TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRUYỀN HÌNH MÀU

Chúng ta đang dần bước vào ngưỡng cửa của thế kỷ XXI, mà công nghệ viễn thông nói chung và công nghệ điện tử nói riêng đã có những bước đột phá lớn. Hệ thống truyền hình nói chung và máy thu hình nói riêng đã trải qua một bề dày lịch sử, phát triển từ trang thiết bị đơn giản, thô sơ, cồng kềnh, hao tổn nhiều điện năng cho tới việc sử dụng các máy thu, phát hình đen trắng có chất lượng kém và cồng kềnh, dùng các đèn điện tử để xử lý và khuếch đại tín hiệu cùng với những phát minh về chất bán dẫn và sự dày công nghiên cứu, con người đã đưa từ truyền hình đen trắng lên truyền hình màu, từ việc dùng các đèn bán dẫn rời cho tới dùng các vi mạch cỡ lớn có khả năng làm việc đa chức năng, đã giúp cho truyền hình màu ngày càng có chất lượng cao đưa lại cho người xem sự thoải mái, thuận tiện trong việc sử dụng máy thu hình. Nhờ vậy mà các máy thu hình màu hiện nay đều có hình dáng, kích thước nhỏ gọn và cùng với sự phát triển về công nghệ bán dẫn, công nghệ điện tử, công nghệ tin học, máy thu hình sẽ còn tiến xa hơn nữa. Ngày nay máy thu hình màu là một thiết bị thông tin quan trọng, không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt của con người. Nó giúp cho chúng ta nhận thức được về các mặt của xã hội, các biến động của thời tiết, chính trị trong nước cũng như trên thế giới, giúp cho mọi người hiểu biết về nhau hơn, thân thiện hơn... tạo lên sự ổn định về xã hội và nhận thức về dân trí cao hơn. Trong báo cáo này sinh viên không thể đi sâu về máy hình cũng như máy thu hình màu, mà chỉ giới thiếu một phần nào đó của nguyên lý máy thu hình màu, tác dụng từng khối và các đặc điểm nhận dạng trong các khối của máy thu hình màu. Sau đó sinh viên đi sâu vào phân tích nguyên lý một máy thu hình màu, cụ thể là máy JVC model 1490M và một số hỏng hóc thường xảy ra trong các phần của Ti vi màu, cùng với phương pháp phán đoán khoang vùng, đo, kiểm tra các PAN bệnh theo phương pháp chung nhấn, nhờ đó mà phân tích, sửa chữa được các PAN bệnh khác.

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng Lời Nói Đầu Chúng ta đang dần bước vào ngưỡng cửa của thế kỷ XXI, mà công nghệ viễn thông nói chung và công nghệ điện tử nói riêng đã có những bước đột phá lớn. Hệ thống truyền hình nói chung và máy thu hình nói riêng đã trải qua một bề dày lịch sử, phát triển từ trang thiết bị đơn giản, thô sơ, cồng kềnh, hao tổn nhiều điện năng cho tới việc sử dụng các máy thu, phát hình đen trắng có chất lượng kém và cồng kềnh, dùng các đèn điện tử để xử lý và khuếch đại tín hiệu cùng với những phát minh về chất bán dẫn và sự dày công nghiên cứu, con người đã đưa từ truyền hình đen trắng lên truyền hình màu, từ việc dùng các đèn bán dẫn rời cho tới dùng các vi mạch cỡ lớn có khả năng làm việc đa chức năng, đã giúp cho truyền hình màu ngày càng có chất lượng cao đưa lại cho người xem sự thoải mái, thuận tiện trong việc sử dụng máy thu hình. Nhờ vậy mà các máy thu hình màu hiện nay đều có hình dáng, kích thước nhỏ gọn và cùng với sự phát triển về công nghệ bán dẫn, công nghệ điện tử, công nghệ tin học, máy thu hình sẽ còn tiến xa hơn nữa. Ngày nay máy thu hình màu là một thiết bị