NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Tên đồ án "Đánh giá một số kỹ thuậ trong truyền hình tương tự và truyền
hình số"
- Tìm hiểu về truyền hình tương tự, các kỹ thuật sử dụng trong truyền hình tương
tự.
- Tìm hiểu về truyền hình số, các kỹ thuật sử dụng trong truyền hình số.
- Từ đó đi so sánh, đánh giá một số kỹ thuật trong truyền hình tương tự và truyền
hình số để thấy được hệ thống nào có ưu điểm hơn, phát triển hơn và sẽ là hệ
thống được sử dụng rộng rãi trong tương lai.
1
LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp của em: “Đánh giá một số kỹ thuật trong truyền hình số
và truyền hình tương tự” đã được hoàn thành cùng với sự hướng dẫn của ThS. Mạc
Thị Phượng. Lời cảm ơn đầu tiên, em xin gửi đến cô giáo ThS.Mạc Thị Phượng,
người đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình em trong suốt quá trình thực tập và làm đồ
án. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ điện tử
và truyền thông - Trường Đại học Công nghệ thông tin & Truyền thông đã hướng
dẫn, tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu trong 5 năm học qua.
Xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã trao đổi, thảo luận và giúp đỡ em
hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 5 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Vũ Văn Thực
2
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đồ án “Đánh giá một số kỹ thuật trong truyền hình
tương tự và truyền hình số” là do em tự nghiên cứu và hoàn thành cùng với sự
giúp đỡ, hướng dẫn của cô giáo ThS. Mạc Thị Phượng, chứ không phải sao chép
từ bất kỳ một sản phẩm nào khác.
Nếu sai em xin chịu mọi sự kỷ luật của khoa cũng như nhà trường đề ra.
Người cam đoan

FFT Fourier Transform Biến đổi Fourier
DVB Digital Video Broadcasting Tiêu chuẩn truyền hình KTS mặt đất
QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương
IRD Integrated Receiver Coder Giải mã tích hợp
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều chế pha cầu phương
6
7
MỞ ĐẦU
Trong xã hội hiện đại thì thông tin, tri thức chính là những nhân tố quan
trọng nhất trong đời sống kinh tế xã hội của từng quốc gia nói riêng và toàn thế
giới nói chung. Chính vì thế nên mỗi nước đều dành một sự đầu tư thích đáng
cho nghiên cứu và phát triển công nghệ để làm đòn bẩy cho sự phát triển của các
nghành kinh tế quốc dân khác. Ngay từ khi mới ra đời, truyền hình đã chứng tỏ là
một phương tiện thông tin đại chúng rất quan trọng trong đời sống kinh tế xã hội.
Nó không chỉ là một công cụ thông tin phổ biến kiến thức, giải trí đơn thuần mà
đã trở thành phương tiện không thể thiếu trong mỗi gia đình. Truyền hình cung
cấp tin tức về các sự kiện chính trị, văn hóa thể thao, thông tin kinh tế xã hội…
từ khắp nơi trên thế giới đến từng cá nhân, từng giờ, từng phút. Truyền hình là
cầu nối quan trọng giữa con người với thế giới bên ngoài.
Cùng với sự ra đời của kỹ thuật số thì công nghệ truyền hình đã có một sự
phát triển nhảy vọt về chất bằng việc số hóa tín hiệu truyền hình. Công nghệ
truyền hình số ra đời có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với truyền hình tương tự như:
tính chỗng nhiễu cao, chất lượng âm thanh, hình ảnh tốt và đồng đều, dàn dựng
được nhiều kỹ xảo phức tạp mà truyền hình tương tự không thể thực hiện được,
có thể ghi nhiều hay lưu trữ trong thời gian dài mà không làm ảnh hưởng đến
chất lượng hình ảnh. Đó là phần khái quát chung, đồ án của em “Đánh giá một
số kỹ thuật trong truyền hình số và truyền hình tương tự ” sẽ đi minh chứng điều
đó. Đồ án gồm 3 chương như sau:
Chương I: Truyền hình tương tự
Chương II: Truyền hình số

