PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ
Truyền hình đen trắng là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa.
Nó được nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 với những ống thu hình
Vidicon.
Truyền hình đen trắng đã được sử dụng ở hầu hết các Quốc gia trên thế
giới, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đèn điện tử thì các thiết bị của
truyền hình đen trắng có độ ổn định cao, chất lượng hoàn hảo. Nhưng truyền
hình đen trắng lại có nhược điểm là không có khả năng truyền đi các hình ảnh có
màu sắc như trong thực tế.
I.1. NGUYÊN TẮC TRUYỀN HÌNH VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH
TỔNG QUÁT.
Hệ thống truyền hình là một loạt các thiết bị cần thiết để đảm bảo các quá
trình phát và thu các hình ảnh thấy trong thực tế. Truyền hình được dùng vào
nhiều mục đích khác nhau. Tuỳ theo từng mục đích của truyền hình mà xác định
chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống cho phù hợp. Mục đích chính là ảnh truyền đi phải
trung thực, chất lượng ảnh càng cao thì thiết bị của hệ thống truyền hình càng
phức tạp, cồng kềnh và phải tuân thủ các nguyên tắc sau:
- Ảnh của vật cần truyền đi qua hệ thống quang học của máy quay hội tụ
trên Katốt quang điện của bộ chuyển đổi ảnh tín hiệu. Ở bộ chuyển đổi này ảnh
quang được chuyển đổi thành tín hiệu điện nghĩa là chuyển đổi năng lượng ánh
sáng thành năng lượng điện.
- Hình ảnh là tin tức cần truyền đi, tín hiệu điện mang tin tức về hình ảnh
được gọi là tín hiệu hình hay tín hiệu Video. Quá trình chuyển đổi ảnh quang
1
thành tín hiệu điện là quá trình phân tích ảnh. Dụng cụ chủ yếu để thực hiện sự
phân tích này là phần tử biến đổi quang điện hay ống phát hình.
- Tín hiệu hình được khuyếch đại, gia công được truyền đi theo kênh
thông tin sang phía thu. Ở phía thu, tín hiệu hình được khuyếch đại lên đến mức
cần thiết rồi đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu→ảnh. Bộ chuyển đổi này có tác
dụng ngược lại với bộ chuyển đổi ở phía phát, nó chuyển đổi tín hiệu hình nhận

vật
Ống
kính
Hình
ảnh
A
A
Hình I.1-1. Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình
Bộ chuyển đổi
ảnh → tín hiệu
Bộ Khuyếch
đại và gia
công tín hiệu
I.1.1. Nguyên lý tạo tín hiệu Video.
Trong truyền hình để truyền được ảnh động, từng ảnh được phân tích bằng
quá trình quét thành các dòng theo chiều ngang. Có 2 phương pháp quét: Quét
lần lượt và quét xen kẽ.
I.1.1.1 Quét lần lượt.
- Các dòng được quét theo thứ tự từ mép trái dòng 1 sang mép phải dòng
A và quay về phía trái theo nét rời. Rồi lại bắt đầu từ mép trái dòng 2 quét về
mép phải dòng B sau đó lập tức quay về mép trái dòng 3.... Cứ như vậy dòng
điện tử quét từ phía trên xuống đến Z. Như vậy là kết thúc việc phân tích một
ảnh. Sau đó tia điện tử quay nhanh về mép trái dòng một của ảnh thứ 2 quá trình
trên xảy ra liên tiếp với ảnh thứ 3, thứ 4...
Ưu điểm: Phương pháp đơn giản, thiết bị đơn giản, cũng như đơn giản về đồng
bộ.
Nhựơc điểm: Phổ thị tần rất rộng 13MHz.
I.1.1.2. Quét xen kẽ.
Phương pháp quét xen kẽ giống phương pháp quét lần lượt ở chỗ dòng
điện tử cũng quét từ trên xuống dưới, từ trái qua phải và các dòng điện tử quét

