Kĩ thuật viễn thông - Truyền hình tương tự (Analog Television)

Truyền hình tương tự(Analog Television)Truyền hình tương tựChương 1: Truyền hình đen trắngChương 2: Nguyên lý Truyền hình màuChương 3: Camera Truyền hìnhChương 4: Ghi tín hiệu hình trên băng từ Chương 1: Truyền hình đen trắngPhương pháp truyền hình ảnhTín hiệu Truyền hình đen trắngTruyền dẫn tín hiệu truyền hình Máy thu hình Phương pháp truyền hình ảnh + Đặc điểm của mắt người; - Lưu ảnh 1/24s - Phân biệt chi tiết ≥1’ - Hình êlip - Nhạy theo phương nằm ngang - Góc quan sát ~ 10 độPhương pháp truyền hình ảnh + Nguyên tắc truyền hình ảnh: - Không truyền toàn bộ hình ảnh mà chỉ truyền các phần tử ảnh. - Hai phần tử ảnh kề nhau tạo với mắt người một góc ≥ 1’ - Tỷ lệ khuôn hình 4/3, 16/9 - Quét từ trái sang phải, từ trên xuống dướiPhương pháp truyền hình ảnh - Số dòng quét càng nhiều, độ nét (độ phân giải) càng cao - Số dòng quét tối thiểu = Số dòng quét có khả năng tái tạo lại hình ảnh mà không gây khó chịu cho người xem - Số dòng quét thích hợp: 10x60=600 dòng - Số điểm ảnh/ảnh: 600x600x4/3=480.000 - Khoảng cách đến màn hình thích hợp: (H/2) : tg5 = 6HPhương pháp truyền hình ảnh+Số ảnh truyền trong 1s:Điện ảnh: 24 hình/sThực tế: 1 hình x 2 lần 48 hìnhTruyền hình: 25 ảnh (Tần số điện lưới 50Hz), 30 ảnh (Tần số điện lưới 60Hz).Sử dụng phương pháp quét xen kẽ:25 ảnh (Frames)/s 50 mành (Fields)/s 30 ảnh (Frames)/s 60 mành (Fields)/sMành thứ nhấtMành thứ haiMột ảnh hoàn chỉnhPhương pháp truyền hình ảnhHệ 625 dòng:+ Tần số ảnh (Frame): 25 ảnh/s+ Tần số mành (Field): 50 mành/s+ Chu kỳ của một mành: 20ms + Số dòng/mành: 312.5+ Tần số dòng: 15625 dòng/s+ Chu kỳ của một dòng: 64µs + Thời gian tích cực của một dòng: 52, (53.1µs)+ Thời gian xóa dòng:12µs,(10.9µs)Phương pháp truyền hình ảnhHệ 525 dòng:+ Tần số ảnh (Frame): 30 ảnh/s+ Tần số mành (Field): 60 mành/s+ Chu kỳ của một mành: 16.84ms + Số dòng/mành: 262.5+ Tần số dòng: 15750 dòng/s+ Chu kỳ của một dòng: 63.56µs+ Thời gian tích cực của một dòng:52.49µs+ Thời gian xóa dòng:11µsPhương pháp truyền hình ảnhXung đồng bộ:+Mục đích: Đồng bộ hệ thống quét tia điện tử ở đầu thu và phát+Các loại xung đồng bộ: dòng, mành, xung chẻ, xung cân bằng trước, xung cân bằng sau+Thông số kỹ thuật (xung đồng bộ dòng, t/c 625 dòng): W:4.7µs, F:15625Hz, A:-0.3Va- Xung đồng bộ mành không có xung cân bằng b- Xung đồng bộ mành có xung cân bằng Phương pháp truyền hình ảnhXung xóa:+ Mục đích: Xóa tia quét ngược+ Xóa dòng (t/c CCIR): 0.18H+ Xóa mành (t/c CCIR): 0.08V(H=64µs, V=20ms)+ t/c OIRT: - Xóa dòng: 12µs - Xóa mành: 1.6ms (25H)Tín hiệu Truyền hình đen trắng+ Tín hiệu Video (Video Signal): 0 ÷ 0.7 V+ Xung đồng bộ (Sync Signal): 4.7 µs, -0.3V+ Xung xóa (Blanking Signal): 12 µs, 0V+ Tín hiệu Truyền hình = Tín hiệu Video tổng hợp (Composite Video Signal – CVS): Video + Sync + Blanking = CVS = 1VppTín hiệu Truyền hình đen