Chg 4- He mau NTSC potx

A
v
3,08
4,08
f(MHz)
O
Y
f
sc
= 3,58 MHz
Luma
Chrominance
Chương 4
Chương 4
HỆ MÀU NTSC
HỆ MÀU NTSC
4.1 Đại cương
4.1 Đại cương
NTSC viết tắt của chữ NATIONAL TELEVISION SYSTEM COMMITEE. Hệ màu
này ra đời tại Mỹ, phát sóng vào năm 1954, dựa theo chuẩn FCC (4,5MHz).
4.2 Các tiêu chuẩn của hệ màu NTSC
4.2 Các tiêu chuẩn của hệ màu NTSC
4.2.1 Chọn lại băng tần VHF (12 kênh) và UHF (69 kênh) của FCC đen
4.2.1 Chọn lại băng tần VHF (12 kênh) và UHF (69 kênh) của FCC đen


trắng
trắng
Chọn
+
0

S
RF
VID
RF
f,f,f
+
S
IF
VID
IF
f,f
+
MHz,ff
VID
RF
S
RF
54=−
do đó:
MHz,ff
S
IF
VID
IF
54=−
+ Khổ rộng băng thông 6MHz
+ 525 dòng 1 ảnh, 30 ảnh/giây
+ f
H
= 15750Hz, f

v
= 60Hz
4.2.2 Định khu vực màu và Y trong dải tần
4.2.2 Định khu vực màu và Y trong dải tần
4.2.3 Điều chế màu
4.2.3 Điều chế màu
Màu được điều chế bằng phương pháp điều chế biên độ cân bằng triệt sóng mang còn
gọi là điều biên nén SAM (Suppressed AM.)
+ Tại mức mà tín hiệu = 0 thì không còn sóng mang phụ nữa
+ Tần số sóng mang phụ mang tín hiệu vẫn là 3,58MHz
48
Y: 0 ÷ 3MHz
Màu: 3,08MHz ÷ 4,08MHz
Tần số sóng mang phụ:
f
sc
= 3,58MHz
I: Inphase
Q: Quadrature
C

(B – Y)
I
MATRIX
SAM
SAM
+
+33
o
+90

o
3,58
0
o
Q
2
C

1
C

(R – Y)
+ Biên độ đỉnh - đỉnh = chính biên độ đỉnh - đỉnh của tín hiệu
+ Mỗi khi điện áp đổi chiều từ dương sang âm hay ngược lại thì sóng mang phụ
lại đảo pha 180
o
4.3 Mạch tạo tín hiệu Video NTSC tổng hợp tại đài phát
4.3 Mạch tạo tín hiệu Video NTSC tổng hợp tại đài phát
4
4
.3.1 Bước thứ nhất
.3.1 Bước thứ nhất
Tạo ra tín hiệu (B - Y), (R - Y) và tín hiệu chói Y từ camera màu.
4.3.2 Bước thứ hai
4.3.2 Bước thứ hai
Tạo ra hai tín hiệu sắc I và Q từ tín hiệu (B - Y) và (R - Y) như sau:
I = 0,74 (R - Y) - 0,27 (B - Y)
Q = 0,48 (R - Y) + 0,41 (B -Y)
Tọa độ màu của (B – Y), (R - Y) và I, Q như sau:

Hệ NTSC xoay hệ trục toạ độ màu đi 33
o
và xác định toạ độ bằng I, Q. Điều
này giúp ta giảm được băng thông của hai tín hiệu sắc I chỉ còn 1,2MHz và Q chỉ còn
0,5MHz mà màu sắc vẫn không bị giảm chất lượng.
Chú ý: là trong phép xoay hệ trục đi 33
o
nói trên, các vị trí điểm màu không
thay đổi (R, G, B chẳng hạn) mà chỉ thay đổi toạ độ m((R - Y) , (B - Y)) bằng toạ độ
(I ,Q).
Màu bất kỳ:



Q
I
4.3.3 Bước thứ ba
4.3.3 Bước thứ ba
49
MATRIX
(B – Y)
(R – Y)
I (0  1,2 MHz)
Q (0  0,5 MHz)
I
Q
33
o
123
o

(B –Y)
(R –Y)
Tạo ra 2 sóng mang phụ 3,58 (33
o
) cho tín hiệu sắc Q và 3,58 (123
o
) cho I.
I và Q được điều chế biên độ theo phương pháp điều chế cân bằng triệt sóng mang
(còn gọi là điều biên nén SAM).

