1
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Chủ biên:HÀ THANH SƠN
***
GIÁO TRÌNH
MÁY THU HÌNH CƠNG NGHỆ CAO VÀ KỸ THUẬT
SỐ
( Lưu hành nội bộ)
HÀ NỘI 2012
2
LỜI NĨI 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 địi 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 u
cầu thực tế.
Nội dung của giáo trình “Máy thu hình cơng nghệ cao và kỹ thuật số” 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 u cầu nâng cao chất lượng
đào tạo phục vụ sự nghiệp cơng 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 khơng 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 khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng
góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chun gia kỹ thuật đầu ngành.
Xin trân trọng cảm ơn!
3
Tun 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 thơng
tin có thể được tham khảo.
Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Cơng 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 Cơng nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các
thơng tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình.
4
BÀI 1: MỘT SỐ CƠNG NGHỆ MỚI ÁP DỤNG TRÊN MÁY THU HÌNH
MÀU MÀN HÌNH PHẲNG.
Mã bài: 01
Giới thiệu:
Qua bài học này sẽ cho chúng ta nắm được một số khái niệm về các cơng
nghệ mới trên máy thu hình màu và màn hình phẳng. Qua đó sẽ rút ra được
những ưu khuyết điểm của nó.
Mục tiêu:
Kiến thức:
- Nắm được khái niệm về một số cơng nghệ mới áp dụng trên máy thu hình
màu và màn hình phẳng.
- Trình bày được tính năng, tác dụng của một số cơng nghệ mới đang ứng
dụng.
- Nhận xét được ưu nhược điểm của chúng.
Kỹ năng:
- Xác định được các cơng nghệ mới trên máy thu hình màu màn hình phẳng.
- Xác định được chức năng và tác dụng của các cơng nghệ mới áp dụng trên
máy thu hình màn hình phẳng.
Thái độ:
- Rèn luyện được tinh thần tự học, tinh thần giúp đỡ lẫn nhau.
- Rèn luyện được tính cần cù, siêng năng học hỏi.
Nội dung chính.
1. Các cơng nghệ mới, tính năng, tác dụng và ưu nhược điểm của chúng.
Mục tiêu:
5
- Nắm được tính năng, tác dụng của một số cơng nghệ mới.
- Nêu được những ưu nhược điểm của các cơng nghệ mới.
1.1.
Hệ thống âm thanh đa kênh.
1.1.1. Tính năng, tác dụng.
Tại thời điểm hiện tại, việc tái tạo âm thanh và hệ thống truyền tải được
sử dụng trong truyền hình và âm thanh phát sóng truyền hình thường là đơn âm
hoặc hai kênh. Tuy nhiên, như hệ thống âm thanh stereo hai kênh có nhiều hạn
chế, một hệ thống âm thanh được phát triển là âm thanh đa kênh. Nó giúp cho
chất lượng âm thanh được trung thực và sống động hơn.
1.1.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm:
- Ưu thế của loa trung tâm.
- Vị trí vùng nghe được mở rộng hơn.
- Hình ảnh âm thanh có thể trộn lẫn với nhau từ phái trước.
- Tín hiệu âm thanh được thực hiện trùng khớp với hình ảnh hơn.
Những lợi thế này đặc biệt hữu ích và hiệu quả cho bộ phim truyền hình,
tài liệu, và tin tức, bởi vì một loa trung tâm có thể được sử dụng dành
riêng cho đối thoại hoặc bài bình luận.
Ba kênh của khu vực phía trước cung cấp lợi ích khác cho sản xuất âm
thanh truyền hình. Trong sản xuất đa ngơn ngữ, các kênh trái và phải có
thể được sử dụng cho các hiệu ứng âm nhạc và âm thanh.
Nhược điểm:
Tốn nhiều kinh phí.
Cần có bộ thu thích hợp.
Việc mã hóa và giải mã phức tạp hơn.
6
1.2.
Hệ thống âm thanh Nicam.
1.2.1. Tính năng, tác dụng.
Nicam là một dạng nén khơng mất dữ liệu đầu tiên cho âm thanh kỹ thuật
số (vắn tắt là âm thanh số).
Nicam là một hệ thống được phát triển bởi BBC một tổ chức cung cấp âm
thanh nổi kỹ thuật số cho truyền hình tương tự. Nó có nghĩa là âm thanh sắc nét
và rõ ràng , và bạn có thể nghe thấy các hiệu ứng âm thanh nổi đầy đủ.