xuống dưới. Càng có nhiều dòng quét thì càng có nhiều chi tiết nhưng hệ thống
sẽ phức tạp và tăng giá thành. Tuy nhiên, nếu quá ít dòng quét thì ảnh càng kém
chất lượng. Từ vấn đề đó, các tiêu chuẩn đã ra đời đểđáp ứng vấn đề chất lượng
của hình ảnh.
Tham số/hệ FCC OIRT CCIT
Số dòng quét 525 625 625
Số hình trong 1 giây 30 25 25
Như vậy tần số quét dòng hay số dòng quét trong 1s của FCC là:
9
F
h
= 525*30 = 15750 Hz
và của OIRT, CCIT là:
F
h
= 625*25 = 15625 Hz
Tần số quét mành tương ứng của hệ FCC là:
F
v
= 30*2 = 60 Hz
Và của CCIT, OIRT là:
F
v
= 25*2 = 50 Hz
 Vấn đềđồng bộ:
Quá trình quét ảnh, xử lí tín hiệu tại phía phát truyền qua kênh thông tin
thu nhận, xử lí và hiển thị thông tin tại phía thu cần phải được đồng bộ, đồng bộ
tất cả các quá trình trên, nhằm khôi phục lại vị trí các điểm ảnh một cách trung
thực. Tín hiệu đồng bộ được tạo ra và truyền đi trên kênh thông tin cùng với tín
hiệu video. Tổng hợp tín hiệu video với tín hiệu đồng bộ được gọi là tín hiệu

i
.
Sau đó, nó được nhập chung với ba tin tức kia.
11
Như vậy, tất cả 4 tin tức nói trên nằm chung trong một tín hiệu, gọi là tín
hiệu hình đen trắng (trong 4 tin tức, thì tin tức âm thanh được phân biệt với 3 tin
tức kia bằng tần số, và tín hiệu hình đen trắng được đưa vào mạch điều biên
(AM) với sóng mang f
o
. Trong đó, chỉ truyền đi dải biên tần cao. Do đó, tin tức
sáng tối chỉ chiếm dải tần f
o
đến f
i
’
và tín hiệu tiếng thì ở tại tần số f
o
+f
i
(MHz).
1.2.3. Phổ của tín hiệu
Xác định phổ của tín hiệu truyền hình là xác định thành phần xoay chiều
của tín hiệu, ứng với các chi tiết lớn của ảnh là các thành phần tần số thấp, ứng
với các chi tiết nhỏ của ảnh là các thành phần tần số cao của phổ tần tín hiệu
truyền hình. Thành phần thấp nhất của tín hiệu hình được xác định bằng tần số
quét mành. Còn giới hạn trên được xác định bằng các thành phần tần số cao của tín
hiệu truyền hình tương ứng với các chi tiết nhỏ nhất của hình ảnh cần truyền đi.
Hệ thống truyền hình chỉ có thể khôi phục lại được ảnh với các chi tiết xấp
xỉ phần tử ảnh. Kích thước này được xác định bằng các ô vuông mà mỗi cạnh
bằng độ rộng của mỗi dòng quét. Vì vậy, số dòng quét càng lớn, kích thước phần

