Nguyên lý làm việc máy thu và phát 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 đ• có những bước đột phá lớn. Hệ thống truyền hình nói chung và máy thu hình nói riêng đ• 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 đ• 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, đ• 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 x• 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 x• 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.

đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công Lời Nói Đầu Chúng ta đang dần bớc vào ngỡng cửa của thế kỷ XXI, mà công nghệ viễn thông nói chung và công nghệ điện tử nói riêng đã có những bớc 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 lợng 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 ngời đã đa 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 lợng cao đa lại cho ngời 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 thớc 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 ngời. Nó giúp cho chúng ta nhận thức đợc về các mặt của xã hội, các biến động của thời tiết, chính trị trong nớc cũng nh trên thế giới, giúp Đại học bách khoa Hà Nội Trang 1 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công cho mọi ngời 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 nh 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 thờng xảy ra trong các phần của Ti vi màu, cùng với phơng pháp phán đoán khoang vùng, đo, kiểm tra các PAN bệnh theo phơng pháp chung nhấn, nhờ đó mà phân tích, sửa chữa đợc các PAN bệnh khác. Sinh viên xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Hoàng Tiến, ngời đã chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức quý giá trong quá trình làm đồ án. Sinh viên xin chân thành cảm ơn các bạn bè đã đóng góp các ý kiến, kiến thức quan trong cho đồ án. Do trình độ có hạn, bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, sinh viên mong đợc sự động viên, góp ý của các thầy, cô và bạn bè. Đại học bách khoa Hà Nội Trang 2 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công Phần I Nguyên lý ti vi màu Chơng 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: Đợc xuất hiện vào năm 1843 do Bake và Bakwell đa ra với phơng thức truyền cảnh đơn giản, cảnh cần truyền đợc chia làm các ô vuông đen và trắng xen kẽ, tuỳ theo từng cảnh và mỗi một ô đó đợc ký hiệu bởi một chữ số a, b, c . các ô đen trắng đợc đóng mở bởi một dòng điện cuối cùng các ký tự đó đợc gửi đi với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, và bên thu nhận đợc các ký tự trên, ngời ta lấy bút vẽ lại dạng hình ảnh đã đợc truyền đi từ bên máy phát. Hệ thống trên không đợc thực hiện bởi nó hoàn toàn là các khâu thủ công và qua nhiều năm nghiên cứu ngời ta đã cải tiến và đa ra phơng 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 đa ra dạng truyền hình mới là: ở bên phát ngời ta sắp xếp các tế bào quang điện theo chiều dọc và ngang và ở bên thu ngời 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 đợc 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 tơng ứng với các tế bào bị che và ta dịch chuyển que che ở bên phát thì ở bên thu vệt đen tơng ứng sẽ dịch chuyển theo. Nh vậy ta đã tạo ra đợc cảnh di chuyển theo phía phát, tuy Đại học bách khoa Hà Nội Trang 3 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công nhiên phơng pháp này có rất nhiều nhợc điểm do vậy ngời ta đã cải tiến nhiều và đến 1930 đa ra hệ truyền hình mới. 3. Hệ thống Paulnepkow - truyền cơ khí: Với phơng pháp này ngời 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 nh vậy đĩa đục lỗ hình xoắn ốc quay lần lợt, làm cho ánh sáng từ các điểm khác nhau qua lỗ và tới tế bào quang điện, tạo ra đợc 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 đợc xem nh hoàn chỉnh vào năm 1954. Ngời ta dựa vào đặc tính quang điện trở của chất bán dẫn. Cảnh vật đợc hội tụ bởi một ống kính hội tụ lên trớc mặt của bia và tia điện tử đợc phóng ra với cờng 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 dới, chụm vào mặt sau của bia và dựa vào cờng độ của tia điện tử hắt vào Đại học bách khoa Hà Nội 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 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công lớp quang trở mà tạo ra đợc 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 dới, 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) đa 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 đa ra số ảnh (25 và 30) trên một giây là dựa trên độ lu ảnh của mắt ngời. Do vậy số ảnh này bao giờ cũng lớn hơn độ lu ảnh của mắt để ta không nhận ra đợc sự thay đổi của cảnh trong một giây. - Để tạo đợc 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 lợt tia điện tử