ĐẠI CƯƠNG VỀ VÔ TUYẾN TRUYỀN HÌNH

1

PH N 1Ầ K THU T TRUY N HÌNH TR NG ĐEN

Ậ

Ắ

Ỹ

Ề

Ch

ươ

Đ I C

Ạ ƯƠ

ng 1 NG V VÔ TUY N TRUY N HÌNH Ế

Ề

Ề

ề ế

1.1 Nguyên lý chung v vô tuy n truy n hình ề

Đèn chi uế

1 2

Came- -ra

KĐTT (AM)

Nhân t nầ

3

L c hài ọ PHTK

M ch ạ ghép

KĐCS CT nầ

5 6 7 4

KĐTT (FM)

KĐ i ạ âm t nầ

Nhân t nầ

Hình 1.1 S đ t ng quát c a kh i máy phát hình ơ ồ ổ ủ ố

ề ề ầ ầ ế

ĐCTT (AM): kh i đi u ch trung t n hình, đi u ch biên đ . ề ố ộ ế ĐCTT (FM): kh i đi u ch trung t n ti ng, đi u ch t n s . ế ầ ố ề ố PHTK: m ch ph i h p tr kháng. ố ợ ế ế ở ạ

ề ể ủ ề ế ả ữ ệ ệ ộ ệ ế ằ ệ ệ ớ Đ truy n hình đi xa, trung tâm truy n hình bi n nh ng tín hi u quang c a nh ng ữ ệ ồ ư hình nh đ ng thành nh ng tín hi u đi n (g i t t là tín hi u hình nh – video), r i đ a ả ọ ắ ữ nh ng tín hi u này cùng v i tín hi u âm thanh đ n máy phát đ đi u ch b ng sóng cao ể ề ế ữ t n c c ng n (g i là sóng mang). ọ ầ ự ắ ậ ệ c b c x ứ ượ ạ ệ ề d ướ ạ ặ c camera ỗ T p h p nh ng tín hi u này (g i chung là tín hi u truy n hình) đ ữ ợ ọ qua không gian ho c truy n b ng cáp đ n máy thu. i d ng sóng đi n t ệ ừ M i hình nh đ ượ ả r t nh (g i là đi m nh) mà d ỏ ầ ử ấ ở ể ả ọ ộ ề 520.000 ph n t 1/3438 Radian thì m t ta không phân bi t đ ệ ượ ắ đi m nh mang thông tin v đ chói và màu s c c a v t. Sau đó, camera bi n đ i đ ề ằ ế ả trung tâm truy n hình phân tích thành kho ng ề i góc nhìn 1 phút (1/60 đ ) hay ướ c và có c m giác chúng li n nhau. Các ả ổ ộ ắ ủ ậ ể ả ề ộ ế

2

v i đ sáng đó (nh ệ ệ ể ả ỉ ệ ớ ộ ờ ộ ệ ả ở sáng c a t ng đi m nh thành tín hi u đi n có biên đ đi n áp t l ủ ừ b bi n đ i quang – đi n). Đó là quá trình phân tích nh đài phát. ộ ế ổ c l ượ ạ ụ ổ nh, bi n đ i tín hi u đi n nh n đ ượ ệ ệ ả ậ ễ ệ ổ ệ máy thu di n ra quá trình ng ở ổ ế ờ ộ ế ợ i. Đó là quá trình khôi ph c hay t ng h p c thành tín hi u quang, hi n hình nh trên màn ệ ể ệ ặ ố

