Giáo trình Máy thu hình - CĐ Nghề Công Nghiệp Hà Nội

Chia sẻ: Cuahuynhde Cuahuynhde | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:211

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Nội dung Giáo trình Máy thu hình gồm có: Sơ đồ khối và nguyên lý làm việc của máy thu hình, tiêu chuẩn của các hệ truyền hình và các hệ màu, mạch điện nguồn ổn áp xung, mạch điện khối vi xử lý, mạch điện khối quét ngang, mạch điện khối quét dọc, mạch bảo vệ

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy thu hình - CĐ Nghề Công Nghiệp Hà Nội

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chủ biên:HÀ THANH SƠN -------***--------- GIÁO TRÌNH MÁY THU HÌNH ( Lưu hành nội bộ) HÀ NỘI 2012
LỜI NÓI ĐẦU Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề Điện tử dân dụng thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu cầu thực tế. Nội dung của giáo trình “Máy thu hình” đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề. Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật đầu ngành. Xin trân trọng cảm ơn!
Tuyên bố bản quyền Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ dùng trong nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn thông tin có thể được tham khảo. Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội in ấn và phát hành. Việc sử dụng tài liệu này với mục đích thương mại hoặc khác với mục đích trên đều bị nghiêm cấm và bị coi là vi phạm bản quyền. Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các thông tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình.
BàI 1 : SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HÌNH Mục tiêu của bài: Học xong bài này học viên sẽ có khả năng: Trình bày đúng cấu tạo, nguyên lý làm việc Biết chức năng của các khối trong máy thu hình. Mô tả đúng hình dạng tín hiệu ở tại các ngõ càc và ngõ ra của các khối. NÔI DUNG BÀI HỌC: 1.1. Nguyên lý hoạt động của máy thu hình. 1.1.1. Nguyên lý thu hình ảnh tạo tín hiệu thị tần (Video). Để truyền hình ảnh đi xa trước tiên hình ảnh phải được đổi thành tín hiệu điện gọi là tín hiệu Video , hình ảnh được thu vào qua ống kính và hội tụ trên một lớp phin đặc biệt, sau đó ta dùng nguyên lý quét để chuyển từ thông tin hình ảnh thành tín hiệu điện. Hình 1.1: Camera đổi hình ảnh thành tín hiệu Video Nguyên lý quét như sau: Để truyền dẫn và phát hình ảnh trong không gian cần phải biến các hình ảnh trong tự nhiên thành những tín hiệu điện. Muốn vậy cần chia toàn bộ hình ảnh thành những điểm cực nhỏ rồi truyền lần lượt độ chói trung bình của các phần tử đó về các máy thu (hình 1a). Số lượng điểm ảnh này phụ thuộc vào số dòng theo chiều ngang và cột theo chiều dọc. Để các dòng này không ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh thì số lượng dòng theo lý thuyết là 900 dòng; nhưng trong thực tế người ta chỉ truyền đi
