CHƯƠNG 2: TRUYỀN HÌNH SỐ
2.1.2. Quá trình biến đổi tươngtự số (biến đổi AD)
Thực chất, quá trình này là quá trình biến đổi tín hiệu truyền hình từ dạng tương tự sang dạng số. Kĩ thuật PCM mà ta đã nghiên cứu, được áp dụng trong
quá trình này. Nó bao gồm các khâu liên tiếp là: Lọc thông thấp - lấy mẫu - lượng tử hóa và mã hoá.
Đối với tín hiệu video tổng hợp, tín hiệu tương tự được lấy mẫu với tần số lấy mẫu bằng 4 lần tần số sóng mang phụ màu (4fsc). Nó có ưu điểm về dải tần nhưng có nhược điểm là: Hiện tượng can nhiễu chói, màu, gây khó khăn trong việc xử lí, tạo kĩ xảo truyền hình .
Đối với tín hiệu video thành phần (EB - EY, ER - EY, EY), quá trình chuyển đổi các tín hiệu màu được quy định theo tiêu chuẩn CCIR 601. Nó cho ta dòng số có tốc độ cao hơn tín hiệu số tổng hợp và nó cóưu điểm là xử lí dễ dàng các chức năng ghi, dựng, tạo kĩ xảo và chất lượng hình ảnh không bị ảnh hưởng bởi can nhiễu chói, màu. Mặt khác, do sự phát triển của công nghệ điện tử, nên cho phép truyền toàn bộ chuỗi số liệu video số thành phần nối tiếp nhau trên một dây dẫn duy nhất mà hông bị nhiễu kí sinh, không méo, tỉ số S/N cao và có thể cài đặt tín hiệu audio trong chuỗi tín hiệu video số.
Nguyên tắc làm việc của bộ biến đổi tương tự sang số được minh hoạ trên sơ đồ khối hình :
• Hình 2.2: Sơ đồ khối mạch biến đổi tươngtự – số.
Mạch lọc thông thấp
Mạch này dùng để hạn chế băng tần tín hiệu vào. Nhiệm vụ của nó là ngăn ngừa méo chéo (các tín hiệu khác nhau chồng lên nhau). Đặc trưng của nó phải được chọn sao cho không làm xuất hiện méo tín hiệu tương tự cần lấy mẫu. Do đó, mạch lọc phải làm suy giảm mạnh tín hiệu ngoài băng tần (45dB), có đặc trưng biên độ đều và đặc trưng tuyến tính về pha trong băng tần tín hiệu cần lấy mẫu, đồng thời cần cóđặc tuyến thích hợp cho băng tần tín hiệu có ích.
Mạch tạo xung đồng hồ và lấy mẫu.
Mạch tạo xung dùng để lấy mẫu và đồng bộ tất cả các khâu trong mạch ADC. Nó tạo ra hai loại xung sau đây:
+ Xung lấy mẫu được tạo từ tần số lấy mẫu fsa (đồng bộ với tần số dòng).
Thời gian xung lấy mẫu bằng 20 ( 1
Tsa
TSA= fsa 1
).
+ Xung đồng hồ dùng để đồng bộ các khâu trong bộ ADC, đồng bộ với xung lấy mẫu. Tần số các xung nay phụ thuộc phương pháp chọn mạch mã hoá. Nếu mạch mã hoá làm việc theo phương pháp song song, thì tần số xung đồng hồ sẽ bằng tần số lấy mẫu fsa, còn theo nguyên tắc mạch nối tiếp thì tần số này sẽ bằng nfsa (n - số bit).
Mạch lấy mẫu.
Mạch này có hai nhiệm vụ:
+ Lấy mẫu tín hiệu tương tự tại những điểm khác nhau và cách đều nhau (dời rạc hoá tín hiệu về mặt thời gian).
+ Giữ cho biên độ điện áp tại các thời điểm lấy mẫu không đổi trong quá trình chuyển đổi tiếp theo (nghĩa là trong quá trình lượng tử hoá và mã hoá). Mạch lượng tử hoá
Tín hiệu ra mạch lấy mẫu được đưa đến mạch lương tử hoá để thực
hiện làm tròn với độ chính xác ±2
Q
. Mạch lượng tử hoá làm nhiệm vụ rời rạc hoá tín hiệu tương tự về mặt biên độ. Như vậy nhờ quá trình lượng tử hoá một tín hiệu tương tự bất kỳ đều được biểu diễn bởi số nguyên lần mức lượng tử, nghĩa là:
ZD i= int Q XAi = Q XAi - Q XAi ∆
Trong đó: XAi - tín hiệu tương tự ở thời điểm i. (2.1) ZDi - tín hiệu số ở thời điểm i.
∆XAi - số dư trong phép lượng tử hoá; Int(intege r) - phần nguyên.
Trong phép chia theo biểu thức (2.1) chỉ lấy phần nguyên của kết quả, phần dư còn lại (không chia hết cho Q) chính là sai số lượng tử hoá. Vậy quá trình lượng tử hoá thực chất là quá trình làm tròn số. Lương tử hoá được thực hiện theo nguyên tắc so sánh. Tín hiệu cần chuyển đổi được so sánh với một loạt các đơn vị chuẩn Q.
Mạch mã hoá
Sau mạch lượng tử hoá là mạch mã hoá. Trong mạch mã hoá, kết quả lượng tử hoá được sắp xếp lại theo một quy luật nhất định phụ thuộc vào loại mã hoá yêu cầu trên đầu ra bộ chuyển đổi.
Trong nhiều loại ADC, quá trình lượng tử hoá và mã hoá xẩy ra đồng thời, lúc đó không thể tách rời hai quá trình đó. Phép lượng tử hoá và phép mã hoá được gọi chung là phép biến đổi AD.