thông tin quan trọng, không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt của con người. Nó giúp cho chúng ta nhận thức được về các mặt của xã hội, các biến động của thời tiết, chính trị trong nước cũng như trên thế giới, giúp cho mọi người hiểu biết về nhau hơn, thân thiện hơn . tạo lên sự ổn định về xã hội và nhận thức về dân trí cao hơn. §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 1 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công Trong bỏo cỏo ny sinh viờn khụng th i sõu v mỏy hỡnh cng nh mỏy thu hỡnh mu, m ch gii thiu mt phn no ú ca nguyờn lý mỏy thu hỡnh mu, tỏc dng tng khi v cỏc c im nhn dng trong cỏc khi ca mỏy thu hỡnh mu. Sau ú sinh viờn i sõu vo phõn tớch nguyờn lý mt mỏy thu hỡnh mu, c th l mỏy JVC model 1490M v mt s hng húc thng xy ra trong cỏc phn ca Ti vi mu, cựng vi phng phỏp phỏn oỏn khoang vựng, o, kim tra cỏc PAN bnh theo phng phỏp chung nhn, nh ú m phõn tớch, sa cha c cỏc PAN bnh khỏc. Sinh viờn xin chõn thnh cm n thy Hong Tin, ngi ó ch bo v truyn t nhng kin thc quý giỏ trong quỏ trỡnh lm ỏn. Sinh viờn xin chõn thnh cm n cỏc bn bố ó úng gúp cỏc ý kin, kin thc quan trong cho ỏn. Do trỡnh cú hn, bn ỏn khụng trỏnh khi nhng thiu sút, sinh viờn mong c s ng viờn, gúp ý ca cỏc thy, cụ v bn bố. Đại học bách khoa Hà Nội Trang 2  ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng PHẦN I NGUYÊN LÝ TI VI MÀU CHƯƠNG I - ÔN LẠI TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRUYỀN HÌNH MÀU. I - TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG. 1. Hệ thống truyền hình đầu tiên: Được xuất hiện vào năm 1843 do Bake và Bakwell đưa ra với phương thức truyền cảnh đơn giản, cảnh cần truyền được chia làm các ô vuông đen và trắng xen kẽ, tuỳ theo từng cảnh và mỗi một ô đó được ký hiệu bởi một chữ số a, b, c . các ô đen trắng được đóng mở bởi một dòng điện cuối cùng các ký tự đó được gửi đi với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, và bên thu nhận được các ký tự trên, người ta lấy bút vẽ lại dạng hình ảnh đã được truyền đi từ bên máy phát. Hệ thống trên không được thực hiện bởi nó hoàn toàn là các khâu thủ công và qua nhiều năm nghiên cứu người ta đã cải tiến và đưa ra phương thức truyền hình mới vào năm 1905. 2. Hệ thống George Carrey (1905) Ngay sau khi phát minh ra tế bào quang điện, George Carrey đã đưa ra dạng truyền hình mới là: ở bên phát người ta sắp xếp các tế bào quang điện theo chiều dọc và ngang và ở bên thu người ta cũng sắp xếp các bóng đèn đúng bằng với số tế bào quang điện phía phát, và giữa các bóng đèn và tế bào được nối với một nguồn pin. Khi ta chiếu ánh sáng vào các tế bào quang điện thì ngay lập tức các bóng đèn bên phía thu sẽ sáng lên, và nếu ta dùng một que che ánh sáng hắt vào các tế bào quang điện thì các bóng đèn bên thu sẽ bị tối tương ứng với các tế bào bị che và ta dịch chuyển que che ở bên phát thì ở bên thu vệt đen tương ứng sẽ dịch chuyển theo. Như vậy ta đã tạo ra được §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 3  ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng cảnh di chuyển theo phía phát, tuy nhiên phương pháp này có rất nhiều nhược điểm do vậy người ta đã cải tiến nhiều và đến 1930 đưa ra hệ truyền hình mới. 3. Hệ thống Paulnepkow - truyền cơ khí: Với phương pháp này người ta chỉ dùng một tế bào quang điện và chỉ cho ánh sáng lọt vào tế bào từng điểm một nhờ một đĩa quang quang đục lỗ theo hình xoắn ốc. Khi đĩa đục lỗ quang thì ánh sáng của ảnh lọt qua một lỗ để hắt vào tế bào quang điện, và cứ như vậy đĩa đục lỗ hình xoắn ốc quay lần lượt, làm cho ánh sáng từ các điểm khác nhau qua lỗ và tới tế bào quang điện, tạo ra được ảnh cần truyền. 