Av

3,08 4,08 f(MHz)O

Y

fsc = 3,58 MHz

LumaChrominance

Chương 4Chương 4

HỆ MÀU NTSCHỆ MÀU NTSC

4.1 Đại cương4.1 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 NTSC4.2 Các tiêu chuẩn của hệ màu NTSC

4.2.1 Chọn lại băng tần VHF (12 kênh) và UHF (69 kênh) của FCC đen trắng4.2.1 Chọn lại băng tần VHF (12 kênh) và UHF (69 kênh) của FCC đen trắng

Chọn

do đó:

Khổ rộng băng thông 6MHz

525 dòng 1 ảnh, 30 ảnh/giây

fH = 15750Hz, fv = 60Hz

4.2.2 Định khu vực màu và Y trong dải tần4.2.2 Định khu vực màu và Y trong dải tần

4.2.3 Điều chế màu4.2.3 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 ÷ 3MHzMàu: 3,08MHz ÷ 4,08MHzTần số sóng mang phụ:fsc = 3,58MHz

I: InphaseQ: Quadrature

C(B – Y)

I

MATRIX

SAM

SAM

+

+33o +90o3,580o

Q

2C

1C

(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 180o

4.3 Mạch tạo tín hiệu Video NTSC tổng hợp tại đài phát4.3 Mạch tạo tín hiệu Video NTSC tổng hợp tại đài phát

44.3.1 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 hai4.3.2 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 33o 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 33o 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:

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

33o123o

(B –Y)

(R –Y)

Tạo ra 2 sóng mang phụ 3,58 (33o) cho tín hiệu sắc Q và 3,58 (123o) 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).

= + và = arctg

Hai sóng điều biên nén của I và Q ( và ) sau đó được nhập chung để có 1 sóng = + duy nhất rồi lại nhập chung tín hiệu chói Y. Vì Y đi thẳng còn trong quá trình tạo ra lại có đường đi dài hơn nên trước khi gặp Y qua dây trễ 0,7us để Y và đến đồng thời, tránh được hiện tượng sai pha.

4.3.44.3.4 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 180o 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.

4.3.54.3.5 Bước thứ nămBước thứ năm

50

C

1C

2C

2C

+

Y: 0÷3M

R I

MATRIX

SAM

SAM

+

+33o +90o3,580o

Q

G

B+ +

BURSTGATE

+180o

fH

COMPOSITEVIDEO

HORIZONTALBLANKING

H + VSYNCHRO

0÷1,2M

0÷0,5M

CY

B

DELAY0,7

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

Tín hiệu hình được điều chế AM với tần số sóng mang hình fRF/VID, còn tiếng được điều chế FM với fRF/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).

51CY

Cmax 133%

Ymax 100%

B:±20%

Ymin 0%(BLKG)SYNC -40%

Synchro

Cmin -33%

Hình 4.2 Các tín hiệu và mức biên độ trong video tổng hợp hệ NTSC

MHz75,191fS

RF

CAMERAMÀU

COMPOSITEVIDEO

AUDIOAMP

AM

FM

AM – FMDIPLEXER

MICRO

Y+C+B

MHz25,187fVID

RF

Hình 4.3 Phần truyền hình màu của đài phát hệ NTSC, tương ứng với kênh 9

4,5MHz

41,25 45,75 47,7539,75 MHz

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 fo 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 Cv để tìm đài.

4.64.6 Sơ đồ khối phần VIDIFAMP VÀ VIDEO DETECTOR Sơ đồ khối phần VIDIFAMP VÀ VIDEO DETECTOR

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).

52

RFAMP

OSCI

MIXER

SRFf VIDRFf

+25V

C

C4

C3

C2

C1

V4V3V2V1 0

82PF

68P42PF

10P

CV

(-V)

+_

AGC

VIDEODETECTOR

VIDEODAMPER

IFAGCVIDEO

SOUNDSIF

RFAGC

Y+C+B

4.74.7 Giai đoạn xử lý tín hiệu VIDEO NTSC 3,58 (hoặc N3) Giai đoạn xử lý tín hiệu VIDEO NTSC 3,58 (hoặc N3)

4.7.14.7.1 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.

4.7.24.7.2 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 T1 và T2 dẫn điện ở 2 thời gian khác nhau nhờ phân cực bằng xung FlyBack và tín hiệu đảo của nó.

4.7.34.7.3 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:

53

LỌCTHÔNG THẤP

DELAY0,7

Y+C+B

Y

C+B

Y

C L

3,08 4,08 MHz

BURST SEPT1

56 8

B

C C+B

CHROMA AMPT2

C

B

FlyBack

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 vCE của nó tạo ra:

Thay đổi điện áp cung cấp Vcc là vCE thay đổi và R đổi nên pha thay đổi vì:

Với Ta có thể dùng biến trở TINT hay HUE để thay đổi Vcc

* Chú ý thêm1. Mạch tích phân

Vra chậm pha hơn Vv một góc

với ( chẳng hạn)

54

C >> Zc 0 cos 0 90o

C << Zc >> cos 1 0o đồng pha

RC

VraVV VR

Vra

VV

Vra

I

ACCDET.

ACC

2 ndCHROMA

AMP

RC

TINT

C

B+

VR

10K

COLORSUB COLORZ

Rcos

VR

C

VraVV

Vra = VR

VV

VC

TÁCH SÓNG Đ.BỘQ

TÁCH SÓNG Đ.BỘI

LỌC 3,58

LỌC 3,58

+33o +90o3,58(0o)

Z = 0L

C

Z = 0L

C

C

Q

I

CP

VPC

LPF

+180oB3,58(0o)

Dịch phaXTAL

3,58MHz

3,58(180o)

3,58(0o)Đã so pha

2. Mạch vi phân

Vra nhanh pha hơn Vv:

Như vậy khi thay đổi R ( ) 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 (33o) + Q} + {3,58 (123o ) + I} – 3,58 (33o) Q + {3,58 (123o) + I}Qua mạch lọc 3,58 chỉ còn QTrong mạch tách sóng I:{3,58 (33o) + Q} + {3,58 (123o ) + I} – 3,58 (123o) I + {3,58 (33o) + Q}Qua mạch lọc 3,58 chỉ còn INhư vậy trước hết phải đồng bộ sóng 3,58MHz ở máy thu với B.

55

R 0 cos 0 90o

R cos 1 0o

(G – Y)

(R – Y)

(B – Y)

(R – Y)

R1

R2

R3

R4

(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)

(Chung cho mọi hệ)Cuối cùng ta đưa ra tín hiệu màu vào đèn hình:Tín hiệu vào lưới: VGK = VG - VK

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

5KVFocus

(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 3,584.8 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT MÁY THU NTSC 3,58

QQ

DEMOD

MATRIX+90o

IDEMOD

COLORKILLER

TRAPL

C

TRAPL

C

I

BPF

ACC

CHROMAI

ACCDET

TINT

CHROMAII

+B

TINT

C

SUB COLOR COLOR

LUMAAMP1

LPF DELAY0,7

BURSTSEP.AMP

+180oP

C

+33o

LPFfH

TUNER IF VIDEODET

AMP

AMP

AMP

(G–Y)

BRIGHTNESS

(B–Y)

(R–Y)

LUMAAMP2

B+

BRIGHT

B+

CONSTRAST

Y

Y Y

0 3 MHz

3,08 4,08

0 3 MHz

3,58(00)

3,58(00)

3,58

3,58(330)

fH

B+C

58

59