Hướng mành quét
Dòng 1, mành 2Dòng 1, mành 1
SƠ ĐỒ QUÉT XEN KẼ
Hướng dòng quét
Camera sử dụng đèn phân tích ảnh để hội tụ ảnh quang nên lớp ảnh quang tỷ lệ
thuận với ảnh được chiếu sáng tại mọi điểm, được triển khai và lưu trên lớp này.
Một dòng điện tử được dùng để biến đổi ảnh điện chung thành dòng điện tương
ứng. Dòng điện tử này được hội tụ vào một điểm tròn và được kéo lần lượt qua
ảnh có hai mành theo hai dòng liên tiếp. Mỗi dòng chứa một nửa số dòng quét
cuả một ảnh. Hai mành được sắp xếp theo chiều đứng sao cho các dòng quét xen
kẽ nhau và chúng tạo thành ảnh. Ảnh được quét từ trái sang phải từ trên xuống
dưới. Tia quét được điều khiển bằng hai từ trường ngang và đứng thông qua cặp
cuộn dây quét. Quá trình này được gọi là quét xen kẽ tuyến tính.
Tín hiệu video tổng hợp được tạo ra từ camera gồm: Thông tin video, tín
hiệu đồng bộ, tín hiệu xoá. Tín hiệu video truyền đi những thông tin sau đây.
- Mức xoá, mức đồng bộ.
- Mức đen chuẩn.
- Mức sáng trung bình.
- Chi tiết ảnh.
- Giá trị màu.
- Tín hiệu video có mức một chiều (DC) chuẩn 0
v
hoặc biểu diễn mức đen.
Mức thu 2 (chuẩn +0,7v) biểu diễn mức trắng, mức xám nằm giữa 0v và 0,7v.
Thông tin đồng bộ gồm thông tin về:
- Đồng bộ quét dòng
- Đồng bộ quét mành
- Đồng bộ giải mã màu
Thông tin đồng bộ dòng và mành dùng kích mạch quét dòng và mành
trong máy thu hình. Nó bao gồm các xung có đặc trưng biên độ, độ rộng tần số

6
4,2MHz. Tin tức thứ 4 âm thanh được điều tần với tần số 4,5MHz sau đó nhập
chung với tin tức trên. Như vậy truyền hình đen trắng đã chứa tổng cộng 4 tin
tức, tin tức Audio được phân biệt với 3 tin tức kia bằng tần số. Tất cả 4 tin tức
kia nằm chung trong một tín hiệu (singnal) gọi là tín hiệu hình ảnh trắng được
đưa vào mạch điều biên (AM) với sóng mang 187,25 MHz. Người ta chỉ truyền
đi dải biên cao do đó kênh 9FCC là từ 187,25→191,75MHz. Trong đó tin tức chỉ
độ sáng tối chỉ từ 187,25→191,45MHz và tin tức âm thanh ở ngay 191,75 MHz.
I.3. TRUYỀN HÌNH MÀU.
I.3.1. Nguyờn lý truyền hỡnh màu.
Truyền hình đen trắng ra đời là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh
trong thực tế đi xa. Nó được nghiên cứu chế tạo và làm việc hoàn chính với tốc
độ ổn định rất cao. Do thế giới ngày càng phát triển và ngành điện tử cũng phát
triển nhanh chóng mà truyền hình đen trắng không đáp ứng được nhu cầu thưởng
thức ngày một cao của con người nó không thể truyền đi được những cảnh vật
với đầy đủ màu sắc trong thiên nhiên. Vì vậy việc phát triển truyền hình mầu là
điều tất yếu, nó đáp ứng được việc truyền hình ảnh mầu sắc rực rỡ trong thiên
nhiên.
Hệ thống truyền hình ra đời dựa trên cơ sở có sẵn của truyền hình đen trắng và
phát triển hoàn chỉnh. Do vậy hệ truyền hình màu phải đảm bảo tính kết hợp với
truyền hình đen trắng để làm sao khi phát truyền hình màu mà các máy thu đen
trắng vẫn thu được và phát đi truyền hình đen trắng, máy thu hình màu cũng có
thể thu được truyền hình đen trắng.
Nguyên lý truyền hình màu dựa vào những đặc điểm của máy thu màu sắc, mắt
người và thuyết ba màu cơ bản này qua sự pha trộn giữa các màu với cường độ
khác nhau ta có được đầy đủ các màu sắc trong thiên nhiên.
7
Để có thể tái tạo thêm hình ảnh màu, cần thiết phải truyền thêm thông tin về màu
sắc ngoài thông tin về độ chói của từng phần tử ảnh. Hệ thống truyền hình màu
không làm tăng số kênh thông tin mà vẫn truyền được hình ảnh màu và thoả mãn

