Giáo trình KT Truyền hình

1. 48
Chương 4
HỆ MÀU NTSC
4.1 Đại cương
NTSC viết tắt của chữ NATIONAL TELEVISION SYSTEM COMMITEE. Hệ màu
này ra đời tại Mỹ, phát sóng vào năm 1954, dựa theo chuẩn FCC (4,5MHz).
4.2 Các tiêu chuẩn của hệ màu NTSC
4.2.1 Chọn lại băng tần VHF (12 kênh) và UHF (69 kênh) của FCC đen
trắng
Chọn
f RF , f RF , f 0
+ VID S
+ f IF , f IF
VID S
+ f RF − f RF = 4,5MHz do đó: f IF − f IF = 4 ,5MHz
S VID VID S
+ Khổ rộng băng thông 6MHz
+ 525 dòng 1 ảnh, 30 ảnh/giây
+ fH = 15750Hz, fv = 60Hz
4.2.2 Định khu vực màu và Y trong dải tần
Av
fsc = 3,58 MHz
Y: 0 ÷ 3MHz
Y
Màu: 3,08MHz ÷ 4,08MHz
Tần số sóng mang phụ:
fsc = 3,58MHz
O 3,08 4,08 f(MHz)
Luma
Chrominance
4.2.3 Điều chế màu
Màu được điều chế bằng phương pháp điều chế biên độ cân bằng triệt sóng mang còn
gọi là điều biên nén SAM (Suppressed AM.)
+ Tại mức mà tín hiệu = 0 thì không còn sóng mang phụ nữa

2. 49
+ Tần số sóng mang phụ mang tín hiệu vẫn là 3,58MHz
+ Biên độ đỉnh - đỉnh = chính biên độ đỉnh - đỉnh của tín hiệu
+ Mỗi khi điện áp đổi chiều từ dương sang âm hay ngược lại thì sóng mang phụ
lại đảo pha 180o
4.3 Mạch tạo tín hiệu Video NTSC tổng hợp tại đài phát
4.3.1 Bước thứ nhất
Tạo ra tín hiệu (B - Y), (R - Y) và tín hiệu chói Y từ camera màu.
4.3.2 Bước thứ hai
Tạo ra hai tín hiệu sắc I và Q từ tín hiệu (B - Y) và (R - Y) như sau:
I = 0,74 (R - Y) - 0,27 (B - Y)
Q = 0,48 (R - Y) + 0,41 (B -Y)
(B – Y)
I (0  1,2 MHz)
MATRIX
(R – Y)
Q (0  0,5 MHz)
Tọa độ màu của (B – Y), (R - Y) và I, Q như sau:
(R –Y)
I
Q
I: Inphase
Q: Quadrature
123o
33o (B –Y)
Hệ NTSC xoay hệ trục toạ độ màu đi 33 o và xác định toạ độ bằng I, Q. Điều
này giúp ta giảm được băng thông của hai tín hiệu sắc I chỉ còn 1,2MHz và Q chỉ còn
0,5MHz mà màu sắc vẫn không bị giảm chất lượng.
Chú ý: là trong phép xoay hệ trục đi 33o nói trên, các vị trí điểm màu không
thay đổi (R, G, B chẳng hạn) mà chỉ thay đổi toạ độ m((R - Y) , (B - Y)) bằng toạ độ
(I ,Q).
I
Màu bất kỳ: 
Q
4.3.3 Bước thứ ba

I C1
(B – Y) SAM 
MATRIX +
C
(R – Y)
Q SAM 
C2
3,58
+33o +90o
0o

3. 50
Tạo ra 2 sóng mang phụ 3,58 (33o) cho tín hiệu sắc Q và 3,58 (123o) cho I.
I và Q được điều chế biên độ theo phương pháp điều chế cân bằng triệt sóng mang
(còn gọi là điều biên nén SAM).
 