625 dòng (tiêu chuẩn OIRT) và 525 dòng (tiêu chuẩn FCC). Đã biết tỉ lệ giữa chiều cao và chiều rộng màn hình được chọn trùng với tỉ lệ màn ảnh của phim điện ảnh là 4:3. nếu gọi số dòng theo chiều dọc là Z thì số cột theo 4 chiều ngang là Z và tổng số điểm ảnh là: 3 4 m= Z x Z = 520.000 3 Hình 1.2a: nguyên lý tạo ảnh Hình 1.2:phương pháp quét cách dòng Việc quét các điểm ảnh này được thực hiện nhờ tia điện tử theo trình tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới, giống hệt như khi ta đọc 1 trang sách. Sau khi quét xong 625 dòng, chu trình lại trở lại điểm xuất phát ban đầu, toàn bộ (hình 1) chu trình quét gọi là một mành (một ảnh). Để các ảnh liên tục, không đức đoạn thì thời gian quét 1 mành tv phải thoả màn điều kiện: 1 1 tv < s tức là tần số quét mành fv = = 50 Hz 50 tV Do hiện tượng lưu ảnh trên võng mạc, nên chỉ cần tần số đổi hình là 24 hình/s là mắt đã không thể phát hiện được, đồng thời để giảm tần số quét dòng và thu hẹp dãi phổ của tín hiệu, trong kỹ thuật truyền hình thực hiện quét các dòng chẳn 2, 4, 6 … 312 (hình 1b) Hình 1.2 a là đồ thị mô tả quá trình quét dòng và quét mành, ở đây chỉ vẽ 13 dòng lẻ và 12 dòng chẵn, ứng với chu kỳ quét mành là Tv và chu kỳ quét dòng là
TH, từ hình vẽ ta có: 2TV 2 1 50.625 TH = = và tần số quét dòng fH = = = 15.625 Hz 625 50.625 TH 2 60.625 Đối với hệ FCC fH = = 15750 Hz 2 Nếu ta xét 2 điểm ảnh kế tiếp nhau (hình 2b) thì thời gian dịch chuyển từ điểm ảnh này sang điểm ảnh kia chính là thời gian quét một phần tử ảnh t1: tV t1 = (trong đó tv là thời gian quét mành; m là tổng số điểm ảnh trên màn m ảnh). Chu kỳ của điểm ảnh đen trắng kế tiếp là 2t1, vậy tần số ảnh là: 1 m f= = 2t1 2tV Hình 1.3: Quá trình quét dòng và quét mành 4 1 Đối với tiêu chuẩn OIRT m = 625.625 và tv = , và f = 6Mhz – đây chính là 3 25 tần số thị tần
4 1 Đối với tiêu chuẩn FCC m = 525.525 và tv = , và f = 5.5 Mhz 3 30 Để tạo tín hiệu truyền hình người ta phải biến độ chói trung bình của từng điểm ảnh thành những giá trị điện áp biến thiên liên tục theo thời gian và gọi là tín hiệu thị tần, quá trình biến đổi này được thực hiện nhờ Vidicon trong Camera điện tử. VD : Cần truyền ảnh có 7 sọc với 7 mức chói khác nhau từ trắng nhất đến đen nhất rồi lại đến trắng nhất (hình 4.3). Tia điện tử sẽ quét lần lượt từ trái sang phải theo đường ab, phần tử quang điện sẽ biến đổi thành 7 mức điện áp tương ứng. Tín hiệu từ 0 ÷ T là tín hiệu thị tần của dòng quét ab và là thời gian quét thuận. Sau khi quét hết dòng ab, tia điện tử chuyển xuống đầu dòng dưới . Thời gian chuyển dòng gọi là thời gian quét ngược. Hình 1.4: Tạo tín hiệu thị tần Trong thực tế, độ chói các điểm ảnh thay đổi ngẫu nhiên cho nên tín hiệu thị tần cũng thay đổi ngẫu nhiên . Để phía thu có thể khôi phục lại ảnh giống như phía phát thì trật tự các điểm ảnh phía phát và phía thu phải hoàn toàn giống nhau, muốn vậy phải phát đi xung đồng bộ dòng (tần số 15.625Hz)và xung đồng bộ mành (tần số 50Hz). Trong quá trình quét ngược , tia điện tử không làm hiện sáng lên màn hình người ta đưa vào xung âm gọi là xung xoá mành. Tín hiệu đầy đủ được mô tả trong hình 5.
