3.1.6.1 Tác dụng của xung đồng bộ.
Để khôi phục lại hình ảnh truyền đi trên màn ảnh của máy thu hình thì sự chuyển động của tia điện tử ở phía máy thu và máy phát phải đồng bộ. Ở máy phát tín hiệu sẽ gửi đi tín hiệu đánh dấu theo dòng và theo mặt gọi là tín hiệu đồng bộ. Ở phía máy thu tín hiệu đồng bộ được tách ra để thực hiện khống chế cưỡng bức tần số dao động ngang và tần số dao động dọc của máy thu hình.
Nếu tần số quét đòng phía thu không bằng tần số quét dòng phía phát (tức không đồng bộ dòng) thì sẽ không nhận được ảnh truyền đi. Nếu tần số quét dòng phía thu và phía phát bằng nhau, nhưng quét mặt không bằng nhau thì ảnh trên máy thu hình sẽ bị chạy theo chiều ngang gọi là hiện tượng mất đồng bộ ngang, hoặc nếu ảnh chạy theo chiều dọc gọi là hiện tượng mất đồng bộ dọc. Trong trường hợp các tia điện tử trong ống thu và ống phát đồng bộ (cùng tần số) nhưng không đồng pha thì xảy ra một số hiện tượng như sau:
- Khi hiệu số pha giữa chúng ổn định thì vị trí các chi tiết ảnh trên ảnh truyền hình sẽ thay đổi. Nếu các tia quét dòng không đồng pha thì vị trí ảnh theo chiều ngang sẽ thay đổi. Nếu chỉ các tia quét mặt không đồng pha thì vị trí ảnh theo chiều dọc sẽ bị thay đổi.
- Nếu hiệu số pha của quét mặt luôn thay đổi trong một phạm vi nhỏ có khả năng sinh ra hiện tượng chập dòng (dòng chẵn không phải lúc nào cũng ở giữa các dòng lẻ) suy ra độ rõ của ảnh truyền hình bị giảm đi. Nếu hiệu số pha của quét mặt thay đổi tương đối lớn thì ảnh truyền hình sẽ bị rung theo chiều dọc.
- Nếu hiệu số pha của quét dòng thay đổi trong một phạm vi nhỏ thì độ nét của ảnh truyền hình theo chiều ngang bị giảm. Nếu hiệu số pha của quét dòng thay đổi trong phạm vi lớn thì các đường thẳng đứng sẽ có dạng răng cưa.
3.1.6.2 Các yêu cầu cơ bản đối với bộ tạo xung đồng bộ.
Phải tạo ra được các loại xung:
- Xung kích tần số dòng (gọi là xung kích dòng). - Xung kích tần số mặt (gọi là xung kích mặt). - Xung đồng bộ đầy đủ dùng cho máy thu hình.
- Xung tắt đầy đủ dùng cho máy thu hình gọi là xung tắt đầy đủ.
- Xung kích dòng sớm pha: Về cơ bản giống xung kích dòng bình thường nhưng xung kích dòng sớm pha xuất hiện sớm hơn, xung kích dòng sớm pha dùng cho camera truyền hình. Còn xung kích dòng được dùng cho các thiết bị khác đặt ở trung tâm truyền hình, chẳng hạn như cung
cấp cho bộ quét dòng của thiết bị kiểm tra hình (monitor), bộ tạo tín hiệu bù vết đen, các mạch ghim…Xung kích mành cung cấp cho các bộ quét mành của các camera truyền hình, monitor và các bộ tạo ra tín hiệu bù vết đen.
Xung tắt dùng để tắt tia điện tử trong ống phát và ống thu trong khoảng thời gian quét ngược của chùm tia điện tử. Vì các khoảng thời gian quét ngược dòng và quét ngược mặt là khác nhau, độ rộng các xung tắt cũng khác nhau. Xung tắt của các ống thu phải có độ rộng lớn hơn xung tắt của ống phát.
Độ rộng xung:
Độ rộng rộng sườn xung của các xung hình thành xung đồng bộ đầy đủ và xung tắt gửi đến máy thu hình phải phù hợp với các tiêu chuẩn truyền hình. Hình dạng của các xung trong trung tâm truyền hình thông thường có dạng hình chữ nhật, nhưng đôi khi là xung tam giác và có sườn trước hẹp hơn. Vấn đề đồng bộ có chính xác hay không chỉ phụ thuộc vào độ rộng sườn trước của xung chứ không phụ thuộc vào độ rộng xung, song lại có lợi về mặt tiết kiệm năng lượng.
