Nguyên lý làm việc máy thu và phát truyền hình màu

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng

Lêi Nãi §Çu

Chóng ta ®ang dÇn bíc vµo ngìng cöa cña thÕ kû XXI, mµ c«ng

nghÖ viÔn th«ng nãi chung vµ c«ng nghÖ ®iÖn tö nãi riªng ®· cã

nh÷ng bíc ®ét ph¸ lín.

HÖ thèng truyÒn h×nh nãi chung vµ m¸y thu h×nh nãi riªng ®·

tr¶i qua mét bÒ dµy lÞch sö, ph¸t triÓn tõ trang thiÕt bÞ ®¬n gi¶n,

th« s¬, cång kÒnh, hao tæn nhiÒu ®iÖn n¨ng cho tíi viÖc sö dông

c¸c m¸y thu, ph¸t h×nh ®en tr¾ng cã chÊt l îng kÐm vµ cång kÒnh,

dïng c¸c ®Ìn ®iÖn tö ®Ó xö lý vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu cïng víi

nh÷ng ph¸t minh vÒ chÊt b¸n dÉn vµ sù dµy c«ng nghiªn cøu, con

ngêi ®· ®a tõ truyÒn h×nh ®en tr¾ng lªn truyÒn h×nh mµu, tõ viÖc

dïng c¸c ®Ìn b¸n dÉn rêi cho tíi dïng c¸c vi m¹ch cì lín cã kh¶

n¨ng lµm viÖc ®a chøc n¨ng, ®· gióp cho truyÒn h×nh mµu ngµy cµng

cã chÊt lîng cao ®a l¹i cho ngêi xem sù tho¶i m¸i, thuËn tiÖn trong

viÖc sö dông m¸y thu h×nh.

Nhê vËy mµ c¸c m¸y thu h×nh mµu hiÖn nay ®Òu cã h×nh d¸ng,

kÝch thíc nhá gän vµ cïng víi sù ph¸t triÓn vÒ c«ng nghÖ b¸n dÉn,

c«ng nghÖ ®iÖn tö, c«ng nghÖ tin häc, m¸y thu h×nh sÏ cßn tiÕn xa

h¬n n÷a.

Ngµy nay m¸y thu h×nh mµu lµ mét thiÕt bÞ th«ng tin quan

träng, kh«ng thÓ thiÕu trong ®êi sèng sinh ho¹t cña con ng êi. Nã

gióp cho chóng ta nhËn thøc ®îc vÒ c¸c mÆt cña x· héi, c¸c biÕn

®éng cña thêi tiÕt, chÝnh trÞ trong níc còng nh trªn thÕ giíi, gióp

§¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 1

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng

cho mäi ngêi hiÓu biÕt vÒ nhau h¬n, th©n thiÖn h¬n... t¹o lªn sù æn

®Þnh vÒ x· héi vµ nhËn thøc vÒ d©n trÝ cao h¬n.

Trong b¸o c¸o nµy sinh viªn kh«ng thÓ ®i s©u vÒ m¸y h×nh

còng nh m¸y thu h×nh mµu, mµ chØ giíi thiÕu mét phÇn nµo ®ã cña

nguyªn lý m¸y thu h×nh mµu, t¸c dông tõng khèi vµ c¸c ®Æc ®iÓm

nhËn d¹ng trong c¸c khèi cña m¸y thu h×nh mµu. Sau ®ã sinh viªn ®i

s©u vµo ph©n tÝch nguyªn lý mét m¸y thu h×nh mµu, cô thÓ lµ m¸y

JVC model 1490M vµ mét sè háng hãc th êng x¶y ra trong c¸c phÇn

cña Ti vi mµu, cïng víi ph¬ng ph¸p ph¸n ®o¸n khoang vïng, ®o,

kiÓm tra c¸c PAN bÖnh theo ph¬ng ph¸p chung nhÊn, nhê ®ã mµ

ph©n tÝch, söa ch÷a ®îc c¸c PAN bÖnh kh¸c.

