ± 2,5)% Tần số Tần số 4,5MHz 5,5MHz 6,5MHz 6MHz 45,75 MHz 41,25MHz 7MHz 38MHz 32,5MHz 8MHz 38MHz 31,5MHz Nguyenvanbientbd47@gmail.com 16 Trung tần thứ hai tiếng 17 Khuôn hình b:h 4,5MHz 4:3 5,5MHz 4:3 6,5MHz 4:3 FCC: Federal Communication Commission: Uỷ hội Thông tin Liên bang; áp dụng nước Mỹ, Canada, Cuba CCIR: Comité Consultatif International de Radio et Television: Uỷ ban tư vấn Vô tuyến Điện Quốc tế ; áp dụng nước Đức, áo, Hà Lan, Nam tư OIRT: Organisation International Radio and Television: Tổ chức Phát Phát hình Quốc tế áp dụng phần lớn nước XHCN (cũ) Lấy chuẩn truyền hình trắng đen OIRT (chuẩn để xây dựng hệ màu PAL D/K Việt Nam) để phân tích số thông số đặc trưng Số dòng quét hình 625 Chất lượng hình phụ thuộc vào độ phân giải Số dòng quét nhiều, chất lượng hình ảnh đẹp Do đó, việc chọn số dòng quét hình phải đủ lớn để đảm bảo cho mắt người cách hình khoảng chiều cao hình góc tạo mắt người đến dòng liên tiếp hình phải nhỏ phút (1/60 độ) Có vậy, mắt ta không phân biệt ranh giới dòng hình nhìn thấy mịn, không bị sứa ngang h α < / 60 độ l= 6h Hình 1.2 Cách xác định số dòng quét hình Từ xác định số dòng quét tương ứng với chuẩn FCC, CCIR OIRT 525, 625 625 Số hình 1s 25 Người ta chọn số hình 1s lớn số hình tương ứng với thời gian lưu ảnh mắt hình liên tục, không gây cảm giác bị gián đoạn Số hình lớn có cảm giác liên tục Mắt có thời gian lưu ảnh từ 1/25s – 1/8s Do chọn số hình 1s lớn 25 hình đạt yêu cầu Ngoài ra, cần phải chọn số hình ước số tần số mạng điện xoay chiều để tránh tượng hình bị rung, lắc có vết đen trôi hình lọc nguồn không bảo đảm chất lượng Tổng hợp điều kiện trên, chuẩn truyền hình FCC, CCIR OIRT chọn số hình 1s Nguyenvanbientbd47@gmail.com 30, 25 25.(tương ứng với tần số mạng điện xoay chiều 60Hz, 50Hz 50Hz (Ví dụ: khảo sát tần số chớp tắt f bóng đèn, f>25Hz (25lần 1s) khả lưu ảnh nên mắt người có cảm giác đèn sáng) Các dòng mành quét xen kẽ Để khắc phục tượng nhấp nháy cách quét 25 hình (hoặc 30 hình) 1s, người ta sử dụng cách quét xen kẽ; quét mành lẽ theo thứ tự 1,3,5,7 quét mành chẵn theo thứ tự 2,4,6,8 Như thế, mành chẵn hay mành lẽ, dòng chớp sáng (xuất hiện) 25 lần, dòng kề thuộc mành khác xuất 50 lần 1s Nhưng khoảng cách dòng bé nên mắt không phát Kết ta có cảm giác số hình xuất 1s tăng gấp đôi, khắc phục tượng nhấp nháy hình ảnh hình Bắt đầu quét mành chẵn Bắt đầu quét mành lẽ Quét ngược mành lẽ Quét ngược mành chẵn 623 622 624 625 Hình 1.3 Cách quét xen kẽ kỹ thuật truyền hình Tần số quét ngang (quét dòng) 15.625Hz Với 625 dòng hình quét xen kẽ 25 hình 1s số dòng quét mà mạch quét ngang quét 1s là: 625 dòng/hình x 25 hình/s = 15.625 dòng/s Do tần số quét ngang fH= fd =15.625Hz Và chu kỳ quét ngang TH= Td =64us Iq A C E B D B D t A C µs 56 µs 64 µs E Hình 1.3 Dòng quét ngang có dạng cưa tuyến tính theo chiều ngang Nguyenvanbientbd47@gmail.com Tần số quét dọc (quét mành) 50Hz Với cách quét xen kẽ, chu kỳ (thời gian) quét hình, kể quét ngược TH=1/50 = 20ms (hoặc 1/60=16,7ms chuẩn FCC) Vậy tần số quét mành fV=50Hz (hoặc 60Hz chuẩn FCC) Tín hiệu hình điều chế biên độ âm (để chống nhiễu biên độ) điểm trắng hình tương ứng với biên