ánh sáng
Điểm
màu
Thấu
kính
Gương
Gương
R
G
B
Lăng kính
Lọc đỏ
Lọc lục
Lọc lam
Kính lọc
ÁS
Vidicom 1
Vidicom 2
Vidicom 3
E
R
E
G
E
B
E
y
E
R
-E

, K
G
với cường độ khác nhau mang tin tức của ảnh bắn vào các
điểm phát màu tương ứng trên màn hình màu để tái tạo lại ảnh màu.
I.3.1.2. Mã hóa và giải mã trong truyền hình màu.
- Mã hóa.
9
U
tín hiệu
E
y
FMsound
0 6 6,5 f(MHz)
Tín hiệu đen trắng
U
tín hiệu
E
y
FMsound
0 4,43 6 6,5 f(MHz)
Tín hiệu màu
Tín hiệu đen trắng truyền đi 4 tin tức Ey, F
H
, F
V
, FM sound được gói trong
kênh sóng Fcc= 4,5MHz hay OIRT= 6,5 MHZ. Do tính chất tương dung để các
máy đen trắng nhận được tín hiệu từ đài phát màu và nhận hình đen trắng, đài
phát màu cũng phải truyền đi 4 tin tức trên và cũng được gói trong kênh FCC và
OIRT. Vậy hai tín hiệu sắc E

. Tiếp theo người ta điều chế tín hiệu sắc
với sóng mang phụ có tần số bé hơn tần số cao nhất của Ey. Cuối cùng cho nhập
chung sóng mang phụ đã điều chế này vào tín hiệu màu trong đó có chứa tất cả 6
10
Mạch
ma trận
E
R
E
G
E
B
Điều
chế
+
E
Y
E
R
- E
Y
E
B
- E
Y
C
Tín hiệu màu
F
SC
HÌNH I.1-3. MÃ HÓA

E
G,
, E
B
. Toàn bộ quá trình trên xảy ra tại
máy thu hình màu gọi là quá trình giải mã tín hiệu màu.
+Sự xuyên lẫn và lý do tồn tại các hệ màu khác nhau.
Khi nén sóng mang phụ đã điều chế vào trong tín hiệu chói có một khoảng tần
số mà ở đó có cả tin tức chói lẫn tin tức màu. Chúng sẽ phá rối lẫn nhau gọi là sự
xuyên lẫn. Vấn đề lựa chọn sóng mang phụ và phương pháp điều chế như thế nào để
sự xuyên lẫn giảm tối đa là nguyên nhân tồn tại 3 hệ màu NTSC, SECAM, PAL. Vì cả
3 hệ đều đạt mặt này thì mất mặt kia, không có hệ nào đạt được kết quả tối ưu.
+ Khảo sát tín hiệu chói Ey.
Trong cả 3 hệ màu NTSC, SECAM, PAL nói trên tín hiệu chói hay tín
hiệu hình đen trắng luôn được định nghĩa:
Ey = 0,3E
R
+ 0,59E
G
+ 0,11 E
B
12
Tín hiệu
màu
Lọc
dải
Tách
sóng
E
y