Sinh viªn xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy §ç Hoµng TiÕn, ng êi ®·

chØ b¶o vµ truyÒn ®¹t nh÷ng kiÕn thøc quý gi¸ trong qu¸ tr×nh lµm

®å ¸n.

Sinh viªn xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c b¹n bÌ ®· ®ãng gãp c¸c

ý kiÕn, kiÕn thøc quan trong cho ®å ¸n.

Do tr×nh ®é cã h¹n, b¶n ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu

sãt, sinh viªn mong ®îc sù ®éng viªn, gãp ý cña c¸c thÇy, c« vµ

b¹n bÌ.

§¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 2

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng

PhÇn I

Nguyªn lý ti vi mµu

Ch¬ng I - «n l¹i truyÒn h×nh ®en tr¾ng vµ kh¸i

niÖm chung vÒ truyÒn h×nh mµu.

I - Tæng quan vÒ truyÒn h×nh ®en tr¾ng.

1. HÖ thèng truyÒn h×nh ®Çu tiªn:

§îc xuÊt hiÖn vµo n¨m 1843 do Bake vµ Bakwell ®a ra víi ph¬ng thøc

truyÒn c¶nh ®¬n gi¶n, c¶nh cÇn truyÒn ®îc chia lµm c¸c « vu«ng ®en vµ tr¾ng

xen kÏ, tuú theo tõng c¶nh vµ mçi mét « ®ã ®îc ký hiÖu bëi mét ch÷ sè a, b, c...

c¸c « ®en tr¾ng ®îc ®ãng më bëi mét dßng ®iÖn cuèi cïng c¸c ký tù ®ã ®îc göi

®i víi tèc ®é gÇn b»ng tèc ®é ¸nh s¸ng, vµ bªn thu nhËn ®îc c¸c ký tù trªn, ngêi

ta lÊy bót vÏ l¹i d¹ng h×nh ¶nh ®· ®îc truyÒn ®i tõ bªn m¸y ph¸t. HÖ thèng trªn

kh«ng ®îc thùc hiÖn bëi nã hoµn toµn lµ c¸c kh©u thñ c«ng vµ qua nhiÒu n¨m

nghiªn cøu ngêi ta ®· c¶i tiÕn vµ ®a ra ph¬ng thøc truyÒn h×nh míi vµo n¨m

1905.

2. HÖ thèng George Carrey (1905)

Ngay sau khi ph¸t minh ra tÕ bµo quang ®iÖn, George Carrey ®· ®a ra

d¹ng truyÒn h×nh míi lµ: ë bªn ph¸t ngêi ta s¾p xÕp c¸c tÕ bµo quang ®iÖn theo

chiÒu däc vµ ngang vµ ë bªn thu ngêi ta còng s¾p xÕp c¸c bãng ®Ìn ®óng b»ng

víi sè tÕ bµo quang ®iÖn phÝa ph¸t, vµ gi÷a c¸c bãng ®Ìn vµ tÕ bµo ®îc nèi víi

mét nguån pin. Khi ta chiÕu ¸nh s¸ng vµo c¸c tÕ bµo quang ®iÖn th× ngay lËp tøc

c¸c bãng ®Ìn bªn phÝa thu sÏ s¸ng lªn, vµ nÕu ta dïng mét que che ¸nh s¸ng h¾t

vµo c¸c tÕ bµo quang ®iÖn th× c¸c bãng ®Ìn bªn thu sÏ bÞ tèi t¬ng øng víi c¸c tÕ

bµo bÞ che vµ ta dÞch chuyÓn que che ë bªn ph¸t th× ë bªn thu vÖt ®en t¬ng øng

sÏ dÞch chuyÓn theo. Nh vËy ta ®· t¹o ra ®îc c¶nh di chuyÓn theo phÝa ph¸t, tuy

§¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 3

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng

nhiªn ph¬ng ph¸p nµy cã rÊt nhiÒu nhîc ®iÓm do vËy ngêi ta ®· c¶i tiÕn nhiÒu

vµ ®Õn 1930 ®a ra hÖ truyÒn h×nh míi.

