Nguyên lý làm việc máy thu và phát truyền hình màu

đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
lớp quang trở mà tạo ra đợc các điểm sáng tối của ảnh (ánh sáng tới trở lớn và là
sáng ứng với trở nhỏ).
5. Các vấn đề liên quan.
a. Tiêu chuẩn về số dòng quét và tần số quét.
ở phần triên đã nêu lên là để có một ảnh ở trên màn hình máy thu thì chỉ
cần truyền từng điểm sáng từ trái qua phải và từ trên xuống dới, việc di chuyển
các điểm sáng gọi là các dòng quét và càng có nhiều dòng quét thì hình ảnh tái
tạo ở trên máy phát càng trung thực, làm rõ các chi tiết nhỏ của ảnh và để có
một tiêu chuẩn cho vấn đề quét thì hiện nay tồn tại hai tiêu chuẩn chính.
* Tiêu chuẩn FCC (FCC = Federal Communication Commette =
Hiệp hội viễn thông liên bang) đa ra.
- 525 dòng trên một ảnh
- 30 ảnh cho một giây Số dòng quét ngang trong một giây là 525 x 30
= 15750 Hz hay còn gọi là tần số quét dòng f
H
(f
H
= Frequency Horizoltal).
* Tiêu chuẩn OIRT (OIRT = Orrganization International Radio and
Television - Tổ chức phát thanh và truyền hình quốc tế).
- 625 dòng trên một ảnh
- 25 ảnh cho một giây Số dòng quét ngang trong một giây là 625 x 25
= 15625 Hz và cũng là tần số dòng (f
H
) của hệ OIRT.
- Việc đa ra số ảnh (25 và 30) trên một giây là dựa trên độ lu ảnh của mắt
ngời. Do vậy số ảnh này bao giờ cũng lớn hơn độ lu ảnh của mắt để ta không
nhận ra đợc sự thay đổi của cảnh trong một giây.
- Để tạo đợc một ảnh trên màn hình cần phải có quét ngang (quét dòng
f
H
) và quét dọc (quét ngang f
V
: frequency Vertical) số dòng quét ngang là số lợt
tia điện tử đợc quét từ mép trái màn ảnh tới mép phải của màn ảnh trong một
giây và số dòng quét mành là số lợt tia điện tử quang từ mép dới của màn hình
lên mép trên của màn hình trong một giây và mỗi lần chuyển nh vậy là kết thúc
một ảnh tức đối với hệ FCC = 30 ảnh và hệ OIRT là 25 ảnh trong một giây. Nh-
ng do vệt quét dòng đợc chia làm hai lợt, tức lần đầu quét của dòng lẻ 1, 3, 5
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
5
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
(gọi là bán ảnh lẻ) lần hai quét các dòng chẵn 2, 4, 6 (bán ảnh chẵn). Vì vậy là
60 bán ảnh đối với FCC và 50 bán ảnh đối với OIRT, vì vậy tạo ra đúng số lần
quét dọc là 50 Hz và 60 Hz đối với từng hệ.
b. Vấn đề về đồng bộ (Sync)
Để giúp cho hình ảnh ở máy thu ổn định, hình ảnh, khung hình đầy đủ,
theo chiều ngang và chiều cao của màn ảnh thì trong máy thu phải có mạch để
thực hiện đồng bộ, để cho hình ảnh tái tạo ở máy thu phải ăn khớp với ở máy
phát gửi đi.
Xung đồng bộ ở máy phát gửi đi kết hợp giữa hai xung là quét dòng và
quét mành (H.V. Sync) chúng đợc đặt nằm ở dới tín hiệu hình ảnh và chúng là
các xung âm.
- Cứ sau mỗi một dòng quét chẵn hoặc lẻ thì đợc đặt một xung âm để
thực hiện đồng bộ dòng.