Tất cả các thiết bị phát sóng BBC đều phát sóng âm thanh nổi Nicam. Bạn
sẽ có thể nhận được nó nếu bạn có bộ thu truyền hình tốt, hoặc bạn có thể phải
điều chỉnh trên khơng của bạn.
Để nghe được nó, bạn cần một máy truyền hình hoặc một máy thu âm
thanh nổi với một bộ giải mã Nicam bên trong. Bạn cũng có thể cần một bộ
khuếch đại âm thanh nổi và hai loa phóng thanh nếu TV của bạn khơng có sẵn.
1.2.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm:
- Tăng chất lượng âm thanh.
- Khả năng truyền hai kênh âm thanh Separate, truyền song ngữ.
- Khả năng truyền dữ liệu thay vì truyền âm thanh.
- Thích hợp với các chuẩn giao tiếp thơng thường.
Nhược điểm:
Việc đo lường mức độ điều chế sẽ khó khăn vì dạng sóng mang Nicam là
QPSK.
1.3.
Truyền văn bản từ xa.
1.3.1. Tính năng, tác dụng.
Truyền văn bản từ xa là một hệ thống trong đó sử dụng sóng truyền hình
để cung cấp một khả năng phát sóng thơng tin.
7
Một dịch vụ Teletext bao gồm một số lượng trang, mỗi trang bao gồm một
màn hình thơng tin. Những trang này được truyền tại một thời điểm sử dụng
những khoảng trống trong tín hiệu truyền hình tổng hợp.
Dịch vụ Teletext được chia thành 8 tạp chí, mỗi tạp chí chứa khoảng 100
trang. Mỗi trang cũng có một trang phụ liên quan có thể được sử dụng để mở
rộng số lượng các trang cá nhân trong mỗi tạp chí.
1.3.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm.
- Cơng nghệ Teletext đã được chứng minh và đáng tin cậy.
- Người xem có thể kiểm sốt phụ đề được hiển thị.
- Một đài truyền hình có thể cung cấp nhiều ngơn ngữ khác nhau trong một
dịch vụ Teletext phụ đề.
- Teletext đã được áp dụng trong hầu hết các nước sử dụng hệ thống truyền
hình PAL để cung cấp một dịch vụ quan trọng đối với khán giả truyền
hình những người khiếm thính.
Nhược điểm.
- Khơng phải tất cả những bộ thu đều thích hợp với Teletext, phải dùng bộ
thu thích hợp để có thể giải mã dữ liệu.
- Các kiểu font chữ và vị trí hiển thị theo chế độ mặc định của nhà sản
xuất, khơng thể thay đổi được.
- Một vài ký tự mới khơng thể được thêm vào, ví dụ như là ký tự € (Euro)
thì khơng được hỗ trợ.
- Số lượng ký tự trên mỗi dịng hoặc hàng là thiết lập một giới hạn và bất
kỳ phụ đề có số lượng vượt q giới hạn này sẽ bị mất đi.
- Một số ngơn ngữ quốc gia khơng thể được hỗ trợ cơng nghệ Teletext vì ký
tự của họ có thể q phức tạp hoặc q nhiều.
- Một số VCR trong nước khơng thể để ghi lại các tín hiệu Teletext chính
xác đủ để cho phép giải mã để phát lại.
8
1.4.
Jack và cáp Scart.
1.4.1. Tính năng, tác dụng.
Scart là một phương thức để kết nối các thiết bị với nhau, và nó đã trở
thành tiêu chuẩn kết nối cho nhiều thiết bị. Do Scart chỉ mang dữ liệu tương tự
nên từ đó nhiều tiêu chuẩn số được ra đời như là HDMI. HDMI CEC có nguồn
gốc từ AV link Scart.
1.4.2. Ưu điểm của Scart.
Hầu hết các đài truyền hình và các thiết bị âm thanh hình ảnh khác (TV, máy
nghe nhạc, VHS, DVD, ...) đặc biệt là ở châu Âu, đều sử dụng tín hiệu RGB
thơng qua kết nối Scart.
Ưu điểm chính của Scart là khả năng gửi và nhận các loại tín hiệu khác nhau
trên một kết nối duy nhất.
1.4.3. Hạn chế của Scart.
Khơng phù hợp với kỹ thuật số: các kết nối khơng thực hiện các video kỹ thuật
số hoặc tín hiệu âm thanh.
Kích thước của dây cáp Scart: nếu chiều dài lớn hơn 3m thì một dây nối Scart có
thể truyền tải tín hiệu kém và làm hoạt động có sự gián đoạn xảy ra do sự suy
giảm, sự thay đổi trở kháng, tiếng ồn …Vì vậy, các kết nối Scart dài khơng nên
dùng.