HÌNH I.1-4. GIẢI MÃ TÍN HIỆU MÀU
Qua nghiên cứu về cấu tạo và sự cảm nhận màu sắc của mặt người, người
ta thấy rằng độ chói 100% mà mắt người cảm nhận được có sự tham gia 30% của
ánh sáng đỏ, 59% xanh lá cây, 11% xanh lơ. Đáp tuyến về độ nhậy của đèn điện
tử Vidicom cũng được làm sẵn giống như độ nhậy của mắt để có được tin tức về
độ chói của cảnh tạo hình đen trắng. Ở Camera màu 3 thành phần R, G, B đã
được tách riêng và muốn có được lại tin tức về độ chói như cũ người ta phải
nhập chung chúng theo tỷ lệ như cũ.
Giả sử cảnh là trắng có cường độ sáng chuẩn (tương ứng mức chói 100%)
Camera đen trắng thu cảnh này cho ra video với mức cao nhất 100% với biên độ
đỉnh - đỉnh =1volt. Ở camera màu phổ được chia làm 3 quãng và biên độ của 3
quãng phổ như cũ, 3 đèn điện tử Vidicom vẫn đo được E
R
=1
V
, E
G
=1
V
, E
B
=1
V
. Để
tạo lại tín hiệu chói giống như Camera đen trắng người ta lấy 30% của E
R
, 59%
của E
G
, 11% của E

Cảnh
R G
B
CAM
CAM
E
R
E
B
E
G
E
Y
=0.3E
R
+0.59E
G
+0.11E
B
E
Y
B&W video camera
Color video camera
Hình I.1-5. Sự tạo thành E
y
ở Camera đen trắng và màu
Mắt có độ nhậy lớn nhất đối với màu lục, sau là vàng lam (λ
G
= 525nm ÷
575nm)

sóng vào năm 1954 trên kênh FCC.
Hệ NTSC dùng mạch ma trận để chuyển đổi 3 tín hiệu màu cơ bản là E
R
,
E
G,
, E
B
thành tín hiệu chói Ey và hai tín hiệu màu E
I
và E
Q
theo các biểu thức
sau:
E
Y
= 0,3E
R
+ 0,59E
G
+ 0,11E
B
E
I
= 0,74 (E
R
–E
Y
) – 0,27 (E
B

và xác định tọa
độ màu mới bằng hệ trục toạ độ Ey và E
Q
. Do đó giải tần của một trong hai tín
hiệu sắc Ey chỉ còn 0,5MHz giải tần Ey lý thuyết là 1,5MHz nhưng thực tế chỉ
truyền đi 1,2MHz.
+ Điều biên nén (SAM)
17
SAM
SAM
Mạch
ma trận
E
R
E
G
E
B
E
I
E
Q
E
Y
C
1
C
2
Sin3,58
Sin3,58

Mạch điều chế vuông góc mô tả cách thức để nhập chung hai tin tức E
I
và E
Q
.
Trước tiên một mạch dao động tạo ra sóng sin 3,58 MHz. Người ta cho sớm pha
lên 33
0
để điều biên nén E
Q
rồi lại làm sớm pha thêm 90
0
nữa để điều biên nén
E
I
. Sóng điều biên nén của E
I
(hay C
1
) là sóng sin có tần số 3,58Mhz. Biên độ Ey
và pha là 123
0
so với pha gốc 0 từ mạch dao động ra. Tương tự sóng điều biên
nén của E
Q
(hay C
2
) là sóng sin có tần số 3,58MHz, biên độ là E
Q
và pha là 33

0
+
C
1
C
2
C
E
Y
Hình I.1-7. Mạch điều chế
vuông góc
+ Mã hóa màu ở hệ NTSC.
Bắt đầu bằng ba tin tức của cảnh màu E
R
, E
G
, E
B
mạch ma trận chuyển đổi
thành một tín hiệu chói Ey có dải tần từ 0→4,2MHz và hai tín hiệu sắc E
I
có
giải tần 1,2MHz (lý thuyết là 1,5MHz) và E
Q
có giải tần 0,5 MHz. Hai tín hiệu
sắc này được điều biên nén với sóng mang phụ F
sc
= 3,58 MHz và có pha lần lượt
lệch 33
0

