- Dạng đặc tuyến biên độ tần số của mạch làm méo tần cao và các mạch
3.1.1Lấy mẫu Un hiệu Video
3.1.1.1. Lấy mẫu
- Lấy mẫu tín hiệu tương tự là quá trình gián đoạn (rời rạc hoá) theo thời gian bằng tần số lấy mẫu f(m) kết quả cho ta một chuỗi các mẫu. Lấy mẫu là bước đầu tiên thể hiện tín hiệu tương tự sang số, vì các thời điểm ấy mẫu đã chọn sẽ chỉ ra toạ độ của các điểm đo. Quá trình biến đổi này phải tương đương về mặt tin tức. Có nghĩa là tín hiệu sau khi lấy mẫu phải mang đủ thông tin của dòng tín hiệu vào. Biên độ tín hiệu tương tự được lấy mẫu với chu kỳ T (m) thu được một chuỗi các xung hẹp với tần số lấy mẫu được tính bằng:
Trong đó: f(m) - Tần số lấy mẫu, T - chu kỳ lấy mẫu
- Quá trình lấy mẫu tương đương với một quá trình điều biên tín hiệu (fQ) trên sóng mang có tần số lấy mẫu (f(m)). Quá trình điều biên tạo ra các biên trên và biên dưới. Sóng lấy mẫu có dạng hình chữ nhật phổ của nó bao gồm thành phần tần số lấy mẫu và các hài của nó (Hình 3.1).
Hình 3.1 Phổ của tín hiệu lấy mẫu
“Tín hiệu x(f) liên tục theo thời gian có phổ hạn chế cắt tại (ờc hoàn toàn được xác định bằng một dẫy các giá trị tức thời lấy các nhau một đoạn.
T = T(m) < (1/2 fc) với fc = ooc/2 rf
Hàm x(t) xác định trong khoảng (t0, t0 + x) sẽ hoàn toàn được xác định từ các mẫu rời rạc X (kÀt) của nó theo biểu thức:
- Tín hiệu lấy mẫu chữa trong nó toàn bộ lượng thông tin mang trong tín hiệu gốc nêu?
- Tín hiệu gốc nó băng tần hữu hạn, tức là nó không có những phần tử có tần số nằm ngoài một tần số fc nào đó.
- Tần số lấy mẫu phải bằng hoặc lớn hơn hai lần f(C) tức là f(m)> 2f
Hình 3,2. Phổ tần Sỡ lấy mẫu lý tưởng
- Hình 3.2 minh hoạ phổ tần số lấy mẫu lỷ tưởng, khi tín hiệu băng cơ bản có dải thông fc và tần số lấy mẫu là 2f0. Như vậy, dải biên trên và biên dưới đều có dải thông là fc với tần số này không xuất hiện nhiễu giữa băng cơ bản và dải bên dưới.
Hình 3.3. Méo do chồng phổ
- Hình 33 minh hoạ trường hợp lấy mẫu với tần số nhỏ hơn 2f. Một phần dải biên dưới của tín hiệu lấy mẫu chống lên phổ của tín hiệu băng cơ bản (nguyên nhân gây nên hiện tượng méo do trồng phổ).
- Tín hiệu Video do các đặc trưng riêng, nên ngoài việc thoả mãn định lý mấy mẫu Nyquist, quá trình lẫy mẫu còn phải thoả mãn các yêu cầu về cấu trúc lấy mẫu, tính tương thích giữa các hệ thống... Quá trình này phải xác định được tần số lấy mẫu, cấu trúc lấy mẫu nhằm đạt được chỉ tiêu về chất lượng ảnh, tính tương thích giữa các hệ truyền hình, tốc độ bị thích hợp và mạch thực hiện đơn giản.
- Đối với tiêu chuẩn tần số Nyquist, việc lấy mẫu tín hiệu Video với tần số f(m) < fNy là nguyên nhân của méo chồng p^ổ và làm giảm tốc độ phân dải theo chiều ngang. Thành phần tần số cao nhất đối với các hệ truyền hình tương tự là:
+ Hệ PAL: fc = 5 MHz + Hệ NTSC: fc = 4,2 MHz
Theo đó, tần số giới hạn Nyquist. + Hệ PA1: fNy= 10 MHz
+ Hệ NTSC: fNy= 8,4 MHz.
- Các giá trị 10 MHz và 8,4 MHz là cac giá trị tần số lấy mẫu bé nhất có thể được. Trong thực tế, tần số lấy mẫu tín hiệu Video cho các hệ truyền hình tượng ứng sẽ cao hơn.
Một trong những yêu cầu làm tăng tần số tín hiệu truyền hình tăng khoảng bảo vệ cho mạch lọc thông thấp trước khi lấy mẫu. Mạch lọc này là thành phần đầu tiên của bộ biến đổi A/D. Để không làm xuất hiện méo tín hiệu tương tự, mạch lọc thông thấp của hệ thống loại bỏ các thành phần gây chồng phổ tín hiệu. Do các mạch lọc không có được đặc trưng lý tưởng, đặc tính mạch lọc ngoài dải thông không phải là suy giảm hoàn toàn, nên sử dụng băng tần bảo vệ cho phép sử dụng các mạch lọc mang tính thực tế (Hình 3.4).
Hình 3.4. Băng tần bảo vệ
Việc chọn tần số tối ưu sẽ khác nhau với các thành phần tín hiệu khác nhau tín hiệu chói, tín hiệu màu cơ bản tín hiệu màu và tín hiệu và tín hiệu Video màu tổng hợp. Tần số lấy mẫu cũng phụ thuộc vào các hệ thống truyền hình màu.
- Tín hiệu Video tổng hợp được lấy mẫu với tần số bằng bội số của tần số sóng mang phụ khi tần số lấy mẫu bằng 3fSQ với hệ số NTSC có tần số lấy mẫu là 10,7MHz, và hệ PAL là 13,3 MHz. Khi tần số lấy mẫu bằng 4fSC với hệ NTSC tương ứng có tần số lấy mãu là 14,3 MHz và hệ PAL là 17,7 MHz. Đối với hệ SECAM, do sử dụng phương pháp điều tần, nêu quá'trình số hoá tín hiệu Video không thực hiện lấy mẫu tín hiệu tổng hợp. Tín hiệu SEAM được mã
hoá thành tín hiệu phần. Sau đó được số hoá riêng biệt. Các tín hiệu Video thành phần tương tự được lấy mẫu tại tần số bằng bộ số của tần số dòng quét.