Hình 1.5: Tín hiệu thị tần (Video) đầy đủ Trong đó : t 1 t 2 : thời gian quét thuận của 1 dòng : 52s. t 2 t 3 : thời gian quét ngược : 12s. 6 t 5 t : xung đồng bộ mành. t 4 t 7 : xung xoá mành Chu kỳ của dòng quét là : T = 52 + 12 = 64s. Thời gian của xung xoá mành là 25T. Thời gian của xung đồng bộ mành là 2,5T. Mức xung xoá phải nằm trên mức đen để dảm bảo khi quét ngược tia điện tử bị tắt. Nếu tín hiệu truyền hình có mức trắng nhỏ nhất thì gọi là tín hiệu có cực tính âm , ngược lại nếu mức trắng lớn nhất gọi là tín hiệu có cực tính dương. 1.1.2. Nguyên lý thu và tạo tín hiệu âm thanh. Âm thanh muốn truyền đi xa cần phải biến đổi thành tín hiệu điện nhờ vào micro, tín hiệu điện này có biên độ rất nhỏ cần được khuyếch đại và điều tần để
truyền cùng tín hiệu hình ảnh Hình 1.6: Thu và tạo tín hiệu âm thanh Tín hiệu tiếng có giải tần từ 20Hz đến 20KHz rất hẹp so với toàn bộ dải tần của tín hiệu hình từ 0 đến 6MHz , vì vậy để bảo toàn tín hiệu tiếng khi phát chung với tín hiệu hình, người ta phải điều chế tín hiệu tiếng vào sóng mang ở tần số từ 4,5MHz đến 6,5MHz theo phương pháp điều tần thành sóng FM rồi mới trộn với tín hiệu hình tạo thành tín hiệu video tổng hợp . Hình 1.7: Nguyên lý phát của đài truyền hình. Như vậy tín hiệu video tổng hợp bao gồm (Video + H.syn + V.syn + FM) Để phát toàn bộ tín hiệu này đi xa, ở đài phát người ta tiến hành điều chế tín
hiệu video tổng hợp trên vào tần số siêu cao tần ở dải VHF từ 48MHz đến 230MHz hoặc dải UHF từ 400MHz đến 880MHz theo phương pháp điều biên. và chia làm nhiều kệnh, mỗi kênh chiếm một giải tần khoảng 8MHz. Hình 1.8: Phổ tín hiệu của một kênh truyền hình. 1.2. Cấu tạo sơ đồ khối, chức năng nhiệm vụ và nguyên lý hoạt động của các khối. 1.2.1. Sơ đồ khối
Hình 1.9: Sơ đồ khối máy thu hình màu
1.2.2. Chức năng và nhiệu của các khối: Truyền hình màu vẫn dựa trên nền tảng của truyền hình trắng đen. Sơ đồ khối máy thu hình màu so với máy thu hình trắng đen có nhiều khối giống nhau, những khối khác biệt có tính đặc trưng như khối xử lí tín hiệu màu và đèn hình màu. 1.2.2.1. Khối kênh: VL, VHF và UHF có nhiệm vụ lựa chọn kênh sóng và tiếng, khuếch đại và biến đổi tần số hình fov và tiếng foa thành trung tần tiếng, trung tần hình. 1.2.2.2. Mạch AFC (Automatic Frequency Control) hay AFT (Automatic Frequency …) Là mạch tự động điều chỉnh hay tinh chỉnh tần số để đảm bảo cho tần số sửa sai ổn định. 1.2.2.3. Khối khuếch đại trung tần chung (VIF) : Đây là khối dùng chung mạch trung tần hình và tiếng. 1.2.2.4. Khối tách sóng thị tần: Lấy ra tín hiệu màu tổng hợp T và khuếch đại bộ tín hiệu T, tách sóng phách để tạo trung tần tiếng thứ 2. Phần đường tiếng: tần số trung tần tiếng thứ hai qua bộ khuếch đại trung tần tiếng SIF, qua tách sóng FM, qua mạch khuếch đại âm tần rồi đưa ra loa. Phần này máy thu hình màu và đen trắng giống nhau. Tín hiệu Y được tách khỏi tín hiệu tổng hợp T, qua dây trễ 0,7  s rồi được khuếch đại đến mức đủ lờn để đưa vào ma trận R, G, B. 1.2.2.5. Khối màu : tách tín hiệu màu từ tín hiệu T, phục hồi lại hai tín hiệu hiệu màu R – Y và B – Y, rồi qua ma trận G – Y để tạo lại tín hiệu G – Y. Ma trận R, G, B tạo ra ba tín hiệu màu R, G, B được khuếch đại độc lập rồi đưa đến ba catốt đèn hình màu. Nằm trong ba khối khuếch đại này là mạch cân bằng trắng, dùng để điều khiển cường độ ba tia điện tử sao cho khi chưa có tín hiệu màu thì ảnh trên màu hình là đen trắng. 