độ điện áp thấp + Tín hiệu hình chiếm từ 10% - 71% biên độ tín hiệu Video + Tín hiệu đồng chiếm từ 75% - 100% biên độ tín hiệu Video + Tín hiệu xoá tia quét ngược mức 75% biên độ tín hiệu Video A B Quét thuận Quét ngược Iq t V Đen tối đen tối đen Đen Đen vừa 100% 75% 71% 50% 10% Xung đồng ngang t xám Trắng Xug xoá ngang Hình 1.4 Một dòng quét AB tín hiệu hình điều chế biên độ âm Độ rộng dải tần chung tín hiệu hình tiếng 8MHz Trong phổ tần tín hiệu truyền hình, thực dải biên sóng mang hình bị đài phát lọc phần lớn để tiết kiệm dải tần biên tần mang thông tin tín hiệu Dải biên lại dải biên gọi dải biên cụt (Nyquist) Nguyenvanbientbd47@gmail.com AV fRF/VID fRF/S Biên tần Biên tần của tín hiệu hình tín hình 6,5MHz f 8MHz Hình 1.5 Đặc tính biên tần tín hiệu cao tần hình Tín hiệu tiếng (âm thanh) điều chế theo tần số Nhờ điều tần nên âm nghe trung thực hơn; máy thu hình kiểu đổi tần tín hiệu trung tần hình tiếng dễ chung với tầng tách sóng hình Nhờ vậy, tín hiệu tiếng không bị suy giảm bị méo tần số tầng đổi tần bị xê dịch Ngoài giảm tượng tiếng lẫn vào hình Khoảng cách sóng mang hình sóng mang tiếng 6,5MHz + Tần số sóng mang cao tần tiếng lớn sóng mang cao tần hình fRF/S>fRF/VID fRF/S - fRF/VID=6,5MHz + Suy tần số trung tần hình lớn trung tần tiếng fIF/VID>fIF/S fIF/VID - fIF/S=6,5MHz 10 Phổ tín hiệu hình: Xác định phổ tần tín hiệu hình xác định thành phần xoay chiều tín hiệu Các chi tiết lớn hình ảnh tương ứng với thành phần tần số thấp chi tiết nhỏ tương ứng với thành phần tần số cao Thành phần thấp phổ tần xác định tần số quét dọc Trong giới hạn phổ tần xác định thành phần tần số cao tín hiệu hình Hệ thống truyền hình khôi phục lại hình ảnh với chi tiết có kích thước xấp xĩ phần tử ảnh- xác định ô vuông mà cạnh chiều rộng dòng quét Tần số cao phổ tín hiệu hình phụ thuộc vào số dòng quét Để đạt độ rõ nét ảnh cao số dòng quét lớn, kích thước phần tử ảnh nhỏ Lúc độ rộng dải tần hình tăng Sử dụng phương pháp quét xen kẽ giảm dải tần Ví dụ: Nếu quét liên tục 625 dòng với tỉ lệ khuôn hình 4:3 số hình 1s 25, (theo chuẩn CCIR va OIRT) Số phần tử ảnh dòng: 625 x 4/3 = 833 phần tử Nguyenvanbientbd47@gmail.com Số phần tử ảnh hình: 625 x 833 = 520.625 phần tử Số phần tử ảnh 1s (25 hình): 520.625 x 25 = 13 triệu phần tử Như vậy, tần số cao tín hiệu hình phải 13 MHz Nếu sử dụng phương pháp quét xen kẽ tần số mành nâng lên gấp đôi nên tần số cao tín hiệu hình giảm xuống nửa Nghĩa fmax=6,5 MHz V fV 3fV fH-fV fH nfV fH+fV 2fH 2fH+fV fH+nfV 3fH f Hình 1.7 Phổ tín hiệu hình Phổ tín hiệu hình minh hoạ hình 1.7 Đó phổ gián đoạn gồm hài tần số quét dọc nhóm phổ quanh hài tần số quét ngang, hài có bậc cao biên độ bé Đặc điểm nhóm phổ hài tần số quét ngang tồn khoảng trống Có thể lợi dụng khoảng trống để truyền tín hiệu khác Trường hợp tín hiệu có cấu trúc phổ nhau, bố trí nhóm phổ tín hiệu thứ hai nằm vào khoảng trống nhóm phổ tín hiệu thứ nhất, truyền tín hiệu kênh thông tin, sau tách chúng Tính chất ứng dụng kỹ thuật truyền hình màu Phổ tín hiệu màu đặt vào khoảng trống phổ tín hiệu chói Trong hệ thống tín hiệu truyền hình đo lường lợi dụng khoảng trống để truyền tín hiệu kiểm tra