Đ chùm tia đi n t ả hình, nh b bi n đ i đi n – quang, còn g i là ng thu hình CRT ho c màn hình tinh th ọ l ng LCD. ỏ ể ệ ử ủ ố ệ ố ộ ệ ố ể ệ ạ ộ ố c a ng thu hình do các tín hi u hình kh ng ch không ch ỉ ế c b trí đ lái chúng ể ọ i (g i trên xu ng d ượ ừ ướ ả ọ ố phóng vào m t đi m trên màn hình, m t h th ng m ch đi n đ trái sang ph i (g i là quét ngang hay quét dòng) và lái chúng t t ừ là quét d c, quét mành hay quét m t). ặ t t c các máy thu đ ng b so v i ở ấ ả ồ ệ ở ỗ ớ ở ề ộ ệ ữ ệ ọ Đ vi c quét ể ệ ề ể ồ ệ ọ máy thu không làm l nh, đài truy n hình còn phát thêm nh ng tín hi u đi u khi n vi c quét ọ ồ ỗ t các tia quét ng ể ắ ệ ấ ộ t dòng) và h i d c (xung t ữ ồ ọ ữ ắ ọ đài phát, ngoài tín hi u hình m i dòng, ả m i mành cho đúng (g i là tín hi u đ ng b ngang và d c); đ ng th i cũng phát nh ng ữ ờ ộ ệ ắ c ra nh ng v t tr ng tín hi u xoá d u đ t ượ ở trên màn hình; g i là nh ng xung xoá h i ngang (xung t ắ t ồ m t)ặ

ề Trên th gi i có nhi u chu n truy n hình, trong đó có 3 chu n chính và đã tr 1.2. Tiêu chu n truy n hình ẩ ề ế ớ ề ẩ ẩ ở

thành ph bi n là FCC, CCIR và OIRT. B ng 1.1. Các thông s quan tr ng c a 3 tiêu chu n truy n hình ọ ổ ế ả ủ ề ẩ ố

THÔNG SÔ FCC CCIR OIRT

CÁC TIÊU CHU NẨ

ỗ

S dòng quét trong m i hình S hình xu t hi n trong 1s ấ ệ

ầ ố

ọ ọ

ST T 1 ố 2 ố 3 Cách quét 4 Đ r ng d i t n hình ộ ộ ả ầ 5 T n s quét ngang (quét dòng) ầ ố 6 Chu kỳ quét ngang (quét dòng) 7 T n s quét d c (quét mành) 8 Chu kỳ quét d c (quét mành) 9 ệ ng pháp đi u ch tín hi u ươ ề ế 525 30 Xen kẽ 4MHz 15.750Hz 63,5 sm 60Hz 16,7ms Biên đ âm ộ 625 25 Xen kẽ 5MHz 15.625Hz 64 sm 50Hz 20ms Biên đ âmộ 625 25 Xen kẽ 6MHz 15.625Hz 64 sm 50Hz 20ms Biên đ âmộ Ph hình

ồ 10 Các m c tín hi u - Đ nh đ ng ứ ệ ỉ

ầ 100% (75 – 2,5)% (12,5 – 2,5)% (70 – 2,5)% 100% (75 – 2,5)% (12,5 – 2,5)% (70 – 2,5)% 100% (75 – 2,5)% (12,5 – 2,5)% (70 – 2,5)% ệ bộ thành ph n so v i - Xoá ớ tín hi u Video - M c tr ng ứ ắ - M c đen ứ

11 Ph ệ ng pháp đi u ch tín hi u ề ế T n sầ ố T n s ầ ố T n sầ ố

12 Kho ng cách gi a sóng mang hình 4,5MHz 5,5MHz 6,5MHz ữ ươ ti ngế ả

3

6MHz 7MHz 8MHz 13 Đ r ng d i t n chung (hình, ả ầ

và ti ng ế ộ ộ ti ng)ế ầ ố ầ ố ầ ầ

ế ủ ế ứ

14 T n s trung t n hình 15 T n s trung t n ti ng 16 Trung t n th hai c a ti ng ầ 17 Khuôn hình b:h 45,75 MHz 41,25MHz 4,5MHz 4:3 38MHz 32,5MHz 5,5MHz 4:3 38MHz 31,5MHz 6,5MHz 4:3