1.2.2.6. Tách xung đồng bộ fv và fH : Xung đồng bộ mành và dòng được tách khỏi tín hiệu tổng hợp T rồi phân chia
thành xung đồng bộ fH và fV. 1.2.2.7. Khối quét dòng: Nhận fH từ khối đồng bộ để tạo từ trường trên cuộn lái dòng, lái tia điện tử theo chiều ngang màn hình. Ngoài ra còn cấp điện áp tần số fH cho mạch tạo dòng điện hội tụ, cho mạch sửa méo gối và trong một số máy còn lấy điện áp, nắn thành một chiều đưa về cấp cho khối công suất mành. 1.2.2.8. Khối quét mành: Nhận fv từ khối đồng bộ để tạo từ trường trên cuộn lái mành, lái tia điện tử theo chiều dọc màn hình. ngoài ra còn cấp điện áp tần số fV cho mạch tạo dòng điện hội tụ, cho mạch sửa méo gối. Hai khối quét dòng và màng phối hợp với nhau làm tia điện tử quét từ trái sang phải và từ trên xuống dưới tạo thành khung sáng màn hình. 1.2.2.9. Mạch tạo dòng hội tụ : Ccó nhiệm vụ tạo ra dòng điện tần số fH và fV với hình dạng và biên độ cần thiết để cung cấp cho cơ cấu hội tụ bố trí trên cổ đèn hình, nhằm hội tụ ba màu R, G, B trùng khít nhau trên mỗi điểm ảnh của màn hình. 1.2.2.10. Khối đồng bộ màu : Có nhiệm vụ tách tín hiệu đồng bộ màu rồi đưa vào khối màu để thực hiện đồng bộ ảnh. 1.2.2.11. Mạch làm sạch mà: Trên cổ đèn hình có hai nam châm dẹt hình xuyến để làm sạch màu; còn để chỉnh tâm, thường dùng cách thay đổi trị số và chiều dòng điện qua cuộn lái dòng và mành. 1.2.2.12. Khối nguồn: Gồm các mạch chỉnh lưu và ổn áp để tạo ra nhiều mức điện áp ổn định cần thiết để cấp cho các mạch của máy thu hình màu. 1.2.2.13. Mạch khử từ dư : Được bố trí ở khối nguồn có nhiệm vụ khử từ trường dư trên màn hình. Mạch này tạo ra xung từ trường mỗi lần mở máy, chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn nhằm quét sạch từ dư, sau đó từ trường này giảm nhanh và không ảnh hưởng đến máy thu.
1.2.2.14. Mạch vi xử lí: Nhận các lệnh từ các phím lệnh trên mặt trước máy thu, hay từ điều khiển từ xa, xử lí các lệnh này và điều khiển mọi hoạt động của máy thu hình 1.2.2.15. Khối khuếch đại trung tần và tách sóng video. Khối khuếch đại trung tần hình (VIF), có nhiệm vụ khuếch đại điện áp tín hiệu trung tần hình và trung tần tiếng đến một giá trị đủ lớn theo yêu cầu. Để đạt được đặc tuyến tần số đồng đều trong dải tần rộng (4,5 MHz với hệ MTSC; 6,5 MHz với hệ PAL) phải dùng nhiều mạch cộng hưởng mắc nối tiếp (ví dụ trong hình 4.27a là ba tầng), tần số cộng hưởng điều chỉnh lệch nhau một chút (hình 4.27b); có mạch nén ở đầu và cuối băng để chống nhiễu lân cận. Để trung tần hình và tiếng không ảnh hưởng đến nhau, trung tần tiếng được nén xuống chỉ khuếch đại khoảng 10%, còn trung tần hình khoảng 50%. Ở đầu ra bộ tách sóng video nhận được tín hiệu chói Y, màu C’ (đã điều chế) và tín hiệu đồng bộ. Mạch tách sóng phách làm nhiệm vụ phách hai tín hiệu 38 và 31,5 MHz để tạo ra tín hiệu trung tần tiếng thứ hai, rồi đưa vào khối đường tiếng. 