- Cứ sau khi tia điện tử quét tới đáy của màn hình thì lại xuất hiện một
xung âm nhng có bề rộng lớn hơn và dùng để đồng bộ mành.
Nhờ hai xung đồng bộ trên mà ở máy thu có mạch dùng để tách riêng hai
xung đồng bộ dòng và mành để đa tới đồng bộ tần số dao động của máy thu cho
chuẩn tần, chuẩn pha với máy phát. Khi đó hình ảnh là ổn định.
Việc đồng bộ giữa các dòng quét ở máy phát và máy thu đợc thực hiện
theo phơng pháp sau:
Khi kết thúc một dòng quét thuận (từ trái sang phải màn ảnh) thì phía
phát truyền đi một xung ngắn gọi là xung đồng bộ dòng.
Khi kết thúc hành trình thuận của quét mành (từ trên xuống dới màn ảnh)
thì truyền một xung rộng hơn và là xung đồng bộ mành.
Trong khi dòng quét ở hành trình quét thuận thì đều mang tin tức về hình
ảnh và mỗi khi quét hết một dòng tia điện tử quay về vị trí, để thực hiện dòng
quét tiếp theo thì gọi là tia quét ngợc, dòng quét này không mang tín hiệu hình
ảnh do vậy để đảm bảo cho hình ảnh đợc rõ, nét thì dòng quét ngợc này cần
phải xoá đi để làm việc này thì ở máy phát thực hiện gửi một xung ngắn nữa
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
6
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
trong hành trình quét ngợc của dòng và mành đợc gọi là xung tắt dòng, tắt
mành.
c. Vấn đề về dải tần số Video.
Dải tần số về hình ảnh chính là dải tần số của tín hiệu chói trong phổ tần
số của tín hiệu chói đợc xen các tần số của tín hiệu màu, để cho dải tần số của
Video ở một khoảng hẹp.
ở mỗi một tiêu chuẩn thì dải tín hiệu chói có bề rộng dải tần là khác
nhau.
- ở hệ OIRT: f
max
Y = 7,5 MHz
- ở hệ FCC: f
max
Y = 6,3 MHz
d. Vấn đề về sóng mang phụ âm thanh.
Sóng mang phụ của tín hiệu âm thanh cũng đợc thay đổi theo từng kênh
sóng và từng hệ màu khác nhau.
Tần số sóng mang phụ âm thanh luôn nằm ngoài dải tần của tín hiệu
Video. ở mỗi kênh sóng thì chúng có một tần số khác nhau những làm sao cho
f
mA
- f
mV
= f
IFA

Tần số trung tần âm thanh có đợc nhờ tần số sóng mang tiếng trở đi. Tần
số sóng mang hình là các tần số trung tần nh trên, 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 MHz.
Tơng ứng với từng tiêu chuẩn truyền hình khác nhau là FCC hoặc OIRT.
e. Nguyên lý chung kỹ thuật phát truyền hình đen trắng kênh FCC
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
7
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
- Tín hiệu hình ảnh (Video) bao gồm có:
+ Tin tức về sáng tối
+ Đồng bộ dòng (Sync H)
+ Đồng bộ mành (Sync V)
Tổng hợp chung là tín hiệu E
Y
đợc đa vào bộ cộng để cộng với tín hiệu
âm thanh, đa vào để cùng một dải tần số.
- Tín hiệu âm thanh đợc đa vào tầng điều chế tần số (FM = Frequency
Modulnation), tầng này nhận sóng dao động ngoại sai OSC với tần số 4,5 MHz
đa vào tầng điều chế tần số và tới mạch cộng với tín hiệu E
Y
sau đó ta có tín
hiệu tổng hợp đa vào ngoại sai tạo tần số 187,25 MHz đa vào điều chế sau đa
qua mạch khuếch đại công suất (out put) để có công suất đủ lớn đa lên ANT
bức xạ lên không trung. Nh vậy ở máy phát đen trắng liên lạc gửi đi 4 tin tức
bao gồm:
+ Tín hiệu âm thanh điều tần
+ Xung đồng bộ dòng.
