bai giang KTTH docx

Dòng điện sau khi quét một ảnh có thể chứa các thành phần tín hiệu từ tần số rất cao ứng vớicác chi tiết rất nhỏ đến tần số rất thấp thậm chí thành phần một chiều ứng với ảnh có độ sáng

Bài giảng : kỹ thuật truyền hình

Ngời soạn: Đặng Quang Huy

Trờng Đại Học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp

Chơng I : Tổng quan về KTTH

I / ánh sáng và màu sắc

1, Đặc điểm của mắt ngời

Mắt ngời có các đặc điểm sau :

+ Có khả năng lu ảnh trong khoảng 1/24 giây

+ Có khả năng phân biệt các chi tiết hợp với mắt ngời một góc ≥ 1' (1/60°)

+ Có hình êlip với trục chính là trục ngang

+ Nhậy theo phơng nằm ngang hơn phơng thẳng đứng

+ Góc quan sát tốt nhất khoảng 100

Các tần số nhỏ hơn 3.1010 Hz tơng ứng sóng vô tuyến (Radio wave)

Các tần số cao hơn tơng ứng với các tia hồng ngoại, ánh sáng, tử ngoại, tia X,

Hồng ngoại A’Sáng

f(Hz)

1050

Tử ngoại

1010Radio Wave

10157,8.10143,8.1014

1020

Xanh lá câyG(Green)

VàngY(Yellow)

Da camO(orange)

ĐỏR(Red)

Theo quy định của C.I.E (Commission International Eclairage):

- Màu đỏ có bớc sóng 700 nm

- Màu xanh lá cây có bớc sóng 546,1 nm

- Màu xanh da trời có bớc sóng 435,8 nm

2,2 Các đặc tính ( Thông số) của màu sắc

a- Độ chói (Luminance)

Là đại lợng chỉ mức độ sáng tối của màu sắc

Giữa độ chói và độ sáng có quan hệ theo biểu thức:

B = k.εn(Ey)+C

Trong đó k,C là các hằng số tỉ lệ

b- Độ bão hoà mầu (Saturation)

Là thông số chủ quan chỉ mức độ đậm nhạt của màu Hay nói cách khác độ bão hoà màu chobiết tỉ lệ pha trộn giữa ánh sáng màu với ánh sáng trắng

Độ bão hoà mầu là thớc đo độ đậm nhạt của màu sắc

c- Sắc mầu

Là thông số chủ quan chỉ tính chất của màu sắc, Hay nói cách khác là chỉ một mầu nhất định(đỏ, da cam, vàng, xanh lá cây, lam, xanh da trời, tím ) Sắc màu phụ thuộc vào bớc sóng trộitrong vùng phân bố

- bớc sóng trội của một màu nào đólà bớc sóngcảu của ánh sáng dơn sầcm trộn nó với ánhsáng trắng theo tỉ lệ xác định sẽ có cùng màu sắc với màu đó

- Với ánh sáng đơn sắc thì bớc sóng trội của nó là bớc sóngcủa dao động điện từ và sắc màuchúng ta cảm nhận đợc chính là màu quang phổ

ở mắt ngời là nguồn sáng trắng

- Tỗ hùp ba mẾu gồi lẾ ba mẾu cÈ bản khi chụng thoả m·n yàu cầu : Ba mẾu Ẽọ Ẽờc lập tuyếntÝnh vợi nhau, Nghịa lẾ khi trờn hai mẾu bất kỷ trong ba mẾu Ẽọ trong Ẽiều kiện bất kỷ theo tì

lệ bất kỷ Ẽều khẬng thể tỈo ra mẾu thự ba

2.3.2 Tỗ hùp mẾu cÈ bản trong KTTH

Theo ẼÞng nghịa tràn thỨ cọ vẬ sộ tỗ hùp ba mẾu nàn Ẽ· cọ nhiều tỗ hùp ba mẾu Ẽùc Ẽề nghÞ sữdừng, tuy nhiàn, Ẽể chuẩn hoÌ việc Ẽo mẾu tràn toẾn thế giợi , nẨm 1931, Hời Ẽổng quộc tếnghiàn cựu về Ình sÌng C.I.E (Commission International Eclairage) Ẽ· chồn ba mẾu cÈ bảnsau :

