Hệ thống viễn thông - chương 7 pdf

Chương 7: THÔNG TIN TRUYỀN
HÌNH
•
Mục tiêu chương:
Sau khi học chương này, SV nắm được:

Phương pháp quét hình trong tín hiệu truyền hình

Dải tần của tín hiệu truyền hình

Phân biệt các hệ thống truyền hình màu
Phương pháp quét hình
Dòng 1
Dòng 2
Dòng n
Khung
ảnh
Dòng 1
Dòng 2
Dòng n

Một hình ảnh tổng quát sẽ được cắt ra thành n dòng

Các điểm ảnh trên từng dòng lần lượt được chuyển thành
các tín hiệu điện có độ mạnh yếu tương ứng với độ sáng và
màu sắc.
•
Số dòng quét trong một ảnh và số ảnh quét trong 1 giây
được xác định dựa trên 2 tiêu chuẩn truyền hình:
–
OIRT (International Radio-Television Organisation) và

CCIR(Comité Consultatif International de Radio et
Television): là tiêu chuẩn truyền hình châu Âu, trong đó
qui định số dòng quét là 625 dòng và số ảnh/s ~ 25 ảnh.
–
FCC (Federal Communications Commssion ): là tiêu
chuẩn truyền hình của Mỹ trong đó qui định số dòng
quét là 525 dòng và số ảnh quét trong 1 giây ~30 ảnh.
•
Trong thực tế để tăng chất lượng của ảnh người ta sử
dụng phương pháp quét xen dòng
Dòng 1
Dòng 3
Dòng n-1
4
n

Việc quét xen dòng đảm bảo số dòng quét trong một giây
không tăng nhưng số lần lặp lại của các bán ảnh tăng gấp
đôi dẫn đến đảm bảo chất lượng ảnh quét.
Dải tần của tín hiệu truyền hình
•
Dải tần của tín hiệu hình gồm 2 băng tần:
- VHF (very high frequency): 49,75Mhz  223,25Mhz
-
UHF (ultra high frequency): 470Mhz  958Mhz
•
Do tần số của tín hiệu hình thay đổi từ 30Hz đến 4,2Mhz
nên độ rộng của mỗi kênh truyền hình cũng rất rộng và
cụ thể phụ thuộc vào tiêu chuẩn truyền hình:
–

Chuẩn OIRT : mỗi kênh có độ rộng 8 Mhz
–
Chuẩn FCC : mỗi kênh có độ rộng 6 Mhz

Sóng mang
Audio
Sóng mang
Video
6,5 Mhz
6 Mhz
8 Mhz
1,25 Mhz
0,75 Mhz
Hình 2.3 Dải thông của tín hiệu truyền hình OIRT

4,5 Mhz
4,2 Mhz
6 Mhz
Sóng mang
Audio
Sóng mang
Video
1,25 Mhz
0,75 Mhz
Hình 2.4 Dải thông của tín hiệu truyền hình màu FCC
Nguyên lý phát hình
- Tiếng nói trên tivi và hình ảnh ta thấy là 2 tín hiệu riêng biệt.
- Tiếng nói con người có dải tần hẹp 20Hz -20kHz
- Để truyền đi cùng với tín hiệu hình người ta điều chế tín hiệu
âm thanh bằng phương pháp FM ta thu được tín hiệu audio.

- Hình ảnh qua thiết bị camera người ta chèn thêm các xung
đồng bộ mành(Vsyn) và xung đồng bộ dòng (Hsyn) tạo ra
tín hiệu video. Tín hiệu Video được điều chế bằng phương
pháp VSB
-
Các tín hiệu audio và video qua bộ trộn tạo ra tín hiệu
truyền hình tổng hợp
-
- Đài phát điều chế tín hiệu truyền hình tổng hợp bằng
phương pháp AM ở các dải tần băng VHF hoặc UHF, bức
xạ ra không gian
Nguyên lý thu truyền hình
- Chọn dải sóng của kênh mà người sử dụng muốn xem
ta thiết kế mạch vào sử dụng một bẫy cộng hưởng để chọn tần
số trùng với tần số cộng hưởng được phép đi vào
- Tín hiệu gồm 3 thành phần chính: video, xung đồng bộ, audio
- Tín hiệu này được đưa vào 3 phần riêng biệt để xử lý:
+ FM tiếp tục đổi tần về trung tần tiếng 10,7MHz rồi tách lấy
tín hiệu tiếng và khuếch đại rồi đưa ra loa
+Tín hiệu video nhờ xung đồng bộ nó sẽ được phóng lên dèn
hình rồi phát hình
Tín hiệu truyền hình
•
Tín hiệu truyền hình đen trắng và tín hiệu truyền
hình màu
•
Tất cả các màu sắc trong thực tế đều có thể tạo thành
từ 3 thành phần màu cơ bản R (Red), G (Green) và B
(Blue)
•