+ Xung đồng bộ mành.
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
8
E
Y
E
Y
4,2 MHz
4,2 MHz
4,5 MHz
Sound
FM
+
Modulnation
FM
Tín hiệu âm
thanh (Sound)
OSC 4,5 MHz
FM
4,5 MHz
Ampiture
Modulnation
Out put
ANT
OSC
187,25 MHz
Sound
Video
Sync H + V
Sync H + V
Video
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
+ Tin tức sáng tối về hình ảnh.
II - Khái niệm chung về truyền hình màu.
1. Khái niệm chung.
- Truyền hình đen trắng ra đời là bớc mở đầu cho việc truyền các hình
ảnh có trong thực tế đi xa. Nó đợc nghiên cứu chế tạo và làm việc hoàn chỉnh,
tới độ ổn định rất cao. Do thế giới ngày càng phát triển và ngành điện tử cũng
phát triển nhanh chóng mà truyền hình đen trắng không đáp ứng đợc nhu cầu
thởng thức ngày một cao của con ngời, nó không thể truyền đi đợc các cảnh vật
với đầy màu sắc trong thiên nhiên. Vì vậy việc phát triển truyền hình màu là
điều tất yếu, nó đáp ứng đợc việc truyền hình ảnh, màu sắc rực rỡ trong thiên
nhiên
- Hệ thống truyền hình màu ra đời dựa trên cơ sở có sẵn của truyền hình
đen trắng và phát triển hoàn chỉnh do vậy hệ truyền hình màu phải đảm bảo tính
kết hợp với truyền hình đen trắng để làm sao khi phát truyền hình màu mà các
máy thu đen trắng vẫn thu đợc và khi phát truyền hình đen trắng máy thu hình
màu cũng có thể thu đợc truyền hình đen trắng.
- Nguyên lý truyền hình màu dựa vào những đặc điểm của thu màu sắc
của mắt ngời và thuyết ba màu cơ bản từ ba màu cơ bản này qua sự pha trộn
giữa các màu với các cờng độ khác nhau ta có đợc đầy đủ tất cả các màu sắc
trong thiên nhiên.
2. ánh sáng và màu sắc.
ánh sáng thực chất là sóng điện từ nằm trong dải sóng mà mắt ta có thể
nhìn thấy đợc, nó nằm trong dải tần rất nhỏ từ 3,8 x 10
14
Hz đến 7,8 x 10
14
Hz.
Từ đó ta có bớc sóng tơng ứng của từng tần số.
- Vận tốc ánh sáng truyền là C = 300.000 Km/giây
(m) =
Với f = 3,8 x 10
14
Hz = 780 nm.
và với f = 7,8 x 10
14
Hz = 380 nm (1nm = 1 nanomete = 10
-9
m)
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
9
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
Nh vậy ánh sáng thấy đợc có bớc sóng từ 380 nm đến 780 nm. Nằm
ngoài vùng ánh sáng thấy đợc ở miền tần số cao là các tia cực tím, tia X, tia ,
ở miền tần số thấp là tia hồng ngoại các sóng Radio.
* Phổ bức xạ điện từ
Dải ánh sáng trắng
f (Hz) 10
5
10
11
10
14
10
16
10
18
Sóng Radio Hồng ngoại Cực tím Tia X
Tia
ánh sáng trắng là tập hợp của 7 màu sắc có cờng độ là đều nhau. Khi ta
cho ánh sáng trắng qua lăng kính thì ta có các màu sắc khác nhau.
* Phổ của dải sóng ánh sáng trắng.
Tím Lơ Lam Lá cây Vàng Cam Đỏ
V B C G Y O R
Violet Blue Orfan Green Yellow Orange Red
380 430 470 500 560 590 650 780
3. Sự cảm nhận màu sắc của mắt ngời.
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
10
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
Võng mạc của mắt chứa các phần tử thụ cảm, các phần tử này nối liền
với hai nửa bán cầu não bằng các dây thần kinh thị giác. Các phần tử cảm thụ
gồm có hai loại.