- MẾu Ẽõ cọ bợc sọng 700 nm

- MẾu xanh lÌ cẪy cọ bợc sọng 546,1 nm

- MẾu xanh da trởi cọ bợc sọng 435,8 nm

2.3.2 Sỳ trờn mẾu

Khi chiếu ba nguổn sÌng mẾu (B, G, R) cọ củng cởng Ẽờ làn mẾn ảnh (vải tr¾ng) thỨ m¾t ngởighi nhận Ẽùc phần giao nhau giứa Ình sÌng Ẽõ(R) vợi lÌ cẪy(G) lẾ mẾu vẾng, Ẽõ vẾ da trởi lẾmẾu tÝa (magenta); lÌ cẪy vợi da trởi lẾ mẾu lam TỈi vủng chÝnh giứa giao nhau cũa ba mẾu lẾmẾu tr¾ng

ỡ ẼẪy khẬng cọ sỳ pha trờn cÌc bợc sọng mẾ chì lẾ sỳ cảm nhận cũa m¾t ngởi, Ẽặc Ẽiểm nẾy Ẽ·

Ẽùc khai thÌc triệt Ẽể trong truyền hỨnh mẾu

II/NGUYêN Lý TRUYềN HỨNH

1 HỨnh ảnh vẾ cÌc tham sộ

1.1ườ chọi trung bỨnh:

Mối phần tữ ảnh Ẽều cọ Ẽồ chọi riàngẼể ccấu thẾnh toẾn bờ ảnh.Trong TH Ẽen tr¾ng cần truyền

Ẽi tÝn hiệu Ẽặc trng cho Ẽờ chọi nẾy cũa mối phần tữ ảnh

1.2MẾu s¾c : LẾ mẾu s¾c cũa cÌc phần tữ ảnh, tham sộ nẾy chì cần thiết Ẽội vợi TH mẾuHỨnh phỊng : Ẽội vợi TH hiện nay ta Ẽang xÐt lẾ cÌc hỨnh phỊng ( khẬng gian hai chiều ) Dovậy trong quÌ trỨnh phẪn tÝch vẾ tỗng hùp ảnh tia Ẽiwnj tữ phải quÐt hai chiều

ảnh Ẽờng:Trong thỳc tế truyền hỨnh truyền Ẽi cÌc ảnh Ẽờng ưiều nẾy liàn quan Ẽến tần sộ ảnh

Ẽể m¾t ngởi khẬng nhận thấy sỳ nhấp nhÌy cũa ảnh, cÌcchuyển Ẽờng cũa ảnh lẾ liàn từc Trong

TH cọ 50 ảnh ( hệ OIRT) vẾ 60 ảnh ( hệ FCC) truyền trong 1 giẪy

2/ PhÈng phÌp truyền ảnh

Do cÌc Ẽặc Ẽiểm cũa m¾t ngởi, hỨnh ảnh Ẽùc truyền theo nguyàn t¾c : KhẬng truyền toẾn bờ cÌc chi tiết cũa ảnh mẾ chì cần truyền cÌc phần tữ ảnh (Pixel) sao cho hai phần tữ ảnh kề nhau (theo cả hai chiều ngang vẾ Ẽựng) tỈo vợi m¾t ngởi mờt gọc < 1'

Tỹ lệ khuẬn hỨnh hùp lý nhất lẾ 4/3 Ẽội vợi mẾn ảnh tiàu chuẩn vẾ 16/9 Ẽội vợi mẾn ảnh rờng

1.2.2 Ph Èng phÌp quÐt :

G

W

C M

YR

B

Việc truyền tin tức của một ảnh đợc thực hiện bằng phơng thức quét từ trái qua phải, từ trênxuống dới.