Tín hiệu hình được tạo ra thông qua hệ thống thấu
kính và các cảm biến màu của các camera
Sự
cảm
thụ của
mắt
người
Red
Blue
Hồng ngoại
Xanh da trời
UV
Bước sóng
nm
400 440
480
520 560 600 640 680
(Green)
•
Tùy theo màu sắc của điểm ảnh mà tín hiệu ra của các
cảm biến R, G, B sẽ có độ lớn nhỏ khác nhau.
•
Trong truyền hình đen trắng, tín hiệu truyền hình là tín
hiệu chói Y , là thành phần tổng hợp từ R, G, B theo
nguyên lý pha màu và theo sự cảm thụ màu sắc của mắt
người có giá trị xác định theo công thức sau:
Y = 0, 59G + 0, 3R + 0,11B
•
Tín hiệu truyền hình màu sẽ gồm tín hiệu Y và hai thành
phần R-Y và B-Y

Hình 2.7 Dạng tín hiệu truyền hình đen trắng
Hình 2.8 Dạng sóng của tín hiệu hình tổng hợp truyền hình màu:
Hình 2.9 Tín hiệu hình màu
Hình 2.10: Tín hiệu đồng bộ mành

Tín hiệu truyền hình trắng đen và màu được biến điệu
AM trước khi truyền đi
Tín hiệu âm thanh
•
Trong kỹ thuật truyền hình, âm thanh stereo được
truyền đi cùng lúc với hình ảnh
•
Được biến điệu FM tại tần số sóng mang lớn hơn
tần số sóng mang hình 6,5Mhz (OIRT) hoặc
4,5Mhz (FCC)
Các hệ thống truyền hình màu
1/ Hệ thống truyền hình màu NTSC( National
Televison System Committee )
2/ Hệ thống truyền hình màu PAL (Phase
Alternative Line)
3/ Hệ thống truyền hình màu SECAM
(Sequentiel Couluer A Memoire )
Hệ thống truyền hình màu NTSC
•
Xuất hiện tại Mỹ vào những năm 50 của thế kỷ 20
•
Theo tiêu chuẩn truyền hình FCC
•
Truyền đi 3 tín hiệu màu sau:
–

Y = 0, 59G + 0, 3R + 0,11B
–
I = 0, 74 ( R − Y ) − 0, 27 ( B − Y )
–
Q = 0, 48 ( R − Y ) + 0, 41( B − Y )
•
Tín hiệu I được truyền với dải thông khoảng 1,3MHz, tín
hiệu Q truyền với dải thông 0,5 MHz và tín hiệu Y với
dải thông 4,2MHz.
Hình 2.13: Băng tần của hệ truyền hình màu NTSC
Ưu điểm , Khuyết điểm
•
Ưu điểm:
–
Hệ thống NTSC đơn giản
–
Thiết bị mã hóa và giải mã không phức tạp và do đó
giá thành thiết bị thấp.
•
Khuyết điểm:
–
Dễ sai màu do dải tần của I và Q khác nhau và do sự
bất đối xứng của biên tần tín hiệu I.
Hệ thống truyền hình màu PAL
•
Hệ truyền hình màu của Châu Âu
•
Phát triển và kế thừa thành quả của NTSC
•
Sử dụng 3 tín hiệu màu sau:

–
Y = 0, 59G + 0, 3R + 0,11B
–
U = 0, 493 ( B − Y )
–
V = ±0, 877 ( R − Y )
•
Sự khác nhau quan trọng nhất của hệ PAL so với hệ
NTSC là tín hiệu V đảo pha theo từng dòng quét của ảnh
•
Trong truyền hình PAL, tín hiệu U và V được
điều biên nén tại tần số 4.43Mhz
Hình 2.15 Dải tần của kênh truyền hình OIRT
Hệ thống truyền hình màu SECAM
•
Được sử dụng phổ biến tại Pháp và các nước
thuộc Liên xô cũ
•
Hệ truyền hình này sử dụng 3 tín hiệu màu:
–
Y = 0, 59G + 0, 3R + 0,11B
–
DR = −1, 9 ( R- Y )
–
DB = 1, 5 ( B − Y )
Hình 2.17 Dải tần của kênh truyền hình OIRT hệ SECAM