đợc quét từ mép trái màn ảnh tới mép phải của màn ảnh trong một giây và số dòng quét mành là số lợt tia điện tử quang từ mép dới của màn hình lên mép trên của màn hình trong một giây và mỗi lần chuyển nh vậy là kết thúc một ảnh tức đối với hệ FCC = 30 ảnh và hệ OIRT là 25 ảnh trong một giây. Nh- ng do vệt quét dòng đợc chia làm hai lợt, tức lần đầu quét của dòng lẻ 1, 3, 5 . Đại học bách khoa Hà Nội Trang 5 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công (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 đợc đặt nằm ở dới tín hiệu hình ảnh và chúng là các xung âm. - Cứ sau mỗi một dòng quét chẵn hoặc lẻ thì đợc 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 nhng 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 đa 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 đợc thực hiện theo phơng 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 dới 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 dòng quét tiếp theo thì gọi là tia quét ngợc, dòng quét này không mang tín hiệu hình ảnh do vậy để đảm bảo cho hình ảnh đợc rõ, nét thì dòng quét ngợc này cần phải xoá đi để làm việc này thì ở máy phát thực hiện gửi một xung ngắn nữa Đại học bách khoa Hà Nội Trang 6 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công trong hành trình quét ngợc của dòng và mành đợc gọi là xung tắt dòng, tắt mành. c. Vấn đề về dải tần số Video. Dải tần số về hình ảnh chính là dải tần số của tín hiệu chói trong phổ tần số của tín hiệu chói đợc xen các tần số của tín hiệu màu, để cho dải tần số của Video ở một khoảng hẹp. ở mỗi một tiêu chuẩn thì dải tín hiệu chói có bề rộng dải tần là khác nhau. - ở hệ OIRT: f max Y = 7,5 MHz - ở hệ FCC: f max Y = 6,3 MHz d. Vấn đề về sóng mang phụ âm thanh. Sóng mang phụ của tín hiệu âm thanh cũng đợc thay đổi theo từng kênh sóng và từng hệ màu khác nhau. Tần số sóng mang phụ âm thanh luôn nằm ngoài dải tần của tín hiệu Video. ở mỗi kênh sóng thì chúng có một tần số khác nhau những làm sao cho f mA - f mV = f IFA Tần số trung tần âm thanh có đợc nhờ tần số sóng mang tiếng trở đi. Tần số sóng mang hình là các tần số trung tần nh trên, 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 MHz. Tơng 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 Đại học bách khoa Hà Nội Trang 7 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công - 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 đợc đa vào bộ cộng để cộng với tín hiệu âm thanh, đa vào để cùng một dải tần số. - Tín hiệu âm thanh đợc đa vào tầng điều chế tần số (FM = Frequency Modulnation), tầng này nhận sóng dao động ngoại sai OSC với tần số 4,5 MHz đa vào tầng điều chế tần số và tới mạch cộng với tín hiệu E Y sau đó ta có tín hiệu tổng hợp đa vào ngoại sai tạo tần số 187,25 MHz đa vào điều chế sau đa qua mạch khuếch đại công suất (out put) để có công suất đủ lớn đa lên ANT bức xạ lên không trung. Nh 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. Đại học bách khoa Hà Nội 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 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công + 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 bớc mở đầu cho việc truyền các hình ảnh có trong thực tế đi xa. Nó đợc 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 đợc nhu cầu thởng thức ngày một cao của con ngời, nó không thể truyền đi đợc 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 đợc 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 đợc và khi phát truyền hình đen trắng máy thu hình màu cũng có thể thu đợc truyền hình đen trắng. - Nguyên lý truyền hình màu dựa vào những đặc điểm của thu màu sắc của mắt ngời và thuyết ba màu cơ bản từ ba màu cơ bản này qua sự pha trộn giữa các màu với các cờng độ khác nhau ta có đợc đầy đủ tất cả các màu sắc trong thiên nhiên. 2. ánh sáng và màu sắc. ánh sáng thực chất là sóng điện từ nằm trong dải sóng mà mắt ta có thể nhìn thấy đợc, 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 bớc sóng tơng ứng của từng tần số. - Vận tốc ánh sáng truyền là C = 300.000 Km/giây (m) = Với f = 3,8 x 10 14 Hz = 780 nm. và với f = 7,8 x 10 14 Hz = 380 nm (1nm = 1 nanomete = 10 -9 m) Đại học bách khoa Hà Nội Trang 9 đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công Nh vậy ánh sáng thấy đợc có bớc sóng từ 380 nm đến 780 nm. Nằm ngoài vùng ánh sáng thấy đợc ở miền tần số cao là các tia cực tím, tia X, tia ., 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 ánh sáng trắng là tập hợp của 7 màu sắc có cờng 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 Violet Blue Orfan Green Yellow Orange Red 380 430 470 500 560 590 650 780 3. Sự cảm nhận màu sắc của mắt ngời. Đại học bách khoa Hà Nội Trang 10