Truyền hình số và Xử lý tín hiệu trong truyền hình

MỤC LỤC

Mã hoá và giải mã NTSC a. Bộ lập mã màu

Tín hiệu Y’ qua qua đờng truyền có dải thông tần rộng nhất, còn tín hiệu Q qua đờng truyền có dải thông tần hẹp nhất cho nên tín hiệu Q truyền với tốc độ chậm nhất. Mạch lọc chặn dải sóng mang phụ và các thành phần phổ của tín hiệu màu gần fSC nhằm giảm ảnh hởng của tín hiệu màu đến chất lợng truyền ảnh truyền hình màu.

Sơ đồ khối nh sau:
Sơ đồ khối nh sau:

Hệ truyền hình màu PAL

Mạch lọc thông dải chọn lấy tín hiệu màu, tín hiệu đồng bộ màu và nén các thành phần tần số thấp của tín hiệu chói nằm ngoài phổ tần của tín hiệu màu. Các tín hiệu này sau khi đợc khuếch đại đến giá trị cần thiết đảm bảo cực tính âm, sẽ đặt lên catôt của súng điện tử tơng ứng trong đèn hình màu.

Hệ truyền hình màu SECAM

Đầu vào là tín hiệu truyền hình tơng tự, qua thiết bị mã hoá (biến đổi A/D), tín hiệu hình sẽ đợc biến đổi thành tín hiệu truyền hình số. Tín hiệu truyền hình số đợc đa đến thiết bị phát (gồm mã hoá kênh và biến đổi tín hiệu), sau đó qua kênh thông tin đa đến thiết bị thu (gồm biến đổi tín hiệu và giải mã kênh).

Đặc điểm của truyền hình số a. Yêu cầu về băng tần

- Tiết kiệm nhiều năng lợng, với cùng một công suất phát sóng, diện tích phủ sóng rộng hơn truyền hình tơng tự. Tín hiệu truyền hình số đợc đa đến thiết bị phát (gồm mã hoá kênh và biến đổi tín hiệu), sau đó qua kênh thông tin đa đến thiết bị thu (gồm biến đổi tín hiệu và giải mã kênh). Mã hoá kênh đảm bảo chống nhiễu cho tín hiệu trên kênh thông tin, các bộ biến đổi tín hiệu là các thiết bị điều chế và giải điều chế. Bộ giải mã tín hiệu truyền hình thực hiện biến đổi truyền hình số thành tín hiệu truyền hình tơng tự. Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc mã hoá và giải mã tín hiệu truyền hình. Đặc điểm của truyền hình số. Tín hiệu số yêu cầu băng tần rộng hơn so với tín hiệu tơng tự. Thông thờng bằng khoảng 4 lần tín hiệu tơng tự, nếu có thêm bit sửa lỗi, yêu cầu băng tần còn phải tăng hơn n÷a. Công nghệ số hiện đại cho phép giảm độ rộng băng tần thông qua kỹ thuật nén số liệu. Các kỹ thuật nén băng tần có thể cho tỷ lệ đạt 100:1 mặc dù việc nén có thể làm giảm chất lợng hình ảnh và âm thanh. Các tính chất đặc biệt của hình ảnh nh tính lặp lại, khả năng dự báo thông tin trong ảnh cũng làm tăng thêm khả năng giảm băng tần tín hiệu. Tỷ số tín/tạp. Một trong các u điểm lớn của truyền hình số là khả năng chống nhiễu trong các khâu truyền dẫn vầ ghi. ở tín hiệu số, nhiễu là các bít lỗi, ví dụ xung “on” chuyển thành xung “off”, có thể đ- ợc khắc phục bằng các mạch sửa lỗi. Nếu có quá nhiều lỗi, một biện pháp làm giảm ảnh h- ởng của lỗi hay đợc sử dụng là quá trình che lỗi. Khi tỷ lệ bít lỗi BER lớn, các mạch sửa lỗi và che lỗi mất tác dụng, ta không thể sử dụng dòng tin đợc nữa. Đây là điểm khác so với tín hiệu tơng tự, ở tín hiệu tơng tự, khi có tỷ số tín/tạp ta vẫn có thể sử dụng đợc tin dù chất lợng tín hiệu xấu đi nhiều. Giá thành và độ phức tạp. Các mạch số có độ phức tạp hơn nhiều so với các mạch tơng tự, giá thành ban đầu cũng cao hơn. Tuy nhiên hiện nay, với sự phát triển của truyền thông số và công nghiệp máy tính, các thiết bị truyền hình số hiện nay có giá rẻ hơn so với các thiết bị tơng tự. Xử lý tín hiệu. Tín hiệu số có thể đợc chuyển đổi và xử lý tốt các chức năng mà hệ thống tơng tự không làm đợc hoặc gặp nhiều khó khăn nh: Sửa lỗi gốc thời gian, chuyển đổi tiêu chuẩn, dựng hậu kỳ, giảm độ rộng băng tần…. Khoảng cách giữa các trạm truyền hình đồng kênh. Tín hiệu số cho phép các trạm truyền hình đồng kênh thực hiện ở một khoảng cách gần nhau hơn nhiều so với hệ thống tơng tự mà không bị nhiễu. Một phần vì tín hiệu số ít chịu ảnh hởng của nhiễu đồng kênh, một phần là do khả năng thay thế xung xoá và xung. đồng bộ bằng các từ mã- nơi mà các hệ tơng tự gây ra nhiễu nhiều nhất. ảnh số và phơng pháp biến đổi tín hiệu video 1.7.1. ảnh số là tập hợp của các phần tử ảnh nhỏ đợc gọi là điểm ảnh “pixel”. ảnh lại đợc biểu diễn dới dạng một số hữu hạn các bit. Ta có thể chia ảnh thành 3 loại khác nhau:. Mỗi điểm ảnh đợc biểu diễn bởi một bit. Mỗi điểm ảnh đợc biểu diễn bằng các mức chói khác nhau, thờng là 256 mức chói hay 9 bit cho mỗi điểm ảnh. Mỗi điểm ảnh màu đợc chia ra gồm một tín hiệu chói và các tín hiệu màu. Biểu diễn ảnh số. Với ảnh đen trắng, thì ảnh đợc biểu diễn bằng một hàm cờng độ sáng hai chiều ).