Tia quét đợc lái theo chiều ngang và chiều dọc và đợc đồng bộ giữa đầu phát và đầu thu

Dòng điện sau khi quét một ảnh có thể chứa các thành phần tín hiệu từ tần số rất cao (ứng vớicác chi tiết rất nhỏ) đến tần số rất thấp thậm chí thành phần một chiều (ứng với ảnh có độ sáng

đồng đều và không đổi)

1.2.3 Số dòng quét :

Độ nét của hình ảnh sau khi tái tạo phụ thuộc vào độ phân giải Trong truyền hình độ phân giải

đợc đặc trng bằng số dòng quét trên một ảnh

Số dòng quét càng nhiều độ nét hình ảnh càng cao

Số dòng quét tối thiểu là số dòng quét có khả năng tái tạo hình ảnh mà không gây khó chịu chongời xem

+ Số dòng quét thích hợp đối với mỗi ảnh :

6001

60

10

'

' 0

=

+ Khoảng cách tốt nhất từ mắt ngời đến màn hình bằng :

5

2/

tg

h

d = (với tg 50 = 1/12) ⇒ d = 6.h

trong đó : d là khoảng cách từ mắt ngời đến màn hình

h là chiều cao của màn hình

1.2.4 Số ảnh truyền trong một giây :

Do khả năng lu ảnh của mắt ngời là 1/24 giây nếu ta truyền 24 ảnh trong một giây thì khi tái tạolại hình ảnh ngời xem có cảm giác là một hình ảnh liên tục

Tuy nhiên khi truyền 24 ảnh trong 1 giây, ánh sáng vẫn bị chớp gây khó chịu cho ng ời xem Đểkhắc phục hiện tợng này, trong ngành điện ảnh khi chiếu một ảnh ngời ta ngắt ánh sáng làm hailần, nghĩa là thay vì chiếu ảnh đó trong khoảng thời gian 1/24 giây, ngời ta chiếu nó làm hai lần,mỗi lần 1/48 giây tạo nên cảm giác xem 48 ảnh/1 giây và hình ảnh không bị chớp

Đối với truyền hình ngời ta truyền 25 ảnh/giây ở những nơi sử dụng điện lới 50Hz và 30

ảnh/giây ở những nơi sử dụng điện lới 60Hz để tránh cho hình khỏi bị bị rung, lắc, hoặc có vệt

đen trôi trên màn hình khi bộ lọc nguồn không tốt

Để tránh hiện tợng hình bị chớp ngời ta sử dụng phơng pháp quét xen kẽ (Interlace)

34Dòng Một ảnh hoàn chỉnh

Mục đích để đồng bộ giữa đầu thu và đầu phát ( hệ thống quét tia điện tử ở máy thu đồng bộ với

hệ thống quét tia điện tử ở máy phát) Xung đồng bộ là các xung âm nằm trong thời gian xung

m

m x 4/3

a =

b =

d = c

xóa Các loại xung đồng bộ bao gồm: Xung đồng bộ dòng, xung đồng bộ mành, xung chẻ, xungcân bằng trớc , xung cân bằng sau

Xung xoá : - Mục đích để xoá tia quét ngợc:

- Thời gian xoá dòng bằng 0,18H = 11,52às

- Thời gian xoá mành bằng 0,08V = 25H +12às

Hình 1.4 : Xung đồng bộ và xung xóa dòng Bảng 1.1 : Thông số tín hiệu đồng bộ và tín hiệu xoá : Ký

b Khoảng cách giữa sờn trớc xung đồng bộ

dòng và sờn sau xung xoá dòng (às)

10,5 9,2 ± 0,2

c Độ rộng vai trớc xung xoá dòng (às) 1,5 ± 0,3 1,5 ± 0,1

d Độ rộng xung đồng bộ dòng (às) 4,7 ± 0,2 4,7 ± 0,1

e Thời gian thiết lập xung xoá dòng (às) 0,3 ± 0,1 0,14 ± 0,02

f Thời gian thiết lập xung đồng bộ dòng (às) 0,2 ± 0,1 0,14 ± 0,02

g Thời gian từ điểm cuối xung đồng bộ dòng

đến điểm cuối xung xoá dòng (às)

Độ rộng xung cân bằng trớc và sau (às) 2,35±0,1 2,3±0,1

Hình 1.5 : xung đồng bộ mành, xung cân bằng trớc, xung cân bằng sau

Tín hiệu truyền hình đen trắng

Tín hiệu Video có biên độ dao động từ mức đen (0V) đến mức trắng (0.7V)