C

=
1
C

+
2
C

và
φ
= arctg
Q
I
Hai sóng điều biên nén của I và Q (
1
C

và

2
C

) sau đó được nhập chung để có 1
sóng
C

=
1
C

+
2
C

duy nhất rồi lại nhập chung tín hiệu chói Y. Vì Y đi thẳng còn
C


trong quá trình tạo ra lại có đường đi dài hơn nên trước khi gặp
C

Y qua dây trễ 0,7us
để Y và
C

đến đồng thời, tránh được hiện tượng sai pha.
4.3.4
4.3.4
Bước thứ tư

Bước thứ tư
Tạo ra tín hiệu xung đồng bộ ngang và dọc, xung xoá hồi ngang, đồng thời
thêm 8 ÷ 12 chu kỳ sóng sin 3,58MHz có pha 180
o
nằm gọn tại thềm sau của xung
đồng bộ ngang gọi là lóc màu (color burst). Tín hiệu này được tách ra ở máy thu để
điều khiển quá trình giải mã màu.
4.3.5
4.3.5
Bước thứ năm
Bước thứ năm
50
=
C

1
C

2
C

2
C

+
Y: 0÷3M
R
I
MATRIX
SAM

SAM
+
+33
o
+90
o
3,58
0
o
Q
G
B
+ +
BURST
GATE
+180
o
f
H
COMPOSITE
VIDEO
HORIZONTAL
BLANKING
H + V
SYNCHRO
0÷1,2M
0÷0,5M
C
Y
B

DELAY
0,7
Hình 4.1 Sơ đồ khối phần tạo tín hiệu Video tổng hợp của hệ NTSC
Ở đầu ra ta có tín hiệu video tổng hợp của NTSC chứa các thành phần sau đây:
+ Ba tín hiệu đầu dành cho truyền hình trắng đen là: tín hiệu về sáng tối: Y,
đồng bộ dọc và đồng bộ ngang.
Y nằm trên mức zero (mức xoá xung BLKG) biên độ tối đa là 100%.
Hai tín hiệu đồng bộ nằm dưới mức zero có biên độ -40%.
+ Hai tín hiệu vẽ màu I và Q nằm trong 2 sóng điều biên nén vuông góc tần số
3,58MHz. Khi nhập chung với tín hiệu chói biên độ nó có thể lên tối đa +133% và tối
thiểu là -33%.
+ Tín hiệu cuối cùng là loé màu (color burst) là tín hiệu cần thiết để tách sóng
điều biên nén trong quá trình giải mã màu ở máy thu. Nó có biên độ ±20% nằm gọn
trong thềm sau của xung đồng bộ ngang, độc lập với các tín hiệu trên.
4.4 Phần truyền hình màu của đài phát
4.4 Phần truyền hình màu của đài phát
51
C
Y
C
max
133%
Y
max
100%
B:±20%
Y
min
0%(BLKG)
SYNC -40%

Synchro
C
min
-33%
Hình 4.2 Các tín hiệu và mức biên độ trong video tổng hợp hệ NTSC
MHz75,191f
S
RF
=
CAMERA
MÀU
COMPOSITE
VIDEO
AUDIO
AMP
AM
FM
AM – FM
DIPLEXER
MICRO
Y+C+B
MHz25,187f
VID
RF
=
Hình 4.3 Phần truyền hình màu của đài phát hệ NTSC, tương ứng với kênh 9
4,5MHz
41,25
45,75 47,75
39,75

MHz
Tín hiệu hình được điều chế AM với tần số sóng mang hình f
RF/VID
, còn tiếng
được điều chế FM với f
RF/S
. Hai phần này được ghép bởi bộ AM – FM phối ghép
DIPLEXER và khuếch đại cao tần để đưa ra anten (ở trên là ví dụ với kênh 9FCC).
4.5
Sơ đồ khối phần TUNER
Sơ đồ khối phần TUNER
Tín hiệu đài phát đến anten máy thu ở mức qui định 50uv (ở cách đài phát 10
km). Về phần tuner và trung tần trên phương diện tần số thì không có gì thay đổi do
vấn đề tương hợp giữa trắng đen và màu.
Linh kiện sử dụng trong phần tuner thay đổi từ loại transistor lưỡng cực như
2SC929, 2SC535 đến mosfet như 35K452 và từ trống xoay (turret) cho đến hiện tại là
biến trở thay đổi điện một chiều để thay đổi pha và f
o
gọi là loại nút bấm rơle "voltage
synthesizer". Sau cùng là loại nút bấm Auto search (Tìm đài tự động) bằng điện thế 1
chiều nạp vào tụ rồi lấy điện thế ấy phân cực cho diode biến dung C
v
để tìm đài.
4.6
4.6
Sơ đồ khối phần VIDIFAMP VÀ VIDEO DETECTOR
Sơ đồ khối phần VIDIFAMP VÀ VIDEO DETECTOR
52
RFAMP
OSCI

