Nghiên cứu về truyền hình màu và thiết kế bộ nguồn ổn áp dải rộng của ti máy thu hình

Hình 2-4-1 Phổ tần tín hiệu màu cài trong phổ tần tín hiệu chói Trong các hệ truyền hình màu ta phải tiến hành lồng tiếng phổ tần nhvậy vừa để cho độ rộng dải thông đờng truyền ở hệ truy

Lời mở đầu

Trong thời đại bùng nổ thông tin nh hiện nay, vô tuyến truyền hình là

bộ phận đóng vai trò quan trọng trong đời sống mọi cá nhân trên thế giới.Truyền hình đã và đang đáp ứng đợc rất nhiều nhu cầu thiết yếu của con ngờinh: giải trí, giáo dục, văn hoá, chính trị, nghệ thuật…v.v

Cùng với sự phát triển khoa học kĩ thuật, truyền hình đã liên tục đợc cảitiến từ những hệ thống truyền hình sơ khai, truyền hình đen trắng, truyền hìnhmàu và cùng với sự phát triển kỹ thuật số truyền hình số ra đời và phổ biến ởcác nớc Mĩ, Nhật …v.v

Tuy nhiên để có thể hoạt động truyền hình hay bất kỳ máy móc thiết bịnào cũng cần phải có năng lợng nguồn, năng lợng càng ổn định thì máy móccàng bền Vì vậy đánh giá về chất lợng bộ nguồn từ đó đánh giá về chất lợngtuổi thọ của máy Chất lợng của máy lệ thuộc 80% vào bộ nguồn, và điều này

đợc ngời tiêu dùng cũng nh nhà sản xuất đặc biệt quan tâm Chính vì tầm quantrọng của bộ nguồn đã khiến tôi chọn đề tài “Nghiên cứu về truyền hình màu

và thiết kế bộ nguồn ổn áp dải rộng của ti máy thu hình” Sau đây là kết quảnghiên cứu trong qúa trình thực tập và thiết kế đồ án tốt nghiệp

PhÇn I

TruyÒn h×nh mµu

Chơng I Giới thiệu tổng quát về truyền hình màu

1.1 Khái niệm

Truyền hình đen trắng là bớc mở đầu cho việc truyền các hình ảnh cótrong thực tế đi xa, nó đã đợc nghiên cứu và chế tạo hoàn chỉnh trong nhữngnăm 1960 Ngày nay truyền hình đen trắng đã đợc sử dụng hầu hết các nớctrên thế giới, cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành điện tử, chất lợngcác linh kiện điện tử ngày càng cao và do đó thiết bị của hệ thống truyền hình

ổn định cao, chất lợng tốt Tuy nhiên, truyền hình đen trắng cha có khả nangtruyền đi các hình ảnh, các cảnh vật thiên nhiên đầy màu sắc sống động trongthực tế

Do đó truyền hình màu là bớc phát triển tiếp theo của truyền hình đentrắng Truyền hình màu phát triển trên nền tảng của truyền hình đen trắng Dovậy hệ truyền hình màu phải đảm bảo tính kết hợp với hệ truyền hình đentrắng, cụ thể là: Những máy thu hình đen trắng phải thu đợc chơng trìnhtruyền hình màu và chơng trình truyền hình đen trắng, máy thu hình màu phảithu đợc cả chơng trình truyền hình đen trắng cũng nh thu chơng trình truyềnhình màu

1.2 Các điều kiện để thực hiện tính tơng hợp

- Các thông số của hệ truyền hình màu và hệ truyền hình đen trắng tơngứng phải nh nhau

+ Các phơng pháp quét ảnh, khổ ảnh, số dòng quét trên một ảnh, số ảnhtruyền trong một giây

+ Độ rộng dải tần tín hiệu Video, hiệu số giữa tần số mang hình vàmang tiếng

+ Phơng thức điều chế song mang hình, mang tiếng và cực tính điềuchế sóng mang hình, tiếng…

Đối với các nớc dùng tiêu chuẩn khác nhau thì các thông số này cũngphải khác nhau

- Trong tín hiệu truyền hình màu đầy đủ phải có tất cả các thành phầntrong tín hiệu truyền hình đầy đủ ở truyền hình đen trắng Trong đó nhất thiếtphải có thành phần phản ánh sự phân bố độ chói trên ảnh truyền đi (tín hiệuhình trong truyền hình đen trắng là Ey) Tín hiệu này cần thiết để khôi phục

ảnh đen trắng trên màn hình đen trắng Ngoài ra, còn có xung đồng bộ dòng,mành và xung xoá đầy đủ Lúc thu chơng trình truyền hình màu các thànhphần phản ánh tin tức màu không gây ra nhiều rõ nét, độ tơng phản cao, màu

sắc khôi phục chính xác, méo hình học nhỏ, ít nhiễu, không chip, ảnh truyềnhình ổn định

- Mạch điện máy thu hình màu đơn giản hoạt động ổn định, kinh tế cao

- Có khả năng sử dụng đến mức tối đa các thiết bị truyền hình đen trắngsẵn có ở các đài truyền hình đen trắng

- Có khả năng trao đổi chơng trình truyền hình màu giữa các nớc sửdụng các hệ thống truyền hình màu khác nhau (cả hệ thống thông tin mặt đất

và vệ tinh)

- Sử dụng băng tần số dành riêng cho truyền hình có hiệu quả nhất và

có cơ sở để tiếp tục phát triển thành hệ thống truyền hình tân tiến hơn

Chơng ii Các vấn đề liên quan giữa truyề hình màu

và truyền hình đen trắng

2.1 Vấn đề tiêu chuẩn quét

Truyền hình chỉ truyền đi từng điểm sáng một từ trái qua phải, từ trênxuống dới Càng có nhiều dòng quét thì hình ảnh càng có nhiều chi tiết sắcnét, nhng hệ thống thiết bị phức tạp, đắt tiền, ít dòng quét hình ảnh kém chất l-ợng Vì vậy, cho tới nay chỉ tồn tại 2 tiêu chuẩn là:

FCC của Mỹ

(FCC = Federal Communoication Commentti: Hội viễn thông liên bang)

OIRT của Châu Âu

(OIRT = Organix = zation International Radio Television: Hiệp hội quốc tế

phát thanh và truyền hình)

Nh vậy tần số quét ngang (quét dòng), hay số dòng quét có trong 1 giâycủa FCC là:

Tần số quét dọc (mành) hay tần số tia điện tử quét ngợc từ dới lên trêntrong 1 giây của FCC là: FV = 30 x 2 = 60HZ

OIRT : FV = 25 x 2 = 50 HZ.

Sở dĩ tần số quét dọc (mành) bằng (số hình/1 giây x 2) vì một hình đợcquét làm 2 lần, lần đầu quét các dòng lẻ 1,3,5,7… (bán ảnh lẻ) Lần 2 quét cácdòng chẵn 2,4,6… (bán ảnh chẵn) Việc này để tránh hiện tợng chập chờn dokhả năng lu ảnh của mắt ngời

Số dòng quét cho 1 hình 525 dòng 625 dòng

2.2 Vấn đề đồng bộ

Hình ảnh máy thu hình chỉ tái tạo đảm bảo giống nh ở phía phát khi có

sự đồng bộ Điều này có nghĩa là khi ở đầu phát đi hình ảnh, phải phát đi tínhiệu đồng bộ để phía thu căn cứ vào những tín hiệu này, tái tạo lại những tínhiệu giống nh của phía phát truyền đi Ngời ta thực hiện vấn đề này bằng cách

đặt những xung đồng bộ dòng và mành gửi chung cùng tín hiệu hình ảnh và

âm thanh Mỗi khi tia điện tử trong ống Vidicon quét hết 1 lợt lại xuất hiện 1xung âm có bề rộng lớn hơn xung đồng bộ ngang gọi là xung đồng bộ dọc(mành)