Xung đồng bộ (dòng, mành) có nhiêm vụ kích mạch quét dòng và quét mành trong máy thu, vớimức điện bằng -0,3V

Biên độ tín hiệu Video tổng hợp bằng 1VP-P/75Ω

Xung xoá bao gồm xoá dòng và xoá mành, mục đích để xoá tia quét ngợc theo chiều ngang vàchiều dọc Thời gian xung xoá lớn hơn thời gian xung đồng bộ

Hình 1.7 : Một dòng tín hiệu truyền hình 1.3.2 Bề rộng phổ tín hiệu Video (dải tần Video) :

Gọi chu kỳ của một dòng tín hiệu truyền hình là H,

thời gian quét thuận của một dòng là tH và của một mành

là tV Thời gian quét ngợc của một dòng là tnH và của

một mành là tnV, theo quy định của CCIR:

tH

tnV

tVV

tảnh= 64às(1-0,18)x625(1-0,08) = 30,176ms = 30176 às

Thời gian quét một phần tử ảnh : tPtử = 30176/440833 = 0,0684 às

Tần số cao nhất của tín hiệu video đạt đợc khi hình ảnh là những sọc đen/trắng hoặc điểm ảnh

đen trắng xen kẽ nhau, (T là chu kỳ tín hiệu sọc đen trắng)

- Mạch nhấn trớc (nâng tần số cao) với hằng số thời gian 50às

Điều chế Video (VSB - Vestigial Sideband Amplitude Modulation) :

2fH-fV

Phổ tín hiệu điều chế AM có hai dải biên tần chứa cùng thông tin do đó trên lý thuyết chỉ cần truyền một dải biên tần là đủ Tuy nhiên trên thực tế khó có khả năng chế tạo đợc các bộ lọc thẳng đứng do vậy phổ của tín hiệu video sau điều chế có dạng biên tần cụt nh hình vẽ :

Khoảng cách giữa sóng mang hình và sóng mang tiếng : 6,5MHz

Tỷ lệ công suất hình/tiếng : 5/1 (đối với mầu 10/1)

1.5 Hệ thống thu - phát truyền hình

1.5.1 Quá trình thu, phát truyền hình :

Quá trình thu, phát tín hiệu truyền hình đợc thực hiện thông qua 5 công đoạn nh đợc biểu thịtrên sơ đồ khối sau :

b- Phổ điều biên tín hiệu video 4,5 MHz

c- Phổ điều biên với một dải biên tần cụt

MHz

Hình ảnh, âm thanh đợc biến đổi thành tín hiệu điện và đợc gọi là tín hiệu Video và Audio.Quá trình này đợc thực hiện bằng Camera truyền hình

Các chơng trình hoàn chỉnh đợc ghi trên băng từ hoặc ổ đĩa sau đó sẽ đợc

truyền từ phòng phát sóng tới máy phát

Đờng truyền tín hiệu có thể là :

+ Cáp đồng trục (khoảng cách gần)

+ Cáp quang (khoảng cách gần và xa)

+ Viba (khoảng cách xa)

a- Máy phát hình tiếng chung :

Máy phát hình tiếng chung thờng là những máy phát có công suất nhỏ (P ≤ 5 KW), chất lợngtrung bình và giá thành rẻ

Sơ đồ khối máy phát hình tiếng chung nh hình 1-11 :

Tín hiệu Audio đợc đa qua mạch vào (để khuyếch đại tín hiệu, sửa tần cao ) sau đó đợc điềuchế FM lên trung tần tiếng IFA(32,4MHz).

Tín hiệu IFV và IFA đợc đa qua khối cộng tạo thành tín hiệu trung tần chung có độ rộng băng tần

Khối khuyếch đại công suất : Khuyếch đại lên mức công suất theo yêu cầu

Tín hiệu sau đó đợc đa qua bộ lọc kênh hay còn gọi là lọc đầu ra máy phát và cuối cùng đa raAnten phát

b- Máy phát hình tiếng riêng :

Máy phát hình tiếng riêng thờng là các máy phát có công suất lớn ( ≥ 5KW), chất lợng máyphát cao, giá thành đắt hơn

