Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
CHƯƠNG I:
Giới thiệu và phân tích về hệ thống truyền hình cáp.
1. Giới thiệu về hệ thống truyền hình cáp
Hệ thống truyền hình cáp (CATV) xuất hiện vào những năm cuối
của thập niên 40.Thuật ngữ CATV xuất hiện đầu tiên vaò năm 1948 tại Mỹ
khi thực hiện thành công hệ thống truyền hình cáp hưu tuyến (Cable
Television).Một năm sau, cũng tại Mỹ hệ thống truyền hình cáp an ten chung
(CATV-Communyti Antenna Television)cung cấp dịch vụ thuê bao bằng
đường truyền vô tuyến đã được lắp đặt thành công. Từ đó, thuật ngữ CATV
được dùng để chỉ chung choc ac hệ thống truyền hình cáp vô tuyến và hữu
tuyến. mục tiêu ban đầu của tuyền hình cáp là phân phát các chương trình
quảng bá tới nhưng khu vực do cac điều kiện khó khăn về địa hình không thể
thu được bằng các anten thong thường,gọi là vùng lõm sóng.
Truyền hình cáp sử dụng các kênh truyền nằm trong phạm vi dải
thong ở cận dưới của băng UHF.Các kênh truyền hình cáp được chia ra làm
các băng VHF thấp, VHF giữa, VHF cao siêu băng (Superband).
Truyền hình cáp vô tuyến MMDS (Multiprogram Multipoint
distribution System) sử dụng môi trường truyền sóng là sóng viba dải tần 900
MHz. Tuy triển khai mạng MMDS rất đơn giản do chỉ dung anten mà không
cần kéo cáp đến từng nhà nhưng nó có rất nhiều nhược điểm như:
. Hạn chế vùng phủ sóng : Do sử dụng dải tần 900 MHz, MMDS đòi
hỏi anten thu va phát phải nhìn thấy nhau. Vì vậy, với những hộ gia đình ở
sau các vật cản lơn như tòa nhà thì không thể thực hiện được.
. Chịu ảnh hưởng nhiều bởi ngành công nghiệp: Do sử dụng phương
thưc điều chế tín hiệu truyền hình tương tự không co khả năng chống lỗi, lại
truyền bằng sóng vô tuyến, tín hiệu MMDS bị ảnh hưởng rất mạnh bởi các
nguồn nhiễu công nghiệp.
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
. Chịu ảnh hương bởi thời tiết : Khi thời tiết xấu, vi dụ như mưa
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
đến phổ tần số vô tuyến đã chật chội điều này sẽ ngày cần trở nên quý giá khi
ngày các đài phát thanh truyền hình mat đất càng tăng số lượng chương trình
phát sóng.
. Không gây can nhiễu cho các trạm phát sóng nghiệp vụ khác: Các tín
hiệu trên các sợi cáp được cách ly và chống nhiễu tốt sẽ không gây ra nhiễu
vô tuyến cho các trạm vô tuyến khác.
. Có khả năng cung cấp tốt dịch vụ truyền hình số và các dịch vụ hai
khác: Dải thông lớn của mạng truyền hình cáp hữu tuyến sẽ cho phép không
chỉ cung cấp các chương trình truyền hình tương tự mà còn cho phép cung
cấp nhiều chương trình truyền hình số, truyền hình tương tác và đặc biệt là
khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông hai chiều, truy cập Internet, truyền
số liệu tốc độ cao mà một mạng viễn thong cũng khó mà đạt được.
. Một ưu điểm nữa của hệ thống truyền hình cáp là có thể sử dụng các
kênh kề nhau để truyền tín hiệu trong tất cả các phạm vi mà không xuất hiện
hiện tượng nhiễu đồng kênh.Tuy nhiên, các tín hiệu phải được điều khiển ở
độ tuyến tính cao nhằm tránh hiện tượng điều biến tương hỗ.
2. Sơ đồ khối tổng quát về hệ thống truyền hình cáp.
Mạng truyền hình cáp bao gồm 3 thành phần chính: Hệ thống thiết bị tại
trung tâm, hệ thống mạng phân phối tín hiệu và thiết bị thuê bao (Hình 1)
Hình 1: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến.