c áp ỷ ộ ượ

1. FCC: Federal Communication Commission: U h i Thông tin Liên bang; đ c M , Canada, Cuba...

các n d ng đ u tiên ầ ụ ướ ở ỹ

ư ấ ỷ v n Vô c Đ c, áo, Hà Lan, Nam c áp d ng đ u tiên các n ; đ

2. CCIR: Comité Consultatif International de Radio et Television: U ban t ụ

ố ế ượ ướ ứ ầ ở tuy n Đi n Qu c t ệ ế ...ư t

c áp d ng đ u tiên ổ ứ ướ đ ố ế ượ ụ ầ ở 3. OIRT: Organisation International Radio and Television: T ch c Phát thanh và Phát hình Qu c t ề c XHCN (cũ) ệ ấ ẩ ắ ở Vi ph n l n các n ầ ớ ẩ ự ể t Nam) đ phân tích m t s thông s đ c tr ng c a nó. ủ L y chu n truy n hình tr ng đen OIRT (chu n đ xây d ng h màu PAL D/K ư ộ ố ố ặ ể ệ

ỗ ụ ượ ng hình ph thu c vào đ phân gi ộ ề ả ố ệ ỗ ộ ọ ố ộ ả ủ ớ ủ ả ề ỏ ơ i gi a 2 dòng và hình nhìn th y s c ranh gi ế t đ ệ ượ 1. S dòng quét m i hình là 625 ố ấ i. S dòng quét càng nhi u, ch t Ch t lấ ể ả ng hình nh càng đ p. Do đó, vi c ch n s dòng quét m i hình ph i đ l n đ đ m l ẹ ượ ả i cách màn hình m t kho ng b ng 6 chi u cao c a hình thì góc b o sao cho khi m t ng ắ ằ ườ ả i đ n 2 dòng liên ti p trên màn hình ph i nh h n 1 phút (1/60 đ ). Có t o b i m t ng ả ộ ườ ế ắ ạ ấ ẽ nh v y, m t ta m i không phân bi ữ ớ ớ ắ m n, không b s a ngang. ị ứ ở ư ậ ị

h

độ

l= 6h

Hình 1.2 Cách xác đ nh s dòng quét trên m i hình ố ỗ ị

c s dòng quét t ng ng v i các chu n FCC, CCIR và OIRT ị ượ ố ươ ứ ẩ ớ T đó xác đ nh đ ừ t là 525, 625 và 625. l n l ầ ượ

25

ố ườ ớ

2. S hình trong 1s là Ng ắ

ọ ố ẽ ệ ớ ạ ư ả ng ng v i th i gian l u nh ờ ươ ứ c a m t thì hình s hi n ra liên t c, không gây c m giác b gián đo n. S hình càng l n ớ ố ị ủ ọ 1/25s – 1/8s. Do đó n u ch n thì càng có c m giác liên t c. M t có th i gian l u nh t i ta ch n s hình trong 1s l n h n s hình t ụ ắ ơ ố ả ư ả ụ ừ ế ả ờ

4

ơ ầ ạ ặ ằ ầ ệ ớ ướ ố ủ ầ ố ạ ề ể ệ ượ ả ả ộ ọ ồ ệ ề ớ ầ ố ạ ệ

ầ ố ủ ầ ả ộ i có c m giác đèn luôn sáng) ọ ố s hình trong 1s l n h n ho c b ng 25 hình thì đ t yêu c u. Ngoài ra, c n ph i ch n s ả ố ng hình b rung, l c c s c a t n s m ng đi n xoay chi u đ tránh hi n t hình là ắ ị ổ ho c có v t đen trôi trên màn hình khi b l c ngu n không b o đ m ch t l ng. T ng ấ ượ ế ặ h p các đi u ki n trên, các chu n truy n hình FCC, CCIR và OIRT ch n s hình trong ọ ố ề ợ ẩ 1s l n l t 60Hz, ng ng v i t n s m ng đi n xoay chi u l n l t là 30, 25 và 25.(t ề ầ ượ ươ ứ ầ ượ 50Hz và 50Hz. ụ ả t f c a m t bóng đèn, n u f>25Hz (25l n trong ế ườ (Ví d : kh o sát t n s ch p t ớ ắ 1s) thì do kh năng l u nh nên m t ng ắ ư ả ả

