3.1. đường tín hiệu trong VCR
3.1.1. Tổng quát về ghi vàphát tín hiệu
Khác với việc ghi tín hiệu âm thanh, việc ghi trực tiếp tín hiệu hình màu lên băng từ phức tạp và khó khăn hơn gấp nhiều lần vì:
- Không thể nào ghi lại được tần số 0 hay các mức DC của tín hiệu. Nhưng khác với âm thanh, mức DC hay tần số 0 Hz của Video rất quan trọng vì chúng tương ứng với các màu nền của hình.
- Giải tần chói hay giải tần của các tin tức trắng đen trong Video từ 0 … 4,2 MHz (FCC) hay 0… 6 MHz (OIRT) là quá lớn so với khả năng ghi và phát lại được bằng băng từ với đầu từ đứng yên.
- Một trong hai tin tức của màu là tin tức về pha của sóng mang phụ (PAL, NTSC). Nếu cứ đem sóng mang phụ ghi thẳng lên băng thì do sai số của vận tốc chạy băng trong lúc phát lại, sẽ không thể nào đảm bảo có được nguyên trạng thái về pha như lúc đem ghi
Các khó khăn này dẫn tới việc không thể đem Video ghi thẳng lên băng mà phải ghi qua trung gian là các sóng mang cao tần. Trước hết giải tần chói (tin tức đen trắng) và sóng mang phụ (tín hiệu sắc hay các tin tức của màu) trong Video phải được tách rời khỏi nhau bằng hai mạch lọc thích hợp. Một bát độ hay một quãng tám hay octava là khoảng tần số f1 ÷f2, f2 = 2f1. Thí dụ từ 100 Hz đến 100×21 Hz = 200Hz là một bát độ, từ 3 MHz đến 3×22 Hz = 12 MHz là hai bát độ.
+ Tín hiệu chói sẽ được điều tần để có sóng “FM chói”, nhờ đó có thể ghi và phát lại các mức DC cũng như thu nhỏ được số octava.
+ Tín hiệu sắc sẽ được điều biên nén để có sóng “SAM sắc”, nhờ đó có thể tự sửa sai về pha trong lúc phát lại.
+ Sau đó “FM chói” và “SAM Sắc” lại được nhập chung để ghi lên băng bằng các đầu từ.
3.1.2 Ghi và phát lại tín hiệu chói
a. Sơ đồ khối mạch xử lý tín hiệu chói khi ghi
LPF Mạch ghim nâng Tiền biên Mạch cắt điều tầnMạch HPF Trộn Y/C KĐ CHMạch Tới đầu từ hình ACC Xử lý tín hiệu màu Tín hiệu chói Giải điều chế FM Xử lý tín hiệu H.P.F Đổi tần số L.P.F Khuếch đại phát Đầu từ hình Tín hiệu chói Tín hiệu màu
Hình 3.2: Sơ đồ khối khi phát
Tín hiệu Video KĐ KĐ Trộn LPF Xử lý tín hiệu Điều chế tần số BPF Đổi tần số LPF Trộn Khuếch đại ghi Đầu từ hình Tín hiệu hình Tín hiệu chói Tín hiệu màu
Hình 3.1: Sơ đồ khối khi ghi.
A Tín Tín hiệu chói Tín hiệu màu MHz 1 2 3 4 5 MHz 1 2 3 4 5 A 3,58MHz(4.43MHz) A MHz 1 2 3 4 5 A MHz 1 2 3 4 5 Sóng mang FM MHz 1 2 3 4 5 A629 KHz(627 KHz) MHz 1 2 3 4 5 A
Nguyên lý hoạt động và nhiệm vụ các khối
- Mạch lọc thông thấp (LPF): Dùng để loại bỏ trung tần màu ở phía tần số cao, chỉ cho qua tín hiệu chói hay dải tần từ 0 ÷3 MHz.
- Mạch ghim (clamp): Ghim mức đỉnh xung đồng bộ (hạn biên) để ngăn sự gây nhiễu tín hiệu trong thời gian điều tần.