1.2.2.16. Khối màu : Khối màu (trong khối giải mã màu) có nhiệm vụ hồi phục lại hai tín hiệu hiệu màu R – Y và B – Y từ tín hiệu màu C’ đã điều chế. Khối này phụ thuộc vào hệ màu. 1.2.2.17. Khối ma trận: Nhận 2 tín hiệu màu RY, BY và tín hiệu hình tổng hợp Y để tái tạo lại được tín hiệu màu GY mà đài truyền hình không phát. 1.2.2.18. Khối ma trận (+): Nhận 3 tín hiệu màu RY, BY và GY cộng với tín hiệu hình tổng hợp Y cho ra 3 màu cơ bản R, G, và B 1.2.2.19. Khối khuếch đại R, G, B: Nhiệm vụ KD 3 màu cơ bản đưa vào 3 Katode của đèn màu 1.2.2.20. Đèn hình: Tái tạo lại hình ảnh như của đài phát. 1.2.2.21. Tầng khuếch đại trung tần tiếng SIF(Sound Intermedium
Frequency) Đây là bộ khuếch đại cộng hưởng, chọn lọc tại tần số trung tần tiếng : Đối với hệ NTSC fn2(S.IF2) = 4,5 MHz; Đối với hệ PAL fn2(S.IF2) = 5,5 MHz; Đối với hệ SECAM fn2(S.IF2) = 6,5 MHz. Máy thu hình màu đa hệ phải có khối trung tần tiếng khuếch đại được tất cả các tần số trung tần trên. 1.2.2.22. Mạch tách sóng tần số: Có nhiệm vụ hồi phục lại tín hiệu âm thanh để đưa vào khối khuếch đại âm thanh.Thường dùng hơn cả là mạch tách sóng tỉ lệ, sơ đồ và nguyên lí giống như đã xét trong chương máy thu thanh. 1.2.2.23. Khối khuếch đại âm tần : Gồm mạch khuếch đại điện áp và mạch công suất đưa ra công suất khoảng vài wat them yêu cầu. 1.2.2.24. Khối nguồn: Cung cấp các nguồn cho tất cả các khối hoạt động 1.2.2.25. Khối VXL: Xử lý các lệnh đưa tới và điều khiển các khối hoạt động
BÀI 2. TIÊU CHUẨN CỦA CÁC HỆ TRUYỀN HÌNH VÀ CÁC HỆ MÀU Mục tiêu của bài: Học xong bài này học viên có khả năng: Kiến thức: Trình bày đúng các thông số kỹ thuật của các hệ truyền hình màu cơ bản. Hiểu được nguyên tắc mã hóa và giải mã các hệ truyền hình màu cơ bản. Kỹ năng: Xác định đúng tín hiệu truyền hình màu tương thích cho máy thu hình thực tế. So sánh được sự giống nhau và khác nhau giữa các hệ truyền hình màu. Thái độ: Xác định đúng mục tiêu của bài học. Nghiêm túc, say mê trong quá trình học tập. Thực hiện đúng các nội dung hướng dẫn của giáo viên. Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị thực tập. Các thuật ngữ chuyên môn: FCC: Federal Communication Commission: Uỷ hội Thông tin Liên bang. CCIR: Comité Consultatif International de Radio et Television: Uỷ ban tư vấn Vô tuyến Điện Quốc tế. OIRT: Organisation International Radio and Television: Tổ chức Phát thanh và Phát hình Quốc tế. NTSC là cụm từ viết tắt của cụm từ National Television Systeme Committee (Uỷ ban truyền hình quốc gia ). PAL là cụm từ viết tắt của Phase Alternative Line:Thay đổi pha theo mỗi hàng. SAM điều biên nén vuông góc. Burstgate: cổng đông bộ màu(lóe mầu). FM điều chế tần số.