c quét xen k ẽ

ụ ặ ứ ự ẽ

ầ ỗ t quét mành l 2,4,6,8...Nh th , trong m t mành ch n hay m t mành l ộ ề ệ ữ theo th t ẵ ộ ấ ắ ư ả ệ ấ ấ ả ng nh p nháy c a hình nh trên màn hình. c hi n t

3. Các dòng trong m t mành đ ượ ộ ng nh p nháy do cách quét 25 hình (ho c 30 hình) trong Đ kh c ph c hi n t ấ ệ ượ ắ ể 1,3,5,7... r i i ta s d ng cách quét xen k ; l n l ồ 1s, ng ử ụ ẽ ầ ượ ườ ẽ quét mành ch n theo th t , ư ế ộ ứ ự ẵ m i dòng ch p sáng (xu t hi n) 25 l n, nh ng 2 dòng k nhau thu c 2 mành khác nhau ư ấ ớ thì xu t hi n 50 l n trong 1s. Nh ng vì kho ng cách gi a 2 dòng r t bé nên m t không ầ ấ ả ệ c. K t qu là ta có c m giác s hình xu t hi n trong 1s tăng g p đôi, kh c phát hi n đ ắ ố ế ệ ượ ph c đ ả ệ ượ ụ ượ

ủ ấ

B t đ u quét mành l B t đ u quét mành ch n ắ ầ ắ ầ ẵ

3

2

5

4

ẽ 1

623

625

622 624

c mành c mành ượ ượ Quét ng lẽ Quét ng ch nẵ

Hình 1.3 Cách quét xen k trong k thu t truy n hình ẽ ề ậ ỹ

H= fd =15.625Hz. Và chu kỳ quét ngang TH= Td =64us

ầ ố 4. T n s quét ngang (quét dòng) là 15.625Hz V i 625 dòng trong 1 hình và quét xen k 25 hình trong 1s thì s dòng quét mà ẽ ớ ố đ m ch quét ngang quét c trong 1s là: 625 dòng/hình x 25 hình/s = 15.625 dòng/s ạ ượ Do đó t n s quét ngang f ầ ố

I

q

B

D

A C E

B D

t

C

A

E

8

56

64

Hình 1.3 Dòng quét ngang có d ng răng c a tuy n tính theo chi u ngang ư ế ề ạ

5

ọ ầ ố ể ả ượ ớ ỗ ậ ầ ờ ẩ ặ ố 5. T n s quét d c (quét mành) là 50Hz c là V i cách quét xen k , chu kỳ (th i gian) quét m i hình, k c quét ng ẽ TH=1/50 = 20ms (ho c 1/60=16,7ms chu n FCC). V y t n s quét mành là fV=50Hz (ho c 60Hz chu n FCC). ặ ẩ

ượ ộ ễ ộ c đi u ch biên đ âm (đ ch ng nhi u biên đ ) ng ng v i biên đ đi n áp th p nh t. ắ ấ ấ ớ ể ố ộ ệ 10% - 71% biên đ tín hi u Video ộ

ừ c 6. Tín hi u hình đ ế ề ệ đi m tr ng nh t c a hình t ấ ủ ươ ứ ể + Tín hi u hình chi m t ế ừ ệ + Tín hi u đ ng b chi m t ế ộ ệ ồ + Tín hi u xoá tia quét ng ệ ượ ở ứ ệ 75% - 100% biên đ tín hi u Video ộ m c 75% biên đ tín hi u Video. ộ ệ ệ