- Tiền nâng biên (Pre-emphasiss): Vì khi điều tần nhiễu ở vùng tần số cao rất nhiều do đó người ta cố ý khuếch đại cho tín hiệu mạnh hẳn lên ở vùng tần số cao trước khi đưa vào điều tần để loại bỏ nhiễu – quá trình này gọi là tiền nâng biên tần số cao.
- Mạch cắt: Để cắt bỏ mức tín hiệu quá mức về phía trên và phía dưới của tín hiệu, có thể do mạch tiền nâng biên gây ra nhằm tránh xảy ra hiện tượng quá điều chế gây méo tín hiệu.
- Mạch điều tần: chuyển tín hiệu chói thành tín hiệu điều tần với sóng mang ở khu vực tần số thấp.
- Mạch lọc thông cao (HPF): Dùng để cắt bỏ tần số dưới mức 1MHz có trong dải biên dưới của tín hiệu chói điều tần để nhường chỗ cho tín hiệu độ màu đã chuyển sang vùng tần số thấp.
VD: Hệ PAL, đổi từ 4,43MHz xuống 627KHz Hệ NTSC, đổi từ 3,58MHz xuống 629KHz
- Mạch Trộn Y/C: Trộn tín hiệu màu và chói sau khi đã xử lý
Mạch khuếch đại ghi: Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu chói và tín hiệu màu đủ lớn để đưa đến đầu từ.
Điều tần tín hiệu chói, sóng “FM chói:
Để ghi được tần số 0 Hz ( các mức DC) và giảm số bát độ của tín hiệu chói, người ta đem tín hiệu chói điều chế vào một sóng mang cao tần. Phương pháp điều chế được chọn là điều tần dương (Positive FM) tức là tần số sóng FM cao khi điện áp chói cao và ngược lại. Với VCR VHS thường, sóng “FM chói” sẽ có tần số trong khoảng 3,4 … 4,4 MHz. Nói rõ hơn, tại mức mà điện áp chói thấp nhất (mức xung đồng bộ = - 40%) sóng FM chói có tần số là 3,4 MHz và tại mức mà điện áp chói lên cao nhất (mức trắng nhất = + 100%), sóng FM chói có tần số là 4,4 MHz. Một mức DC bất kỳ nào đó của tín hiệu chói như vậy đã được đổi thành sóng FM có tần số trong khoảng 3,4 … 4,4 MHz, hay nói khác đi đã có thể ghi và phát lại được các mức DC của tín hiệu chói.
LPF3MH 3MH z FM FM chói đến các đẩu từ Y Coulor Video Khoảng di tần 0,627 1,127 0 3MHz 3,4 4,4 f(MHz) FM chói Giải biên tàn A
Trong tín hiệu chói không phải chỉ có các mức DC hay tần số 0Hz của tín hiệu. Giải tần chói ghi được ở các VCR thường cũng chỉ ghi được có 0 … 3 MHz giải thông tương ứng với độ nét là 240 dòng (đầy đủ thì giải tần PAL = 0 … 5 MHz và cứ 1 MHz giải thông tương ứng với độ nét 80 dòng). Giải tần này sau khi điều chế sẽ là giải biên (Side Band) tương ứng của sóng FM. Người ta chỉ cần ghi giải biên thấp (Lower Side Band) thôi cũng đủ và như vậy ở “VHS thường” chẳng hạn giải tần tổng cộng của sóng FM đem ghi chỉ kéo dài từ 3,4 – 3 = 0,4 MHz đến 4,4 MHz tức là 4 bát độ (0,4 x 24 = 6,4 MHz). Các VCR loại SUPER, các VCR bán chuyên dụng ghi được Video có độ nét cao hơn sẽ phải lựa chọn tần số sóng mang FM và tính toán giải tần sao cho đạt yêu cầu (thực tế chỉ 6 bát độ). Tất nhiên giải tần đem ghi rộng hơn tức là phải công phu hơn và máy sẽ đắt tiền hơn.