Các phơng pháp biến đổi tín hiệu vi deo

Mỗi điểm ảnh đợc biểu diễn bằng các mức chói khác nhau, thờng là 256 mức chói hay 9 bit cho mỗi điểm ảnh. Mỗi điểm ảnh màu đợc chia ra gồm một tín hiệu chói và các tín hiệu màu. Biểu diễn ảnh số. Với ảnh đen trắng, thì ảnh đợc biểu diễn bằng một hàm cờng độ sáng hai chiều ). Ưu điểm: Biến đổi tín hiệu video thành phần cho dòng số có tốc độ bit cao hơn tín hiệu số tổng hợp, xử lý dễ dàng các chức năng ghi, dựng, tạo kỹ xảo ., không chịu ảnh hởng của can nhiễu chói.

Các tham số cơ bản (tham khảo)

Các kỹ thuật của phơng pháp biến đổi tín hiệu thành phần đợc sử dụng rộng rãi và hình thành nên các tiêu chuẩn thống nhất cho truyền hình số. Ta cần lu ý rằng, ADC có tốc độ chuyển đổi cao thờng sẽ kém chính xác, tuỳ theo yêu cầu sử dụng, ta cần dung hoà 2 tham số là tốc độ chuyển đổi và độ chính xác chuyển đổi một cách hợp lý nhất.

Nguyên tắc làm việc của ADC

Quá trình lợng tử hoá thực chất là quá trình làm tròn số, lợng tử hoá đợc thực hiện theo nguyên tắc so sánh, tín hiệu cần chuyển đổi đợc so sánh với một loạt các đơn vị chuẩn Q. Mạch AND thứ hai chỉ cho ra các xung nhịp khi tồn tại xung UC, nghĩa là trong khoảng thời gian mà 0<UC <UA mạch đếm đầu ra sẽ đếm xung nhịp đó, số xung này tỷ lệ với độ lớn của UA.