Kết nối khơng chính xác: nếu dây cắm khơng được đưa vào jack của thiết bị một
cách chính xác thì hình ảnh hoặc âm thanh có thể bị gián đoạn.
1.5.
Mạch qt 100 Hz.
1.5.1. Tính năng, tác dụng.
Mạch qt 100 Hz trên một TV là đề cập đến tốc độ refresh của TV. Giả
sử tốc độ refresh cao hơn thì hình ảnh sẽ mượt mà, làm cho chuyển động ít mờ
hơn. Trong đó, tốc độ refresh là tốc độ cập nhật hình ảnh của TV.
Nhiều TV có tốc độ qt chậm (50 Hz hay 60 Hz) sẽ tạo ra vệt mờ và làm
hình ảnh bị nhấp nháy trên TV. Vì vậy để cải thiện tình trạng này người ta nâng
9
cao tần số qt lên, tần số qt này có thể là 100 Hz, 120 Hz, 200 Hz, 400 Hz,
600 Hz, 1200 Hz …
1.5.2. Lợi ích của 100 Hz.
Mạch qt 100 Hz có một lợi ích rõ ràng trong việc loại bỏ hiệu ứng bóng
mờ mà đơi khi mắt thường có thể nhìn thấy trong TV. Các hiệu ứng bóng mờ
được tao ra bởi các hình ảnh mới được hiển thị trước khi các hình ảnh trước đó
đã phai mờ dần đi.
1.5.3. Nhược điểm:
- Cần có những linh kiện đáp ứng nhanh hơn nên chi phí sản xuất sẽ
tăng.
- Mạch điều khiển cũng như mạch qt sẽ phức tạp hơn.
1.6.
Mạch điều chỉnh tốc độ tia điện tử bên ngồi.
1.6.1. Tính năng, tác dụng.
Mạch điều chỉnh tốc độ tia điện tử là mạch dùng để điều khiển tốc độ
cho tia điện tử, chùm tia điện tử này dùng để qt hình ảnh trên màn hình. Điều
chỉnh tốc độ cho tia điện tử giúp cho việc qt hình với tần số được chính xác.
1.6.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm:
- Mạch gồm những thiết bị thơng thường, dễ điều khiển.
- Giá thành thấp.
Nhược điểm:
- Dễ bị ảnh hưởng bởi từ trường.
- Màn hình với độ nét khơng cao.
- Cơng suất tiêu hao lớn.
10
1.7.
Mạch điều chỉnh địa từ trường.
1.7.1. Tính năng.
Dịng điện là ngun nhân sinh ra điện từ trường. Dịng điện AC có thể
xoay chiều theo chu kỳ. Dịng điện 60 Hz là dịng điện xoay chiều 60 lần trong
vịng 1 giây. Chu kỳ này tạo nên dịng điện và từ trường có cùng tần số.
Điện từ trường tạo ra từ dịng điện lớn hơn 60 Hz gọi là bức xạ ion bởi vì
nó có đủ năng lượng để tách electron ra khỏi ngun tử. Tia X có đủ năng lượng
để phá hủy các phân tử chứa gene. Nếu con người tiếp xúc nhiều với bức xạ ion
có thể bị ung thư.
1.7.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm.
- Giúp màn hình khơng bị những ảnh hưởng của từ trường gây ra những vệt
màu trên màn hình.
- Làm cho màn hình hiển thị tốt trong những lúc mưa bão.
Nhược điểm.
- Mặc dù giảm được những ảnh hưởng của từ trường nhưng hiệu quả vẫn
khơng cao.
- Trong một số trường hợp vẫn bị ảnh hưởng của từ trường.
1.8.
Khối xử lý trung tâm (CCU).
1.8.1. Tính năng, tác dụng.
Khối xử lý có nhiệm vụ điều khiển những khối chức năng trên máy như
là: RAM, ROM, các giao tiếp I/O, khối mã hóa và giải mã video, audio …
1.8.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm:
11
- Do nhiệm vụ điều khiển đến tồn bộ các khối, nên cần có những IC
chun dụng, phức tạp.
- Xử lý các dữ liệu nhanh, chính xác.
Nhược điểm:
- Khi có những hư hỏng sẽ ảnh hưởng đến nhiều khối khác.
- Do có tính phức tạp nên khó khăn cho việc sửa chữa.
1.9.
Tạo ảnh thực bằng kỹ thuật số.