Nh vậy, sơ bộ chỉ tính riêng trong truyền hình đen trắng đã có 4 tínhiệu: Tín hiệu chói Ey, tín hiệu đồng bộ dòng, tín hiệu đồng bộ mành, tín hiệu

âm thanh

2.3 Vấn đề dải tần Video

Hình ảnh đợc tái tạo trên màn hình, 2 chi tiết sáng tối nằm sát nhaunhất theo chiều dọc chính là khoảng cách d của 2 dòng quét Để các chi tiếtcủa hình đợc đều 2 chi tiết sáng tối nằm sát nhau nhất theo chiều ngang cũngphải có khoảng cách nh vậy Khoảng cách này phải tơng ứng với 1/2 chu kỳcủa sóng video Tỷ lệ của khung hình luôn luôn là hình chữ nhật, tỷ lệ 3/4;thời gian của dòng quét luôn xác định, từ đó có thể tính đợc thời gian 1/2 chu

kỳ tơng ứng với tần số video cao nhất (hình 1-1), khoảng cách d = 1/2 chu kỳcủa sóng video có tần số cao nhất, kết quả tính đợc là:

+ ở tiêu chuẩn OIRT có: Fmax = 7,4Mhz

+ ở tiêu chuẩn FCC có: Fmax = 6,2Mhz

Nh vậy, giải tần số Video theo tiêu chuẩn định nghĩa là 7,5Mhz (OIRT),6,3Mhz (FCC) Máy phát OIRT và máy phát FCC sẽ chỉ truyền đi giải tần

6Mhz và 4Mhz Điều này chứng tỏ rằng ngời ta không truyền đầy đủ dải tần

số của Video nh tiêu chuẩn định nghĩa

2.4 Vấn đề cài phổ tần tín hiệu màu vào phổ tần tín hiệu chói

Các tính hiệu màu đợc điều chế lên dao động điều hoà có tần số xác

định, chọn miền tần số cao của phổ tần tín hiệu chói Sau đó cộng tuyến tínhvới tín hiệu chói rồi mới truyền đến máy phát hình Dao động điều hoà nàygọi là sóng mang màu (còn gọi là sóng mang phụ Subcarier) và tần số của dao

động điều hoà này gọi là tần số mang phụ Fmp (hoặc gọi dải tần phụ)

Hình 2-4-1 Phổ tần tín hiệu màu cài trong phổ tần tín hiệu chói

Trong các hệ truyền hình màu ta phải tiến hành lồng tiếng phổ tần nhvậy vừa để cho độ rộng dải thông đờng truyền ở hệ truyền màu và đen trắng

nh nhau, vừa giảm ảnh hởng qua lại giữa tín hiệu chói và tín hiệu màu

Chơng iii Phân tích và tổng hợp ảnh màu

3.1, ánh sáng và màu sắc.

a, ánh sáng có bao nhiêu màu

ánh sáng nhìn thấy là sóng điện từ có bớc sóng nằm trong dải phổ từ

380 đến 780.10-9m Trớc đây ta quan niệm rằng ánh sáng có 7 màu sắc khácnhau đó là: Đỏ, Cam, Vàng, Lục , lam, Chàm, tím Trên thực tế các mầu nàybiến đổi một cách liên tục ,không có ranh giới rõ rệt ,do đó ánh sáng có vô sốmàu

Phổ tần tín hiệumầu

EY

Phổ tần tín hiệu chói

f

màu sắc tồn tại trong thiên nhiên bằng cách trộn ba chùm ánh sáng màu đỏ,lục và lam theo các tỉ lệ xác định Để giải thích điều này ,cho đén nay nhiềunhà khoa học đã đề ra nhiều thuyết khác nhau về cơ chế cảm thụ màu của mắtngời ,trong đó thuyết ba thành phần cảm thụ màu đợc nhiều ngời công nhậnhơn cả

Theo thuyết ba thành phần cảm thụ màu thì trên võng mạc của mắt ngờitồn tại ba dạng tế bào hình chóp Mỗi dạng tế bào chóp này có độ nhạy cảmkhác nhau đối với các màu khác nhau của dải phổ trông thấy Cụ thể là mộtloại nhạy cảm với màu đỏ , một loại nhạy cảm với màu lục và một loại nhạycảm với màu lam Dựa theo thuyết này , truyền hình màu cũng chỉ truyền đi

ba màu cơ bản là :màu đỏ ký hiệu bằng chữ R ( Red) , màu lục ký hiệu bằngchữ G (Green) và màu lam ký hiệu bằng chữ B (Blue)

b Ba yếu tố quyết định một màu sắc

- Độ chói (Luminance): Nó biểu thị màu đỏ mạnh hay yếu, sáng hay

tối tức là cảm nhận của mắt ngời với cùng cờng độ ánh sáng

- Màu sắc (Hue): Biểu thị màu sắc cho biết sự khác nhau của các màu khác

nhau (có quan hệ với λ)

- Độ bão hoà màu (Saturation): Biểu thị nồng độ màu, tức là độ đậm

nhạt của các màu Nó cho biết màu đó bị pha với ánh sáng trắng nhiều hay ít

Hình 3-1-1: Sự trộn màu

Nếu đem chiếu 3 nguồn sáng màu cơ bản (R,G,B) có cùng cờng độ chóilên màn vải trắng để có sự phản chiếu hoàn toàn, mắt ngời cảm nhận they ởnhững phần giao nhau có những màu khác nhau Nếu đem trộn 3 màu trêntheo tỷ lệ khác nhau thì tại vùng trung tâm sẽ có các màu khác nhau, nếu trọn

tỷ lệ thích hợp ta có thể tạo đợc hầu hết các màu có trong tự nhiên

3.2 Phơng pháp phân tích và tổng hợp ảnh màu trong truyền hình

Hình 3-2-1Phân chia phổ 3 tín hiệu màu cơ bản

Hình ảnh đợc truyền đi, đợc hệ thống kính quang học và kính màu phântích thành 3 chùm tia màu cơ bản đỏ (red), lục (green), lam (blus) Ba chùmtia này tác động lên 3 đèn quang điện Vidicon hoặc Superoticon để chuyển đổithành 3 tín hiệu điện ER, EG, EB sau khi đợc sửa méo do đèn quang điện gây rathì tín hiệu đó đợc ký hiệu là: ER, EG, EB Bằng các phơng pháp điều chế khác

G ơng

Điểm màu

R G B

E R

E G

E B

Mạch ma trận MATRIX

phổ của tín hiệu chói của kênh truyền hình đen trắng để phát đi

Phía tiếp nhận kêng sóng truyền hình màu qua các khâu sử lý và giải

điều chế tái tạo lại 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB, rồi qua 3 tầng khuếch đạimàu cuối tác động vào 3 katốt đèn hình màu Ba tia điện tử từ 3 katốt riêngbiệt ER, EG, EB với cờng độ mang tin tức khác nhau của ảnh màu bắn vào các

điểm phát màu tơng ứng trên màn hình để tái tạo lại ảnh màu

Sóng mang màu phụ hệ NTSC Fmp = 3,58MHz

PAL: Fmp = 4,43MHz

SECAM: Fmp = 4,286MHz

Để kết hợp giữa truyền hình màu và truyền hình đen trắng tức là các ti vi đentrắng vẫn thu đợc chơng trình của đài phát hình màu nh thờng, ngời ta khôngtruyền đi trực tiếp 3 tín hiệu màu cơ bản mà thông qua một mạch ma trận ởphía phát để đổi thành một tín hiệu chói Ey, chính là tín hiệu hình ảnh đentrắng và 2 tín hiệu màu là: ER – EY, EB – EY Hai tín hiệu hiệu số màu thôngqua một mạch dải và mã màu (từ là mạch điện để mang thông tin màu đi) Haitín hiệu này tổ hợp lại thành một tín hiệu màu C Mỗi một hệ truyền hình cómột mạch tạo mã màu khác nhau Tiếp đó tín hiệu màu C đợc đem lồng vào

phổ tần tín hiệu chói

Hình 3-2-2: Phổ tần tín hiệu màu cài trong phổ tần tín hiệu chói

Tín hiệu chói từ 0 – 6Mhz và tất cả phổ tần đó đợc điều chế biên độ(AM) vào máy phát sóng mang hình fA để phát đi trên các kêng sóng tín nhhiệu đen trắng trớc đây, đồng thời tín hiệu âm thanh đợc khuếch đại và đa đến