C=+ C
2
 
C1 C2
   I
C = C1 + C 2 và φ= arctg Q
 
Hai sóng điều biên nén của I và Q ( C1 và C 2 ) sau đó được nhập chung để có
  
1 sóng C = C1 + C 2 duy nhất rồi lại nhập chung tín hiệu chói Y. Vì Y đi thẳng còn
 
C trong quá trình tạo ra lại có đường đi dài hơn nên trước khi gặp C Y qua dây trễ

0,7us để Y và C đến đồng thời, tránh được hiện tượng sai pha.
4.3.4 Bước thứ tư
Tạo ra tín hiệu xung đồng bộ ngang và dọc, xung xoá hồi ngang, đồng thời
thêm 8 ÷ 12 chu kỳ sóng sin 3,58MHz có pha 180 o nằm gọn tại thềm sau của xung
đồng bộ ngang gọi là lóc màu (color burst). Tín hiệu này được tách ra ở máy thu để
điều khiển quá trình giải mã màu.
4.3.5 Bước thứ năm
HORIZONTAL H+V
BLANKING SYNCHRO
DELAY
Y: 0÷3M 0,7
R I
SAM
0÷1,2M Y
G C COMPOSITE
MATRIX + + +
VIDEO
B Q B
SAM
0÷0,5M
BURST
3,58 o o fH GATE
+33 +90
0o
+180o
Hình 4.1 Sơ đồ khối phần tạo tín hiệu Video tổng hợp của hệ NTSC

4. 51
Y C
Cmax 133%
Ymax 100%
Synchro B:±20%
Ymin 0%(BLKG)
Cmin -33%
SYNC -40%
Hình 4.2 Các tín hiệu và mức biên độ trong video tổng hợp hệ NTSC
Ở đầu ra ta có tín hiệu video tổng hợp của NTSC chứa các thành phần sau đây:
+ Ba tín hiệu đầu dành cho truyền hình trắng đen là: tín hiệu về sáng tối: Y,
đồng bộ dọc và đồng bộ ngang.
Y nằm trên mức zero (mức xoá xung BLKG) biên độ tối đa là 100%.
Hai tín hiệu đồng bộ nằm dưới mức zero có biên độ -40%.
+ Hai tín hiệu vẽ màu I và Q nằm trong 2 sóng điều biên nén vuông góc tần số
3,58MHz. Khi nhập chung với tín hiệu chói biên độ nó có thể lên tối đa +133% và tối
thiểu là -33%.
+ Tín hiệu cuối cùng là loé màu (color burst) là tín hiệu cần thiết để tách sóng
điều biên nén trong quá trình giải mã màu ở máy thu. Nó có biên độ ±20% nằm gọn
trong thềm sau của xung đồng bộ ngang, độc lập với các tín hiệu trên.
4.4 Phần truyền hình màu của đài phát
CAMERA COMPOSITE Y+C+B
MÀU VIDEO AM
f RF = 187,25MHz AM – FM
DIPLEXER
VID
AUDIO FM
AMP
MICRO
fRF = 191,75MHz
Hình 4.3 Phần truyền hình màu của đài S phát hệ NTSC, tương ứng với kênh 9

