Chương 1: Dai cuong vo tuyen truyen hinh

4,725 views

Published on

Kỹ thuật truyền hình

0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
4,725
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
128
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Chương 1: Dai cuong vo tuyen truyen hinh

  1. 1. 1 PHẦN 1 KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH TRẮNG ĐEN Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ VÔ TUYẾN TRUYỀN HÌNH1.1 Nguyên lý chung về vô tuyến truyền hình Đèn chiếu 1 2 Came- KĐTT Nhân -ra (AM) tần 3 Mạch KĐCS Lọc hài ghép CTần PHTK 5 6 4 7 KĐại KĐTT Nhân âm tần (FM) tần Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát của khối máy phát hình ĐCTT (AM): khối điều chế trung tần hình, điều chế biên độ. ĐCTT (FM): khối điều chế trung tần tiếng, điều chế tần số. PHTK: mạch phối hợp trở kháng. Để truyền hình đi xa, trung tâm truyền hình biến những tín hiệu quang của nhữnghình ảnh động thành những tín hiệu điện (gọi tắt là tín hiệu hình ảnh – video), rồi đưanhững tín hiệu này cùng với tín hiệu âm thanh đến máy phát để điều chế bằng sóng caotần cực ngắn (gọi là sóng mang). Tập hợp những tín hiệu này (gọi chung là tín hiệu truyền hình) được bức xạ dướidạng sóng điện từ qua không gian hoặc truyền bằng cáp đến máy thu. Mỗi hình ảnh được camera ở trung tâm truyền hình phân tích thành khoảng520.000 phần tử rất nhỏ (gọi là điểm ảnh) mà dưới góc nhìn 1 phút (1/60 độ) hay 1/3438Radian thì mắt ta không phân biệt được và có cảm giác chúng liền nhau. Các điểm ảnhmang thông tin về độ chói và màu sắc của vật. Sau đó, camera biến đổi độ sáng của từng
  2. 2. 2điểm ảnh thành tín hiệu điện có biên độ điện áp tỉ lệ với độ sáng đó (nhờ bộ biến đổiquang – điện). Đó là quá trình phân tích ảnh ở đài phát. ở máy thu diễn ra quá trình ngược lại. Đó là quá trình khôi phục hay tổng hợp ảnh,biến đổi tín hiệu điện nhận được thành tín hiệu quang, hiện hình ảnh trên màn hình, nhờbộ biến đổi điện – quang, còn gọi là ống thu hình CRT hoặc màn hình tinh thể lỏng LCD. Để chùm tia điện tử của ống thu hình do các tín hiệu hình khống chế không chỉphóng vào một điểm trên màn hình, một hệ thống mạch điện được bố trí để lái chúng từtrái sang phải (gọi là quét ngang hay quét dòng) và lái chúng từ trên xuống dưới (gọi làquét dọc, quét mành hay quét mặt). Để việc quét ở tất cả các máy thu đồng bộ so với ở đài phát, ngoài tín hiệu hìnhảnh, đài truyền hình còn phát thêm những tín hiệu điều khiển việc quét ở mỗi dòng, mỗimành cho đúng (gọi là tín hiệu đồng bộ ngang và dọc); đồng thời cũng phát những tínhiệu xoá dấu để tắt các tia quét ngược ở máy thu không làm lộ ra những vệt trắng trênmàn hình; gọi là những xung xoá hồi ngang (xung tắt dòng) và hồi dọc (xung tắt mặt)1.2. Tiêu chuẩn truyền hình Trên thế giới có nhiều chuẩn truyền hình, trong đó có 3 chuẩn chính và đã trởthành phổ biến