3. HÖ thèng Paulnepkow - truyÒn c¬ khÝ:

Víi ph¬ng ph¸p nµy ngêi ta chØ dïng mét tÕ bµo quang ®iÖn vµ chØ cho

¸nh s¸ng lät vµo tÕ bµo tõng ®iÓm mét nhê mét ®Üa quang quang ®ôc lç theo

h×nh xo¾n èc. Khi ®Üa ®ôc lç quang th× ¸nh s¸ng cña ¶nh lät qua mét lç ®Ó h¾t

vµo tÕ bµo quang ®iÖn, vµ cø nh vËy ®Üa ®ôc lç h×nh xo¾n èc quay lÇn lît, lµm

cho ¸nh s¸ng tõ c¸c ®iÓm kh¸c nhau qua lç vµ tíi tÕ bµo quang ®iÖn, t¹o ra ®îc

¶nh cÇn truyÒn.

4. HÖ thèng truyÒn h×nh hiÖn nay - èng thu h×nh Vidican.

Víi sù ra ®êi cña èng thu h×nh Vidicon truyÒn h×nh ®en tr¾ng ®îc xem

nh hoµn chØnh vµo n¨m 1954. Ngêi ta dùa vµo ®Æc tÝnh quang ®iÖn trë cña chÊt

b¸n dÉn.

C¶nh vËt ®îc héi tô bëi mét èng kÝnh héi tô lªn tríc mÆt cña bia vµ tia

®iÖn tö ®îc phãng ra víi cêng ®é ®Òu, tõ èng phãng tia ®iÖn tö nhê c¸c cuén l¸i

tia ®Æt ë bªn ngoµi èng nã sÏ l¸i tia ®iÖn tö quÐt tõ tr¸i sang ph¶i vµ tõ trªn

xuèng díi, chôm vµo mÆt sau cña bia vµ dùa vµo cêng ®é cña tia ®iÖn tö h¾t vµo

§¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 4

Cuén lÖch

èng phãng tia ®iÖn tö

Tia ®iÖn tö

Líp kim lo¹i truy xuÊt

MÆt bia

R

C

èng kÝnh héi tô

Líp quang ®iÖn trë

C¶nh vËt

Video out

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng

líp quang trë mµ t¹o ra ®îc c¸c ®iÓm s¸ng tèi cña ¶nh (¸nh s¸ng tíi trë lín vµ lµ

s¸ng øng víi trë nhá).

5. C¸c vÊn ®Ò liªn quan.

a. Tiªu chuÈn vÒ sè dßng quÐt vµ tÇn sè quÐt.

ë phÇn triªn ®· nªu lªn lµ ®Ó cã mét ¶nh ë trªn mµn h×nh m¸y thu th× chØ

cÇn truyÒn tõng ®iÓm s¸ng tõ tr¸i qua ph¶i vµ tõ trªn xuèng díi, viÖc di chuyÓn

c¸c ®iÓm s¸ng gäi lµ c¸c dßng quÐt vµ cµng cã nhiÒu dßng quÐt th× h×nh ¶nh t¸i

t¹o ë trªn m¸y ph¸t cµng trung thùc, lµm râ c¸c chi tiÕt nhá cña ¶nh vµ ®Ó cã

mét tiªu chuÈn cho vÊn ®Ò quÐt th× hiÖn nay tån t¹i hai tiªu chuÈn chÝnh.

* Tiªu chuÈn FCC (FCC = Federal Communication Commette =

HiÖp héi viÔn th«ng liªn bang) ®a ra.

- 525 dßng trªn mét ¶nh

- 30 ¶nh cho mét gi©y ⇒ Sè dßng quÐt ngang trong mét gi©y lµ 525 x 30

= 15750 Hz hay cßn gäi lµ tÇn sè quÐt dßng fH (fH = Frequency Horizoltal).