Tần số xung:
Tần số xung, biên độ xung, độ rộng sườn xung, cũng như các quan hệ về thời gian phải thật ổn định.
Bộ tạo xung đồng bộ phải làm việc được ở cả 3 chế độ:
Chế độ chủ động, thực hiện việc đồng bộ và đồng pha giữa điện áp của mạng cung cấp điện và xung đồng bộ mặt. Chế độ chủ động có bộ phát thạch anh và chế độ thụ động thực hiện việc đồng bộ nó với tín hiệu truyền hình hay tín hiệu đồng bộ bên ngoài.
3.1.6.3 Phương pháp tách xung đồng bộ.
Trong truyền hình quảng bá, xung đồng bộ đầy đủ và xung tắt đầy đủ cùng truyền với tín hiệu theo một đường chung. Để khỏi làm mất mát tin tức của ảnh cần truyền đi, xung đồng bộ và xung tắt gửi cho ống thu đều truyền trong khoảng thời gian quét ngược của tia điện tử. Do đó xung đồng bộ phải bố trí trên đỉnh xung tắt. Với cách bố trí như vậy, có thể loại trừ được ảnh hưởng lẫn nhau giữa tín hiệu hình và xung đồng bộ, lại đơn giản việc tách xung đồng bộ ra khỏi xung tắt và tín hiệu hình trong máy thu hình, bằng cách sử dụng các mạch hạn biên thông thường.
Vì xung đồng bộ đầy đủ bao gồm xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ mành, cho nên lúc chọn hình dạng của xung đầy đủ phải thỏa mãn hai yêu cầu cơ bản:
- Dù trong trường hợp nhiễu khá lớn, cũng phải đảm bảo được các bộ quét trong máy thu hình làm việc đòng bộ với các bộ quét tương ứng ở phía phát.
- Việc tách riêng xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ mành trong máy thu hình phải đơn giản và ổn định
Muốn vậy xung đồng bộ thường có dạng chữ nhật, có độ rộng sườn khá hẹp và xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ mành phải khác nhau về biên độ hoặc độ rộng xung.
Biện pháp tách riêng xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ mành thường dùng nhất hiện nay dựa trên sự khác nhau về độ rộng xung của chúng. Độ rộng xung đồng bộ dòng hẹp hơn xung đồng bộ mành. Có thể dùng mạch vi phân RC (hình 3.8), để tách lấy xung đồng bộ dòng và dùng mạch tích phân RC tách lấy xung đồng bộ mành. Nếu hằng số thời gian của mạch vi phân nhỏ hơn 1/3 đến 1/2 độ rộng xung đồng bộ dòng, (thường là 0,5 đến 1us) thì đủ cho lối vào của mạch vi phân đặt một chuỗi xung có độ rộng khác nhau; ở lối ra của nó cũng chỉ nhận được những xung nhọn dương (ứng với sườn tăng) và âm (ứng với sườn giảm). Và nếu chọn hằng số thời gian của mạch tích phân lớn hơn nhiều độ rộng xung đồng bộ dòng, song nhỏ hơn 1/3 độ rộng xung đồng bộ mành, thì ứng với thời gian có xung đồng bộ mành, giá trị xung ở lối ra mạch tích phân khá lớn, còn lúc có xung đồng bộ dòng thì chỉ tạo ra ở lối ra của mạch tích phân những xung có giá trị rất nhỏ, không ảnh hưởng đến việc đồng bộ mành.
Hình 3.8 Tách xung đồng bộ bằng mạch vi phân và mạch tích phân.
3.1.6.3 Hình dạng xung đồng bộ đầy đủ.
Hình dạng xung đồng bộ rất phức tạp. Ngoài thành phần đồng bộ dòng và đồng bộ mành, tín hiệu đồng bộ còn chứa các thành phần cho phép đồng bộ một cách chính xác với độ ổn định cao. Đó là các xung khía, xung cân bằng trước và xung cân bằng sau. Để phân biệt xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ mành, người ta chọn chúng có biên độ khác nhau hoặc độ rộng xung khác nhau. Ví dụ xung đồng bộ dòng có biên độ cao hơn biên độ xung đồng bộ mành, hoặc xung đồng bộ mành rộng hơn xung đồng bộ dòng.