là FCC, CCIR và OIRT. Bảng 1.1. Các thông số quan trọng của 3 tiêu chuẩn truyền hìnhST THÔNG SÔ FCC CCIR OIRTT CÁC TIÊU CHUẨN 1 Số dòng quét trong mỗi hình 525 625 625 2 Số hình xuất hiện trong 1s 30 25 25 3 Cách quét Xen kẽ Xen kẽ Xen kẽ 4 Độ rộng dải tần hình 4MHz 5MHz 6MHz 5 Tần số quét ngang (quét dòng) 15.750Hz 15.625Hz 15.625Hz 6 Chu kỳ quét ngang (quét dòng) 63,5 µs 64 µs 64 µs 7 Tần số quét dọc (quét mành) 60Hz 50Hz 50Hz 8 Chu kỳ quét dọc (quét mành) 16,7ms 20ms 20ms 9 Phương pháp điều chế tín hiệu hình Biên độ âm Biên độ âm Biên độ âm10 Các mức tín hiệu - Đỉnh đồng bộ 100% 100% 100% thành phần so với - Xoá (75 2,5)% ± (75 2,5)% ± (75 2,5)% ± tín hiệu Video - Mức trắng (12,5 2,5) ± (12,5 2,5) ± (12,5 2,5) ± - Mức đen % % % (70 2,5)% ± (70 2,5)% ± (70 2,5)% ±11 Phương pháp điều chế tín hiệu Tần số Tần số Tần số tiếng12 Khoảng cách giữa sóng mang hình 4,5MHz 5,5MHz 6,5MHz và tiếng13 Độ rộng dải tần chung (hình, tiếng) 6MHz 7MHz 8MHz14 Tần số trung tần hình 45,75 MHz 38MHz 38MHz
  3. 3. 315 Tần số trung tần tiếng 41,25MHz 32,5MHz 31,5MHz16 Trung tần thứ hai của tiếng 4,5MHz 5,5MHz 6,5MHz17 Khuôn hình b:h 4:3 4:3 4:3 1. FCC: Federal Communication Commission: Uỷ hội Thông tin Liên bang; được áp dụng đầu tiên ở các nước Mỹ, Canada, Cuba... 2. CCIR: Comité Consultatif International de Radio et Television: Uỷ ban tư vấn Vô tuyến Điện Quốc tế ; được áp dụng đầu tiên ở các nước Đức, áo, Hà Lan, Nam tư... 3. OIRT: Organisation International Radio and Television: Tổ chức Phát thanh và Phát hình Quốc tế được áp dụng đầu tiên ở phần lớn các nước XHCN (cũ) Lấy chuẩn truyền hình trắng đen OIRT (chuẩn để xây dựng hệ màu PAL D/K ởViệt Nam) để phân tích một số thông số đặc trưng của nó. 1. Số dòng quét mỗi hình là 625 Chất lượng hình phụ thuộc vào độ phân giải. Số dòng quét càng nhiều, chất lượnghình ảnh càng đẹp. Do đó, việc chọn số dòng quét mỗi hình phải đủ lớn để đảm bảo saocho khi mắt người cách màn hình một khoảng bằng 6 chiều cao của hình thì góc tạo bởimắt người đến 2 dòng liên tiếp trên màn hình phải nhỏ hơn 1 phút (1/60 độ). Có như vậy,mắt ta mới không phân biệt được ranh giới giữa 2 dòng và hình nhìn thấy sẽ mịn, khôngbị sứa ngang. h độ l= 6h Hình 1.2 Cách xác định số dòng quét trên mỗi hình Từ đó xác định được số dòng quét tương ứng với các chuẩn FCC, CCIR và OIRTlần lượt là 525, 625 và 625. 2. Số hình trong 1s là 25 Người ta chọn số hình trong 1s lớn hơn số hình tương ứng với thời gian lưu ảnhcủa mắt thì hình sẽ hiện ra liên tục, không gây cảm giác bị gián đoạn. Số hình càng lớnthì càng có cảm giác liên tục. Mắt có thời gian lưu ảnh từ 1/25s – 1/8s. Do đó nếu chọn sốhình trong 1s lớn hơn hoặc bằng 25 hình thì đạt yêu cầu. Ngoài ra, cần phải chọn số hìnhlà ước số của tần số mạng điện xoay chiều để tránh hiện tượng hình bị rung, lắc hoặc cóvết đen trôi trên màn hình khi bộ lọc nguồn không bảo đảm chất lượng. Tổng hợp cácđiều kiện trên, các chuẩn truyền hình FCC, CCIR và OIRT chọn số hình trong 1s lần lượt