• Hệ thống thiết bị trung tâm (Headend System) là nơi cung cấp, quản
lý chương trình có hệ thống mạng truyền hình cáp. Đây cũng chính là nơi thu
thập các thong tin giám sát trạng thái, kiểm tra hoạt động mạng và cung cấp các
tín hiệu điều khiển mạng. Với các hệ thống hiện đại có khả năng cung cấp các
dịch vụ tương tác, truyền số liệu, hệ thống thiết bị trung tâm còn có thêm các
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
3. Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến.
a) Mạng toàn cáp đồng trục
Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp đồng trục có cấu hình chủ yếu
là hình cây.
Các chương trình thu được từ vệ tinh hoặc viba tại headend. Headend
thực hiện nhiệm vụ:
- Thu các chương trình từ vệ tinh, các trạm viba, các mạng hữu cáp
hữu tuyến khác.
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
- Chuyển đổi từng kênh tần số RF mong muốn, thực hiện xáo trộn
kênh khi có yêu cầu.
- Thực hiện ghép kênh (FDM) thành một kênh đơn tương tự băng
rộng và phát quảng bá tới các thuê bao.
Hệ thống mạng truyền dẫn bao gồm các thân cáp chính (trunk), các
nhánh cáp phụ rẽ ra từ các thân cáp chính (feeder) va phần cáp kết nối từ
cáp nhánh đến thuê bao hộ gia đình (drop). Các thân cáp chính (trunk)
truyền dẫn tín hiệu, khuếch đại và phân chia tín hiệu ra các cáp nhánh
(feeder) băng các thiết bi chia tín hiệu (Splitter). Tín hiệu đưa đến thuê bao
đươc trích từ các cáp nhánh nhờ bộ trích tín hiệu (tap) và truyền đến thuê
bao qua các cáp thuê bao.
Trên đường đi của tín hiệu, các bộ khuêch đại tín hiệu được đặt ở
các khoảng cách phù hợp để khôi phục tín hiệu bị suy hao .Các bộ khuêch đại
được cấp nguồn nhờ các bộ cấp nguồn đạt rải rác trên đương đi của cáp, các
bộ nguồn này lây tín hiệu từ mạng điên sở tại . Các bộ khuếch đại xa nguồn
được cấp nguồn cũng chính bằng sợi cáp đồng trục dòng đến các bộ khuếch
đại, dòng một chiều sẽ được tách riêng để cấp nguồn cho bộ khuếch đại .
Vì tín hiệu suy hao tỉ lệ với khoảng cách truyền dẫn nên để cung cấp
cho thuê bao ở xa thì cân phải khuếch đại tín hiệu ơ mưc cao, làm cho cả mức
tín hiệu và méo đều lớn. Do vậy tại thuê bao ở gần Headend cần có một thiết
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
Hình 2: Kiến trúc mạng HFC.
• Mạng truyền dẫn bao gồm hệ thống cáp quang và các hub sơ cấp, nhiệm vụ
của nó là truyền dẫn tín hiệu từ headend đến các khu vực xa. Các Hud sơ cấp
có chức năng thu/phát quang từ/đến các node quang và chuyển tiếp tín hiệu
tới các Hud khác.
• Mạng phân phối tín hiệu bao gồm hệ thống cáp quang, các Hud thứ cấp và
các node quang. Tín hiệu quang từ các hud sẽ được chuyển thành tín hiệu
hiện tại các node quang để truyền đến thuê bao. Ngược lại trong trường hợp
mạng 2 chiều, tín hiệu điện từ mạng truy cập sẽ được thu tại node quang và
chuyển thành tín hiệu quang để truyền đến Hud về Headend.
• Mạng truy cập bao gồm hệ thống cáp đồng trục, các thieetsbij thu phát cao tần
có nhiệm vụ truyền tải các tín hiệu cao tần RF giữa node quang và các thiết bị
thuê bao. Thông thường bán kính phục vụ của mạng con truy nhập tối đa
khoảng 300 m.