điều tần (FM) vào máy phát sóng mang âm thanh FT Cả hai sóng mang fA và

fT đợc phối hợp và ghép truyền lên anten

f

E Y Phổ tần tin hiệu choi

Phổ tần tin hiệu màu

Chơng Iv Nguyên lý truyền hình màu

Tất cả nguyên tắc của truyền hình màu đen trắng đều đợc tận dụng trongtruyền hình màu Hay truyền hình màu trớc hết phải làm tất cả các công việc

đã có của truyền hình đen trắng Điểm khác biệt giữa truyền hình màu vàtruyền hình đen trắng ở chỗ Trong truyền hình đen trắng chỉ quan tâm tới c-ờng độ sáng tối của tong điểm ảnh trên cảnh, còn truyền hình màu phải quantâm tới tính chất màu sắc của từng điểm ảnh trên 1 cảnh

4.1 Nguyên tắc truyền 3 màu cơ bản

a.Ba màu cơ bản

Nh đã trình bày ở phần 3.1,nguyên tắc truyền hình màu dựa theo thuyết

ba thành phần cảm thụ màu , do đó chỉ truyền đi ba màu cơ bản trong dải phổnhìn thấy Tổ hợp ba màu này đã đợc lựa chọn rất kỹ , đó là :

- Màu đỏ (Red) R λ = 700nm

- Màu lục (Green) G λ = 546nm

- Màu lam (Blue) B λ = 435nm

Lý do để chọn 3 màu này làm màu cơ bản là:

 Nếu đem 2 trong 3 màu cơ bản trộn với nhau thì không cho ramàu thứ 3

 Nếu đem 3 màu trộn với nhau theo các tỷ lệ khác nhau thì sẽ cho

ra hầu hết các màu có trong thiên nhiên

b.Tín hiệu màu và tín hiệu hiệu màu

Trong truyền hình màu ngời ta đã không trực tiếp phát đi các tín hiệumàu cơ bản mà phát đi các tín hiệu hiệu màu và tín hiệu chói Các tín hiệuhiệu màu đợc điều chế lên một sóng mang riêng và cài vào phổ tần của tínhiệu chói , nhờ đó làm giảm can nhiễu của tín hiệu màu lên ảnh đen trắng

* Ba tín hiệu hiệu màu là:

ER – EY = EG – (0,3ER + 0,59EG + 0,11EB)

= 0,7ER – 0,59EG – 0,11EB

EG – EY = EG – (0,3ER + 0,59EG + 0,11EB)

E R

E G

E B

ĐIÊU CHÊ

N ậ R

M

T

N ậ R A

TáCH

-E Y

G-Y R-Y B-Y

E Y

EB – EY = EG – (0,3ER + 0,59EG + 0,11EB)

= 0,3ER – 0,59EG – 0,11EB

4.2 Sự lựa chọn tín hiệu màu để truyền hình

Để kết hợp giữa truyền hình màu với truyền hình trắng đen, đài pháttruyền hình màu đã phát đi một tín hiệu chói với hai tín hiệu hiện màu là đủ.Tín hiệu hiện màu thứ 3 là EG – EY đã bỏ không gửi vì:

- Quãng biến thiên biên độ của EG – EY là nhỏ nhất, lợng thông tin ít,kém rõ ràng

- Mắt ngời rất nhạy cảm với màu lục G, có thể phân biệt đợc các chi tiếtrất nhỏ, do đó phải gửi đi màu lục G với dải phổ rộng, làm phức tạp thêm về kĩthuật +

Bởi vậy ở phía máy thu, phải dùng mạch ma trận G – Y để tạo ra tínhiệu hiện màu thứ 3 là EG – EY theo biểu thức sau đây:

EY = 0,3ER + 0,59EG + 0,11EB

⇒EY = 0,3 (ER – EY) + 0,59(EG – EY) + 0,11 (EB – EY)

⇒EB – EY = 0,3 (ER – EY) + 0,59(EG – EY) + 0,11 (EB – EY)

⇒0,59 (EG – EY) = - 0,3(ER – EY) - 0,11 (EB – EY)

⇒EG – EY = - 0,51 (ER – EY) -0,19 (EB – EY)

Tiếp đó từ 3 tín hiệu màu sẽ khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG,

EB bằng mạch ma trận RGB theo các biểu thức sau đây:

a b

Hình 4-3-1:Sơ đồ khối mạch mã hoá: a,và giải mã:b

Hình a mô tả cách thức để chin 2 tín hiệu sắc vào trong kênh sóng đã cósẵn của truyền hình trắng đen

Trớc hết một mạch ma trận sẽ làm công việc cộng trừ các điện áp theocác tỷ lệ đã định sẵn, để chuyển đổi ER, EG, EB thành ra một tín hiệu chói

EY và 2 tín hiệu sắc với sóng phụ (Sub carrier – fsc) có tần số bé hơn tần sốcao nhất của EY (chẳng hạn OIRT thì fsc = 4.43MC, ở FCC thì fsc = 3.58MC).Cuối cùng cho nhập chung sóng mang phụ đã điều chế này vào trong tín hiệuchói EY, để có đợc cái gọi là tín hiệu hình màu Toàn bộ công việc bắt đầu từ 3tin tức đầu tiên ER, EG, EB chuyển đổi dần dần thành ra tín hiệu màu nh vừanói đợc gọi là mã hoá tín hiệu màu (color Video) Hình (b)

Tại ngõ ra của tầng giải điều biên (tách sóng hình) bây giờ ta có đợc gọi

là tín hiệu màu Một mạch lọc giải sẽ lọc ra sóng mang phụ điều chế rồi táchsóng để có lại 2 tín hiệu sắc C1, C2 Phối hợp với tín hiệu chói EY, cả 3 tín hiệubắn ra sẽ mang lại 3 tín hiệu tin tức đầu tiên là ER, EG, EB Tất cả công việctrên đợc gọi là giải màu

4.4 Khảo sát tín hiệu chói E Y

Tín hiệu chói chính là tín hiệu hình ảnh trong truyền hình trắng đen ởtruyền hình màu, tín hiệu chói đợc tổ hợp từ 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB

theo biểu thức sau đây:

EY = 0,3ER + 0,59ER + 0,11EB

Độ chói mà mắt ngời có thể cảm nhận đợc có sự tham gia 30% ánhsáng đỏ, 59% ánh sáng màu lá cây và 11% là của màu xanh lơ Vì thế ngời tachế tạo đáp tuyến về độ nhạy của đèn điện từ VIDICON có độ nhạy giống độnhạy mắt ngời để có đợc tin tức về độ chói của ảnh tạo hình trắng đen

Camera đen trắng thu ảnh này với biên độ đỉnh - đỉnh\1Volt ở camera màuphổ đợc chia làm 3 đoạn nhng biên độ của 3 quang phổ nh cũ, ba đèn điện từVIDICON vẫn đo đợc ER = 1Volt, EB = 1Volt, EG = 1Volt Để tạo lại tín hiệuchói giống nh Camera đen trắng ngời ta lấy 30% ER 59% của EG và 11% của

EB để có:

EY = 30+59+11 = 100%

4.5 Bảng chuẩn sọc màu và đồ thị biểu diễn quãng biến thiên biên độ của các tín hiệu màu

Để kiểm tra điều chỉnh và sửa chữa các khâu trong truyền hình màu

ng-ời ta dùng 1 bảng chuẩn sọc có 8 màu với độ rộng bằng nhau, sắp xếp theotrình tự giảm dần của độ chói từ trái sang phải Đó là các sọc màu trắng, vàng,xanh lơ, lục, tím mận, đỏ, xanh lam, đen