Cần chọn tín hiệu mang màu sao cho: Khi cho phát ảnh đen trắng thì tín
hiệu mang màu triệt tiêu, chỉ còn tín hiệu chói E
Y
. Ngoài ra tín hiệu mang màu
không tăng biên độ khi tăng độ chói của ảnh. Nghĩa là tín hiệu mang màu không
mang tin tức về độ chói. Các tín hiệu mang màu được truyền đi là các tín hiệu
hiệu màu: R-Y, B-Y, còn G-Y sẽ được suy ra từ R-Y, B-Y, theo biểu thức:
13
G -Y = 0,509(R-Y) + 0,194(B-Y)
1.3.3. Ghép phổ của tín hiệu mang màu vào tín hiệu chói
Tín hiệu mang màu đem đi điều chế vào một dao động có tần số sóng
mang phụ f
sc
, sao cho tín hiệu đãđiều chế có các vạch phổ nằm đúng vào vùng
khe hở của tín hiệu chói thì tín hiệu mang màu có thể phát đi cùng với tín hiệu
chói trong cùng một dải tần số.
F
sc
= (n-1/2) f
h
; f
h
là tần số dòng.
Việc ghép phổ tín hiệu như vậy có thể tiết kiệm được giải thông của hệ
thống truyền hình, nhưng tần số sóng mang phụ phải thoả mãn:
+ Ở miền tần số cao của phổ tín hiệu chói: Vì tần số sóng mang phụ càng
cao thì kích thước chi tiết ảnh nhiễu do nó sinh ra trên ảnh truyền hình đen trắng
càng nhỏ.
+ Phải nhỏ hơn tần số cao nhất của phổtín hiệu chói.
Sau đây làđặc tuyến phổ - tần số tín hiệu chói và tín hiệu màu

Y
= 0,3E
'
R
+ 0,59E
'
G
+ 0,11E
'
B
Với E
'
Y
, E
'
R
, E
'
G
, E
'
B
: là tín hiệu chói và 3 tín hiệu màu sau hiệu chỉnh
gamma tần số cao nhất của tín hiệu chói là 4,2MHz và 2 tín hiệu hiệu màu được
truyền kèm theo là E
R
- E
Y
và E
G

Y
thì mỗi tín hiệu
phải có dải phổ là (0÷1,5)MHz, nhưng nếu quay pha 2 tín hiệu này đi 33
0
thành 2
tín hiệu E
I
và E
Q
thì E
Q
chỉ còn 0,5 MHz còn E
I
vẫn chiếm (0÷1,5)MHz. Với cách
này giảm được sự phá rối của tín hiệu sắc vào tín hiệu chói.
E
I
= 0,877E
R-Y
cos33
0
- 0,493E
B-Y
sin33
0
E
Q
= 0,877E
R-Y
sin33

I
điều chế dao động cosin, E
'
Q
điều chế dao động sin.
16
E
a
= E
'
I
cos(ω
SC
t + 33
0
)
E
b
= E
'
Q
sin(ω
SC
t + 33
0
)
Hai tín hiệu được cộng tuyến tính tại mạch cộng, tín hiệu ra E
c
sẽ mang toàn
bộ tin tức về tính màu.

2
)
1/2
ϕ = arctg(E
'
I
/ E
'
Q
) + 33
0
• Hình 1.9: Điều chế vuông góc NTSC
Để nhiễu của tín hiệu mang màu cao tần đối với kênh tín hiệu chói ít nhất
cần chọn tần số mang màu f
SC
= (2n + 1)f
H
/2 thì phổ của tín hiệu màu sau điều
chế sẽ xen kẽ với phổ của tín hiệu chói. Để tránh can nhiễu vào tín hiệu chói,hiệu
giữa trung tần tiếng và sóng mang màu cũng phải bằng một số lẻ lần nửa tần số
dòng. Vậy trung tần tiếng f
ttt
= nf
H
.
Trung tần tiếng của hệ FCC được xác định bằng 4,5MHz. Với hệ NTSC
tiêu chuẩn (z= 525 dòng) chọn n=286.
Tần số dòng f
H
(NTSC) = (4,5.10