5. 52
Tín hiệu hình được điều chế AM với tần số sóng mang hình f RF/VID, còn tiếng
được điều chế FM với fRF/S. Hai phần này được ghép bởi bộ AM – FM phối ghép
DIPLEXER và khuếch đại cao tần để đưa ra anten (ở trên là ví dụ với kênh 9FCC).
4.5 Sơ đồ khối phần TUNER
RFAMP MIXER f RF
f RF VID
S
OSCI
Tín hiệu đài phát đến anten máy thu ở mức qui định 50uv (ở cách đài phát 10
km). Về phần tuner và trung tần trên phương diện tần số thì không có gì thay đổi do
vấn đề tương hợp giữa trắng đen và màu.
Linh kiện sử dụng trong phần tuner thay đổi từ loại transistor lưỡng cực như
2SC929, 2SC535 đến mosfet như 35K452 và từ trống xoay (turret) cho đến hiện tại là
biến trở thay đổi điện một chiều để thay đổi pha và f o gọi là loại nút bấm rơle "voltage
synthesizer". Sau cùng là loại nút bấm Auto search (Tìm đài tự động) bằng điện thế 1
chiều nạp vào tụ rồi lấy điện thế ấy phân cực cho diode biến dung Cv để tìm đài.
CV
+25V
82PF C4
68P C3 +
42PF C _
10P C2
4.6 Sơ đồ khối phần C
VIDIFAMP 1VÀ VIDEO DETECTOR
(-V) V1 V2 V3 V4 0
4,5MHz
39,75 41,25 45,75 47,75
MHz
SIF
VIDEO VIDEO SOUND
DETECTOR DAMPER VIDEO
IFAGC Y+C+B
AGC
RFAGC

6. 53
Về cấu trúc mạch, chỉ có IC khác tên, còn các tầng không có gì thay đổi so với
TV trắng đen. Tầng tiền khuếch đại video ưu tiên khuếch đại cho âm thanh và làm
tầng đệm cho tín hiệu video (tín hiệu video cực tính âm khoảng 5,1Vpp).
4.7 Giai đoạn xử lý tín hiệu VIDEO NTSC 3,58 (hoặc N3)
4.7.1 Tách Y ra khỏi B và C
Tách tín hiệu Y ra khỏi C + Burst. Điều này rất dễ vì chỉ cần 2 bộ lọc: Lọc thông
thấp 0  3MHz cho Y và lọc băng thông 3,08 ÷ 4,08MHz cho C + B.
LỌCTHÔNG Y DELAY Y
THẤP 0,7
Y+C+B
C+B
C L
3,08 4,08 MHz
Ở đài phát Y qua ít mạch hơn nên nó đi mau hơn màu 0,7µs ÷ 0,79µs. Do đó phải
cho đen trắng qua dây trễ 0,7µs để bù lại cho 2 phần đến với nhau cùng một thời điểm.
4.7.2 Tách B và màu C
Việc tách B và màu C khó hơn vì cả 2 đều là sóng 3,58MHz. Tuy nhiên chúng lại ở 2
thời điểm khác nhau:
+ B ở vùng xoá đường hồi
+ C ở vùng tiến của xung quét ngang
Vậy ta dùng 2 BJT phân cực chạy ở hai thời điểm khác nhau là tách được B ra khỏi C.
B BURST SEP B
T1
C C+B
CHROMA AMP C
T2
56 8
FlyBack

7. 54
Ta dùng 2 Transistor T1 và T2 dẫn điện ở 2 thời gian khác nhau nhờ phân cực bằng
xung FlyBack và tín hiệu đảo của nó.
4.7.3 Mạch giữ biên độ tín hiệu màu
Mạch giữ biên độ tín hiệu màu không yếu đi và sửa pha của hai sóng tải phụ:
Ta cần giữ biên độ tín hiệu màu C ít thay đổi. Vậy phải dùng mạch tương tự như mạch
AGC cho màu. Khi C mạnh thì AGC phân cực yếu và đổi lại khi C yếu thì AGC cho
phép phân cực mạnh. Với màu AGC có tên là ACC
(Automatic Color Control). R
cos ϕ =
Z
C 2 nd SUB COLOR COLOR RC
CHROMA
AMP B+
VR
TINT 10K
ACC ACC
DET.
Khi qua nhiều mạch, sóng tải phụ đổi pha nên sắc của màu bị sai, ta sửa pha lại bằng
cách cho qua mạch RC. Chỉnh R để sửa pha lại cho đúng. R là điện trở động của 1 BJT
v CE
do vCE của nó tạo ra: R =
IE
Thay đổi điện áp cung cấp Vcc là vCE thay đổi và R đổi nên pha thay đổi vì:
R
cos ϕ =
Z
Với Z = R 2 + Z C
2
Ta có thể dùng biến trở TINT hay HUE để thay đổi Vcc
* Chú ý thêm
1. Mạch tích phân
VV Vra VR I
R Vra Vra
C VV
Vra chậm pha hơn Vv một góc ϕ
IZ c Zc
cos ϕ = =
V +V
2
ra R
2
R + Z c2
2
1
Zc = với ω = Cte  ( ω = 2π ⋅ 3,58 chẳng hạn)
ωc
C >>  Zc  0  cos  0  90o
C <<  Zc >>  cos  1  0o  đồng pha