4. Hệ thống truyền hình hiện nay - ống thu hình Vidican. Với sự ra đời của ống thu hình Vidicon truyền hình đen trắng được xem như hoàn chỉnh vào năm 1954. Người ta dựa vào đặc tính quang điện trở của chất bán dẫn. Cảnh vật được hội tụ bởi một ống kính hội tụ lên trước mặt của bia và tia điện tử được phóng ra với cường độ đều, từ ống phóng tia điện tử nhờ các cuộn lái tia đặt ở bên ngoài ống nó sẽ lái tia điện tử quét từ trái sang phải và từ trên xuống dưới, chụm vào mặt sau của bia và dựa vào cường độ của tia §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 4 Cuộn lệch Ống phóng tia điện tử Tia điện tử Lớp kim loại truy xuất Mặt bia R C Ống kính hội tụ Lớp quang điện trở Cảnh vật Video out  ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng điện tử hắt vào lớp quang trở mà tạo ra được các điểm sáng tối của ảnh (ánh sáng tới trở lớn và là sáng ứng với trở nhỏ). 5. Các vấn đề liên quan. a. Tiêu chuẩn về số dòng quét và tần số quét. Ở phần triên đã nêu lên là để có một ảnh ở trên màn hình máy thu thì chỉ cần truyền từng điểm sáng từ trái qua phải và từ trên xuống dưới, việc di chuyển các điểm sáng gọi là các dòng quét và càng có nhiều dòng quét thì hình ảnh tái tạo ở trên máy phát càng trung thực, làm rõ các chi tiết nhỏ của ảnh và để có một tiêu chuẩn cho vấn đề quét thì hiện nay tồn tại hai tiêu chuẩn chính. * Tiêu chuẩn FCC (FCC = Federal Communication Commette = Hiệp hội viễn thông liên bang) đưa ra. - 525 dòng trên một ảnh - 30 ảnh cho một giây ⇒ Số dòng quét ngang trong một giây là 525 x 30 = 15750 Hz hay còn gọi là tần số quét dòng f H (f H = Frequency Horizoltal). * Tiêu chuẩn OIRT (OIRT = Orrganization International Radio and Television - Tổ chức phát thanh và truyền hình quốc tế). - 625 dòng trên một ảnh - 25 ảnh cho một giây ⇒ Số dòng quét ngang trong một giây là 625 x 25 = 15625 Hz và cũng là tần số dòng (f H ) của hệ OIRT. - Việc đưa ra số ảnh (25 và 30) trên một giây là dựa trên độ lưu ảnh của mắt người. Do vậy số ảnh này bao giờ cũng lớn hơn độ lưu ảnh của mắt để ta không nhận ra được sự thay đổi của cảnh trong một giây. - Để tạo được một ảnh trên màn hình cần phải có quét ngang (quét dòng f H ) và quét dọc (quét ngang f V : frequency Vertical) số dòng quét ngang là số lượt tia điện tử được quét từ mép trái màn ảnh tới mép phải của màn ảnh trong một giây và số dòng quét mành là số lượt tia điện tử quang từ mép dưới của màn hình lên mép trên của màn hình trong một giây và mỗi lần chuyển §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 5  ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng như vậy là kết thúc một ảnh tức đối với hệ FCC = 30 ảnh và hệ OIRT là 25 ảnh trong một giây. Nhưng do vệt quét dòng được chia làm hai lượt, tức lần đầu quét của dòng