- Loại tế bào hình que có số lợng lớp khoảng 120 triệu tế bào nằm trải
khắp vùng võng mạc nó có tác dụng làm cho mắt cảm nhận đợc các chi tiết
sáng tối, nó có độ nhạy rất cao do vậy các chi tiết sáng yếu ta cũng nhận biết đ-
ợc. Tuy nhiên tế bào hình que không nhận biết đợc màu sắc.
- Loại tế bào hình nón có khoảng 6,5 triệu tế bào. Tập trung ở vùng
hoàng điểm nó có tác dụng cảm nhận màu sắc, nhng có độ nhạy không vì thế ta
chỉ phân biệt đợc màu sắc các vật ở gần.
- Do các màu sắc có bớc sóng khác nhau, nên ảnh của các màu không
cùng nằm ngay trên võng mạc vì vậy, độ cảm nhận của mắt đối với từng màu là
khác nhau.
- Qua thực nghiệm ta có biểu đồ về độ nhạy cảm của mắt đối với từng b-
ớc sóng của các màu khác nhau.
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
11
400450500550600650700Tím LơLam LụcVàngCam
đỏ
Độ cảm nhận tư
ơng đối
(nm)
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
- Tế bào hình nón nhạy cảm với màu sắc nó có 3 loại nhạy cảm với 3
màu khác nhau là: Một loại chỉ nhạy cảm với ánh sáng đỏ (R), một loại chỉ
nhạy cảm với ánh sáng lục (G), và một loại chỉ cảm nhận với ánh sáng lơ (B).
Ta có biểu đồ mô tả độ cảm nhận này.
4. Sự pha trộn màu.
Nh ta đã biết các tế bào hình nón chỉ cảm nhận với ba màu sắc cơ bản đó
là R, G, B và để tạo ra đợc các màu sắc sống động trong thiên nhiên thì cũng
nhờ sự pha trộn giữa ba màu trên mà ra. Tuỳ theo các cờng độ màu khác nhau,
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
12
400450500550600650700
Độ cảm nhận tư
ơng đối
(nm)
B
G
R
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
và nếu tất cả ba màu R, G, B đều có cờng độ là nh nhau thì tạo nên đợc ánh
sáng trắng.
Sau đây là sự pha trộn giữa các màu.
R = Red: Màu đỏ.
B = Blue: Màu lơ.
G = Green: Màu lục
Y = Yellow: Màu vàng.
C = Cyan: Màu lam.
V = Violet: Màu tím.
W = White: Màu trắng.
- Nhờ sự pha trộn của ba màu cơ bản R, G, B này nằm trong kỹ thuật ghi
hình và truyền hình ngời ta chỉ cần xử lý ba màu cơ bản trên để rồi từ đó đa ra
các màu trong thiên nhiên.
III - Nguyên lý làm việc máy thu và phát truyền hình màu.
1. Sơ đồ khối máy thu và phát truyền hình màu.
2. Nguyên lý làm việc.
Cảnh vật đầy màu sắc hỗn hợp trong thiên nhiên đợc thu nhận bởi thấu
kính hội tụ của máy ghi hình (Camera) tín hiệu màu sắc tổng hợp này đợc đa
vào ba lỡng kính lọc màu để lại lấy các màu cơ bản R, G, B. Lỡng kính màu đỏ
chỉ cho màu đỏ đi qua; lỡng kính màu lơ chỉ cho màu lơ đi qua và
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
13
Y
RG
C
GB
V
RB
B G
R
C
Y
M
đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thành Công
Đại học bách khoa Hà Nội Trang
14

Xem chi tiết: Nguyên lý làm việc máy thu và phát truyền hình màu