SC
ở trong
máy thu.Tín hiệu đồng bộ màu được đặt ở thềm sau xung quét dòng nên không
ảnh hưởng đến việc đồng bộ mạch quét dòng trong máy thu hình. Dải tần tín hiệu
chói từ (0 ÷4,2)MHz, tín hiệu hiệu màu E
Q
từ (3 ÷ 4,2) MHz, E
I
từ (2,3
÷4,3)MHz và bị nén một phần biên tần trên.
 Tạo mã và giải mã màu hệ NTSC
• Tạo mã màu hệ NTSC
• Hình 1.10: Sơ đồ khối bộ tạo mã màu hệ NTSC
- Mạch ma trận nhận các tín hiệu điện áp màu E
R
, E
G
, E
B
tạo ra tín hiệu chói E
Y
và
2 tín hiệu hiệu màu E
I
, E
Q
.
+Tín hiệu chói E
Y
(0÷4,2)MHz qua dây trễ làm chậm tín hiệu đưa đến bộ

vào f
SC
để tạo ra 2 dải biên tần trên và
biên tần dưới.
+ Tạo xung đồng bộ dòng, mành, màu đưa đến bộ cộng để tổng hợp tín
hiệu chói E
Y
và tín hiệu sắc tạo thành tín hiệu màu tổng hợp E
M
.
• Giải mã màu hệ NTSC
- Tín hiệu màu tổng hợp E
M
đưa đến khối khuếch đại để khuếch đại và tách ra 2 tín
hiệu (tín hiệu chói và tín hiệu sắc).
+Tín hiệu chói E
Y
qua dây trễ (2 đầu dây trễ cần phối hợp trở kháng để
tránh hiện tượng sóng dừng) có dải tần 4,2MHz và trễ (0,3÷0,7)µs. Tín hiệu qua
mạch lọc chắn dải để nén sóng mang và các thành phần phổ của tín hiệu màu
(gần f
SC
) nhằm giảm ảnh hưởng chất lượng ảnh, nếu mất E
Y
khôi phục bằng mạch
ghim.
• Hình 1.11: Sơ đồ chức năng bộ giải mã màu hệ NTSC
19
+ Tín hiệu sắc E
C

nhờ mạch ma
trận G-Y, sau đó đưa các tín hiệu E
Y
, E
G -Y
, E
R -Y
, E
B –Y
đến mạch ma trận RGB tạo
ra các tín hiệu E
G
, E
R
, E
B
các tín hiệu này được khuếch đại và đưa đến đèn hình.
 Đặc điểm của hệ truyền hình màu NTSC
- Ưu điểm: đơn giản, thiết bị mã hoá và giải mã không phức tạp, giá thành
thiết bị thấp hơn các hệ thống khác.
- Nhược điểm:
+ Rất dễ bị sai màu khi hệ thống truyền tín hiệu màu không lý tưởng và có
nhiễu, rất nhạy cảm với méo pha và méo biên độ.
+ Dải tần của 2 tín hiệu mang màu bị hạn chế và khác nhau gây ra méo.
+ Nhiễu của tín hiệu chói vào kênh màu.
+ Các tín hiệu mang màu do phát hai biên không đối xứng gây ra nhiễu.
1.3.5.2. Hệ truyền hình màu PAL
 Sơ đồ khối phía phát
• Hình 1.12: Sơ đồ khối phía phát hệ Pal
• Tín hiệu màu E

Hệ PAL nén 2 tín hiệu hiệu màu E
R
-E
Y
, E
B
-E
Y
với hệ số tương ứng 0,877 và
0,493.
E
V
= 0,877(E
R
-E
Y
) = 0,615E
R
- 0,515E
G
- 0,100E
B
E
U
= 0,493(E
B
-E
Y
) = -0,147E
R

sin(ω
SC
t+ϕ)
E
0C
= (E
2
V
+E
2
U
)
1/2
ϕ = arctg(E
V
/E
U
)
Việc đảo pha nhằm giảm ảnh hưởng của méo pha tín hiệu màu đến chất
lượng ảnh màu khôi phục.
Hệ PAL cho rằng cứ 2 dòng kẻ liền kề nhau thì hình ảnh và màu sắc coi như là
một để lấy màu 2 dòng liên tiếp cộng lại và coi đó là màu một dòng.
Giả sử tại một dòng nào đó đài phát phát đi vectơ màu là
OM1
với góc pha
làα, tại máy thu nhận được tín hiệu màu là
OM'1