AM điều chế biên độ. An toàn: Tuân thủ theo quy trình hướng dẫn Nghiêm túc, cẩn thận, kiên trì thực hiện công việc một cách có khoa học Đảm bảo an toàn cho người và máy móc Biết giữ gìn và bảo quản thiết bị đo. Có tinh thần trách nhiệm cao trong học tập. Nội dung: A. LÝ THUYẾT : 1.Tiêu chuẩn truyền hình Trên thế giới có nhiều chuẩn truyền hình, trong đó có 3 chuẩn chính và đã trở thành phổ biến là FCC, CCIR và OIRT. Bảng 2.1. Các thông số quan trọng của 3 tiêu chuẩn truyền hình S THÔNG SÔ FCC CCIR OIRT T CÁC TIÊU CHUẨN T 1 Số dòng quét trong mỗi 525 625 625 hình 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 15.750Hz 15.625Hz 15.625Hz dòng) 6 Chu kỳ quét ngang (quét 63,5 s 64 s 64 s dòng) 7 Tần số quét dọc (quét 60Hz 50Hz 50Hz mành) 8 Chu kỳ quét dọc (quét 16,7ms 20ms 20ms mành) 9 Phương pháp điều chế tín Biên độ âm Biên độ âm Biên độ âm
hiệu hình 10 Các mức tín hiệu - Đỉnh 100% 100% 100% đồng bộ (75  2,5)% (75  2,5)% (75  2,5)% thành phần so với - Xoá (12,5  2,5) (12,5  2,5)% (12,5  2,5)% tín hiệu Video - Mức % (70  2,5)% (70  2,5)% trắng (70  2,5)% - Mức đen 11 Phương pháp điều chế tín Tần số Tần số Tần số hiệu tiếng 12 Khoảng cách giữa sóng 4,5MHz 5,5MHz 6,5MHz mang hình và tiếng 13 Độ rộng dải tần chung 6MHz 7MHz 8MHz (hình, tiếng) 14 Tần số trung tần hình 45,75 MHz 38MHz 38MHz 15 Tần số trung tần tiếng 41,25MHz 32,5MHz 31,5MHz 16 Trung tần thứ hai của 4,5MHz 5,5MHz 6,5MHz tiếng 17 Khuôn hình b:h 4:3 4:3 4:3 FCC: Federal Communication Commission: Uỷ hội Thông tin Liên bang; được áp dụng đầu tiên ở các nước Mỹ, Canada, Cuba... 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... 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). 2. CÁC HỆ TRUYỀN HÌNH MÀU 2.1. Hệ màu NTSC Hệ truyền hình màu NTSC là hệ truyền hình màu được nghiên cứu đầu tiên trên thế giới NTSC là cụm từ viết tắt của cụm từ National Television Systeme Committee (Uỷ ban truyền hình quốc gia ). Nó chính thức phát sóng năm 1953
theo tiêu chuẩn FCC kênh sóng 4,5 MHz. Tín hiệu màu được điều biên nén vuông góc chèn vào tín hiệu chói (điều biên nén là điều biên cân bằng). 2.1.1. Tín hiệu truyền hình màu đầy đủ a. Các định nghĩa ban đầu Tín hiệu màu đầy đủ trong hệ NTSC bao gồm tín hiệu chói, tín hiệu hiệu màu, xung tắt đầy đủ xung đồng bộ đầy đủ và tín hiệu đồng bộ màu. Phổ của tín hiệu màu đầy đủ được biễu diễn như hình vẽ 2.1 A Trong hệ NTSC 1 EQ EY thực hiện truyền đồng thời EI 0.5 2 tín hiệu màu và tín hiệu chói EY trên cùng một dòng. Biểu thức để tính tín 0 1 2 3 4 f(MHz) hiệu chói với ER, EG, EB là fSC =3,58 giá trị điện áp của ba Hình 2.1: Phổ tần của tín hiệu truyền hình đầy đủ hệ NTSC thành