Hình 4 – 5 - 1. Sơ đồ khối máy phát bảng chuẩn sọc màu

Quãng biến thiên biên độ của tín hiệu sắc:

Các sọc màu đại diện cho các màu đã bão hoà và biên độ sắc ở vị trí tối đa,

ở sọc trắng điện áp các tín hiệu sắc đều bằng 0 Tín hiệu sắc biến thiên lần lợt

Khuếch đại hạn biên i Khuếch đại hạn biên i

Trắng Vàng Xanh lơ Lục T?m mận Đỏ Lam Đen

0,59 -0,59

-0,7 0,11

4 –5 2 Biên độ các tín hiệu màu của bảng sọc màu

Các sọc màu đều có độ bão hoà là 100% Nh vậy biên độ của tín hiệumàu đều hoàn toàn xác định bằng một điện áp của tín hiệu chói EY và 2 tínhiệu màu ER – EY và EB – EY Nếu ta lấy trục toạ độ vuông góc mà trục tung

là ER – EY và trục hoành EB – EY thì ta có thể biểu diễn tính chất một màubằng véctơ Góc pha của vectơ đợc xác định bởi góc pha chuẩn 00 sẽ biểu thịsắc màu, còn độ dài của vectơ biểu thị độ bão hoà màu

OB

0,59 -0,3

OG

E B – E Y

Hình 4-5-3 Đồ thị véc tơ biểu diễn độ bão hoà màu(Toạ độ màu ).

Hình 1-9 Sơ đồ máy phát hình màu.

4.6 Toạ độ màu và sự trung thực màu

OR Biểu thị màu đỏ với: ER – EY = 0,7V, EB – EY = -0,59V

Khuếch đại

Ey

OG Biểu thị màu lục với: ER – EY = -0,59V, EB – EY = -0,59V

OB Biểu thị màu lam với: ER – EY = -0,11V, EB – EY = 0,89V

Góc α của véctơ màu đỏ OR biểu thị sắc màu đỏ Còn độ dài OR

Biểu thị độ bão hoà màu Đây là màu đỏ đậm nhất, đã bão hoà Nếu mộtvéc tơ khác có cùng góc α nhng độ dài ngắn hơn thì vẫn là màu đỏ nhng nhạthơn, càng ngắn càng nhạt, cho đến tâm điểm là màu trắng

b Sự trung thực màu

Quan niệm về sự trung thực màu, hay giống màu là một ý niệm rất khóxác định vì màu sắc chỉ là cảm giác chủ quan của riêng từng ngời Việc kiểmtra sự trung thực màu sắc thực ra là kiểm tra các điện áp ngõ ra và ngõ vào củacác mạch ma trận xem chúng có nằm trong giới hạn sai số cho phép để cho racác màu thích hợp

+Trung thực về tâm lý: là sự chấp nhận màu trên mặt đèn hình màu cóthể khác màu của cảnh, miễn là các màu ấy vừa mắt ngời Điều này có nghĩa

là chấp nhận một số ít sai sót nhất định trong toạ độ của các màu

+ Trung thực về khách quan vật lý: ta thấy phổ của điểm màu trên đènhình có đúng là phổ của điểm màu của cảnh màu đợc truyền đi hay không? Tathấy sự trung thực vật lý không thể đạt ngay từ nguyên tắc của truyền hìnhmàu, vì truyền hình màu không thể truyền đi nguyên hình dạng của phổ, mà

nó chỉ truyền đi 3 màu cơ bản trong quang phổ mà thôi

+ Trung thực về sinh lý chủ quan: Tức là cho mắt nhìn màu ở cảnh vật

và nhìn màu ở mặt đèn hình, nếu giống nhau tức là có trung thực sinh lý Cấptrung thực này cũng chỉ đạt đợc một cách tơng đối

Chơng V

Hệ màu

Hiện nay trên thế giới đang có 3 hệ truyền hình màu:

- Hiện NTSC (National Television System Committee)

- Hệ PAL (Phase Alternation Linne)

- Hệ SECAM (Se’ quentiel Couleur Ame’moire)

5.1: Hệ truyền hình màu NTSC

(Hệ NTSC viết tắt của National Television System Commid: Gọi tắt là

uỷ ban hệ thống truyền hình quốc gia) Hệ này ra đời ở Mỹ tháng 01 năm1954

a Đặc điểm

Trong hệ NTSC ngời ta dùng mạch ma trận chuyển đổi 3 tín hiệu màucơ bản là ER, EG, EB thành một tín hiệu chói và 2 tín hiệu màu E1, EQ theo cácbiểu thức sau:

EY = 0,3ER + 0,59EG + 0,11EB

EI = 0,74 (ER – EY) – 0,27 (EB – EY)

EQ = ,48 (ER – EY) + 0,41 (EB – EY)

Dùng một sóng mang phụ 3,58MHz điều biên nén vuông góc, 2 tín hiệumàu EI, EQ vào sóng mange 3,58MHz sau đó lồng vào phổ tần của tín hiệuchói để phát đi

Hình 5-1-1: Phổ tần của tín hiệu màu NTSC.

Hệ NTSC đã xoay hệ trục toạ độ ER – EY và EB - EY đi một góc 330.Trục I là trục hớng theo đó mắt ngời ta có khả năng phân biệt màu nhậy, trục

Q là trục theo hớng đó mắt ngời có khả năng phân biệt màu kém nhất

Hình 5-1-2 : Đồ thị toạ độ màu NTSC bằng trục E I và E Q

Quá trình điều biên nén đợc thực hiện nh sau:

+Q Mận tím

0,31 0,59<61 0

Đỏ 0.63<1030+1

0,6 Vàng

0,54<167 0

Lục 0,59<241 0

0,32 Lơ

0,63<283 0

Lam 0,54<347 0

+(B-Y) +(R-Y)

+Biên độ đỉnh từ đỉnh bằng biên độ đỉnh trừ đỉnh của tín hiệu

+ Tại mức tín hiệu bằng 0 thì biên độ sóng S.A.M cũng bằng 0

Có nghĩa là trong sóng S.A.M không có tín hiệu thì sẽ không có sóngmang phụ

+ Khi tín hiệu đổi cực tính từ (+) sang (-) hay ngợc lại thì sóng mangphụ đảo pha 1800

V0sin2IIfm(t) với V0 >>V

H-c: Sóng điều biên thông thờng

trong đó biên độ của sóng mangphụ thay đổi theo tín hiệu Còntần số giữ nguyên 3,58MHz, biên

độ của sóng AM thờng cao, tốithiểu gấp 2 lần biên độ của tínhiệu

H-d: Sóng điều biên nén (S.A.M)

nén cả 2 đỉnh của sóng điều biênthờng tại mức 0 của tín hiệu cảbiên trên và biên dớia nhập vàonhau tại mức 0 của sóng mangphụ

V

Bắt đầu từ tín hiệu đầu tiên của cảnh màu ER,EG, EB đến ma trận chuyển

đổi thành một tín hiệu chói EY có dải tần từ 0ữ4,2MHz và 2 tín hiệu hiệu màu

EI và EQ, tín hiệu EI có dải tần từ 0ữ1,2MHz, EQ từ 0ữ0,5MHz Hai tín hiệumàu này điều biên nén với sóng mang phụ fmp = 3,58MHz có pha lần lợt lệch

330 và 1230 so với góc pha 00

Hai sóng điều biên nén EI và EQ (C – C1 + C2) nhập chung C và EY lạivới nhau vì EY đi thẳng, trong quá trình tạo tín hiệu C nên phải giữ trễ EY bằngmột mạch trễ 0,7à s Nh vậy tín hiệu EY và C đến mạch cộng cùng một lúc

tránh đợc hiện tợng sai pha Để có tách sống điều biên nén hệ NTSC phảitruyền đi thêm một tin tức pha gốc 00 sóng mang phụ fmp Tin tức này gọi làloé màu (Colr Burst) bắt đầu từ fmp pha 0 đợc đảo pha 1800 rồi đa đến tầngcổng loé màu (Burst Gate) Cổng này luôn đóng, chỉ mở ra 1 dòng 1 lần khixuất hiện xung có tầng số FH rơi vào thời điểm thềm sau của xung đồng bộngang, khi cổng mở từ 8-12 chu kỳ, sóng hình sin 3,58MHz có pha 1800 đixuyên qua cổng nhập chung với tín hiệu chói và nằm gọn tại thềm sau củaxung đồng bộ ngang là thời gian không có tin tức khác của hình ảnh ở ngõ racuối cùng ta đợc tín hiệu video màu NTSC có chứa tổng cộng 7 tin tức