trắngTần số cao nhất của tín hiệu Video: *Tần số cao nhất của tín hiệu Video tương ứng với tín hiệu gồm các điểm ảnh đen-trắng xen kẽ: *T = Bề rộng của 2 phần tử ảnh *Fmax ( lý thuyết) = 1/T *F max (thực tế) = Fmax(lý thuyết) x K(hệ số làm tròn) = [(800:2):52]x0.7~ 5MHzPhổ tín hiệu Video * Phổ tín hiệu Video: 0 ÷ 6 MHz * 0Hz = DC ~ Toàn bộ hình ảnh có cùng một mức sáng * 6MHz : Chi tiết nhỏ nhất của hình ảnh * Không liên tục, năng lượng tập trung xung quanh nfhPhổ của tín hiệu Video0Hz6MHzUfVfnfVfH+fVfH+nfVfHfH-fV2fH+fVnfH2fH2fH-fVTruyền dẫn tín hiệu truyền hìnhĐiều chế tín hiệu hình: * Video: Điều biên (AM), điều chế âm, một dải biên tần cụt (còn dư) * Audio: FM * Khoảng cách Fh, Ft: 6.5 MHz (t/c D/K OIRT) * Bề rộng kênh cao tần: 8MHz * Tỷ lệ công suất hình tiếng: - Đen trắng: 5/1 - Màu : 10/1 fo – fS fo fo + fS MHza- Phổ tín hiệu điều biên fo – 6,0 fo fo + 6,0 MHzb- Phổ điều biên tín hiệu video 0- 6,0 MHzc- Phổ điều biên với một dải biên tần d- Phổ điều biên với một dải biên tần cụtd- Bộ lọc tại đầu thue- Phổ tín hiệu điều biên tại đầu ra bộ lọcfhftft – fh = 6.5 MHzMạch vàoĐ/chế IFVSửa IFMIXLọcCộngTiền KĐLọcKĐ C/SMạch vàoĐ/chế IFAOSC(1)OSC(2)VideoAudioMáy phát hình tiếng chungXử lý T/hĐ/chế IFVTrộn 1Tiền KĐSửa videoKĐ C/SDiplexerOSCLọcMạch vàoĐ/chế IFATrộn 2Tiền KĐKĐ C/SIFVRFVIFARFAVideo INAudio INMáy phát hình tiếng riêngMáy thu hìnhMáy thu hình đen trắngĐèn hình (Picture Tube)Các tiêu chuẩn TH đen trắngBộ chọn kênhK/Đại trung tầnTrung tần tiếng (KĐ)Giải Đ/C T/h hìnhK/Đại VideoGiải Đ/C FMTách xung đồng bộKĐ C/suất VideoK/đai công suất tiếngTách xung dòng mànhDao động mànhTạo T/h quét mànhMạch so phaDao động dòngTạo T/h quét dòngTạo cao ápHVLoaChương 2: Nguyên lý Truyền hình màuÁnh sáng & màu sắcNguyên lý Truyền hình màuCác hệ Truyền hình màuÁnh sáng & màu sắcBản chất vật lý của ánh sángÁnh sáng trắng & bảy sắc màu phổCác đặc tính của ánh sángĐộ nhạy phổ của mắt ngườif(Hz)10157,8.10143,8.10141020Hồng ngoạiA’Sáng1050Tử ngoại1010Radio WaveBản chất vật lý của ánh sángÁnh sáng trắng & bảy sắc màu Theo quy định của C.I.E (Commission International d’Eclairage): +Màu đỏ (Red): có bước sóng 700nm +Màu xanh lá cây (Green): 546.1nm +Màu xanh nước biển (Blue): 435.8nm TÝmV(Violet)Xanh da trêi B (Blue)LamC(Cyan)Xanh l¸ c©yG(Green)VµngY(Yellow)Da camO(orange)§áR(Red) 380430470500560590650780380780(nm)Các đặc tính của ánh sángĐộ chói (Luminance)Độ bão hòa màu (Saturation)Sắc màu (Hue)nmNhóm RNhóm GNhóm BĐộ nhạy tương đốiG B RĐộ nhạy phổ của mắt ngườiĐộ chói 11%30%59%nmRGBĐộ nhạy phổ của mắt ngườiNguyên lý Truyền hình màuKhái niệm về màu sắcTính tương thích với truyền hình đen trắngTín hiệu truyền hình màuKhái niệm về màu sắcMàu không phải là bản chất của vật thểMọi màu sắc = sự trộn lẫn 3 màu cơ bảnTrộn bằng phương pháp cộngTrộn bằng phương pháp trừ G W C M YR BR = G = BR + G = YR + B = MB + G = CR + G + B = W Kính