1.9.1. Tính năng, tác dụng.
Trong truyền hình thì vấn đề hình ảnh ln là vấn đề quan trọng, chất
lượng hình ảnh có tốt hay khơng, có thực hay khơng thì tùy thuộc nhiều vào việc
tạo ảnh của TV. Việc tái tạo ảnh để hình ảnh chất lượng địi hỏi phải có độ
chính xác cao, đồng thời cần có những giải pháp chống nhiễu để có những hình
ảnh chân thực.
1.9.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm:
- Loại bỏ được tình trạng bóng mờ khi hình chuyển động nhanh.
- Khắc phục được những khuyết điểm: độ tương phản thấp, khơng sắc nét.
- Loại bỏ những nhiễu trong khi truyền và xử lý tín hiệu hình.
Nhược điểm:
- Việc tạo ảnh địi hỏi những phương pháp khác nhau, và rất khó khăn.
1.10. Mạch xử lý hình trong hình.
1.10.1. Tính năng.
Hình trong hình (PIP) là một tính năng của một số bộ thu truyền hình và
các thiết bị tương tự. Một chương trình hay một kênh được hiển thị trên màn
hình TV đầy đủ, đồng thời một hoặc nhiều chương trình khác được hiển thị
12
trong những cửa sổ khác nhỏ hơn được lồng vào đó. Âm thanh thường là âm
thanh của chương trình chính.
1.10.2. Ưu nhược điểm.
Ưu điểm:
- Đa chức năng, có thể xem nhiều chương trình trên một màn hình.
- Có thể tùy biến, thay đổi kích thước của các màn hình.
- Tiết kiệm thời gian (khi chờ một chương trình nào đó có thể xem được
chương trình khác).
Nhược điểm:
- Kết nối phức tạp.
- Có thể xem đa kênh nhưng chỉ nghe được âm thanh của một kênh, kênh
cịn lại khơng có tiếng.
- Chỉ có TV cơng nghệ, kỹ thuật PIP mới đáp ứng được.
2. Tổng kết các cơng nghệ mới đang ứng dụng trên máy thu hình màu màn
hình phẳng.
Mục tiêu: tổng kết các cơng nghệ mới đang ứng dụng, và một số cơng nghệ
khác.
Các cơng nghệ mới trên máy thu hình ln được thay đổi và phát triển theo
thời gian, những thay đổi đó là để thích ứng với những nhu cầu của xã hội hiện
đại. Ngồi ra hiện nay cịn có một số cơng nghệ khác trên máy thu hình cơng
nghệ cao như:
- Tiến bộ mới trong cơng nghệ truyền hình panel phẳng LCD cho phép màn
hình lớn hơn, góc nhìn rộng hơn, và hình ảnh video chất lượng cao hơn.
Có kích thước tương đối nhẹ hơn, và bền hơn các TV CRT.
- LED TV LCD sử dụng một bộ lọc bốn màu, thêm màu Y (màu vàng) thay
vì chỉ có ba màu R (màu đỏ), G (xanh lá cây) và B (màu xanh lam).
- Các cơng nghệ trong TV với những tính năng và ứng dụng siêu việt như:
13
+ TV internet.
+ Cơng nghệ 3D.
+ Tự động nhận dạng mặt người.
+ Điều khiển bằng giọng nói, bằng hành động của người.
+ Khả năng nhận biết khoảng cách của người để điều chỉnh hình ảnh
cũng như âm lượng phù hợp, giúp tiết kiệm năng lượng …
Câu hỏi:
Câu 1: Trình bày tính năng, đặc điểm và ưu nhược điểm của hệ thống âm
thanh đa kênh và âm thanh Nicam ?
Câu 2: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của Teletext ?
Câu 3: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của Scart ?
Câu 4: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của mạch qt
100Hz ?
Câu 5: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của mạch điều
chỉnh tốc độ tia điện tử ?
Câu 6: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của mạch hiệu
chỉnh địa từ trường ?
Câu 7: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của khối xử lý
trung tâm ?
Câu 8: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của kỹ thuật tạo
ảnh thực ?
Câu 9: Trình bày đặc điểm, tính năng và ưu nhược điểm của mạch xử lý
hình trong hình ?
Câu 10: Hãy nêu một số cơng nghệ mới đang được ứng dụng trên máy thu
hình hiện nay ?
14
BÀI 2: HỆ THỐNG ÂM THANH ĐA KÊNH.
Mã bài: 02.