EG

EB

MATRIX

+ 333,58MHz

fH

C1Delay 0,7 às

NTSC video

Delay 0,7 à s

matrix r g b

matrix G-y

Nh vậy 4 tin tức đầu của truyền hình đen trắng bao gồm tin tức về sáng

tối, âm thanh điều tần FM, đồng bộ mành, đồng bộ dòng Tin tức sáng tôi và

FM nằm trên mức 0 có biên độ tối đa là 100%, phân biệt nhau bằng tần số

(FM = 4,5MHz, sáng tối = 0 đến 4,2Mhz)

Hai tin tức đồng bộ nằm dới mức 0 có biên độ âm 40% phân biệt với

nhau bằng độ rộng của xung và 2 tín hiệu hiệu màu (EI, EQ) nằm trong sóng

điều biên nén vuông góc (sóng mang phụ – 3,58MHz) có biên độ và pha thay

đổi tùy theo điểm màu Khi nhập chung với tín hiệu chói biên độ của nó cao

lên tối đa = + 133% và thấp nhất = -33%

Cách phân biệt với tín hiệu chói là tần số tin tức màu nằm xung quanh

tần số 3,58MHz giới hạn thấp nhất là 3,58M – 1,2M = 2,38MHZz

Tin tức cuối cùng là tin thứ 7 cần thiết để tách sóng điều biên nén có

biên độ ±20 nằm gọn trong thềm sau của xung tách đồng bộ dòng và độc lập

và với sóng tin tức trên

d Giải mã NTSC

Từ tầng tách sóng hình, toàn bộ dải thông của tín hiệu chói qua dây trễ

0,7às đến đồng thời cùng với 2 tín hiệu sắc EI và EQ tới mạch ma trận Toàn

bộ dải tần đợc đa vào tầng khuếch đại trung tần màu

Kết quả tại ngõ ra của tầng khuếch đại trung tầm màu chỉ còn lại phần

tin tức có chứa tín hiệu màu mà thôi Còn sóng mang phụ điều biên nén rẽ làm

2 đờng đi vào 2 mạch tách sóng điều biên nén riêng để tách ra 2 tín hiệu màu

EI và EQ để đa vào mạch ma trận cùng với tín hiệu chói EY

Mạch ma trận làm nhiệm vụ cộng trừ các mức điện áp theo các tỷ lệ đã

định để ngõ ra có đợc tín hiệu – EY đến katốt đèn hình màu

E I

EQ

S.A.M I T¹o song mang

Céng tuyªn tinh

- AFC, AGC

- Xử ly TT tiêng tach song FM lây

ra âm tần

Đuờng tiêng Kênh choi trễ 0,7 à s

KĐTT Chon loc + mầu 3,8Mz

đồng bô

Đuờng tiêng

Lọc bỏ

TT mầu song điêu Tach biên nen

Sơ đồ Tao song3,58MHzQuet dòng

Cum lai tia

Tín hiệu đợc cảm ứng qua anten vào hộp kênh, tín hiệu đợc đổi tầnmang tín hiệu hình ảnh và âm thanh đến IC 101 khuếch đại trung tần chung

Khối khuếch đại trung tần chung bao gồm cả tách sóng video, xử lýtrung tần tiếng và tách sóng FM để lấy tín hiệu âm tần sau đó chia làm 4 ngả

+ Đờng tiếng: Tạo dao động trung tần tiếng lần 2 sau đó khuếch đại

trung tần tiếng, tách sóng điều tần, khuếch đại công suất âm tần và đợc đa tớiloa

+ Đờng kênh chói: Đợc đa qua dây trễ 0,7às và lọc bỏ trung tần màu

rồi đa vào tầng khuếch đại kênh chói EY, sau đó khuếch đại đựoc đa vào mạch

ma trận R, G, B

+ Đờng kênh màu : Đi qua khuếch đại trung tần màu, khuếch đại tín

hiệu màu C ở tần số 3,58MHz sau đó đợc chia làm 2 ngả

- Ngả thứ nhất đa vào tách sóng điều biên nén, tách song video và đợckhuếch đại sơ bộ tín hiệu video lấy ra 2 tín hiệu màu ER – EY và EB – E Y Từ

2 tín hiệu hiệu màu này qua mạch ma trận G – Y tạo ra tín hiệu màu EG –

EY 3 tín hiệu màu đa vào mạch ma trận R, G, B phối hợp với tín hiệu chói EY

tạo ra 3 tín hiệu màu ER, EG, EB đa vào 3 tầng khuếch đại màu cuối để đén 3katốt đèn hình màu

- Ngả thứ 2 đợc đa vào cổng loé màu có xung dòng đa vào kiểm tra và

so với mạch dao động sóng mang màu, dịch pha ± 450 đa vào mạch tán sóng

Hệ truyền hình này đơn giản, có nhiều dải thông hẹp, thiết bị rẻ tiền

nh-ng có nhợc điểm là máy thu hình cần nhiều núm điều chỉnh, do điều chế vuông góc dễ gây ra méo pha

5.2: Hệ truyền hình màu secam

Hệ màu SECAM (Sequentiel clouleur A Mêmoire) truyền hình màu lầnlợt có nhớ Xuất xứ ở Pháp phát sóng năm 1965 trên kênh sóng OIRT6,5MHz Trong hệ này phơng pháp điều chế sóng mang phụ là điều tần FM

Hai tín hiệu (DR và DB) không cùng truyền đi một lúc cả hai tín hiệu DR

hoặc DB mà truyền lần lợt cho mỗi dòng quét

Hệ SECAM đã trải qua nhiều phơng pháp cải tiến để nâng cao chất lợngtruyền hình Do đó nó có các tên sau: SECAM I, SECAM II, SECAM III,SECAM IIIA, SECAM IIIB, SECAM IIIB đã trở thành hệ truyền hình màuSECAM chính thức hiện nay

a Đặc điểm hệ SECAM

Với sự hợp tác tích cực của Liên Xô cũ các khó khăn trong việc mã hoáSECAM đã đợc khắc phục bằng SECAM IIIB đợc tối u hoá và dợc phát sóngchính thức tại Pháp và Liên Xô năm 1965

Tín hiệu chói đợc tính theo công thức:

EY = 0,3ER + 0,59EG + 0,11EB

Độ rộng tần 6MHz Hai tín hiệu màu đợc truyền đi đồng thời lần lợttừng dòng sang phía thu Hai tín hiệu đó đợc tính theo công thức:

DR = - 1,9 (ER – EY)

DB = 1,5 (ER– EY)

Đổi cực tính DR để tần số tín hiệu điều tần giảm., mục đích để giảmméo Độ rộng của hai tín hiệu màu đều bằng 1,5MHz Chọn hệ số 1,9 cho tínhiệu DR và 1,5 cho tín hiệu DB nhằm kết hợp hệ truyền hình màu và truyềnhình đen trắng

Hai tín hiệu màu DR và DB đợc điều chế vào tần số (điều tần) của hai tần

số mang màu phụ fOR và fOB Hai tần số sóng mang màu này phải chọn sao chotính chống nhiễu của truyền hình đợc nâng cao

Sóng mang màu phụ: fOR = 4,406Mhz

FOB = 4,250MHz

Đó là những sóng điều tần, đặc điểm là biên độ tín hiệu đều nh nhautrong quá trình điều tần

b Tiền nhấn tần số cao.