lọc(Đỏ)ÁNH SÁNG TRẮNGĐỏKính lọc(Đỏ)ÁNH SÁNG XANH?Tương thích với truyền hình đen trắngPhát đen trắng:+ Máy thu đen trắng thu được đen trắng+ Máy thu màu thu được đen trắngPhát màu:+ Máy thu đen trắng thu được đen trắng+ Máy thu màu thu được màuTín hiệu truyền hình màuTín hiệu chói: Y=0.3R + 0.59G + 0.11BTín hiệu hiệu màu: R-Y, B-YĐiều chế tín hiệu hiệu màuFsc= (2n-1)fH/2Fsc ở vùng tần số cao của tín hiệu chóiFsc 0; λmin = V/fmax > d + Từ đó suy ra: V > fmax.d + Giả thiết fmax = 6MHz, d = 2µm, ta có: V > 6 x 2 = 12 m/s! + Với cuộn băng dài 1000m, với V = 12m/s, chỉ ghi được ~ 83 giây!Ghi tín hiệu hình trên băng từGhi tín hiệu Video ở fmin: + Với fmin ta có λmax= V/fmin + Giả thiết V = 12 m/s như trên, và giả thiết fmin = 50 Hz, ta có: λmax = 12/50 = 0.24m + Để đạt được єmax, độ rộng d của khe từ phải có giá trị bằng: d = λmax/2 = 0.24/2 = 0.12m! Ghi tín hiệu hình trên băng từ+ Với d = 0.12m sẽ thỏa mãn yêu cầu ghi, đọc ở tần số 50Hz nhưng lại không thỏa mãn đối với 6MHz, và cũng tương tự như vậy đối với d = 2µm!+ Do dải tần số của tín hiệu Video quá rộng (0 ± 6MHz), không thể thỏa mãn cùng một lúc việc ghi đọc tín hiệu trên cả hai vùng tần số cao và thấp!Vệt từBăng từĐường tín hiệu điều khiểnĐường tiếng kênh 2Đường tiếng kênh 1Mô tơĐĩa đầu từ xoay4123Đầu từ VideoPhương pháp ghi vuông gócĐĩa đầu từ xoayBăng từBăng từĐầu từĐầu từ4Vệt từBăng từ312a- Nhìn ngang b- Nhìn từ trên xuống c- Mặt băng từ Phương pháp ghi xiênGhi tín hiệu hình trên băng từMáy ghi hình VHS (Video Home System):Quá trình ghi:+Điều tần với hệ số điều chế ß rất nhỏ (ß~0.1)+ Với fmax = 3MHz, BW = 2fmax = 6MHz+ Tách tín hiệu chói Y để điều chế FM+ Tách tín hiệu màu C và phách xuống vùng tần số thấpTách Chói (Y) màu (C)YCYCC (Down Converter)Y (fm)YCY + CGhi tín hiệu hình trên băng từQuá trình đọc:+ Tín hiệu chói Y được đưa qua mạch giải điều chế FM+ Tín hiệu màu C được phách trở lại vùng tần số cao+Tín hiệu chói Y (đã được giải điều chế) và tín hiệu màu C (đã được phách trở lại tần số ban đầu) được đưa đến mạch trộn để tái tạo lại tín hiệu video ban đầu.FM DemodulatorUp-ConverterYCY + CGhi tín hiệu hình trên băng từMáy ghi hình Betacam+Xử lý tín hiệu theo phương pháp ghép kênh theo thời gian có nén (CTDM – Compressed Time Division Multiplex)+ Quá trình ghi: Hai tín hiệu R-Y và B-Y được ghép lại và ghi trên cùng một vệt từ sau khi đã nén về mặt thời gian. Chúng bị trễ 1H so với tín hiệu chói Y+ Quá trình đọc: Tín hiệu R-Y và B-Y được giải nén và trở về trạng thái ban đầu. Chúng bị trễ thêm 1H (tổng cộng 2H) so với tín hiệu chói YTín hiệu được nénTín hiệu vào1H1H1HYNYN+1YN+2(R-Y)N(R-Y)N+1(R-Y)N+2(B-Y)N(B-Y)N+1(B-Y)N+2(R-Y)N-1(B-Y)N-1(R-Y)N(B-Y)N(R-Y)N+1(B-Y)N+1Tín hiệu vàoTín hiệu vào1H1H1HYNYN+1YN+2Tín hiệu raTín hiệu giải nénTín hiệu ra(R-Y)N-2(R-Y)N-1(R-Y)N(B-Y)N-2(B-Y)N-1(B-Y)N(R-Y)N-1(B-Y)N-1(R-Y)N(B-Y)N(R-Y)N+1(B-Y)N+1Tín hiệu raTHE END