lẻ 1, 3, 5 . (gọi là bán ảnh lẻ) lần hai quét các dòng chẵn 2, 4, 6 . (bán ảnh chẵn). Vì vậy là 60 bán ảnh đối với FCC và 50 bán ảnh đối với OIRT, vì vậy tạo ra đúng số lần quét dọc là 50 Hz và 60 Hz đối với từng hệ. b. Vấn đề về đồng bộ (Sync) Để giúp cho hình ảnh ở máy thu ổn định, hình ảnh, khung hình đầy đủ, theo chiều ngang và chiều cao của màn ảnh thì trong máy thu phải có mạch để thực hiện đồng bộ, để cho hình ảnh tái tạo ở máy thu phải ăn khớp với ở máy phát gửi đi. Xung đồng bộ ở máy phát gửi đi kết hợp giữa hai xung là quét dòng và quét mành (H.V. Sync) chúng được đặt nằm ở dưới tín hiệu hình ảnh và chúng là các xung âm. - Cứ sau mỗi một dòng quét chẵn hoặc lẻ thì được đặt một xung âm để thực hiện đồng bộ dòng. - Cứ sau khi tia điện tử quét tới đáy của màn hình thì lại xuất hiện một xung âm nhưng có bề rộng lớn hơn và dùng để đồng bộ mành. Nhờ hai xung đồng bộ trên mà ở máy thu có mạch dùng để tách riêng hai xung đồng bộ dòng và mành để đưa tới đồng bộ tần số dao động của máy thu cho chuẩn tần, chuẩn pha với máy phát. Khi đó hình ảnh là ổn định. Việc đồng bộ giữa các dòng quét ở máy phát và máy thu được thực hiện theo phương pháp sau: Khi kết thúc một dòng quét thuận (từ trái sang phải màn ảnh) thì phía phát truyền đi một xung ngắn gọi là xung đồng bộ dòng. Khi kết thúc hành trình thuận của quét mành (từ trên xuống dưới màn ảnh) thì truyền một xung rộng hơn và là xung đồng bộ mành. Trong khi dòng quét ở hành trình quét thuận thì đều mang tin tức về hình ảnh và mỗi khi quét hết một dòng tia điện tử quay về vị trí, để thực hiện §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 6 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công dũng quột tip theo thỡ gi l tia quột ngc, dũng quột ny khụng mang tớn hiu hỡnh nh do vy m bo cho hỡnh nh c rừ, nột thỡ dũng quột ngc ny cn phi xoỏ i lm vic ny thỡ mỏy phỏt thc hin gi mt xung ngn na trong hnh trỡnh quột ngc ca dũng v mnh c gi l xung tt dũng, tt mnh. c. Vn v di tn s Video. Di tn s v hỡnh nh chớnh l di tn s ca tớn hiu chúi trong ph tn s ca tớn hiu chúi c xen cỏc tn s ca tớn hiu mu, cho di tn s ca Video mt khong hp. mi mt tiờu chun thỡ di tớn hiu chúi cú b rng di tn l khỏc nhau. - h OIRT: f max Y = 7,5 MHz - h FCC: f max Y = 6,3 MHz d. Vn v súng mang ph õm thanh. Súng mang ph ca tớn hiu õm thanh cng c thay i theo tng kờnh súng v tng h mu khỏc nhau. Tn s súng mang ph õm thanh luụn nm ngoi di tn ca tớn hiu Video. mi kờnh súng thỡ chỳng cú mt tn s khỏc nhau nhng lm sao cho f mA - f mV = f IFA Đại học bách khoa Hà Nội Trang 7  ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng Tần số trung tần âm thanh có được nhờ tần số sóng mang tiếng trở đi. Tần số sóng mang hình là các tần số trung tần như trên, 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 MHz. Tương ứng với từng tiêu chuẩn truyền hình khác nhau là FCC hoặc OIRT. e. Nguyên lý chung kỹ thuật phát truyền hình đen trắng kênh FCC - Tín hiệu hình ảnh (Video) bao gồm có: + Tin tức về sáng tối + Đồng bộ dòng (Sync H) + Đồng bộ mành (Sync V) Tổng hợp chung là tín hiệu E Y được đưa vào bộ cộng để cộng với tín hiệu âm thanh, đưa vào để cùng một dải tần số. - Tín hiệu âm thanh được đưa vào tầng điều chế tần