Trong khoảng thời gian xuất hiện xung đồng bộ mành thì không có xung dòng, điều đó dẫn tới là các thiết bị tạo dao động ở phía máy thu hình sẽ không được đồng bộ, tình trạng này dẫn đến bộ tạo dao động dòng trong khoảng thời gian đồng bộ mặt sẽ dao động tự do dẫn đến hiện tượng các ảnh bị rối loạn theo chiều ngang. Để khắc phục điều này người ta đã cấy thêm xung khía vào khoảng thời gian có xung đồng bộ mặt (2,5TH).Xung khía có tần số bằng xung đồng bộ dòng. Và sườn sau của xung khía phải xuất hiện ở thời điểm mà đáng lẽ xuất hiện sườn trước của xung đồng bộ dòng.
Xung khía phải xuất hiện sớm hơn xung đồng bộ dòng một khoảng thời gian bằng độ rộng xung khía.
Hình 3.8 Tác dụng xung khía a-Xung đồng bộ không có xung khía.
b-Xung đồng bộ sau mạch vi phân. c-Xung đồng bộ có xung khía.
d-Xung đồng bộ có xung khía sau mạch vi phân. e-Xung đồng bộ sau mạch tích phân.
Theo hình 3.8: Chuỗi xung sau mạch vi phân là chuỗi xung liên tục (xung kim). Tương tự sau mạch tích phân ta có chuỗi xung đồng bộ mặt, nhưng bị răng cưa (nguyên nhân là do độ rộng của xung khía nhỏ hơn nhiều so với thời gian thuận của xung đồng bộ dòng).
Trường hợp quét cách dòng:
Số dòng quét của mỗi ảnh là một số lẻ nên số chu kỳ quét trong khoảng giữa các xung đồng bộ mành không phải là số nguyên, khoảng cách từ sườn trước xung đồng bộ dòng cuối cùng đến sườn trước xung đồng bộ mành khi quét các mành lẻ là một số lẻ chu kỳ dòng TH/2.
Còn trong trường hợp quét các dòng chẵn thì khoảng cách giữa sườn trước của xung đồng bộ dòng cuối cùng và sườn trước xung đồng bộ mặt là một số chẵn TH, theo nhận xét ở trên, ta thấy ngay sau mạch tích phân dạng xung đồng bộ mặt là khác nhau về mốc thời gian điều này dẫn đến hệ quả là có thể các dòng lẻ không nằm chính giữa các dòng số chẵn, để khắc phục điều này người ta sẽ tăng tần số xung khía lên gấp đôi tần số dòng, khi đó xung đồng bộ mành sau khi tích phân đối với mành chẵn và mành lẻ sẽ giống nhau. (Hình 3.9).
Tuy nhiên, do sự phóng điện và nạp điện của tụ trong mạch tích phân, do vậy, xung đồng bộ mành sau mạch tích phân đối với mành chẵn và lẻ vẫn khác nhau một khoảng thời gian rất nhỏ. Để khắc phục điều này, người ta bố trí xung đồng bộ dòng cuối cùng cách xa sườn trước của xung đồng bộ mành, đối với tiêu chuẩn OIRT là 3,5TH đối với mành lẻ và 3TH đối với mành chẵn.
Hình 3.9 Xung khía trong quét xen kẽ
a, b, c Xung khía có tần số bằng tần số xung đồng bộ dòng. d, e, f Xung khía có tần số bằng 2 lần tần số xung đồng bộ dòng.
b. Xung cân bằng
Nếu ta chỉ cài xung khía trong khoảng xung đồng bộ mặt thì chưa đủ, vì sau mạch tích phân thời điểm xuống của xung tích phân là không giống nhau, suy ra thời điểm đồng bộ giữa hai mành chẵn và lẻ vẫn vẫn bị sai lệch. Để khắc phục điều này người ta cài thêm các xung cân bằng trước và sau vào trước và sau xung đồng bộ mành. Xung cần bằng có tần số bằng 2 lần tần số
dòng, xung cân bằng có độ rộng xung hẹp, và xung cân bằng phải được cài thường khoảng 10 xung.
c. Tín hiệu đồng bộ đầy đủ.
Trên hình 3.10 vẽ dạng xung đồng bộ đầy đủ của các mành chẵn và mành lẻ thường gặp. Độ rộng xung đồng bộ mành chọn trong giới hạn 2,5 – 3 TH. Tức số xung khía trong xung đồng bộ mành là 5 hoặc 6, tùy theo phương pháp tạo xung đồng bộ, song lại thuận tiện cho việc sử dụng các sơ đồ khác nhau để tạo xung đồng bộ, và trong một số trường hợp có thể đơn giản sơ đồ bộ tạo xung đồng bộ.
Hình 3.10 Chi tiết xung đồng bộ mành theo tiêu chuẩn 625/25