A B

Quét thu nậ

Quét ng cượ I q

Xung đ ng b ngang ồ ộ t

i đen

50%

V 100% 75% 71%

Đen h n t ơ ố t i đen ố Đen nh tấ Đen v aừ

10%

t xám Tr ngắ

Xug xoá ngang

Hình 1.4 M t dòng quét AB c a tín hi u hình đ c đi u ch biên đ âm ủ ệ ộ ượ ề ế ộ

ộ ộ ệ 7. Đ r ng d i t n chung c a tín hi u hình và ti ng là 8MHz ủ Trong ph t n c a tín hi u truy n hình, th c ra d i biên d ả ầ ủ ế ả ự ề ể ế ệ ộ ị ổ ầ hình đã b đài phát l c đi m t ph n l n đ ti ọ tín hi u nh nhau. D i biên còn l ả ả ầ i là d i biên trên g i là d i biên c t (Nyquist) ả i c a sóng mang ướ ủ t ki m d i t n vì 2 biên t n mang thông tin ầ ụ ệ ầ ớ ạ ư ệ ả ọ

6

A V

i

ủ

f RF/VID f RF/S

Biên t n trên c a ầ tín hình Biên t n d ầ ướ c a tín hi u ệ ủ hình

6,5MHz

8MHz Hình 1.5 Đ c tính biên t n c a tín hi u cao t n hình ầ ủ

f

ệ ặ ầ

ệ ế ầ ố ượ c đi u ch theo t n s ế ự ơ ế ấ ầ ớ ế ầ ầ ố ở ầ ề ầ ệ ờ ậ ệ ế c hi n t 8. Tín hi u ti ng (âm thanh) đ ề ể Nh ờ đi u t n nên âm thanh nghe trung th c h n; ngoài ra trong máy thu hình ki u đ i t n tín hi u trung t n hình và ti ng d đi chung v i nhau ít nh t cho đ n t ng tách ễ ổ ầ sóng hình. Nh v y, tín hi u ti ng không b suy gi m ho c b méo khi t n s ổ t ng đ i ị t n b xê d ch. Ngoài ra nó còn gi m đ ượ ầ ặ ị ng ti ng l n vào hình. ẫ ế ả ệ ượ ả ị ị

ữ ế 9. Kho ng cách gi a sóng mang hình và sóng mang ti ng là 6,5MHz + T n s sóng mang cao t n ti ng l n h n sóng mang cao t n hình ả ầ ố ớ ơ ế ầ ầ fRF/S>fRF/VID và

IF/VID>fIF/S và

+ Suy ra t n s trung t n hình l n h n trung t n ti ng f ầ ố ế ầ ớ ơ fRF/S - fRF/VID=6,5MHz ầ fIF/VID - fIF/S=6,5MHz

ổ ị ị ệ ổ ầ ủ ề ủ ng ng v i thành ph n t n s th p và các chi ti ả ươ ứ ế ớ ủ ầ ầ ố ệ t l n c a hình nh t ớ ầ ấ 10. Ph tín hi u hình: Xác đ nh ph t n c a tín hi u hình là xác đ nh các thành ph n xoay chi u c a tín ế t ớ c xác ng ng v i thành ph n t n s cao. Thành ph n th p nh t c a ph t n đ ổ ầ ượ ằ c xác đ nh b ng ị ầ ầ ầ ố ấ ấ ủ i h n trên c a ph t n đ ủ ớ ạ ổ ầ ượ ọ ủ i đ ụ ạ ượ ệ ỉ ế ả nh- đ hi u. Các chi ti ệ nh t ỏ ươ ứ đ nh b ng t n s quét d c. Trong khi đó gi ằ ị thành ph n t n s cao c a tín hi u hình. t có ể ề c xác đ nh b ng ô vuông mà m i c nh b ng chi u c hình nh v i các chi ti ớ ỗ ạ ề ầ ử ả ượ ằ ị