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
* Ưu điểm của mạng HFC
- Sử dụng cáp quang để truyền dẫn tín hiệu, mạng HFC sẽ tận dụng được
các ưu điểm vượt trội của cáp quang so với các phương tiện truyền dẫn khác:
dải thong rất lớn, suy hao tín hiệu rất thấp, ít bị nhiễu điện từ, chống lão hóa
và ăn mòn tốt. Với các sợi quang sản xuất với công nghệ hiện đại hiện nay
cho phép truyền các tín hiệu có tần số lên đến hàng trăm Tetra Hezt (10
14
–
10
15
Hz). Đây là dải thông tín hiệu vô cùng lớn, có thể đáp ứng mọi yêu cầu
(Upstream)
Tốc độ bít
hướng xuống
(Downstream)
Khoảng cách
phục vụ
(Km)
Ứng dụng
HDSL
1,5- 2 Mbit/s 1,5-2 Mbit/s 5 km
Điện thoại,
Internet, truyền
hình hội nghị
ADSL
64Kbit/s 3,5-8Mbit/s 5Km
Điện thoại,
Internet, truyền
hình hội nghị,
VOD
VDSL
2Mbit/s 52Mbit/s 0,3 KM
Điện thoại,
Internet, truyền
hình hội nghị
VOD , HDTV
Bảng 1: các đặc tính kĩ thuật của các công nghệ xDSL
- Không thể truyền được tín hiệu truyền hình tương tự vì để truyền
một kênh truyền hình tương tự yêu cầu độ rông băng thông là 6 MHz vớ hệ
NTSC và 8MHz với hệ PAL.
- Chỉ có thể truyền đươc tín hiệu truyền hình số có nén va chi có nén
220MHz 50MHz-270MHz
Medium
280MHz 50MHz-330MHz
250MHz 50MHz-400MHz
Large
400MHz 50MHz-450MHz
500MHz 50MHz-550MHz
700MHz 50MHz-750MHz
950MHz 50MHz-1000MHz
Bảng 2: Phân loại các hệ thống truyền hình cáp
Toàn bộ dải thông của hệ thống được chia thành các kênh vô tuyến có
kích thươc 8MHz theo tiêu chuẩn của Châu Âu hoặc theo tiêu chuẩn của Bắc
Mỹ. Sở dĩ có hai cách chia la để cho mỗi kênh có thể mang được một kênh
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
truyền hình tương tự, thuê bao chỉ cần một máy thu bình thường ,nối đương
cáp với đầu nối anten và ddieuf chỉnh máy thu hình của mình thu ở dải tần
của kênh được phát. Như vậy cac thuê bao không phải đầu tư thiết bi ban đầu
khi lăp đặt truyền hình cáp. Tuy nhiên , các hệ thông truyền hình cáp tương tự
có một số nhược điểm sau :
• Trong thực tế,các bộ lọc thông dải trong các thiết bị điều chế tín hiệu
truyền hình cáp tương tự không đạt đươc đặc tuyến lý tưởng, dẫn đến
tín hiệu củ một kênh truyền hinh này vẫn gây nhiễu sang các kênh
lien kề , dẫn đến giảm chất lượng hình ảnh khi phát nhiều kênh
chương trình.
• Do khả năng chống nhiễu của phương thưc điều chế tín hiệu tương
tự kém nhiễu tác động vào tín hiệu trên đường truyền sẽ không thể
loại bỏ được ở máy thu, dẫn đến giảm chất lượng tín hiệu.
• Không thể thực hiện các dịch vụ truyền hình tương tác, truyền hình
độ phân giải cao (HDTV) .
tiết kiệm cho phí đầu tư cũng như chi phí vận hành bảo dưỡng thiết bị khi
muốn phát nhiều chương trình.
• Khả năng thực hiện truyền hình tương tác, truyền số liệu và truy
nhập Internet. Việc truyền số liệu kèm theo các chương trình truyền hình
cho phép thực hiện dễ dàng các dịch vụ truyền hình tương tác (Truyền hình
theo yêu cầu VOD, Web TV…) nhờ các kênh dữ liệu điều khiển từ hướng
thuê bao đến các nhà cung cấp dịch vụ.
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
5. Các thông số ảnh hưởng tới mạng truyền hình cáp
a. Các đại lượng đặc trưng cho nhiễu
Trong quá trình truyền dẫn tín hiệu phải sử dụng các thiết bị để truyền
và sử lý số liệu, các thiết bị tích cực và ngay cả các thiết bị thụ động cũng
thêm các tín hiệu nhiễu vào tín hiệu làm cho chất lượng tín hiệu giảm. Các bộ
khuếch đại tín hiệu có đặc tuyến không lí tưởng gây ra nhiễu và các nhiễu này
lại được khuếch đại khi đi qua các bộ khuếch đại nối tiếp nhau tích lũy lại gây
ra méo tín hiệu rất nghiêm trọng.
