48 CChhưươơnngg 44

HHỆỆ MMÀÀUU NNTTSSCC

44..11 ĐĐạạii ccưươơnngg

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).

44..22 CCáácc ttiiêêuu cchhuuẩẩnn ccủủaa hhệệ mmààuu NNTTSSCC

44..22..11 CChhọọnn llạạii bbăănngg ttầầnn VVHHFF ((1122 kkêênnhh)) vvàà UUHHFF ((6699 kkêênnhh)) ccủủaa FFCCCC đđeenn ttrrắắnngg

Chọn

f,

f

f,

RF

0

RF

VID

S

 

f,

f

IF

IF

VID

S

do đó:

54 ,

MHz

f

f

54 ,

MHz

f

f

IF

IF

RF

RF

VID

S

VID

S

 Khổ rộng băng thông 6MHz  525 dòng 1 ảnh, 30 ảnh/giây  fH = 15750Hz, fv = 60Hz

44..22..22 ĐĐịịnnhh kkhhuu vvựựcc mmààuu vvàà YY ttrroonngg ddảảii ttầầnn

Av fsc = 3,58 MHz

Y: 0 ÷ 3MHz Màu: 3,08MHz ÷ 4,08MHz Tần số sóng mang phụ: fsc = 3,58MHz

O

Y

f(MHz)

3,08 4,08 Luma Chrominance

44..22..33 ĐĐiiềềuu cchhếế mmààuu

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  Tần số sóng mang phụ mang tín hiệu vẫn là 3,58MHz  Biên độ đỉnh - đỉnh = chính biên độ đỉnh - đỉnh của tín hiệu

49

 Mỗi khi điện áp đổi chiều từ dương sang âm hay ngược lại thì sóng mang phụ

lại đảo pha 180o

44..33 MMạạcchh ttạạoo ttíínn hhiiệệuu VViiddeeoo NNTTSSCC ttổổnngg hhợợpp ttạạii đđààii pphháátt

44..33..11 BBưướớcc tthhứứ nnhhấấtt

Tạo ra tín hiệu (B - Y), (R - Y) và tín hiệu chói Y từ camera màu.

44..33..22 BBưướớcc tthhứứ hhaaii

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)

MATRIX

(B – Y) I (0  1,2 MHz)

(R – Y) Q (0  0,5 MHz)

(R –Y)

I

I: Inphase Q: Quadrature

Q

Tọa độ màu của (B – Y), (R - Y) và I, Q như sau:

Hệ NTSC xoay hệ trục toạ độ màu đi 33o 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).

Màu bất kỳ:

I   Q 

123o (B –Y) 33o

44..33..33 BBưướớcc tthhứứ bbaa

 1C

SAM

 C

MATRIX

+

I (B – Y)

SAM

 2C

3,58 0o

+33o

+90o

(R – Y) Q

 C

 2C

 1C

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).

 2C

 1C

=

+

 C

 1C

 2C

I Q

và

và  = arctg  1C

 2C

+

 1C

 2C

) sau đó được nhập chung để có 1  duy nhất rồi lại nhập chung tín hiệu chói Y. Vì Y đi thẳng còn C Y qua dây trễ 0,7us

Hai sóng điều biên nén của I và Q (  sóng C =  trong quá trình tạo ra lại có đường đi dài hơn nên trước khi gặp C  đến đồng thời, tránh được hiện tượng sai pha. để Y và C

+

44..33..44 BBưướớcc tthhứứ ttưư

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 180o 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.

44..33..55 BBưướớcc tthhứứ nnăămm

H + V SYNCHRO HORIZONTAL BLANKING

DELAY Y: 0÷3M 0,7 s

SAM

+

MATRIX

+

SAM

BURST GATE

fH

3,58 0o

+33o

+90o

+180o

Hình 4.1 Sơ đồ khối phần tạo tín hiệu Video tổng hợp của hệ NTSC

R I 0÷1,2M G C Y + COMPOSITE VIDEO B B Q 0÷0,5M

51

C

Y

Cmax 133% Ymax 100%

Synchro

B:±20%

Ymin 0%(BLKG) SYNC -40%

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.

Cmin -33% Hình 4.2 Các tín hiệu và mức biên độ trong video tổng hợp hệ NTSC

44..44 PPhhầầnn ttrruuyyềềnn hhììnnhh mmààuu ccủủaa đđààii pphháátt

CAMERA MÀU

f

25,187

MHz

RF

VID

Y+C+B COMPOSITE VIDEO AM

AM – FM DIPLEXER

MICRO

f

75,191

MHz

RF  S

Hình 4.3 Phần truyền hình màu của đài phát hệ NTSC, tương ứng với kênh 9

Tín hiệu hình được điều chế AM với tần số sóng mang hình fRF/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).