ầ ố ầ ầ ố H th ng truy n hình ch có th khôi ph c l ệ ố kích th c x p xĩ ph n t ằ ướ ấ r ng c a m t dòng quét. ủ ộ ộ T n s cao nh t c a ph tín hi u hình ph thu c vào s dòng quét. Đ đ t đ ầ ố ấ ủ ụ ệ ộ c ph n t ổ đ rõ nét c a nh càng cao thì s dòng quét càng l n, kích th ố ộ ể ạ ượ c ỏ nh càng nh . ầ ử ả ố ướ ủ ả ớ

7

ử ụ ủ ả ầ ươ ẽ ẽ ả ng pháp quét xen k s gi m

Ví d : N u quét liên t c 625 dòng v i t l khuôn hình 4:3 và s hình trong 1s là ớ ỉ ệ ụ ố ẩ

Lúc đó đ r ng c a d i t n hình càng tăng. S d ng ph ộ ộ c d i t n này. đ ượ ả ầ ế ụ 25, (theo chu n CCIR va OIRT) thì S ph n t S ph n t S ph n t . c a nh trong 1 dòng: 625 x 4/3 = 833 ph n t ầ ử c a nh trong 1 hình: 625 x 833 = 520.625 ph n t . ầ ử c a nh trong 1s (25 hình): 520.625 x 25 = 13 tri u ph n t ệ ố ầ ử ủ ả ố ầ ử ủ ả ố ầ ử ủ ả . ầ ử ấ ủ ệ c nâng lên g p đôi ư ậ ế ử ụ ươ ượ ấ nên t n s cao nh t c a tín hi u hình gi m xu ng m t n a. Nghĩa là fmax=6,5 MHz. Nh v y, t n s cao nh t c a tín hi u hình ph i là 13 MHz. ầ ố ng pháp quét xen k thì t n s mành đ N u s d ng ph ẽ ố ả ầ ố ộ ử ầ ố ấ ủ ệ ả

V

f V

3f V f H -f f V H +f f V H 2f H +f 2f V H

3f H +nf f V H nf V

f

Hình 1.7 Ph c a tín hi u hình ổ ủ ệ

Ph c a tín hi u hình đ ượ ạ ồ ổ ủ ầ ố ệ ọ ổ c minh ho trên hình 1.7. Đó là ph gián đo n g m các ạ hài c a t n s quét d c và các nhóm ph quanh hài c a t n s quét ngang, trong đó hài có b c càng cao thì biên đ càng bé. ổ ủ ủ ầ ố ậ ộ ể ữ ổ ữ ữ ố ả ư ế ệ ổ ữ ứ ệ ề ể Đ c đi m là gi a các nhóm ph hài t n s quét ngang t n t i các kho ng tr ng. ồ ạ ố ầ ố ặ ả Có th l ng h p 2 i d ng nh ng kho ng tr ng này đ truy n nh ng tín hi u khác. Tr ệ ườ ể ợ ụ ợ ề ể ằ tín hi u có c u trúc ph nh nhau, n u b trí các nhóm ph c a tín hi u th hai n m ổ ủ ứ ố ấ ệ vào các kho ng tr ng gi a các nhóm ph c a tín hi u th nh t, thì có th truy n c 2 ả ấ ổ ủ ả tín hi u y trên m t kênh thông tin, sau đó có th tách chúng ra đ c. ệ ấ ố ộ ượ ể ượ ứ ổ ủ ụ ậ ỹ ệ ố ủ ặ ả ng cũng l ố ợ ụ ườ ể ề ả Tính ch t này đ ệ c ng d ng trong k thu t truy n hình màu. Ph c a tín hi u ấ ề c s p đ t vào các kho ng tr ng c a ph tín hi u chói. Trong các h th ng tín màu đ ệ ổ ượ ắ hi u truy n hình đo l ệ i d ng các kho ng tr ng này đ truy n các tín hi u ệ ố ề ki m tra. ể