Sơ đồ khối máy phát hình tiếng riêng nh hình 1-12:

hình 1.12 : máy phát hình tiếng riêng

Nguyên lý làm việc : Về cơ bản giống nh máy phát hình tiếng chung, chỉ khác là mạch

cộng đợc thực hiện ở tần RF (Diplexer) thay vì ở tầng IF

Trung tần tiếng (KĐ)

Giải Đ/C T/h hình

K/Đại Video

Giải Đ/C FM

Tách xung đồng

bộ

KĐ C/suất Video

K/đai công suất tiếng

Tách xung dòng

mành Dao động mành Tạo T/h quét mành

Mạch so pha Dao động dòng Tạo T/h quét dòng

Tạo cao áp

H

V

Loa

Ngoài ra trong máy phát còn có phần

nguồn cung cấp, các khối chỉ thị (P, I,

điện áp vào, nhiệt độ , gió), các khối điều

Hình 1.15 : Đèn hình (Picture tube)

Đèn hình là một bầu thuỷ tinh rỗng hình phễu (bên trong là chân không) Phía đuôi đèn đợc cấutạo nh một ống phóng tia điện tử, cờng độ của tia điện tử mạnh hay yếu tuỳ thuộc vào biên độcủa tín hiệu video

Mặt phía trong của đèn hình đợc phủ một lớp phát quang, ánh sáng phát ra mạnh hay yếu tuỳthuộc vào cờng độ của tia điện tử

Cuộn lái để điều khiển tia điện tử quét từ trái sang phải, từ trên xuống dới đồng bộ với phíaphát

1.5.5 Các tiêu chuẩn truyền hình đen trắng :

Bảng 1-2 : Tiêu chuẩn truyền hình đen trắng

Thông số/Tiêu

chuẩn CCIR B

D OIRT

H Bỉ

I Anh

L Pháp

M FCC

N FCC

A/ đờng tínn hiệu :

Phõn tớch sơ đồ khối Mỏy thu hỡnh Nội dung : Phõn tớch sơ đồ khối của mỏy thu hỡnh đen trắng, Mụ tả sự hoạt động của đài truyền hỡnh

1 Sơ đồ khối Ti vi đen trắng.

Sơ đồ khối mỏy thu hỡnh đen trắng

Mỏy thu hỡnh đen trắng là hội tụ tất cả những kiến thức cơ bản của kỹ thuật truyền hỡnh, hiểu mỏy thu hỡnh đen trắng là cơ sở để tiếp cận với mỏy thu hỡnh mầu và mỏy thu hỡnh kỹ thuật số

Mỏy thu hỡnh đen trắng bao gồm cỏc khối chớnh sau :

• Bộ kờnh : Cú nhiệm vụ thu tớn hiệu súng mang từ cỏc đài phỏt sau đú đổi tần về tớn hiệu IF,

cung cấp cho mạch khuếch đại trung tần

• Khối trung tần : Khuếch đại tớn hiệu trung tần và tỏch súng thị tần để tỏch tớn hiệu Video tổng

hợp ra khỏi súng mang , tớn hiệu thu được sau tỏch súng gồm cú tớn hiệu Video, xung H.syn, xung V.syn và tớn hiệu FM

• Tầng khuếch đại thị tần : Từ tớn hiệu Video tổng hợp, tớn hiệu video được tỏch ra đi vào tầng

khuếch đại thị tần, tầng KĐ thị tần khuếch đại tớn hiệu video lờn biờn độ đủ mạnh rồi đưa vào Katụt đốn hỡnh để điều khiển dũng phỏt xạ, tỏi tạo lại hỡnh ảnh trờn màn hỡnh

• Đốn hỡnh : Chuyển đổi tớn hiệu truyền hỡnh thành hỡnh ảnh quang học, khụi phục lại ảnh

giống phớa phỏt

• Khối đồng bộ : Hai xung đồng bộ được gửi sang mỏy thu từ phớa phỏt cú nhiệm vụ điều khiển

khối quột dũng và quột mành của mỏy thu quột cựng tần số như bờn phỏt để khụi phục lại hỡnh ảnh, hai xung này được tỏch ra sau tỏch súng thị tần và được khuếch đại qua khối đồng bộ, sau