* Tiªu chuÈn OIRT (OIRT = Orrganization International Radio and

Television - Tæ chøc ph¸t thanh vµ truyÒn h×nh quèc tÕ).

- 625 dßng trªn mét ¶nh

- 25 ¶nh cho mét gi©y ⇒ Sè dßng quÐt ngang trong mét gi©y lµ 625 x 25

= 15625 Hz vµ còng lµ tÇn sè dßng (fH) cña hÖ OIRT.

- ViÖc ®a ra sè ¶nh (25 vµ 30) trªn mét gi©y lµ dùa trªn ®é lu ¶nh cña m¾t

ngêi. Do vËy sè ¶nh nµy bao giê còng lín h¬n ®é lu ¶nh cña m¾t ®Ó ta kh«ng

nhËn ra ®îc sù thay ®æi cña c¶nh trong mét gi©y.

- §Ó t¹o ®îc mét ¶nh trªn mµn h×nh cÇn ph¶i cã quÐt ngang (quÐt dßng

fH) vµ quÐt däc (quÐt ngang fV: frequency Vertical) sè dßng quÐt ngang lµ sè lît

tia ®iÖn tö ®îc quÐt tõ mÐp tr¸i mµn ¶nh tíi mÐp ph¶i cña mµn ¶nh trong mét

gi©y vµ sè dßng quÐt mµnh lµ sè lît tia ®iÖn tö quang tõ mÐp díi cña mµn h×nh

lªn mÐp trªn cña mµn h×nh trong mét gi©y vµ mçi lÇn chuyÓn nh vËy lµ kÕt thóc

mét ¶nh tøc ®èi víi hÖ FCC = 30 ¶nh vµ hÖ OIRT lµ 25 ¶nh trong mét gi©y. Nh￾ng do vÖt quÐt dßng ®îc chia lµm hai lît, tøc lÇn ®Çu quÐt cña dßng lÎ 1, 3, 5...

§¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 5

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng

(gäi lµ b¸n ¶nh lÎ) lÇn hai quÐt c¸c dßng ch½n 2, 4, 6... (b¸n ¶nh ch½n). V× vËy lµ

60 b¸n ¶nh ®èi víi FCC vµ 50 b¸n ¶nh ®èi víi OIRT, v× vËy t¹o ra ®óng sè lÇn

quÐt däc lµ 50 Hz vµ 60 Hz ®èi víi tõng hÖ.

b. VÊn ®Ò vÒ ®ång bé (Sync)

§Ó gióp cho h×nh ¶nh ë m¸y thu æn ®Þnh, h×nh ¶nh, khung h×nh ®Çy ®ñ,

theo chiÒu ngang vµ chiÒu cao cña mµn ¶nh th× trong m¸y thu ph¶i cã m¹ch ®Ó

thùc hiÖn ®ång bé, ®Ó cho h×nh ¶nh t¸i t¹o ë m¸y thu ph¶i ¨n khíp víi ë m¸y

ph¸t göi ®i.

Xung ®ång bé ë m¸y ph¸t göi ®i kÕt hîp gi÷a hai xung lµ quÐt dßng vµ

quÐt mµnh (H.V. Sync) chóng ®îc ®Æt n»m ë díi tÝn hiÖu h×nh ¶nh vµ chóng lµ

c¸c xung ©m.

- Cø sau mçi mét dßng quÐt ch½n hoÆc lÎ th× ®îc ®Æt mét xung ©m ®Ó

thùc hiÖn ®ång bé dßng.

- Cø sau khi tia ®iÖn tö quÐt tíi ®¸y cña mµn h×nh th× l¹i xuÊt hiÖn mét

xung ©m nhng cã bÒ réng lín h¬n vµ dïng ®Ó ®ång bé mµnh.