Sơ đồ khối của ADC làm việc theo phơng pháp này đợc biểu diễn trên hình vẽ sau:
Sơ đồ khối của ADC làm việc theo phơng pháp này đợc biểu diễn trên hình vẽ sau:

Các phơng pháp chuyển đổi số- tơng tự a. Nguyên lý chuyển đổi DAC

Ngợc lại nếu tín hiệu điều khiển là “1” thì I0 tơng ứng với bit đó đợc dẫn đến đầu vào bộ khuếch đại thuật toán qua mạng điện trở.Mạng điện trở làm nhiệm vụ phân dòng, dòng điện đi qua mỗi khâu điện trở thì giảm. Nhợc điểm: Trong sơ đồ này, số điện trở phải dùng khá lớn, nếu phải chuyển đổi N bit thì số điện trở phải dùng là 2(N-1) trong khi theo phơng pháp thang điện trở thì chỉ phải dùng N điện trở mà thôi.

Hình 1.22: Chuyển đổi DA bằng phương pháp mạng điện trở.
Hình 1.22: Chuyển đổi DA bằng phương pháp mạng điện trở.

Giới thiệu

Trong sơ đồ, điện trở ở nhánh ngang cuối cùng có trị số là 2R bằng điện trở nhánh dọc.

Thấu kính và các tham số của thấu kính (tóm tắt)

Độ mở của thấu kính là đờng kính của màng ngăn ánh sáng, nó có thể điều chỉnh đợc kích thớc để khi ánh sáng chiếu vào, độ rọi trên catot quang điện của dụng cụ biến đổi quang- điện phù hợp với yêu cầu. Khoảng cách dọc theo trục quang của thấu kính mà mọi vật trong đó đều có ảnh nét trên catot quang điện của dụng cụ biến đổi quang - điện đợc gọi là chiều sâu độ nét của thấu kính.

Dụng cụ biến đổi quang điện CCD Thế hệ đầu tiên là các máy quét quang cơ khí

Khắc phục: Phủ lên bề mặt các thấu kính một màng mỏng có hệ số khúc xạ n’’ khác với hệ số khúc xạ n’ của thuỷ tinh làm thấu kính. Là quá trình chuyển đổi các mẫu điện tích của bản thân chúng trong một mảng gồm các bộ phận cảm quang để đa vào trong tín hiệu video biến đổi theo thời gian.

Xử lý tín hiệu trong camera số

Thông thờng đặc tính chuyển đổi của bộ nén mức sáng cao nhất tạo ra một đờng tuyến tính trên mức 100% và sau đó loại bỏ phần dốc thoải thấp hơn, các phần này đợc hiệu chỉnh nhằm nén mức sáng cao nhất trong thực tế phù hợp với khả năng của thiết bị ghi, truyền dẫn hay thiết bị hiển thị. Để chuỗi tín hiệu phù hợp cho nén thành phần độ sáng cao, trớc tiên các tín hiệu đ- ợc cho qua các mạch cân bằng trắng, mạch cân bằng trắng thực hiện nhân tín hiệu với các hệ số, các hệ số này đợc xác định tại thời điểm cân bằng trắng.

CÊu tróc lÊy mÉu

Quá trình lợng tử hóa gây ra sai số lợng tử, đây là một nguồn nhiễu không thể tránh khỏi trong các hệ thống số, nhiều trờng hợp nó ảnh hởng nghiêm trọng đến độ chính xác và tin cậy của tín hiệu. Hiệu ứng đờng viền xuất hiện ở những vùng có độ sáng thay đổi chậm và đều theo chiều ngang, khi đú cú những sọc với độ sỏng cố định chia thành nhiều đờng rừ nột theo chiều đứng nh đờng biên.

Phân loại

Đối với tín hiệu video, méo lợng tử xuất hiện ở hai dạng chính: Hiệu ứng đờng viền và nhiễu hạt ngẫu nhiên. Nếu tăng số mức lợng tử, hiệu ứng đờng viền sẽ giảm, khi sử dụng từ mã 9 bit để biểu diễn màu, hiệu ứng đờng viền hầu nh không xuất hiện.

Các đặc tính cơ bản của mã

Nó là một quá trình trong đó lợng số liệu (data) biểu diễn lợng thông tin của một ảnh hay nhiều. Đó là các phần xoá dòng, xoá mành, các phần ảnh tĩnh hay chuyển động chậm, vùng ảnh nền giống nhau mà ở đó các phần tử liên tiếp giống nhau hay khác nhau rất ít.