phần màu cơ bản R, G, B thì EY= 0,3 ER+ 0,59 EG+ 0,11 EB. Tần số cao nhất của tín hiệu chói EY của hệ NTSC là 4,2MHz (Tiêu chuẩn quét 525 dòng, 30 ảnh/s) nên tín hiệu màu của hệ NTSC có 1 thành phần có dải phổ rộng và 1 thành phần có phổ hẹp hơn và tín hiệu màu phải đảm bảo độ phân biệt màu của ảnh truyền hình đồng thời phải tránh được nhiễu giữa tín hiệu màu vào tín hiệu chói. Thực tế những màu nằm theo phương lệch pha 330 so với trục BY là mắt người RY phân tích khó nhất có nghĩa là mắt người I kém nhạy cảm đối với những màu nằm theo phương lệch pha 330 gọi là các tín hiệu Q, 33O có dải tần tương ứng là 0  0,5 MHz. Còn Q màu sắc theo phương lệch pha 330 so với trục RY gọi là tín hiệu I và những màu 33O BY theo phương khác đều có phổ tần 0  1,5 MHz như Hình 2.2. Trong hệ NTSC chọn 2 thành phần màu sắc tính theo hệ trục I,Q . Như vậy mọi màu sắc khi tính theo hệ trục I, Q đều là tổ hợp của các thành phần RY và BY với góc quay pha 330. Mặt khác do quãng biến thiên của RY là 0,7V của BY là  0,89V, những khoảng biến thiên này lớn, nếu cộng các thành phần màu sắc này chung với tín hiệu chói để truyền đi xa thì biên độ của tín hiệu hình màu trong truyền hình màu là quá lớn so với biên độ điện áp của tín hiệu chói EY vì vậy hệ NTSC phải nén thành phần ERY và EBY với hệ số tương ứng là 0,877 và 0,493
nhằm mục đích giảm nhỏ biên độ tín hiệu màu để đảm bảo sự tương thích giữa truyền hình màu và truyền hình đen trắng. Cụ thể với hệ số của ERY, EBY là 1 thì ta có thể biết được điện áp tín hiệu hình màu (Uhm) biến thiên từ (0,779  1,779), như bảng 2.2. Màu Um Uh.m max = Um + EY Uh.m max = Um + EY Trắng 0 1 1 Vàng 0,893 1,779 0,007 Lơ 0,762 1,463 0,001 Lục 0,83 1,417 0,243 Tím 0,83 1,243 0,417 Đỏ 0,762 1,061 0,462 Lam 0.893 0,993 0,779 Đen 0 0 0 Bảng 2.2.Quãng biến thiên của điện áp tín hiệu màu Chú ý: Um2 = (RY)2 + (BY)2 Khi thực hiện nhân ERY , EBY với hệ số 0,877 và 0,493 ta nhận thấy tín hiệu hình màu đã có biên độ giảm nhỏ (0,33 ; 1,33V ) như vậy đảm bảo sự tương thích với truyền hình đen trắng (theo bảng 3.19) Màu 0,877(R- 0,493(B- Um Uh.m max Uh.m min Y) Y) Trắn 0 0 0 1 1 g Vàng 0,1 0,436 0,448 1,338 0,458 Lơ 0,615 0,417 0,632 1,332 0,068 Lục 0,514 0,289 0,590 1,18 0 Tím 0,514 0,289 0,590 1 0,18 Đỏ 0,615 0,417 0,632 0,932 0,332 Lam 0,1 0,436 0,448 0,668 0,338 Đen 0 0 0 0 0 Vậy hệ NTSC truyền đi màu sắc theo hệ trục I, Q với hệ số nén các thành phần EREY, EBEY là 0,877 và 0,493 đã giảm thiểu sự phá rối của tín hiệu sắc vào tín hiệu chói mà cũng đảm bảo sự tương thích giữa truyền hình màu và truyền hình đen trắng. Tín hiệu I, Q có biểu thức EI = 0,877 ERY. Cos 330 0,493 EBY . Sin 330