Đặc điểm riêng của kỹ thuật điều tần là với cùng biên độ tín hiệu ở tần

số cao sẽ nhiều hơn ở các tần số thấp Để bù lại thiếu sót này ở tất cả cácmạch điều tần (phát thanh cũng nh truyền hình) ngời ta luôn nâng cao biên độ

đồng đều ở mọi tần số của tín hiệu

a Tiền nhấn DR, DB b Giải nhấn DR, DB

Hình 5-2-1:Tiền nhấn tần cao và giải nhấn tần cao

c Lọc chuông ngửa

Sau khi đã điều tần sóng mang phụ fmp có biên độ đồng đều bất chấp tínhiệu màu là bao nhiêu Nh vậy bó sẽ phá rối tín hiệu chói với mức độ không

đổi dù cảnh màu đang đợc truyền đi là thế nào

Để giảm sự phá rối đó ở mức tối thiểu giống nh sóng điều biên nénvuông góc của hệ NTSC, ngời ta cho sóng mang phụ đi qua một mạch lọcchuông có dạng chuông ngửa để đè tần số giữa dải xuống

Tần số để chọn đè xuống thấp nhất là 4,286MHz và tại đây biên độsóng FM chỉ còn 10% so với 100% là biên độ tín hiệu chói cũng ở 4,286MHz

Nh vậy, với cảnh thiên nhiên hầu hết là các màubão hoà kém dẫn đếnbiên độ DR, DB nhỏ, vì vậy quãng di tần hẹp dẫn đến biên độ sóng mang phụthuộc điều tần cũng nhỏ và ít phá rối hơn Biên độ này chỉ lớn đối với các màubão hoà cao DR, DB

a.Lọc chuông ngửa tại đài phát b Lọc chuông sấp ỏmáy thu

Hình 5-2-2 Hình lọc chuông

f(Mhz)U

K(db)

4,286

aU

bU

1,12 C

0,21

1,33

B 0,45

-1,12

-0,21 -1,13

1,33

D R =-1,9(E R -E Y ) C

Y

ngửa, ngời ta cho nó đi qua mạch lọc có dạng chuông xấp, mà độ cong nh độcong của chuông ngửa để lấy ra biên độ đều của sóng mange phụ điều tần

d Giảm độ xuyên lẫn giữa tín hiệu chói và tín hiệu màu

Sóng mang phụ luân hiện diện phá rối katốt đèn hình (phá rối đèn hình

đen trắng)

Mặt khác, ở máy thu hình khi lọc dải lấy sóng mange phụ fmp thì các tần

số EY trogn khoảng dải tần của sóng mang điều tần phụ cũng lọc vào đờng đicủa các tín hiệu màu

Hậu quả ở ngõ ra DR, DB cũng bị EY phá rối Hiện tợng này gọi là hiện ợng xuyên lẫn tín hiệu chói và tín hiệu màu Để giảm tác dụng xấu của sự xuyênlẫn, biên độ của C đợc giữ là 10% nếu ta so với biên độ của EY là 100% tần số4,286MHz (hình A lọc chuông ngửa) Có hai cách để thực hiện điều này

t-Hoặc lấy biên độ EY ở 4,286MHz làm chuẩn 100% đem so sánh với Ccũng ở tần số này nâng hoặc giảm cho C đúng 10%

Hoặc lấy biên độ của C ở 4,286MHz làm chuẩn 10% rồi nâng hoặcgiảm biên độ của EY, cũng ở tần số này cho đúng 100%

e Chọn lựa hai sóng mang phụ riêng cho D R và D B

Trong điều tần nhiều tỷ lệ nghịch với quãng di tần, nghĩa là tỷ lệ nghịchvới biên độ của tín hiệu màu

Thế mà với cùng cờng độ sáng biên độ tín hiệu màu của các màu cũngkhác nhau Nên chỉ dùng một sóng mang phụ, các quảng di tần khác nhau sẽlàm tỷ số tín hiệu trên nhiễu của các màu cũng khác nhau gây cảm giác khóchịu cho mắt ngời xem

Nhiễu ở màu lơ nhiều nhất vì 1 trong 2 tín hiệu sắc DR của lơ chỉ bằng0,21, tín hiệu chói của lơ chỉ bằng 0,11, vì mắt ngời có độ nhậy kém ở màuxanh lơ, nên nhiễu màu lơ không phải là lớn

Nhiễu màu đỏ trầm trọng nhất, vì tín hiệu chói EY chỉ có0,3 trong lúc nhiễu quy định bởi 2 tín hiệu sắc DB chỉ có0,45, màu vàng và màu xanh có nhiễu bằng màu lơ và đỏ,nhng tín hiệu chói EY của chúng lại cao (0,89 và 0,7) Nên tỷ lệ

số tín hiệu trên nhiễu cao, không đáng quan tâm

dùng 2 sóng mang

Hình: 5-2-3: Toạ độ màu m (D R, DB) của bảng sọc màu

Sóng mang phụ điều tần đợc chọn là:

FmR = fOR ± 280MHz với ±1vol tín hiệu

FmR = fOR ±230 MHz với ±1vol tín hiệu

Tần số điều tần của DR = fmR và DB = fmB đều tăng khi tín hiệu dơng và

giảm khi tín hiệu âm

Trong thực tế khi đa vào mạch điều tần FM ngời ta chỉ sử dụng 75%biên độ của DR và DB

Ví dụ: Khi truyền màu xanh lơ thì DB = +0,45DR = +1,33 lấy 75% sẽ là:

+ 180 0 +

hoá SECAM, bắt đầu từ 3 tin tức đầu ER, EG,

EB có 3 điểm màu, mạch ma trận chuyển đổi thành một tín hiệu chói EY có dảitần từ 0 đến 6MHz và 2 tín hiệu sắc DR và DB có dải tần cùng là 1,5MHz Sau

đó ngời ta cho tin tức nhận dạng từng bán ảnh nhập chung vào DR và DB đó làxung âm hình thanh xuất hiện mỗi bán ảnh 1 lần trong thời gian xoá dọc Sauk

hi ra khỏi mạch công tín hiệu sắc – DR đợc đảo pha 1800 để thành DR và đivào một mạch tiền nhấn tin tức nhận dạng từng bán ảnh trong đó sẽ là xung

âm

Theo định nghĩa của DB = 1,4 (EB - EY) chính là pha ban đầu (xung

đồng bộ nằm dới mức 0) và xung nhận dạng dọc của DB là xung âm Trong lúc

đó định nghĩa của DR = - 1,9 (ER – EY) là pha của DR ngợc với pha ban đầu(xung đồng bộ nằm trên mức 0) và xung nhận dạng dọc của DR là xung dơng.Tại máy thu đa vào lới 1 của đèn hình màu phải là ER – EY, EB – EY đều có

SWITCHING GEN

pha là ban đầu và nh vậy các xung nhận dạng dọc trong ER – EY và EB – E Y

đều phải có các xung âm

Sau khi ra khỏi 2 mạch tiền nhấn tần cao DR và DB đợc đa vào chuyểnmạch SW1 đóng mở theo nhịp của fh/2 để lựa chọn DR hoặc DB lần lợt theotừng dòng một, tiếp đó là mạch lọc thông thấp (L.P.F) để loại bỏ các tần sốcao hơn 1,5MHz là dải tần của DR và DB Mạch hạn biên để giới hạn biên độcủa DR và DB không vợt quá ±1vol giúp giới hạn quãng di tần của mạch điềutần FM nằm trong quãng tần số đã quy định sắn

Tần số sóng mang phụ đa vào mạch điều tần là fOR = 4,406MHz hoặc

fOB = 4,25MHz tuỳ theo tín hiệu sắc đa vào điều tần là DR hoặc DB

Chuyển mạch SW2 cũng phải đóng mở theo nhịp fh/2 và ăn khớp vớichuyển mạch SW1

g Giải mã SECAM

Toàn bộ công tác giải mã SECAM đợc trình bày nh (hình 2-10) Từ ngõ

ra của tầng tách sóng hình, toàn bộ dải tần của EY đợc khuếch đại để đa vàokatốt của đèn hình màu có pha là -EY