Giới thiệu:
Âm thanh đa kênh là loại âm thanh phổ biến hiện nay, giúp cho ta nghe với
độ trung thực cao, sống động hơn. Qua bài này sẽ giúp cho chúng ta hiểu được
hệ thống âm thanh đa kênh hoạt động như thế nào, cách bố trí và sắp đặt như
thế nào là tốt nhất.
Mục tiêu của bài:
Kiến thức:
- Phân biệt được các hệ thơng âm thanh đa kênh đang hiện hành.
- Phân tích được ngun lý hoạt động của mạch âm thanh đa kênh điển
hình.
- Kiểm tra và sửa chữa những hư hỏng của mạch âm thanh đa kênh.
Kỹ năng:
- Xác định được những hư hỏng của hệ thống âm thanh đa kênh.
- Phân tích và dự đốn được những hư hỏng có thể xảy ra trong hệ thống
âm thanh đa kênh.
- Phát triển được kỹ năng tư duy, phán đốn trong cơng việc.
Thái độ:
- Rèn luyện được tính cần cù, tỉ mỉ trong cơng việc.
- Phát huy được khả năng làm việc chính xác, hiệu quả trong cơng việc.
Nội dung chính.
15
1. Khái niệm về âm thanh đa kênh.
Mục tiêu: Nêu được khái niệm về âm thanh đa kênh và một số đặc tính của nó.
Multichannel Television Sound (âm thanh truyền hình đa kênh) gọi tắt là
MTS, do BTSC (Broadcast Television Systems Committee: ủy ban phát sóng
truyền hình) tạo ra nó. MTS là phương pháp mã hóa thêm ba kênh âm thanh vào
sóng mang theo định dạng NTSC.
Hệ thống âm thanh đa kênh MTS được phát triển bởi Zenith, hệ thống
MTS duy trì khả năng tương thích với những TV khơng có âm thanh nổi đang
hiện hành, và nó cịn cung cấp âm thanh nổi chất lượng cao và chương trình âm
thanh thứ 2 (SAP). MTS cịn kết hợp cả hệ thống giảm tiếng ồn tiên tiến do
cơng ty DBX phát triển.
Hình 2.1. Cách bố trí các loa trong hệ thống âm thanh 5 kênh.
Trong đó:
b: là khoảng cách từ kênh trái đến kênh phải, có khoảng cách từ 2m đến
4m.
h: là khoảng cách từ vị trí nghe đến kênh trung tâm, h = 0,9 b.
16
θ: là góc tạo bởi giữa kênh trái và kênh phải, θ = 600.
φ: là góc tạo bởi giữa kênh trung tâm với kênh trái phụ hoặc kênh phải
phụ, φ = 1100 – 1200.
rL: bán kính vùng nghe, rL 0,8 m.
1.1.
Các tín hiệu của MTS.
Hệ thống MTS được sử dụng trong TV tương tự như trong lý thuyết của
hệ thống âm thanh đa cơng FM. Các tín hiệu của âm thanh đa kênh bao gồm các
kênh: kênh đơn sắc (mono channel), kênh phụ stereo (stereo subchannel), một
kênh âm thanh thứ hai, và một kênh âm thanh chun nghiệp. Các kênh này kết
hợp lại với nhau thành một tín hiệu âm thanh hỗn hợp (xem hình 2.2) trước khi
được điều chế vào sóng mang của âm thanh để phát đi.
Hình 2. 2. Trải phổ của tín hiệu Video.
Mono channel: kênh đơn (L + R) thì giống hệt như tín hiệu một bên tai
được sử dụng trong định dạng âm thanh của hệ thống NTSC thơng
thường, kênh đơn này mục đích là để duy trì khả năng tương thích với các
bộ thu mà chỉ có một bên âm thanh.
Stereo subchannel: kênh phụ stereo (L–R ), có thể gọi là kênh vi sai.
Kênh phụ stereo (L–R) chứa đựng thơng tin để phục hồi âm thanh trái –
17
phải tại bộ thu. Kênh này giống như kênh phụ stereo được dùng trong hệ
thống FM Stereo. Tuy nhiên, trong hệ thống MTS thì tín hiệu L–R được xử
lý thơng qua một hệ thống giảm tiếng ồn.
Pilot – tín hiệu chỉ dẫn (pilot signal) tại tần số 15,734 Hz được dùng để
nói với bộ nhận là một tín hiệu âm thanh đang bắt đầu. Nó là thơng tin cần
thiết cho cơng việc giải điều chế L–R.
Secondary Audio Program (SAP): chương trình âm thanh thứ hai. Kênh
này cho phép âm thanh khác, như là ngơn ngữ thứ hai, được phát sóng đi
cùng với tín hiệu âm thanh.