đú xung H.syn đi tới điều khiển mạch dao động dũng, xung V.syn đi tới điều khiển mạch dao

động mành

• Khối quét dòng : Nhiệm vụ của khối quét dòng là tạo ra các mức điện áp cao cung cấo cho

đèn hình hoạt động, đồng thời cung cấp xung dòng cho cuộn lái ngang để lái tia điện tử quét theo chiều ngang

• Khối quét mành : Nhiệm vụ của khối quét mành là tạo ra xung mành cung cấp cho cuộn lái

tia, lái tia điện tử dãn theo chiều dọc

• Khối đường tiếng : Khuếch đại tín hiệu điều tần FM, sau đó tách sóng điều tần để lấy ra tín

hiệu âm tần và khuếch đại qua tầng công xuất rối đưa ra loa

Mô tả sự hoạt động của đài truyền hình

Mạch khuếch đại trung tần IF Nội dung : Phân tích sơ đồ nguyên lý của mạch khuếch đại trung tần và mạch tách sóng thị tần, hiện tượng khi hỏng trung tần và các bước kiểm tra sửa chữa

1 Sơ đồ mạch khuếch đại trung tần

Mạch khuếch đại trung tần sử dụng IC

IC Khuếch đại trung tần bao gồm các mạch

• IF AMPLY là mạch khuếch đại tín hiệu trung tần từ bộ kênh đưa sang, sau đó cung cấp tín hiệu cho mạch tách sóng

• Detector Là mạch tách sóng, tách tín hiệu Video tổng hợp ra khỏi sóng mang của đài phát, biến

áp T2 cộng hưởng cho mạch tách sóng

• Vdeo Amply Là mạch khuếch đại tín hiệu Video trước khi đưa ra ngoài

• IF AGC (Auto Gain Control ) Là mạch tạo điện áp tự điều chỉnh độ khuếch đại cho mạch trung tần

• RF AGC Là mạch tạo điện áp tự điều chỉnh độ khuếch đại cho mạch RF Amply của bộ kênh

• Mạch trung gian giữa bộ kênh và tầng khuếch đại trung tần là bộ lọc giải thông, mạch này có nhiệm vụ cho tín hiệu trung tần thuộc giải 31,5MHz đến 38MHz đi qua và loại bỏ các tần số lân cận, mạch này bao gồm các linh kiện, C1,L1,C2,C3, L2, T1 tạo thành các mạch cộng hưởng

để nâng cao biên độ tín hiệu trong dải sóng trung tần, tín hiệu vào được đưa vào các chân 8 và

Khối khuếch đại thị tần - Video Nội dung : Nhiệm vụ của mạch khuếch đại thị tần, phân tích sơ

đồ mạch khuếch đại thị tần, Phân tích hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa

1 Tần khuếch đại thị tần (Video)

Nhiệm vụ của mạch khuếch đại thị tần :

• Khuếch đại tín hiệu Video sau tách sóng lên biên độ đủ lớn => cung cấp cho đèn hình tái tạo lại hình ảnh

• Tiếp nhận xung dòng và xung mành đưa về để xoá tia quét ngược

• Thực hiện các chức năng điều chỉnh độ tương phản, độ sáng

Tầng khuếch đại thị tần máy Samsung 359R

Nhiệm vụ các linh kiện trong mạch :

• C1 : Là tụ nối tầng

• CF1 : Là thạch anh, lọc tín hiệu tiếng không cho tiếng ảnh hưởng sang đường hình

• Đèn Q khuếch đại tín hiệu thị tần, R2 là điện trở định thiên, R3 là trở ghánh, R4 là trở ổn định nhiệt , R5 là điện trở phân áp

• Triết áp Contras điều chỉnh biên độ tín hiệu ra => Là triết áp chỉnh độ tương phản trên màn hình

• Xung dòng H.P (Horyontal Pull ) đi qua R6 và D1, xung mành V.B (Vert Blanking) đi qua R7 vàD2 : hai xung cùng đi qua tụ C3 vào cực E đèn KĐ thị tần làm nhiệm vụ xoá tia quét ngược

• Tụ C4 đưa tín hiệu thị tần vào Katôt đèn hình và ngăn điện áp một chiều