Hình 2.3: Tín hiệu tại đầu ra bộ biến đổi.
Hình 2.3: Tín hiệu tại đầu ra bộ biến đổi.

Các tham số đặc điểm

RMS chỉ ra sự khác nhau thống kê giữa ảnh ban đầu và ảnh sau khi nén.

Các phơng pháp nén a. Nén không tổn hao

Phơng pháp nén RLC này dựa trên cơ sở sự liên tiếp lặp đi lặp lại các điểm ảnh trong. Kỹ thuật RLC đợc dùng cho các hệ số lợng tử hoá tốt hơn là dùng trực tiếp cho số liệu ảnh.

Mã shannon- fano

RLC tách các giá trị giống nhau và biểu diễn nh là một tổng, kỹ thuật này chỉ. Nếu tập nút chỉ chứa một nút thì kết thúc, ngợc lại thì ta quay lại bớc 2.

Lợng tử hoá

Lợng tử hoá đợc thực hiện bằng việc chia các hệ số F(u,v) cho các số ở vị trí tơng ứng trong bảng lợng tử (Q(u,v)) để biểu diễn số lần nhỏ hơn các giá trị cho phép của hệ số DCT, hình ………. Các hệ số có tần số thấp đợc chia cho các giá trị nhỏ, các hệ số ứng với tần số cao đợc chia cho các giá trị lớn hơn.

Mã hoá entropy

Kết quả ta nhận đợc bảng Fq(u,v) mới, trong đó phần lớn các hệ số có tần số cao sẽ bằng 0.

Mô hình

Một chuỗi video là một chuỗi các ảnh tĩnh hiện ra liên tục với tốc độ nhanh sẽ cho cảm giác các ảnh chuyển động liên tục. Yêu cầu cần phải có tốc độ Frame cao để đạt đợc cảm giác chuyển động thực sự, từ đó tạo ra nhiều d thừa tạm thời giữa các Frame kề nhau.

Xấp xỉ và bù chuyển động

Thông tin không cần thiết sẽ bị cắt bỏ cho nên cho hiệu quả nén thấp hơn so với phơng pháp có tổn thÊt. Đầu ra ta có một khối 9ì9 pixels có thể không tạo lại một ảnh chính xác tín hiệu gốc vì thông tin bị mất trong quá trình mã hoá (nén có tổn hao).

Hinh 2.11: Sơ đồ mã hoá và giải mã JPEG
Hinh 2.11: Sơ đồ mã hoá và giải mã JPEG

Đặc điểm của M-JPEG

• Các thiết bị ở các hãng khác nhau rất khó trao đổi trực tiếp số liệu cho nhau, khi cần ghép nối các thiết bị này trực tiếp với nhau, tín hiệu video đợc nén phải qua quá trình mã hoá, giải mã phức tạp và làm giảm chất lợng hình ảnh. • Các thiết bị sử dụng phơng pháp nén theo định dạng M-JPEG không thể sử dụng cho truyền dẫn, phát sóng vì tốc độ dòng bit sau khi đợc nén còn cao.

Giới thiệu chung về M-JPEG

• Khi chuyển đổi về dạng không nén để truyền dẫn giữa các thiết bị với nhau, tốc.

Nhóm ảnh (GOP)

Nhóm ảnh mở luôn bắt đầu từ một ảnh I và kết thúc ở một ảnh trớc ảnh I tiếp theo, tức là ảnh cuối cùng của GOP dùng ảnh đầu tiên của GOP tiếp theo làm ảnh chuẩn. Tỷ số nén video của MPEG phụ thuộc rất nhiều vào độ dài của GOP, tuy nhiên, GOP dài thờng gây khó khăn cho quá trình tua, định vị, sửa lỗi Do đó, tuỳ thuộc vào từng khâu… (sản xuất, dựng, truyền dẫn, phát sóng ) mà ta chọn độ dài GOP thích hợp.