  4. 4. 4là 30, 25 và 25.(tương ứng với tần số mạng điện xoay chiều lần lượt 60Hz, 50Hz và50Hz. (Ví dụ: khảo sát tần số chớp tắt f của một bóng đèn, nếu f>25Hz (25lần trong 1s)thì do khả năng lưu ảnh nên mắt người có cảm giác đèn luôn sáng) 3. Các dòng trong một mành được quét xen kẽ Để khắc phục hiện tượng nhấp nháy do cách quét 25 hình (hoặc 30 hình) trong 1s,người ta sử dụng cách quét xen kẽ; lần lượt quét mành lẽ theo thứ tự 1,3,5,7... rồi quétmành chẵn theo thứ tự 2,4,6,8...Như thế, trong một mành chẵn hay một mành lẽ, mỗidòng chớp sáng (xuất hiện) 25 lần, nhưng 2 dòng kề nhau thuộc 2 mành khác nhau thìxuất hiện 50 lần trong 1s. Nhưng vì khoảng cách giữa 2 dòng rất bé nên mắt không pháthiện được. Kết quả là ta có cảm giác số hình xuất hiện trong 1s tăng gấp đôi, khắc phụcđược hiện tượng nhấp nháy của hình ảnh trên màn hình. Bắt đầu quét mành lẽ Bắt đầu quét mành chẵn 1 3 2 5 4 Quét ngược mành Quét ngược mành lẽ chẵn 623 622 625 624 Hình 1.3 Cách quét xen kẽ trong kỹ thuật truyền hình 4. Tần số quét ngang (quét dòng) là 15.625Hz Với 625 dòng trong 1 hình và quét xen kẽ 25 hình trong 1s thì số dòng quét màmạch quét ngang quét được trong 1s là: 625 dòng/hình x 25 hình/s = 15.625 dòng/s Do đó tần số quét ngang fH= fd =15.625Hz. Và chu kỳ quét ngang TH= Td =64us Iq A C B B D E D t A C E 56 8 64 Hình 1.3 Dòng quét ngang có dạng răng cưa tuyến tính theo chiều ngang
  5. 5. 5 5. Tần số quét dọc (quét mành) là 50Hz Với cách quét xen kẽ, chu kỳ (thời gian) quét mỗi hình, kể cả quét ng ược làTH=1/50 = 20ms (hoặc 1/60=16,7ms chuẩn FCC). Vậy tần số quét mành là fV=50Hz(hoặc 60Hz chuẩn FCC). 6. Tín hiệu hình được điều chế biên độ âm (để chống nhiễu biên độ) điểm trắng nhất của hình tương ứng với biên độ điện áp thấp nhất.+ Tín hiệu hình chiếm từ 10% - 71% biên độ tín hiệu Video+ Tín hiệu đồng bộ chiếm từ 75% - 100% biên độ tín hiệu Video+ Tín hiệu xoá tia quét ngược ở mức 75% biên độ tín hiệu Video. A B Quét thuận Quét ngược Iq t Xung đồng bộ ngang V 100% Đen hơn tối đen 75% tối đen 71% Đen nhất 50% Đen vừa xám 10% t Trắng Xug xoá ngang Hình 1.4 Một dòng quét AB của tín hiệu hình được điều chế biên độ âm 7. Độ rộng dải tần chung của tín hiệu hình và tiếng là 8MHz Trong phổ tần của tín hiệu truyền hình, thực ra dải biên dưới của sóng mang hìnhđã bị đài phát lọc đi một phần lớn để tiết kiệm dải tần vì 2 biên tần mang thông tin tínhiệu như nhau. Dải biên còn lại là dải biên trên gọi là dải biên cụt (Nyquist)