19
Mạch
ma trận
E
R
E
G
E
B
SAM
SAM
OSC F
SC
3,58MHz
+33
0
+90
0
+
E
Y
+
C
1
C
C
2
+
180
0

tức đồng bộ nằm dưới mức 0 có biên độ - 40%, phân biệt nhau bằng khổ rộng
của xung.
2 tin tức về màu E
I
và E
Q
nằm trong sóng điều biên nén vuông góc (F
sc
=
3,58 MHz có biên độ và pha thay đổi tùy theo điểm màu). Khi nhập chung với
tín hiệu chói Ey biên độ của nó có thể cao tối đa là +123
0
và thấp nhất là -33
0
.
Cách phân biệt tín hiệu chói vẫn là tần số, hai tin tức về màu nằm xung quanh
3,58MHz, giới hạn về phía thấp nhất là: 3,58 – 1,2 = 2,38MHz.
20
Tin tức cuối cùng xung đồng bộ màu (lóe màu) là tin tức cần thiết để tách
sóng điều biên nén, có biên độ ± 20% nằm gọn trong thềm sau của xung đồng bộ
ngang độc lập với 6 tin tức trên.
+Giải mã màu ở hệ NTSC.
21
FM sound
0.6 0.6
1.3
0 2.38 4.2 4.5 MHz
0.5
1
E

22
-E
y
E
B
- E
Y
E
R
- E
Y
E
G
- E
Y
E
R

E
G
E
B
Mạch
ma
trận
HÌNH I.1-10. GIẢI MÃ HỆ
NTSC
OSC
33
0

0
được đưa vào kích một tầng dao động bằng thạch anh
có tần số 3,58MHz. Ngõ ra của thạch anh sẽ là sóng sin thuần tuý với pha gốc 0
0
.
Người ta làm sớm pha sóng sin này lên 33
0
để đưa vào tách sóng điều biên nén
của E
Q
rồi lại làm sớm pha lên 90
0
nữa để đưa vào tách sóng E
I
.
+Nhận xét về hệ NTSC.
Ưu điểm:
Hệ NTSC truyền đồng thời cả hai tín hiệu sắc E
I
và E
Q
.
Điều biên nén vuông góc E
I
và E
Q
vào sóng mang phụ là Fsc = 3,58MHz.
Tín hiệu màu NTSC có chứa 4 tin tức có sẵn ở truyền hình đen trắng (Ey)
2 tín hiệu sắc E
I

+ 1/2 F
V
= (284 –1/4) 15625 +25 = 4,43361872Hz ≈ 4,43 MHz
Tín hiệu chói Ey được tính theo công thức:
E
Y
= 0,3E
R
+0,59 E
G
+0,11 E
B
Độ rộng dải tần là 5MHz, hai tín hiệu sắc được định nghĩa là:
E
U
= 0,493 (E
B
–E
Y
)
E
V
= 0,877(E
R
-E
Y
)
Hai hệ số nén 0,493 và 0,877 chính là đã thấy ở hệ NTSC chỉ khác là ở hệ PAL
không cần xoay hệ trục đi 33
0

U
±U
V
U
M
Hình I.1-11. Điều chế vuông góc ở hệ PAL
Hai tín hiệu sắc điều chế cân bằng và vuông góc lên cùng một sóng mang
phụ được chọn là bội số lẻ của 1/2F
H
rồi lồng vào phổ tần tín hiệu chói Ey để
cùng đồng thời phát đi giống như hệ NTSC nhưng khác ở chỗ là phía phát đã đảo
pha riêng sóng mang tín hiệu E
V
lần lượt theo từng dòng, cứ một dòng truyền đi
màu thật M lại một dòng truyền đi màu giả M
’
để tạo điều kiện cho phía thu
động sửa sai pha khắc phục được nhược điểm của hệ NTSC. Chính vì vậy mà có
thể dùng mạch tách sóng điều biên hoặc mạch tách sóng biên độ để hồi phục hai
tín hiệu sắc.
+ Tín hiệu đồng bộ màu.
Tín hiệu đồng bộ màu ở hệ PAL đảm nhận hai chức năng:
- Thực hiện việc tự động điều chỉnh tần số và góc pha ban đầu của dao
động điều hòa, do bộ tạo sóng mang phụ trong máy thu hình tạo ra. Sao cho lúc
nào cũng bằng tần số và góc pha ban đầu của sóng mang phụ phía phát (giống hệ
NTSC).
25