Professional channel: kênh chun nghiệp, kênh này dùng để chuyển phát
đo lường từ xa, như là thơng tin từ thuyền viên truyền hình từ xa. Nó
khơng phải được dùng để phát thơng tin truyền thơng.
1.2.
Hoạt động của MTS.
Để hiểu âm thanh Stereo của TV làm việc như thế nào thì chúng ta hãy
xem xét cách tạo ra tín hiệu cho MTS như thế nào. Sau đó, ta sẽ xem cách
chuyển đổi âm thanh trở lại dạng ban đầu.
Hình 2. 3. Sơ đồ mã hóa âm thanh đa kênh.
18
Hình 2. 4. Sơ đồ giải mã âm thanh đa kênh.
Tín hiệu âm thanh được chia thành 2 tín hiệu âm thanh trái – phải. Tín hiệu
âm thanh trái – phải này được tổng hợp lại để tạo nên cả hai tín hiệu L+R và tín
hiệu âm thanh đảo L–R.
Mỗi bộ mã hóa và giải mã của MTS đều được thêm vào 1 tín hiệu LR (tín
hiệu dịch phase, tao ra bằng cách tạo ra 1 khoảng thời gian trễ), tín hiệu này sẽ
làm cân bằng cho kênh L+R để giữ cho âm thanh khỏi sự tách biệt nhau.
Hình 2. 5. Trải phổ của tín hiệu dải nền.
19
Tín hiệu L+R là kênh âm thanh chính, nó nằm ở dải tần từ 50 Hz đến 15
kHz, cùng với băng tần của tín hiệu âm thanh đơn. Tín hiệu âm thanh chính L+R
này được thêm vào 75 S và vì thế sẽ làm lệch +/ 25 kHz so với sóng mang của
những TV thơng thường. tín hiệu L+R này được thu bởi bộ thu đơn nên nó sẽ
tương thích với các chuẩn TV.
Tín hiệu L–R là kênh phụ hay kênh vi sai giữa kênh trái và kênh phải. Tín
hiệu L–R được điều chế bằng bộ đảo của kênh phải (–R) và cộng với tín hiệu
của kênh trái. Tín hiệu vi sai (L–R) thì cần thiết để tách âm thanh trái phải tại
bộ thu.
Tín hiệu vi sai (L–R) được mã hóa đầu tiên bằng mạch giảm nhiễu đặc
biệt thiết kế bởi DBX. Hệ thống giảm nhiễu này làm mở rộng phạm vi sử dụng
của bộ thu MTS và cịn khử được nhiễu tần số cao của bộ thu. Mã hóa tín hiệu
L–R rồi sau đó điều chế sóng mang phụ 31,468 kHz để điều chế tín hiệu
DSBSC. Các dải bên L–R chiếm khoảng 30 kHz băng thơng của sóng mang
31,468 kHz. Tất cả bộ thu phải thêm vào sóng mang để điều chế thơng tin của
LR.
Bởi vì thơng tin âm thanh LR nằm ở các dải bên, nên nó khơng cần thiết
phải phát sóng mang. Loại bỏ được sóng mang cho phép tất cả cơng suất phát sẽ
được sử dụng cho việc phát thơng tin và giảm được nhiễu.
Pilot (tín hiệu chỉ dẫn) thì cần thiết bởi vì tín hiệu LR được phát đi mà
khơng có sóng mang phụ theo định dang của DSBSC. Bộ thu phải thêm vào một
sóng mang phụ có tần số 31,468 kHz để khơi phục lại tín hiệu LR. Để làm điều
này thì một mẫu của tần số qt ngang, gọi là Pilot có tần số là 15,734 kHz được
trộn vào tín hiệu âm thanh. Bộ thu sẽ sử dụng tín hiệu này rồi khóa pha để tạo ra
sóng mang phụ có tần số 31,468 kHz để điều chế tín hiệu LR. Tín hiệu chỉ dẫn
này cũng nói cho bộ thu biết rằng một tín hiệu âm thanh đang diễn ra.
Kênh chương trình âm thanh thứ hai (SAP) mang chương trình âm
thanh khác như là một ngơn ngữ thứ hai. Âm thanh SAP được gửi thơng qua một
hệ thống giảm nhiễu DBX giống như kênh phụ LR. Tín hiệu SAP có tần số
điều chế là 78,671 kHz. Cịn điều chế âm thanh thì có băng thơng trong khoảng
50 Hz đến 10kHz.
Cuối cùng, một kênh khơng có chương trình hay cịn gọi là kênh chun
nghiệp được đặt ở tần số 102,271 kHz. Kênh chun nghiệp này được sử dụng
20
chủ yếu bởi những người phát thanh trên truyền hình và sẽ khơng được phép thu
bởi những mạch giải mã MTS thơng thường trong bộ thu.