Nguyên lý nén MPEG a. Quá trình mã hoá

Do đó tại đầu ra bộ mã hoá phải có bộ nhớ đệm đủ lớn, bộ mã hoá phải kiểm tra trạng thái đầy của bộ nhớ đệm, khi số liệu trong bộ nhớ đệm gần bằng dung lợng cực đại thì các hệ số biến đổi DCT đợc lợng tử hoá ít chính xác hơn. Trong trờng hợp ảnh loại P sẽ thực hiện giải lợng tử hoá và biến đổi DCT ngợc với việc sử dụng các vector chuyển động và lu vào bộ nhớ ảnh sớm hơn.

Đặc tính của âm thanh

Âm thanh là do vật thể rung động phát ra tiếng và lan truyền đi trong không khí, tai ta cảm nhận âm thanh qua màng nhĩ và truyền đến hệ thần kinh. Không khí chính là môi tr- ờng truyền dẫn âm thanh (tuy nhiên các chất khí khác, chất lỏng và chất rắn cũng truyền.

Sơ đồ khối máy phát tín hiệu âm thanh

Âm thanh có năng lợng càng lớn thì áp suất âm thanh, công suất âm thanh và cờng độ âm thanh càng lớn. • Khối điều khiển: Dùng điều khiển máy hoạt động, giữ an toàn cho ngời khai thác và cho thiết bị.

Những chỉ tiêu chất lợng của máy phát tín hiệu âm thanh a. Độ ổn định tần số

Các u điểm trên đã cải thiện chất lợng ghi và xử lý chất lợng âm thanh, đồng thời nó còn đáp ứng đợc các yêu cầu lu trữ và các yêu cầu sản xuất chơng trình bằng máy tính. Tín hiệu audio số thực sự trở nên hữu ích khi tín hiệu audio tơng tự qua bộ biến đổi A/D để tạo thành tín hiệu số có độ sai lệch không đáng kể.

Lấy mẫu lý tởng

Các tín hiệu điện liên tục theo thời gian cần phải chuyển đổi thành các định dạng số rời rạc theo thời gian dùng cho xử lý số tín hiệu (DSP). Dạng tín hiệu này đợc vẽ trong miền tần số bao gồm tập hợp của các thành phần tần số là bội của các thành phần tần số lấy mẫu.

Lấy mẫu thực tế

Tuy nhiên trong miền tần số, tập hợp các tần số mẫu (hoặc sóng mang) nằm trong băng tần của chúng. Điều này đợc lý giải là sóng mang không có dạng hình sin ngoại trừ dãy xung tại tần số lấy mẫu.

Mã hoá

PCM là hệ thống mã hoá tín hiệu tiếng đợc dùng phổ biến và rộng rãi nhất nhng có hiệu quả thấp nhất. Độ phân giải chính xác của một hệ thống biến đổi A/D xác định số mức l- ợng tử sẵn sàng để mã hoá biên độ tín hiệu audio tơng tự.

Các tần số lấy mẫu chuẩn

Một bộ biến đổi D/A đơn giản tạo thành từ các điện trở chính xác kết hợp với nguồn dòng điện tạo ra từ bộ chuyển mạch theo xung nhịp của bộ mã nhị phân. Khi đó cần điều khiển n bộ chuyển mạch, tại các vị trí on hay off của chuyển mạch số sẽ tơng ứng với giá trị 1 hay 0 của tín hiệu số.

Bộ lọc thông thấp

Các vị trí chuyển mạch tạo ra giá trị điện áp tỷ lệ với trọng lợng bit trong từ mẫu.

Kỹ thuật nén số liệu audio

• Mã hoá nối: Công nghệ này khai thác sự d thừa trong hệ thống audio đa kênh, ng- ời ta thấy rằng có rất nhiều các phần số liệu ở trong các kênh là giống nhau, do đó ngời ta có thể nén số liệu bằng cách mã hoá một phần số liệu chung đó trên một kênh và chỉ định cho bộ giải mã lặp lại tín hiệu đó trên các kênh còn lại. Hiện nay, trên thế giới tồn tại nhiều hệ âm thanh dùng trong truyền hình nh: A-2 (Two audio) tơng tự, hệ NICAM số, hệ MUSICSAM số, hệ AC-3 (Audio coding 3) số có nÐn.