FM AUDIO AMP

52

4.5 SSơơ đđồồ kkhhốốii pphhầầnn TTUUNNEERR

MIXER

RFAMP

VID

RFf RFf

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 fo 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

+ _

68P C 42PF 10P

C4 C3 C2 C1 0 V1 V2 V3 V4 (-V)

44..66 SSơơ đđồồ kkhhốốii pphhầầnn VVIIDDIIFFAAMMPP VVÀÀ VVIIDDEEOO DDEETTEECCTTOORR

45,75 47,75

39,75

41,25

4,5MHz

MHz

VIDEO DETECTOR

AGC

SIF SOUND VIDEO DAMPER VIDEO Y+C+B IFAGC

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).

RFAGC

53

44..77 GGiiaaii đđooạạnn xxửử llýý ttíínn hhiiệệuu VVIIDDEEOO NNTTSSCC 33,,5588 ((hhooặặcc NN33))

44..77..11 TTáácchh YY rraa kkhhỏỏii BB vvàà CC

Tách tín hiệu Y ra khỏi C + Burst. Điều này rất dễ vì chỉ cần 2 bộ lọc: Lọc thông

LỌCTHÔNG THẤP

Y Y DELAY 0,7 s Y+C+B

C+B

4,08 MHz

3,08

thấp 0  3MHz cho Y và lọc băng thông 3,08 ÷ 4,08MHz cho C + B.

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.

C L

44..77..22 TTáácchh BB vvàà mmààuu CC

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

B B BURST SEP T1 C C+B

C

CHROMA AMP T2

8 s 56 s

Vậy ta dùng 2 BJT phân cực chạy ở hai thời điểm khác nhau là tách được B ra khỏi C. 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.

FlyBack

44..77..33 MMạạcchh ggiiữữ bbiiêênn đđộộ ttíínn hhiiệệuu mmààuu

Mạch giữ biên độ tín hiệu màu không yếu đi và sửa pha của hai sóng tải phụ:

54

cos 

R Z

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).

SUB COLOR COLOR C RC 2 nd CHROMA AMP

ACC

ACC DET.

B+ VR 10K

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

R 

do vCE của nó tạo ra:

v CE I

E

Thay đổi điện áp cung cấp Vcc là vCE thay đổi và R đổi nên pha thay đổi vì:

cos 

R Z

Z

R

2 Z 

2 C

TINT

VV Vra I VR R Vra Vra C VV

Với Ta có thể dùng biến trở TINT hay HUE để thay đổi Vcc * Chú ý thêm 1. Mạch tích phân Vra chậm pha hơn Vv một góc 

IZ

Z

c

c

cos



2

V

V

R

Z

2 ra

2 R

2 c

với

 (

chẳng hạn)

Cte



 2

, 583

C >>  Zc  0  cos   0   90o C <<  Zc >>  cos   1   0o  đồng pha

Vra

C Vra = VR  VC VR VV

1  Zc  c 2. Mạch vi phân VV Vra nhanh pha hơn Vv: 

55

cos



R 2 Z 

R

2 c

) thì tín hiệu lấy ra sẽ thay đổi pha so với tín hiệu

Như vậy khi thay đổi R (

R

R  0  cos   0   90o R    cos   1   0o

v CE  I E

Q LỌC 3,58 TÁCH SÓNG Đ.BỘ Q

C L Z = 0 C

I LỌC 3,58 TÁCH SÓNG Đ.BỘ I

L Z = 0 C

+90o

+33o

+180o

Dịch pha

3,58(180o)

B C P 3,58(0o)

VPC

LPF

XTAL 3,58MHz

3,58(0o) Đã so pha

MATRIX

Q (B – Y)

vào. 4.7.4 Tách đồng bộ (Giải mã màu NTSC) 3,58 (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. Sau khi có Q và I dùng mạch MATRIX để tạo lại (B - Y) và (R - Y)

(R – Y) I

56

R1

(B – Y) (B – Y)

R2

100K

20K

(G – Y) (R – Y)

R3

R4

100K 56K

Từ (B - Y) và (R - Y) dùng mạch MATRIX để tạo (G - Y)

56K

 )YG(



 )YB(

 )YR(

1 6

1 2

(Chung cho mọi hệ)

-(B - Y) – Y = -B -(G - Y) – Y = -G -(R - Y) – Y = -R

(R – Y)

Y Screen +500V

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:

5KV Focus BJT (B–Y) (G–Y) BJT 24KV – (B–Y) – (G–Y) – (R–Y) (R–Y) BJT

57

58

44..88 SSƠƠ ĐĐỒỒ TTỔỔNNGG QQUUÁÁTT MMÁÁYY TTHHUU NNTTSSCC 33,,5588

B+

CONSTRAST

Y

0

3 MHz

LUMA AMP2 TUNE R IF B+ VIDEO DET BRIGHTNESS

3,58(330)

BRIGHT Y Y Q DELAY 0,7 s LPF (B–Y) LUMA AMP1 AMP C Q DEMOD L

TRAP

0

3 MHz

P

+33o (G–Y) AMP MATRIX +90o

3,58

3,08

4,08

C (R–Y) BURST SEP. AMP AMP I +180o 3,58(00)

B+C

fH LPF C I DEMOD L BPF

TRAP

3,58(00)

COLOR KILLER ACC DET C

TINT fH CHROM A II CHROM A I +B

TINT ACC SUB COLOR COLOR

59