Vai trò của dây trễ às là giữ cho tín hiệu chói chờ tín hiệu sắc đến cùng

nhau để tránh hiện tợng sai pha

Một nhánh rẽ ngang qua mạch lọc chuông xấp để bù lại việc đã nén fmR

và fmB xuống bởi chuông lọc ngửa trong quá trình mã hoá

BURST GATE

Thơi gian thêm sâu

(kênh thẳng), một nhánh đi qua dây trễ 1H = 64às để giữ lại tin tức của dòng

trớc (dòng bên trên) để đi đến vế còn lại của chuyển mạch kênh trễ

ơng tự nh vậy ở dòng B trong thời gian thềm sau của xung đồng bộ ngang là

fOB với biên độ là 12% Chúng cũng đợc gọi là là loé màu (color Burst) và tintức để nhận dạng từng dòng

Hình 5-2-7: Tín hiệu nhận dạng

Loé màu SECAM hay tín hiệu nhận dạng từng dòng Tại máy thu mộttầng cổng loé màu (Burst Gate) chỉ mở cổng trong thời gian thềm sau để chích

ra tin tức loé màu Sau đó một tầng tách sóng FM hoạt động ở tần số nghỉ là

fOB (hoặc fOR) sẽ tách sóng loé màu để lấy ra xung dơng (hoặc âm) có tần số là

fh/2 với pha đợc xác định sửa dạng và trực tiếp đa vào điều khiển chuyển mạchgiúp cho fmR và fmB đi đúng đờng tách sóng của chúng

1,5à 5,6às

4,2àsMuc xung tăt

Hình 5-2-8: Tạo xung chuyển mạch lóe màu

i Điều tần ở hệ SECAM IIIB

D* B

Hình 5-2-9: Điều tần ở hệ SECAM IIIB

Hai tín hiệu màu lần lợt điều tần trên 2 sóng mang phụ (hình vẽ) Chọn 2sóng mang phụ nhằm tăng tính chống nhiễu của hệ truyền hình màu, ở máy thuhình phải dùng mạch tách sóng tần số để khôi phục lại các tín hiệu hiệu màu

k Tín hiệu bảo vệ màu ở hệ SECAM IIIB

ở hệ SECAM III B tín hiệu màu (còn gọi là tín hiệu đồng bộ màu theodòng) sang phía thu Tín hiệu bảo vệ màu sắp xếp ở thềm sau xác xung tắtdòng có tần số = fOR (với các dòng truyền tín hiệu D*R)

l Phổ tần tín hiệu truyền hình màu đầy đủ hệ SECAM

Phổ tần của tín hiệu truyền hình màu đầy đủ hệ SECAM theo tiêu chuẩnD/K, đối với 2 tín hiệu hiệu màu DR và DB đều truyền toàn bộ 2 dải biên tầntrên và dới

TTmau Lọc bỏ K.ĐEY

Mạch cộng huởng chuông sâp

fCH=4,286 MHz

KĐ

T T M

SECAM

mạch Chuyển

Trễ

64 à s Tach xung

f H

Tach song

FM f OB = 4,25MHz

Tach song FM

fOB=4,406MHz

G-Y Matrix

MAT RIX R G B

E R

EG

EB

Hình 5-2-12: Sơ đồ khối máy thu hệ SECAM IIIB

Phần SECAM IIIB chỉ có riêng phần giải mã màu nằm trong kênh màu

là hoàn toàn khác biệt so với các hệ truyền hình màu khác (NTSC, PAL) cònlại các phần mạch điện đều có nguyên lý làm việc và kết cấu mạch điện giốngnhau Tuy nhiên có một số thông số kỹ thuật khác nhau, cụ thể là: Dải thôngtrung tần chung SECAM là 7 – 8MHz Trung tâm tiếng SECAM là 6,5MHzcòn NTSC là 60MHz Tần số dòng 15625 còn NTSC là 15750

Tín hiệu màu qua vỉ giải mã theo thứ tự nh sau:

Tín hiệu video màu ra khỏi vỉ trung tần đợc đa đến mạch cộng hởngchuông sấp Điều chỉnh đúng tần số 4,286MHz đề chọn lọc và khôi phục lạitrung tần màu rồi khuếch đại lên đủ lớp đợc chia làm 3 ngả:

+ Ngả trực tiếp đến chuyển mạch SECAM (Prermutator)

+ Ngả 2 đi qua dây trễ 64às (trễ 1 dòng) làm cho tín hiệu màu đi chậm

lại đúng thời gian 1 dòng kẻ và cùng dẫn đến chuyển mạch SECAM Tại đâychuyển mạch SECAM đã đổi tín hiệu ở 2 đầu vào, lẫn lộn về màu trên cùng đ-ờng truyền để đến đầu ra, cho 2 tín hiệu màu đồng thời xuất hiện trên cùng 1dòng và riêng biệt màu nào đi theo màu đó Để chuyển mạch SECAM làmviệc có 2 lệch tín hiệu: Tín hiệu 1 nhận dạng điều chỉnh theo tần số 4,25MHz

đợc xung dòng mở, nếu có tín hiệu màu thì mạch triệt màu mở (killer), nếukhông chuyển mạch sẽ bị khoá để tránh nhiễu màu Tín hiệu 2 điều khiểnchuyển mạch lật trạng thái hớng đờng đi cho các tín hiệu màu đi đúng tuyến

là FF (Flip Elop) Để điều khiển mạch FF có xung dòng quét fH Hai tín hiệumàu DR, DB ra khỏi chuyển mạch là hai tín hiệu đồng thời xuất hiện trongcùng một dòng và riêng biệt theo hai đờng đợc dẫn đến hai mạch tách sóng

điều tần

Một mạch điều tần số nghỉ fOR = 4,406MHz để tách sóng lấy ra tín hiệu

đa đến mạch giải nhấn tần cao Một mạch điều chỉnh cộng hởng với tần số4,250MHz và lấy tín hiệu màu EB – EY và đến mạch giải nhấn tần cao Haitín hiệu hiệu màu phối hợp với nhau trong ma trận G – Y để tái tạo lại tínhiệu màu EG – EY Tiếp đó cả 3 tín hiệu màu phối hợp với tín hiệu chói EY

trong ma trận R, G, B để khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB

Trong 4 mạch cộng hởng của vỉ giải mã SECAM nếu chỉnh sai tần sốcủa mạch cộng hởng chuông và mạch nhận dạng màu thì ti vi hoàn toàn mất

tần) thì chỉ dẫn đến sai màu chứ không bị mất màu

Nhận xét

Hệ SECAM truyền lần lợt từng dòng một, trong 2 tín hiệu sắc DR hoặc

DB cứ một dòng DR rồi lại một dòng DB rồi lại DR và DB Điều tần DR và DB vào

2 sóng mang phụ riêng biệt fOR = 4,206MHz và fOB = 4,25MHz

Khoảng tần số có chứa tin tức DR, DB từ 4,02 đến 4,68 MHz Tín hiệu màu SECAM có 8 tin tức, 4 tin tức của truyền hình đen trắng, tin tức thứ 5, 6

là sóng mang fmR, fmB chỉ xuất hiện hoặc cái nọ hoặc cái kia tại mỗi thời điểm,

tin tức thứ 7 nhận dạng dọc và thứ 8 nhận dạng ngang hay nhận dạng từng dòng

Nhợcđiểm chủ yếu của hệ SECAM không khử đợc tần số mang màu phụ nên có hiện tợng nhiễu khi thu chơng trình truyền hình đen trắng, có hiện tợng nhấp nháy ở các dòng kế tiếp nhau tại vùng màu bão hoà