ChuÈn nÐn MPEG-1

Mô hình này xác định tỷ lệ signal-mask cho mỗi băng sử dụng để xác định số bit cho quá trình lợng tử hoá mỗi băng với mục đích tối thiểu khả năng nghe thấy của âm thanh. Bộ chỉ định, dùng để đánh giá ngỡng mức chặn và chỉ định các bit trên phần cơ bản của năng lợng phổ tín hiệu audio và chế độ “Mô hình tâm sinh lý nghe” (HAS). Hệ số tỷ lệ của khối đợc truyền trong dòng số liệu và đợc sử dụng tại bộ giải mã để tạo lại các giá trị số liệu trong khối. Ngợc lại, bên giải mã sẽ giải mã entropy sau đó tái tạo lại giá trị của băng đã lợng tử hoá và chuyển các giá trị của băng này thành tần số tín hiệu audio. Tuy nhiên nếu chúng ta đạt đợc tỷ lệ nén cao thì chi phí cũng tăng theo cho các bộ mã hoá và giải mã. Ba mức riêng biệt trong tiêu chuẩn MPEG audio này phụ thuộc trong từng chế độ với các ứng dụng khác nhau:. • Mức I: Dùng trong các thiết bị dân dụng. • Mức II: Dùng trong các thiết bị chuyên dụng và Multimedia. • Mức III: Dùng trong các hệ thống mã hoá tiếng nói 64 Kbit/s và thấp hơn, dùng mã hoá chất lợng cao cho tín hiệu âm nhạc. Mức I đợc tạo ra từ các thuật toán cơ bản trong khi mức II và mức III là sự kết hợp giữa các mức I. Sơ đồ khối của bộ mã hóa audio:. Đặc điểm của mức I:. Mức I có một số tính chất nh sau:. • Tín hiệu vào chia thành các khung bao gồm 394 mẫu trên một kênh. con) Bộ đếm Lượng.

Hình tâm sinh lý nghe – Psychoacaustic model”. Đây là thành phần chính của bộ mã hoá
Hình tâm sinh lý nghe – Psychoacaustic model”. Đây là thành phần chính của bộ mã hoá

ChuÈn nÐn MPEG-2

• Sử dụng trong các ứng dụng cần tốc độ bit thấp nh mạng ISDN, viễn thông, đờng truyền vệ tinh và âm thanh chất lợng cao qua mạng Internet.

Ưu diểm của 2 tiêu chuẩn MPEG

Trong hệ thống ATSC DTV sử dụng bộ nén audio số AC-3 có thể mã hoá từ các kênh 1 đến 5,1 của nguồn tín hiệu audio tại đầu ra bộ mã hoá PCM tạo thành dòng bit nối tiếp, với tốc độ số liệu thay đổi trong phạm vi 32 đến 640 Kbit/s. Bộ nén audio số đợc sử dụng cho các mục đích thực tế, nơi các mục đích đạt đợc từ việc giảm tổng thiểu các thông tin yêu cầu để biểu diễn tín hiệu audio.

Mã hoá

• Khả năng phân tích phổ của bộ lọc băng phân tích có thể thay đổi rất linh động nhằm nâng cao đặc tính của quá trình biến đổi từ miền thời gian sang miền tần số của mỗ khèi audio. • Có thể thực hiện đợc các bit chỉ số phức tạp hơn, và các thông số của trọng tâm của các bit chỉ định thông thờng có thể đợc sửa đổi nhằm đa ra một bit chỉ định tối u hơn.

Giải mã

• Mỗi khung đợc gắn một tiêu đề, bao gồm các thông tin (tốc độ bit, tốc độ mẫu, số kênh mã hoá audio và các số liệu khác) đòi hỏi đồng bộ mã hoá và giải mã dòng bit. Để thực hiện các phơng thức truyền trên, hiện nay trên thế giới đã xuất hiện các tiêu chuẩn phát hình quảng bá nh DVB của châu Âu, ATSC của Mỹ và đã phát thử nghiệm trong thực tế thành công.

Hình bao phổ
Hình bao phổ

Giới thiệu về hệ thống truyền hình cáp

Yêu cầu của truyền hình số là truyền các dữ liệu số, là các xung điện mà khi có xung sẽ đợc gán bằng “1” còn không có xung sẽ đợc gán bằng “0”. Các đờng trung chuyển, đờng cung cấp tín hiệu có thể sử dụng cáp đồng trục, cáp quang, riêng đờng truyền siêu trục có thể sử dụng đờng truyền viba.