sớm pha hơn, dòng tiếp theo đài
21

lớn dùng chiết áp
giảm xuống sẽ được màu của một dòng.
• Hình 1.14 : Đồ thị giải thích nguyên lí sửa méo pha của hệ PAL
Để giảm nhiễu trên ảnh đen trắng, tần số sóng mang phụ:
f
SC
=(2n - 0,5)f
H
/2
Để tiếp tục giảm nhiễu, xê dịch thêm ảnh nhiễu một lượng ∆f:
f
SC
= (2n - 0,5)f
H
/2 ±∆f
Để can nhiễu tín hiệu chói lọt vào kênh màu của máy thu nhỏ nhất và luôn
di động trên màn hình ∆f = mf
v
/2 (m nguyên dương).
Hệ PAL chọn ∆f = f
V
/2
f
SC
= (2n - 0,5)f
H
/2 + f
V
/2
Hệ PAL với z = 625 dòng chọn n = 284, f

u
điều biên vào tần
số f
SC
, truyền đi toàn dải biên tần dưới và một phần dải biên tần trên. Phổ của
E
V
,E
U
không trùng nhau, cách nhau f
H
/2.
 Tạo mã và giải mã màu hệ PAL
• Tạo mã màu hệ PAL
Các tín hiệu màu đã sửa méo gamma được đưa vào ma trận điện trở để tạo
ra tín hiệu chói và hai tín hiệu hiệu màu.
• Hình 1.15: Sơ đồ khối bộ mã hoá tín hiệu PAL
Tín hiệu chói E
Y
được cho qua dây trễ 0,7µs để tín hiệu qua đó bị chậm lại
để E
Y
và Ec đến bộ cộng tổng hợp cùng lúc.
Bộ tạo sóng mang màu tạo ra tần số f
SC
=4,43MHz được đưa qua 2 bộ di
pha -90
0
và +90
0

M
.
• Bộ giải mã tín hiệu màu PAL
- Tín hiệu màu tổng hợp sau khi qua bộ khuếch đại tín hiệu ra là tín hiệu
chói và tín hiệu sắc:
+ Tín hiệu chói qua bộ lọc chắn dải tại tần số 4,43MHz và cho qua dây trễ
để tín hiệu chói tín hiệu hiệu màu đến mạch ma trận cùng lúc đểảnh đen trắng
vàảnh màu trùng khít.
+ Tín hiệu sắc qua bộ khuếch đại cộng hưởng tại tần số 4,43MHz với dải
thông 1,5MHz để lấy ra 2 tín hiệu hiệu màu. Bộ phân chia tín hiệu thu nhận đồng
thời 2 tín hiệu hiệu màu sau đó phân chia riêng biệt 2 tín hiệu hiệu màu.
• Hình 1.16: Sơ đồ khối bộ giải mã tín hiệu PAL
- Bộ tách sóng điều biên nén biến đổi tín hiệu song biên thành tín hiệu điều biên
nén sau đó tách sóng điều biên.
24
+ Bộ tách sóng tín hiệu E
U
, E
v
: nhận tín hiệu song biên E
U
, E
v
và tần số sóng
mang tự tạo f
SC
= 4,43MHz với góc ϕ =0
0
tạo ra tín hiệu E
B-Y

Tín hiệu chói E
'
Y
= 0,3E
'
R
+ 0,59E
'
G
+ 0,11E
'
B
Hai tín hiệu hiệu màu: D
'
R
= -1,9E
R-Y
D
'
B
= 1,5E
B-Y
25

Trích đoạn Kết luận về truyền hình số Truyền hình tương tự So sánh đánh giá phương pháp điều chế Ghi tín hiệu hình trên băng từ: Ghi và lữu trữ audio

---