2. Các hệ thống âm thanh đa kênh.
Mục tiêu: Phân biệt được hệ thống âm thanh theo tiêu chuẩn của Nhật Bản, Mỹ
và Đức.
2.1.
Hệ thống âm thanh theo tiêu chuẩn Nhật Bản.
Tiêu chuẩn EIAJ (Electronics Industry Association of Japan): EIAJ được
phát triển vả sử dụng ở Nhật Bản. Nó được phát triển vào những năm 1970,
mục tiêu của EIAJ là sử dụng một sóng mang phụ lồng vào sóng mang âm thanh
FM chính.
Vào tháng 12 năm 2003, Nhật Bản bắt đầu phát sóng truyền hình số DTV
ISDBT (Integrated Services Digital Broadcasting) hay cịn gọi là truyền hình số
BS. Trong hệ thống truyền hình số này, Video được mã hóa theo chuẩn MPEG2,
cịn âm thanh được mã hóa theo chuẩn MPEG2 AAC (Advance Audio Coding).
Tháng 4 năm 2006 Nhật Bản bắt đầu phát sóng ISDBT cho điện thoại, cịn
được gọi là 1seg, đó là bước thực hiện đầu tiên của H.264/AVC Video và âm
thanh HEAAC trong dịch vụ HDTV phát sóng trên mặt đất.
21
Hình 2. 6. Cách bố trí loa của hệ thống âm thanh hiện tại dựa trên tiêu chuẩn
ITUR BS.7751.
Sơ lược về MPEG2:
MPEG2 là một tiêu chuẩn của các hình ảnh chuyển động và các thơng tin liên
quan đến âm thanh.
Hình 2. 7. MPEG2 được sử dụng trong DVB (Digital Video Broadcast), DVD
(Digital Versatile Discs), TS (Transport stream), PS (Program stream).
MPEG2 được định dạng theo tiêu chuẩn ISO/IEC 138181 va ITUT
Rec.H.222.0.
Tiêu chuẩn âm thanh của MPEG:
MPEG1 (ISO/IEC 111723): kênh đơn (Mono) và 2 kênh (Stereo hoặc dual
mono) mã hóa tại 32,44.1 có tốc độ lấy mẫu là 48 kHz. Các tốc độ bit được xác
định từ 32 đến 448 kb/s cho lớp I, từ 32 đến 384 kb/s cho lớp II (MP2), từ 32 đến
320 kb/s cho lớp III (MP3).
MPEG2 BC (ISO/IEC 138183): một phần mở rộng đa kênh tương thích ngược
với định dạng MPEG1, thêm 5 kênh chính, 1 kênh LFE (Low Frequent
Enhancement), dải tốc độ bit được tăng lên khoảng 1 Mbit/s.
Sự mở rộng của MPEG2 là hướng đến tốc độ lấy mẫu thấp hơn 16,22.05, tốc
độ lấy mẫu 24 kHz, dải lấy mẫu từ 32 đến 256 kbit/s cho lớp I, và từ 8 đến 160
kbit/s cho lớp II và lớp III.
22
MPEG2 AAC (ISO/IEC 138187): là chuẩn mã hóa âm thanh chất lượng rất cao
cho 1 đến 48 kênh với tốc độ lấy mẫu từ 8 đến 96 kHz, với tính năng đa kênh, đa
ngơn ngữ và đa chương trình.
MPEG2 AAC làm việc với tốc độ bit là 8 kbit/s cho tín hiệu thoại đơn âm, và
tăng lên hơn 160 kbit/s cho việc mã hóa chất lượng rất cao, nó cho phép nhiều
chu trình mã hóa và giải mã.
Hệ thống tiêu chuẩn của MPEG2 AAC có 3 cấu hình: cấu hình chính, phức tạp
thấp LC và khả năng mở rộng tốc độ lấy mẫu SSR.
o Cấu hình chính cho phép mã hóa chất lượng âm thanh cao nhất tại cùng
một tốc độ bit như MPEG1.
o Cấu hình LC được sử dụng trong truyền hình số của Nhật Bản, nó có
thể giải mã với độ phức tạp ít hơn so với cấu hình chính, mặc dù nó
làm giảm đi một ít chất lượng âm thanh.
o Cấu hình SSR cho phép giải mã theo những băng thơng âm thanh thơng
thường. Ba cấu hình của AAC cung cấp mức độ phức tạp và khả năng
mở rộng khác nhau.