8. 55
2. Mạch vi phân
VV Vra Vra = VR
C VC
VR VV
Vra nhanh pha hơn Vv: ϕ
R
cos ϕ =
R + Zc
2 2
R  0  cos  0  90o
R   cos  1 v 0o
Như vậy khi thay đổi R (
CE
= R ) thì tín hiệu lấy ra sẽ thay đổi pha so với tín hiệu
IE
vào.
4.7.4 Tách đồng bộ (Giải mã màu NTSC)
TÁCH SÓNG Đ.BỘ LỌC
Q 3,58 Q
C
L
Z=0
C
TÁCH SÓNG Đ.BỘ LỌC
I 3,58 I
L
Z=0
C
3,58
+33o +90o
(0o)
Sử dụng cách biểu diễn trực quan:
Trong mạch tách sóng Q:
{3,58 (33o) + Q} + {3,58 (123o ) + I} – 3,58 (33o)  Q + {3,58 (123o) + I}
Qua mạch lọc 3,58  chỉ còn Q
Trong mạch tách sóng I:
{3,58 (33o) + Q} + {3,58 (123o ) + I} – 3,58 (123o)  I + {3,58 (33o) + Q}
Qua mạch lọc 3,58  chỉ còn I
Như vậy trước hết phải đồng bộ sóng 3,58MHz ở máy thu với B.
C 3,58(0o) B
+180o
P
XTAL VPC Dịch pha 3,58(180o)
3,58MHz LPF
3,58(0o)
Đã so pha

9. 56
Sau khi có Q và I dùng mạch MATRIX để tạo lại (B - Y) và (R - Y)
Q MATRIX (B – Y)
I (R – Y)
Từ (B - Y) và (R - Y) dùng mạch MATRIX để tạo (G - Y)
(B – Y)
(B – Y)
R1 100K
R2 20K
(G – Y)
(R – Y)
100K
R3 56K
R4 56K
(R – Y)
1 1
(G − Y ) = − ( B − Y ) − ( R − Y )
6 2
(Chung cho mọi hệ)
Cuối cùng ta đưa ra tín hiệu màu vào đèn hình:
Tín hiệu vào lưới: VGK = VG - VK
Người ta đưa thêm 3 BJT màu để có:
-(B - Y) – Y = -B
-(G - Y) – Y = -G
-(R - Y) – Y = -R
Y Screen
+500V
5KV
Focus
(B–Y) BJT – (B–Y)
(G–Y) BJT – (G–Y) 24KV
(R–Y) BJT – (R–Y)

10. 57

11. 58
4.8 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT MÁY THU NTSC 3,58 B+
CONSTRAST
LUMA Y
TUNER IF VIDEO AMP2
DET
B+
BRIGHTNESS
0 3 MHz BRIGHT
LPF Y DELAY LUMA Y
0,7 AMP1 Q
Q
(B–Y)
DEMOD C AMP
o
+33 3,58(33 )
0
L TRAP
0 3 MHz o MATRIX
+90 (G–Y) AMP
BURST +180o P
SEP.
C (R–Y)
AMP AMP
3,58 I
3,58(0 )
0
I
3,08 4,08 DEMOD
fH LPF
BPF B+C C
L TRAP
ACC 3,58(00) COLOR
DET KILLER
CHROMA C CHROMA TINT
I II
fH
+B
ACC TINT
SUB COLOR COLOR

12. 59