  6. 6. 6 AV fRF/VID fRF/S Biên tần dưới Biên tần trên của của tín hiệu tín hình hình f 6,5MHz 8MHz Hình 1.5 Đặc tính biên tần của tín hiệu cao tần hình 8. Tín hiệu tiếng (âm thanh) được điều chế theo tần số Nhờ điều tần nên âm thanh nghe trung thực hơn; ngoài ra trong máy thu hình kiểuđổi tần tín hiệu trung tần hình và tiếng dễ đi chung với nhau ít nhất cho đến tầng táchsóng hình. Nhờ vậy, tín hiệu tiếng không bị suy giảm hoặc bị méo khi tần số ở tầng đổitần bị xê dịch. Ngoài ra nó còn giảm được hiện tượng tiếng lẫn vào hình. 9. Khoảng cách giữa sóng mang hình và sóng mang tiếng là 6,5MHz + Tần số sóng mang cao tần tiếng lớn hơn sóng mang cao tần hìnhfRF/S>fRF/VID và fRF/S - fRF/VID=6,5MHz + Suy ra tần số trung tần hình lớn hơn trung tần tiếng fIF/VID>fIF/S và fIF/VID - fIF/S=6,5MHz 10. Phổ tín hiệu hình: Xác định phổ tần của tín hiệu hình là xác định các thành phần xoay chiều của tínhiệu. Các chi tiết lớn của hình ảnh tương ứng với thành phần tần số thấp và các chi tiếtnhỏ tương ứng với thành phần tần số cao. Thành phần thấp nhất của phổ tần được xácđịnh bằng tần số quét dọc. Trong khi đó giới hạn trên của phổ tần được xác định bằngthành phần tần số cao của tín hiệu hình. Hệ thống truyền hình chỉ có thể khôi phục lại được hình ảnh với các chi tiết cókích thước xấp xĩ phần tử ảnh- được xác định bằng ô vuông mà mỗi cạnh bằng chiềurộng của một dòng quét. Tần số cao nhất của phổ tín hiệu hình phụ thuộc vào số dòng quét. Để đạt được độrõ nét của ảnh càng cao thì số dòng quét càng lớn, kích thước phần tử ảnh càng nhỏ. Lúcđó độ rộng của dải tần hình càng tăng. Sử dụng phương pháp quét xen kẽ sẽ giảm đượcdải tần này. Ví dụ: Nếu quét liên tục 625 dòng với tỉ lệ khuôn hình 4:3 và số hình trong 1s là25, (theo chuẩn CCIR va OIRT) thìSố phần tử của ảnh trong 1 dòng: 625 x 4/3 = 833 phần tử.
  7. 7. 7Số phần tử của ảnh trong 1 hình: 625 x 833 = 520.625 phần tử.Số phần tử của ảnh trong 1s (25 hình): 520.625 x 25 = 13 triệu phần tử. Như vậy, tần số cao nhất của tín hiệu hình phải là 13 MHz. Nếu sử dụng phương pháp quét xen kẽ thì tần số mành được nâng lên gấp đôi nêntần số cao nhất của tín hiệu hình giảm xuống một nửa. Nghĩa là fmax=6,5 MHz. V fV 3fV fH-fV fH fH+fV 2fH 2fH+fV nfV fH+nfV 3fH f Hình 1.7 Phổ của tín hiệu hình Phổ của tín hiệu hình được minh hoạ trên hình 1.7. Đó là phổ gián đoạn gồm cáchài của tần số quét dọc và các nhóm phổ quanh hài của tần số quét ngang, trong đó hài cóbậc càng cao thì biên độ càng bé. Đặc điểm là giữa các nhóm phổ hài tần số quét ngang tồn tại các khoảng trống. Cóthể lợi dụng những khoảng trống này để truyền những tín hiệu khác. Trường hợp 2 tínhiệu có cấu trúc phổ như nhau, nếu bố trí các nhóm phổ của tín hiệu thứ hai nằm vào cáckhoảng trống giữa các nhóm phổ của tín hiệu thứ nhất, thì có thể truyền cả 2 tín hiệu ấytrên một kênh thông tin, sau đó có thể tách chúng ra được. Tính chất này được ứng dụng trong kỹ thuật truyền hình màu. Phổ của tín hiệumàu được sắp đặt vào các khoảng trống của phổ tín hiệu chói. Trong các hệ thống tínhiệu truyền hình đo lường cũng lợi dụng các khoảng trống này để truyền các tín hiệukiểm tra.

×