MPEG2 AAC cũng có thể đạt gần bằng chất lượng âm thanh của CD khi tốc độ
bit bằng một nửa tốc độ của MPEG2 BC (Backward Compatible), phần mở
rộng của MPEG1 mã hóa âm thanh đa kênh có khả năng tương thích với bộ giải
mã âm thanh 2 kênh MPEG1.
Ví dụ, âm thanh vịm 5.1 có thể được mã hóa với tốc độ 320 kb/s với chất lượng
âm thanh của đĩa CD, cịn âm thanh 2 kênh có thể mã hóa với tốc độ là 128 kb/s
sử dụng cấu hình chính, hoặc tại tốc độ 144 kb/s nếu sử dụng cấu hình LC.
MPEG4 (ISO/IEC 144963): là chuẩn mới, việc mã hóa và tổng hợp âm thanh
với một tốc độ bit có phạm vi rộng.
23
2.2.
Tiêu chuẩn âm thanh của Mỹ BTSC: Broadcast Television Systems
Committee.
Hình 2. 8. Dải nền của âm thanh MTS trong hệ thống BTSC.
2.2.1. Tiêu chuẩn âm thanh Stereo trong hệ thống BTSC.
Các đài truyền hình có thể truyền âm thanh Stereo bằng cách sử dụng một sóng
mang phụ trên sóng mang thanh. Tín hiệu điều chế kênh chính sẽ là tín hiệu tổng
hợp của âm thanh Stereo, điều chế sóng mang phụ sẽ là tín hiệu mã hóa âm
thanh Stereo khác.
24
Hình 2. 9 Sơ đồ mã hóa tín hiệu SAP và tín hiệu Stereo.
25
Sóng mang phụ sẽ là họa âm thứ hai của tín hiệu Pilot, được phát tại tần số
bằng với tần số qt dịng ngang là: 15 734 Hz +/ 2 Hz.
Sóng mang phụ sẽ được điều biên tại dải biên kép bằng sóng mang triệt dải, và
nó có khả năng tiếp nhận một tín hiệu mã hóa âm thanh Stereo khác trong
khoảng tần từ 50 Hz đến 15 000 Hz.
Khi chỉ có sóng mang phụ Stereo được phát đi thì tần số tức thời của sóng mang
phụ dự trữ sẽ nằm trong khoảng từ 47 kHz đến 120 kHz với sai số là +/ 500 Hz.
2.2.2. Tiêu chuẩn của SAP trong hệ thống BTSC.
Các đài truyền hình có thể phát một sóng mang phụ mang một chương trình âm
thanh thứ hai (SAP).
Tần số sóng mang phụ bằng họa âm thứ năm của tốc độ qt dịng ngang.
Tín hiệu mã hóa chương trình thứ hai có tần số điều chỉnh các sóng mang phụ
khơng vượt q +/ 10 kHz.
Kênh phụ SAP cũng có khả năng tiếp nhận tín hiệu mã hóa chương trình thứ hai
tại khoảng tần từ 50 Hz đến 10 000 Hz.
Việc điều chế sóng mang âm bằng sóng mang phụ SAP khơng được vượt q
+/ 15 kHz.
2.3.
Tiêu chuẩn âm thanh của Đức.
Tiêu chuẩn âm thanh FMFM được sử dụng ở Đức, Áo, Hà Lan, Thụy
Sĩ và Úc. Tiêu chuẩn này sử dụng một kênh đơi để truyền tải âm thanh Stereo
FM ở dạng tương tự. Cũng giống như MTS, kênh thứ cấp có thể được sự dụng
để truyền tải một ngơn ngữ thứ hai.
Tiêu chuẩn âm thanh Zweikanalton hay cịn được gọi là Zweiton, hoặc
German stereo, hoặc A2 stereo, hoặc West German Stereo và IGR stereo.
Zweiton được phát triển từ tiêu chuẩn âm thanh German A2 vào đầu những năm
1980. Zweiton là âm thanh số, như những hệ thống khác, Zweiton có một tín hiệu
sóng mang chính và một tín hiệu sóng mang thứ cấp dùng cho âm thanh ngơn ngữ
thứ 2. Zweiton là một hệ thống phát âm thanh TV được dùng ở Đức, Úc, Thụy Sĩ