Hệ thống cáp quang

Cơ sở hoạt động: Dựa trên định luật phản xạ toàn phần của ánh sáng khi truyền từ môi trờng trong suốt có chiết suất lớn vào môi trờng có chiết suất nhỏ hơn. Sự ra đời các chuẩn truyền hình số mặt đất nh DVB- T (Digital- Video Broadcasting- Terrestrial) của châu Âu và ATSC của Mỹ (Advanced Television Commitee) đã khắc phục.

Hình 4.5: Cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất.
Hình 4.5: Cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất.

Hệ thống vệ tinh

Vệ tinh địa tĩnh: Có quỹ đạo nằm trên mặt phẳng xích đạo, cách trái đất 35.800 km, vị trí của nó so với các điểm trên trái đất là không đổi. Vệ tinh hình Elip có tác dụng tăng vùng phủ sóng ở các bán cầu, phục vụ cho các vùng ở hai bán cầu và các vùng địa cực của trái đất.

Băng tần vệ tinh

Khoảng cách giữa các vệ tinh là không lớn lắm nhng vẫn đảm bảo tránh gây nhiễu giữa các vệ tinh với nhau.

Hệ thống vệ tinh a. Trạm mặt đất

Đặc điểm chỉ tiêu quan trọng nhất của một đờng truyền vệ tinh đợc xác định bằng tỷ số tín hiệu trên nhiễu, chủ yếu dựa trên chỉ tiêu của trạm mặt đất. Trong đó, Fn đợc biểu thị bởi hệ số bằng thơng của tỷ số tín hiệu trên nhiễu tại đầu ra của hệ thống chia cho tỷ số tín hiệu trên nhiễu tai đầu vào ở nhiệt độ tiêu chuẩn.

Sơ đồ chức năng của bộ phát xuống:
Sơ đồ chức năng của bộ phát xuống:

Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh

Các trạm phát lên vệ tinh sử dụng điều chế pha và chủ yếu dùng điều chế QPSK ở tần số 70 MHz, tức là pha của tần số 70 MHz thay đổi theo tần số đã nén và ghép lại. Do ảnh hởng của các điều kiện tác động khác nhau mà vệ tinh có thể bị sai lệch vị trí, khi đó hệ thống điều khiển anten phải điều chỉnh cho anten h- ớng đúng vào vệ tinh.

Giới thiệu

Ta cần điều chế cao tần để phát tín hiệu, thông thờng ta điều biên AM để mang hình và điều tần FM để mang tiếng ở các máy phát hình tơng tự mặt đất. - Điều chế biên độ: Ta sẽ thấy sóng cao tần có biên độ cao thấp theo dòng tín hiệu xung có, không phụ thuộc vào tín hiệu số cần truyền đi (Khoá tắt mở).

Đặc điểm của hệ thống DVB a. Đặc điểm chung

Ghép kênh và truyền tải: Các thông tin đợc chia nhỏ thành các gói dữ liệu, tơng ứng sẽ có một phần tiêu đề để nhận biết cho mỗi gói hay mỗi loại gói, và tơng ứng với thứ tự thích hợp các gói dữ liệu video, audio và dữ liệu phụ đợc ghép vào một dòng dữ liệu đơn. Mã hoá kênh truyền có nhiệm vụ cộng thêm các thông tin vào dòng bit dữ liệu, các thông tin này đợc sử dụng trong quá trình tái tạo lại dữ liệu tại bên thu nh các mã truyền dẫn, bởi vì sự suy hao trong quá trình truyền dẫn gây lỗi tín hiệu truyền dẫn, điều chế là đa các thông tin trong dòng dữ.

Sơ đồ khối của hệ thống DTV có dạng nh hình vẽ.
Sơ đồ khối của hệ thống DTV có dạng nh hình vẽ.

Đặc điểm truyền dẫn trong hệ thống phát sóng mặt đất

Quá trình mã hoá trong hệ thống truyền tải có nhiệm vụ mã hoá dòng bít cơ sở và ghép các thành phần khác nhau của chơng trình dùng trong quá trình truyền dẫn. Sau đó tín hiệu đợc đa đến giải Pilot, lọc tự động điều chỉnh chất lợng, điều chế VSB và nâng tần để phát sóng.