MIXER
S
RF
f
VID
RF
f
+25V
C
C
4
C
3
C
2
C
1
V
4
V
3
V
2
V
1
0
82PF
68P
42PF
10P

C
V
(-V)
+
_
AGC
VIDEO
DETECTOR
VIDEO
DAMPER
IFAGC
VIDEO
SOUND
SIF
RFAGC
Y+C+B
Về cấu trúc mạch, chỉ có IC khác tên, còn các tầng không có gì thay đổi so với
TV trắng đen. Tầng tiền khuếch đại video ưu tiên khuếch đại cho âm thanh và làm
tầng đệm cho tín hiệu video (tín hiệu video cực tính âm khoảng 5,1Vpp).
4.7
4.7
Giai đoạn xử lý tín hiệu VIDEO NTSC 3,58 (hoặc N3)
Giai đoạn xử lý tín hiệu VIDEO NTSC 3,58 (hoặc N3)
4.7.1
4.7.1
Tách Y ra khỏi B và C
Tách Y ra khỏi B và C
Tách tín hiệu Y ra khỏi C + Burst. Điều này rất dễ vì chỉ cần 2 bộ lọc: Lọc thông
thấp 0  3MHz cho Y và lọc băng thông 3,08 ÷ 4,08MHz cho C + B.
Ở đài phát Y qua ít mạch hơn nên nó đi mau hơn màu 0,7µs ÷ 0,79µs. Do đó phải

cho đen trắng qua dây trễ 0,7µs để bù lại cho 2 phần đến với nhau cùng một thời điểm.
4.7.2
4.7.2
Tách B và màu C
Tách B và màu C
Việc tách B và màu C khó hơn vì cả 2 đều là sóng 3,58MHz. Tuy nhiên chúng lại ở 2
thời điểm khác nhau:
+ B ở vùng xoá đường hồi
+ C ở vùng tiến của xung quét ngang
Vậy ta dùng 2 BJT phân cực chạy ở hai thời điểm khác nhau là tách được B ra khỏi C.
Ta dùng 2 Transistor T
1
và T
2
dẫn điện ở 2 thời gian khác nhau nhờ phân cực bằng
xung FlyBack và tín hiệu đảo của nó.
53
LỌCTHÔNG
THẤP
DELAY
0,7
Y+C+B
Y
C+B
Y
C
L
3,08 4,08 MHz
BURST SEP
T

1
56
8
B
C C+B
CHROMA AMP
T
2
C
B
FlyBack
4.7.3
4.7.3
Mạch giữ biên độ tín hiệu màu
Mạch giữ biên độ tín hiệu màu
Mạch giữ biên độ tín hiệu màu không yếu đi và sửa pha của hai sóng tải phụ:
Ta cần giữ biên độ tín hiệu màu C ít thay đổi. Vậy phải dùng mạch tương tự như mạch
AGC cho màu. Khi C mạnh thì AGC phân cực yếu và đổi lại khi C yếu thì AGC cho
phép phân cực mạnh. Với màu AGC có tên là ACC
(Automatic Color Control).
Khi qua nhiều mạch, sóng tải phụ đổi pha nên sắc của màu bị sai, ta sửa pha lại bằng
cách cho qua mạch RC. Chỉnh R để sửa pha lại cho đúng. R là điện trở động của 1 BJT
do v
CE
của nó tạo ra:
E
CE
I
v
R =

Thay đổi điện áp cung cấp Vcc là v
CE
thay đổi và R đổi nên pha thay đổi vì:
Z
R
cos =ϕ

Với
2
C
2
ZRZ +=
Ta có thể dùng biến trở TINT hay HUE để thay đổi V
cc
* Chú ý thêm
1. Mạch tích phân
V
ra
chậm pha hơn V
v
một góc
ϕ
2222
c
c
Rra
c
ZR
Z
VV