Nhiễu trong một hệ thống điện tử bất kì gây ra từ nhiều nguồn khác
nhau. Nguồn nhiễu chính là chuyển động nhiệt của các electron trong các
thành phần trở kháng. Với hệ thống cáp ở 20độC thì điện áp nhiễu nhiệt của
dải tần một kênh đơn là 1,1 uV hay- 59,1 dBmV. Đây là mức nhiễu thấp nhất
gọi là nhiễu nền. Để định hướng cho mức độ nhiễu của hệ thống người ta định
nghĩa ra tỉ số SNR và CNR là tỉ lệ giữa công suất của tín hiệu hay của sóng
mang trên công suất của nhiễu.
Mức ngưỡng của CNR là 40 dB, dưới mức ngưỡng này thì nhiễu làm
giảm độ phân giải và độ tương phản của ảnh gây khó chịu cho người xem. Hệ
thống chất lượng tốt là duy trì được CNR ở mức 46 dB, hoàn hảo là 48- 50
dB: Tăng công suất tín hiệu tỉ lệ CNR tăng, nhưng khi đó tín hiệu lại bị
méo.Mức tín hiệu càng cao méo sinh ra càng lớn. Các bộ khuếch đại hiện đại
sử dụng cấu hình cân bằng có thể triệt bỏ hầu như toàn bộ các méo này, phần
khuyến nghị trong thực tế quy định rằng biên độ sóng mang của các kênh
cạnh nhau khác nhau không được quá 3 dB. Tất cả các kênh phải nằm trong
toàn bộ 12 dB dải thông của cửa sổ đáp ứng.
Để đánh đáp ứng tần số của hệ thống có 2 phương pháp là quét từ 50
MHz đến hết dải thông của hệ thống và phân tích phổ. Phương pháp quét cho
phép các bộ khuếch đại điều chỉnh để đạt được đáp ứng phẳng nhất. Tại mỗi
bộ khuếch đại có thể lắp một mạch điều chỉnh đáp ứng tần số gọi là mạch
mop-up. Các mạch này có thể làm mất đi các đỉnh nhỏ (nhỏ hơn 1,5 dB) của
đáp ứng do các bộ khuếch đại hoặc cáp gây ra.
c) Trễ nhóm của tín hiệu khi đi qua hệ thống cáp.
Các bộ khuếch đại trung kế có khả năng khuếch đại theo cả 2 hướng
nhờ các bộ lọc kép, là bộ lọc kết hợp cả lọc thông thấp và lọc thông cao với
vùng tần số giao nhau 40 MHz. Các bộ lọc này gây ra trễ nhóm làm giảm độ
phân giải của hình ảnh. Các bộ lọc xuất hiện tại các headend và hub ở các kết
nối với các thiết bị xử lý kênh. Mỗi kênh thường chỉ có một thiết bị này, do
vậy các ảnh hưởng trễ của thiết bị này khong gây ra vấn đề gì. Tuy nhiên với
một số cấu hình của hệ thống truyền tín hiệu, các bộ lọc then vào các kênh
đơn hoặc kênh kép sẽ gây ra trễ ở các hub.
d) Phản hồi của hệ thống.
Sự phản hồi xuất hiện khi qua hệ thống cáp gây ra bởi sự không phối
hợp trở kháng, được gọi là micro- reflections. Đại lượng đặc trưng cho sự
phản hồi là tỉ số về biên độ của tín hiệu truyền và tín hiêuh phản xạ. Tỉ số này
càng lớn càng tốt, trong trường hợp lí tưởng tỉ số này là vô cùng lớn. Nếu tỉ số
này nhỏ, tức là tín hiệu phản xạ lớn, sẽ gây ra hiện tượng hình ảnh bị có bóng
mờ.
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
e) Nhiễu pha.
Nhiễu pha được thêm vào tín hiệu gốc trong quá trình điều chế và biến
đổi tần số. Nhiễu pha băng hẹp (20 kHz) trên kênh truyền hình tạo ra sự thay
]
Trong một hệ thống cáp, tổng các thành phần hài điều biến bậc 3 khác
nhau trong một kênh cụ thể gọi là méo CTB.
Đối với hệ thống CATV có N bộ khuếch đại khác nhau, CTB tổng
được tính:
CTB
N
(dB) = -20lg[10
-CTB
1
/20
+ 10
-CTB
2
/20
+ + 10
-CTB
N
/20
]
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
Sự phân kênh HRC (Harmonically Related Carriers) và IRC
(Incrementally Related Carriers) được phát triển để cực tiểu hóa sự thăng
giáng của chất lượng ảnh gây ra bởi CTB.