số (FM = Frequency Modulnation), tầng này nhận sóng dao động ngoại sai OSC với tần số 4,5 MHz đưa vào tầng điều chế tần số và tới mạch cộng với tín hiệu E Y sau đó ta có tín hiệu tổng hợp đưa vào ngoại sai tạo tần số 187,25 MHz đưa vào §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 8 E Y E Y 4,2 MHz 4,2 MHz 4,5 MHz Sound FM + Modulnation FM Tín hiệu âm thanh (Sound) OSC 4,5 MHz FM 4,5 MHz Ampiture Modulnation Out put ANT OSC 187,25 MHz Sound Video Sync H + V Sync H + V Video  ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng điều chế sau đưa qua mạch khuếch đại công suất (out put) để có công suất đủ lớn đưa lên ANT bức xạ lên không trung. Như vậy ở máy phát đen trắng liên lạc gửi đi 4 tin tức bao gồm: + Tín hiệu âm thanh điều tần + Xung đồng bộ dòng. + Xung đồng bộ mành. + Tin tức sáng tối về hình ảnh. II - KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRUYỀN HÌNH MÀU. 1. Khái niệm chung. - Truyền hình đen trắng ra đời là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh có trong thực tế đi xa. Nó được nghiên cứu chế tạo và làm việc hoàn chỉnh, tới độ ổn định rất cao. Do thế giới ngày càng phát triển và ngành điện tử cũng phát triển nhanh chóng mà truyền hình đen trắng không đáp ứng được nhu cầu thưởng thức ngày một cao của con người, nó không thể truyền đi được các cảnh vật với đầy màu sắc trong thiên nhiên. Vì vậy việc phát triển truyền hình màu là điều tất yếu, nó đáp ứng được việc truyền hình ảnh, màu sắc rực rỡ trong thiên nhiên . - Hệ thống truyền hình màu ra đời dựa trên cơ sở có sẵn của truyền hình đen trắng và phát triển hoàn chỉnh do vậy hệ truyền hình màu phải đảm bảo tính kết hợp với truyền hình đen trắng để làm sao khi phát truyền hình màu mà các máy thu đen trắng vẫn thu được và khi phát truyền hình đen trắng máy thu hình màu cũng có thể thu được truyền hình đen trắng. - Nguyên lý truyền hình màu dựa vào những đặc điểm của thu màu sắc của mắt người và thuyết ba màu cơ bản từ ba màu cơ bản này qua sự pha trộn giữa các màu với các cường độ khác nhau ta có được đầy đủ tất cả các màu sắc trong thiên nhiên. 2. Ánh sáng và màu sắc. §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 9  ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng Ánh sáng thực chất là sóng điện từ nằm trong dải sóng mà mắt ta có thể nhìn thấy được, nó nằm trong dải tần rất nhỏ từ 3,8 x 10 14 Hz đến 7,8 x 10 14 Hz. Từ đó ta có bước sóng tương ứng của từng tần số. - Vận tốc ánh sáng truyền là C = 300.000 Km/giây λ (m) = ⇒ Với f = 3,8 x 10 14 Hz ⇒ λ = 780 nm. và với f = 7,8 x 10 14 Hz ⇒ λ = 380 nm (1nm = 1 nanomete = 10 -9 m) Như vậy ánh sáng thấy được có bước sóng từ 380 nm đến 780 nm. Nằm ngoài vùng ánh sáng thấy được ở miền tần số cao là các tia cực tím, tia X, tia γ ., ở miền tần số thấp là tia hồng ngoại các sóng Radio. * Phổ bức xạ điện từ Dải ánh sáng trắng f (Hz) 10 5 10 11 10 14 10 16 10 18 Sóng Radio Hồng ngoại Cực tím Tia X Tia γ Ánh sáng trắng là tập hợp của 7 màu sắc có cường độ là đều nhau. Khi ta cho ánh sáng trắng qua lăng kính thì ta có các màu sắc khác nhau. * Phổ của dải sóng ánh sáng trắng. Tím Lơ Lam Lá cây Vàng Cam Đỏ V B C G Y O R §¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 10