Nhê hai xung ®ång bé trªn mµ ë m¸y thu cã m¹ch dïng ®Ó t¸ch riªng hai

xung ®ång bé dßng vµ mµnh ®Ó ®a tíi ®ång bé tÇn sè dao ®éng cña m¸y thu cho

chuÈn tÇn, chuÈn pha víi m¸y ph¸t. Khi ®ã h×nh ¶nh lµ æn ®Þnh.

ViÖc ®ång bé gi÷a c¸c dßng quÐt ë m¸y ph¸t vµ m¸y thu ®îc thùc hiÖn

theo ph¬ng ph¸p sau:

Khi kÕt thóc mét dßng quÐt thuËn (tõ tr¸i sang ph¶i mµn ¶nh) th× phÝa

ph¸t truyÒn ®i mét xung ng¾n gäi lµ xung ®ång bé dßng.

Khi kÕt thóc hµnh tr×nh thuËn cña quÐt mµnh (tõ trªn xuèng díi mµn ¶nh)

th× truyÒn mét xung réng h¬n vµ lµ xung ®ång bé mµnh.

Trong khi dßng quÐt ë hµnh tr×nh quÐt thuËn th× ®Òu mang tin tøc vÒ h×nh

¶nh vµ mçi khi quÐt hÕt mét dßng tia ®iÖn tö quay vÒ vÞ trÝ, ®Ó thùc hiÖn dßng

quÐt tiÕp theo th× gäi lµ tia quÐt ngîc, dßng quÐt nµy kh«ng mang tÝn hiÖu h×nh

¶nh do vËy ®Ó ®¶m b¶o cho h×nh ¶nh ®îc râ, nÐt th× dßng quÐt ngîc nµy cÇn

ph¶i xo¸ ®i ®Ó lµm viÖc nµy th× ë m¸y ph¸t thùc hiÖn göi mét xung ng¾n n÷a

§¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 6

 ®å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Thµnh C«ng

trong hµnh tr×nh quÐt ngîc cña dßng vµ mµnh ®îc gäi lµ xung t¾t dßng, t¾t

mµnh.

c. VÊn ®Ò vÒ d¶i tÇn sè Video.

D¶i tÇn sè vÒ h×nh ¶nh chÝnh lµ d¶i tÇn sè cña tÝn hiÖu chãi trong phæ tÇn

sè cña tÝn hiÖu chãi ®îc xen c¸c tÇn sè cña tÝn hiÖu mµu, ®Ó cho d¶i tÇn sè cña

Video ë mét kho¶ng hÑp.

ë mçi mét tiªu chuÈn th× d¶i tÝn hiÖu chãi cã bÒ réng d¶i tÇn lµ kh¸c

nhau.

- ë hÖ OIRT: fmax Y = 7,5 MHz

- ë hÖ FCC: fmax Y = 6,3 MHz

d. VÊn ®Ò vÒ sãng mang phô ©m thanh.

Sãng mang phô cña tÝn hiÖu ©m thanh còng ®îc thay ®æi theo tõng kªnh

sãng vµ tõng hÖ mµu kh¸c nhau.

TÇn sè sãng mang phô ©m thanh lu«n n»m ngoµi d¶i tÇn cña tÝn hiÖu

Video. ë mçi kªnh sãng th× chóng cã mét tÇn sè kh¸c nhau nh÷ng lµm sao cho

fmA - fmV = fIFA

TÇn sè trung tÇn ©m thanh cã ®îc nhê tÇn sè sãng mang tiÕng trë ®i. TÇn

sè sãng mang h×nh lµ c¸c tÇn sè trung tÇn nh trªn, 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 MHz.

T¬ng øng víi tõng tiªu chuÈn truyÒn h×nh kh¸c nhau lµ FCC hoÆc OIRT.

e. Nguyªn lý chung kü thuËt ph¸t truyÒn h×nh ®en tr¾ng kªnh FCC

§¹i häc b¸ch khoa Hµ Néi Trang 7