5.3: Hệ truyền hình màu PAL

Hệ PAL viết tắt (Phase Altemating Line) đảo pha theo dòng Hệ này ra

đời ở Đức theo tiêu chuẩn FCC (Uỷ ban thông tin Liên bang) Đợc chính thứcphát sóng vào năm 1966 trên kênh sóng CCIR (Uỷ ban t vấn quốc tế về thôngtin V.T.Đ) Phơng pháp mã hoá xem nh là hệ NTSC cải tiến hai tín hiệu sắc (u

và v), cũng đợc điều biên nén vuông góc vào trong sóng mang phụ, sóng mangphụ đợc chọn là bội số lẻ fh/2 (fsc = 4,43 MHz) Nhng 1 trong 2 tín hiệu sắc(tín hiệu v) đợc đảo pha lần lợt từng dòng một Hệ này đã sửa đợc nhợc điểmcủa hệ NTSC (méo pha dẫn đến sai sắc trong quá trình truyền sóng)

a Đặc điểm của hệ PAL

Hệ PAL truyền đồng thời tín hiệu chói EY và 2 tín hiệu hiệu số màu EU

và EV theo hệ thức:

Ey = 0,3 ER + 0,59EG + 011E B

Ev = 0,877 (ER - E Y)

Eu = 0,493(EB – EY) Hai tín hiệu hiệu số này đợc điều chế cân bằng và vuông góc lên cùngmột sóng mang phụ, sóng mang phụ đợc chọn là bội số lẻ fh/2 rồi lồng vàophổ tần của tín hiệu chói EY để cùng đồng thời phát đi giống hệ NTSC Khác ởchỗ phía phát đã đảo pha riêng sóng mang tín hiệu EV lần lợt theo từng dòng

để tạo điều kiện cho phía thu tự động sửa sai pha Xuất phát từ lý do khử nhiễu

và đảm bảo tính tơng hợp tốt với truyền hình đen trắng ngời ta đã trộn tần sốsóng màu, màu fsc theo biểu thức sau:

có thạch anh phát sóng mang màu 4,43MHz và dây trễ 64às để 2 dòng màu

cùng xuất hiện đồng thời

b Mã hoá hệ màu PAL

Phơng pháp mã hoá về căn bản giống NTSC là vẫn sử dụng phơng pháp

điều biên nén vuông góc, chỉ thay đổi về góc pha của sóng mang phụ Góc pha

00 đợc dùng để điều biên nén tín hiệu sắc u (thay vì 330 ở hệ NTSC)

COLOR IF Delay 0,7 à s

180 0 +

+ B A

C

DET.V

DET.U

MA TRIX

OSC 4,43MHz

+1350-135 0

c Giải mã màu hệ PAL

Đầu tiên toàn bộ dải tần của tín hiệu chói Ey từ 0 đến 5MHz đi thẳng

đến mạch ma trận ngang qua một trễ 0,7àsđể chờ tín hiệu màu Tín hiệu sắcmàu nằm trong sóng mang phụ 4,43MHz đã điều biên nén vuông góc đợctrích ra nhờ trung tần màu (Color If)

Hình 5-3-3: Giải mẫ hệ PAL

Tới đây sóng điều biên nén (tín hiệu PAL video) đi theo 3 đờng

- Đờng 1 đi qua đảo pha 1800 ra ở điểm A

- Đờng 2 qua trễ 64às(trễ 1 dòng) ra ở B

- Đờng 3 đi thẳng đến điểm C

Tín hiệu từ A cộng với tín hiệu B đợc DETV

Tín hiệu từ B cộng với tín hiệu C đợc DETU

Kết quả thu đợc ở các dòng theo bảng dới đây

C +EV +EU +EV +EU +EV +EU -EV +EU

A -EV – EU -EV – EU -EV – EU +EV – EU

ở mạch cộng (A+B) ngõ ra cứ 1 dòng + 2V rồi 1 dòng -2V ở mạchcộng (B + C) ngõ luôn +2U Hai mạch tách sóng điều biên nén với pha củasóng sin 4,43MHz thích hợp sẽ giúp lấy lại hai điện áp +2V và 2U để đa vàomạch ma trận giúp tái tạo lại tin tức màu

Để có thể tách sóng điều biên nén, pha của sóng mang phụ đa vào mạchtách sóng V sẽ lần lợt phải có pha là +900 và -900 tuỳ theo sóng điều biên nén cóbiên độ +2V hay -2V Pha của sóng mang phụ đa vào tách sóng U sẽ luôn luônphải là 00 Muốn đạt đợc điều này, đầu tiên tầng Burst Gate trích ra tin tức của loémàu với pha lần lợt là +1350 và -1350 cho mỗi dòng Loé màu đợc dùng để kíchthạch anh 4,43MHz tạo ra sóng sin fSC với pha là pha của loé màu (+1350 và -1350)cho mỗi dòng quét Tiếp theo đó là hai mạch làm trễ pha fsc 1350 và sớm pha 1350

để đa vào mạch đóng mở với nhịp fH/2

U

U* m (n+1) 2Um

Tổng U* m (n)

(a)

(b)

U 0

V sẽ là +1350 + 1350 = 2700 = -900 Tơng tự nh vậy tới dòng kế tiếp truyền đi

U-V chuyển mạch sẽ đóng xuống dới và pha tách sóng U sẽ là -1350 + 1350 = 00 vàpha của tách sóng V sẽ là -1350 - 1350 = -2700 = - +900

Nếu chuyển mạch luôn luôn đóng mở đúng vị trí nhận dạng màu thì chỉviệc so pha với loé máu với pha của đờng tách sóng V sau khi làm chậm bớtlại - 1350 Khi chuyển mạch đóng mở đúng pha chậm lại - 1350 của đờng táchsóng V sẽ tuỳ pha của pha loé màu, điện áp của mạch so pha sẽ là 0 vol vàkhông có gì trục trặc xẩy ra

d Tự động sửa sai pha của máy thu hệ PAL

Giả sử ta cần truyền đi màu m (u,v) ở hệ Pal dòng n chẳng hạn, dòng kếtiếp n+1 truyền đi màu giả m* (u,v), rồi lại m (u,v)…

Tại máy thu do quá trình bị sai nên pha trên đờng truyền màu m bị sớmpha một góc thành màu m1, (u1, v1), và dòng kế tiếp theo n+1 truyền màu giảm* (u, v) pha bị sớm pha một góc (vì việc sớm pha hay muộn pha là do đ ờngtruyền chứ không phụ thuộc vào pha đầu) để thành m2* (u*, - v*) để u*m* chỉ

là màu giả đợc truyền đi nhằm mục đích tự sửa sai pha Nên ở máy thu, tại cácdòng m* (u, v) hay đảo pha lại nh cũ lại có m (u,v) ta có kết quả là: m* (u*,v*) -> m2 (u2, v2) với v2 chỉ đảo pha của –v* và u2 = u*

Bây giờ ta đem cả hai tín hiệu sắc của dòng m nhập chung với hai tínhiệu sắc của dòng m* ta có: V1 + V2 = 2V

U1 + U2 = 2U

sát nhau để lấy pha đúng

Hay m1 + m2 = 2m (2u + 2v) Việc này nhập chung cả hai tín hiệusắc của dòng trên với dòng dới đã giúp lấy lại pha đúng, nhng biên độ lại kháchai lần biên độ đúng Điều này không quan trọng vì thực ra sau khi tách sóng

12 à s 5,3 à s

điều biên nén các tín hiệu sắc cần phải khuếch đại lên nhiều lần để có đủ biên

độ đa vào đèn hình màu

e Cách bố trí tín hiệu đồng bộ màu ở hệ PAL

hiệuđồng bộ màu ở hệ PAL

f Véc tơ tín hiệu đồng bộ màu hệ PAL

hiệu đồng bộ màu ở hệ PAL

Tín hiệu PAL khác với tín hiệu đồng bộ ở NTSC, pha ban đầu của tínhiệu đồng bộ màu ở hệ PAL luôn thay đổi theo từng dòng để đảm bảo nhậnchức năng đồng pha các CMĐT Cụ thể đối với dòng quét mà sóng mang phụ