Méo xuyên điều chế XMOD là một loại méo khác trong CATV. Nó
xuất hiện khi một nhóm sóng mang video đang điều chế các sóng mang video
khác trong một hệ thống video đa kênh. Nguồn gốc méo XMOD giống với
méo CSO/CTB. Méo XMOD thường được sinh ra khi một bộ khuếch đại
đồng trục RF hoặc các thiết bị tích cực khác bị quá tải khi đó điểm làm việc
A)1F23AJK$LM,7D4E!(YZ+?([
\+:(!]7@1@?&1F+01^7D
11I([5_5Y7@14E!01L`5L.5La1>K$
LM,
SV: o Xuõn Vnh GVHD: Phm Xuõn c
Bộ lọc
trễ
chói
Giải
mã
màu
Dây trễ
DL 301
Tách
sóng
Ma
trận
B-Y
R-Y
R
G
B
Video
Bộ
cộng
U
V
Bỏo cỏo thc tp tt nghip K thut truyn hỡnh
II. Sơ đồ nguyên lý:
2.1 Hệ màu PAL.
,:;/:
"F(1F%<@4E!01
,A4B1C1F+$LM,7?(1LA4B1+$LM;:
YA14B1+$LM;]1B4B11)11FJi=J
-:-Lk?(i=JL:/.k:"e7)01n
+$LM;(A4B11B4B1J(:0NOP?(" $-:-L7)
1n4(MYA4B11BJ-:-Lk:0" $L:/.7)1n
4(?(?gA4B1JL:/.k:
"F(4E!01,+$LM;7?(1,K$
LM,7DGH(:
"K$LM,F(?(01,7@17=AA
17801LXK$LM,:"7!(7(7S:
ZA7S=pLM;7?(!CPLM,:
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
ZA7S7?(7Dq1>A1A)"LM,:
ZY)"LM,4(?34(11A?(W7D)1
XYZ+?(%[Z+7?(1/?(n1>K$LM,:
%(K$X?(%]=A)1FYZ+?([Z+
7D)1YZ+?([Z+5(!7@1)1@?&
1F7?(1^K$LM,7D11IL76
r1[5_5Y4E!01L`5L.5LaK$LM,:
U)1,;K$L,M=!7K$GH0(:f7)1
,;4(M?→)!GH0NOP:7)1,;4(?(?g01
?&→)!GH" $:
2.2 HÖ mµu NTSC 4.43
H×nh 6: M¹ch gi¶i m· mµu hÖ NTSC 4.43
1GH(" $-:-L1Fc1I?&
1GH(NOP1>K$LM,:07!1F7c)114(T$
,;01?&:"" $-:-L1j1F1m1s!7<r1
?&→1GH Q$O4(?19S:
$)11A"-M,?("-M;4(1E11)1F:
9.T1GH( Q$O:
* Nguyªn lý:
1GH( Q$O)! *+, /23K$
GH Q$O$RO,;,-NK$-M,:
"?<@=7t7p-M,7?(A4B11g
YQPP"-ML:"F7cJ Q$O7@1)14E!#
7J1A"-ML7?(1,?(;1>K$-M,7DGH Q$O:"
K$-M,F(=117AJ1>
7@14E!01:
;-777t7pLM-7D7?(!CPLM,:"!C
7@14E!#7J70[L,/7?(1;,?(;;K$-M,:
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kỹ thuật truyền hình
((!@?&(!cwK$7D7;1
)1F[Z+?(YZ+:[Z+?(YZ+7H7@1)1F
4E!01,M?(,,K$-M,771L/?(L-K$LM,:"K$LM,
[Z+?(YZ+@?&+1^7D1
1I([5_5Y4E!0L1L`5L.5LaK$LM,:
S1j7c1d#A[Z+5YZ+4E!01,M?(
1,,K$-M,x?1!7<7)$*P*[01.K$-M,:
Y#7A1)1[Z+5YZ+01,M?(1,,K$-M,1j!
7<!7c1d7)NK$"X[Q01`K$-M,7D17q
9?&r1:
SV: Đào Xuân Vĩnh GVHD: Phạm Xuân Ước
Bỏo cỏo thc tp tt nghip K thut truyn hỡnh
3. Vẽ và phân tích sơ đồ đấu nối trạm máy nơi em thực tập
Hỡnh 9: S mch in phũng mỏy
Hỡnh 10: S kin trỳc mng CATV
$Y<,
)!<?(
$)14!
Y)