IZ
cos
+
=
+
=ϕ
c
1
Z
c
ω
=
với
Cte=ω
 (
5832 ,⋅π=ω
chẳng hạn)
54
C >>  Z
c
 0  cos  0  90
o
C <<  Z
c
>>  cos  1  0
o 
đồng pha
R
C
V

ra
V
V
V
R
V
ra
V
V
V
ra
I
ACC
DET.
ACC
2 nd
CHROMA
AMP
RC
TINT
C
B+
V
R
10K
COLORSUB COLOR
Z
R
cos
=ϕ

V
R
C
V
ra
V
V
V
ra
= V
R
V
V
V
C
TÁCH SÓNG Đ.BỘ
Q
TÁCH SÓNG Đ.BỘ
I
LỌC
3,58
LỌC
3,58
+33
o
+90
o
3,58
(0
o

)
Z = 0
L
C
Z = 0
L
C
C
Q
I
C
P
V
PC
LPF
+180
o
B
3,58(0
o
)
Dịch pha
XTAL
3,58MHz
3,58(180
o
)
3,58(0
o
)

Đã so pha
2. Mạch vi phân
V
ra
nhanh pha hơn V
v
:
ϕ
2
c
2
ZR
R
cos
+
=ϕ
Như vậy khi thay đổi R (
R
I
v
E
CE
=
) thì tín hiệu lấy ra sẽ thay đổi pha so với tín hiệu
vào.
4.7.4 Tách đồng bộ (Giải mã màu NTSC)
Sử dụng cách biểu diễn trực quan:
Trong mạch tách sóng Q:
{3,58 (33
o

) + Q} + {3,58 (123
o
) + I} – 3,58 (33
o
)  Q + {3,58 (123
o
) + I}
Qua mạch lọc 3,58  chỉ còn Q
Trong mạch tách sóng I:
{3,58 (33
o
) + Q} + {3,58 (123
o
) + I} – 3,58 (123
o
)  I + {3,58 (33
o
) + Q}
Qua mạch lọc 3,58  chỉ còn I
Như vậy trước hết phải đồng bộ sóng 3,58MHz ở máy thu với B.
55
R  0  cos  0  90
o
R   cos  1  0
o
(G – Y)
(R – Y)
(B – Y)
(R – Y)
R

1
R
2
R
3
R
4
(B – Y)
100K
100K
20K
56K
56K
MATRIX
(B – Y)
(R – Y)I
Q
Sau khi có Q và I dùng mạch MATRIX để tạo lại (B - Y) và (R - Y)
Từ (B - Y) và (R - Y) dùng mạch MATRIX để tạo (G - Y)
)YR(
2
1
)YB(
6
1
)YG( −−−−=−
(Chung cho mọi hệ)
Cuối cùng ta đưa ra tín hiệu màu vào đèn hình:
Tín hiệu vào lưới: V
GK

= V
G
- V
K
Người ta đưa thêm 3 BJT màu để có:
56
-(B - Y) – Y = -B
-(G - Y) – Y = -G
-(R - Y) – Y = -R
24KV
Y
Screen
+500V
5KV
Focus
(B–Y)
BJT
BJT
BJT
– (B–Y)
(G–Y)
(R–Y)
– (G–Y)
– (R–Y)
57
4.8 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT MÁY THU NTSC 3,58
4.8 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT MÁY THU NTSC 3,58
Q
Q
DEMOD

MATRIX
+90
o
I
DEMOD
COLOR
KILLER
TRAP
L
C
TRAP
L
C
I
BPF
ACC
CHROMA
I
ACC
DET
TINTCHROMA
II
+B
TINT
C
SUB COLOR COLOR
LUMA
AMP1
LPF DELAY
0,7

BURST
SEP.
AMP
+180
o
P
C
+33
o
LPF
f
H
TUNER IF VIDEO
DET
AMP
AMP
AMP
(G–Y)
BRIGHTNESS
(B–Y)
(R–Y)
LUMA
AMP2
B+
BRIGHT
B+
CONSTRAST
Y
Y
Y

0 3 MHz
3,08
4,08
0 3 MHz
3,58(0
0
)
3,58(0
0
)
3,58
3,58(33
0
)
f
H
B+C
58
59