Ch ng 4 H MÀU NTSC

4.1 i c ng
NTSC viết tắt của chữ NATIONAL TELEVISION SYSTEM COMMITEE. Hệ màu
này rađời tại Mỹ, phát sóng vào năm 1954, dựa theo chuẩn FCC (4,5MHz).

4.2 Các tiêu chu n c a h màu NTSC

4.2.1 Ch n l i b ng t n VHF (12 kênh) và UHF (69 kênh) c a FCC en tr ng
Chọn
+
fRF ,f ,f
VIDRFS^0
+
fIF ,f
VIDIF S
+ fRFS − fRFVID = 4,5MHz dođó: fIFVID − fIFS =4,5MHz

+ Khổ rộng băng thông 6MHz + 525 dòng 1ảnh, 30ảnh/giây + fH = 15750Hz, fv= 60Hz
4.2.2 nh khu v c màu và Y trong d i t n
Av fsc = 3,58 MHz
Y

Y: 0 ÷ 3MHz Màu: 3,08MHz ÷ 4,08MHz Tần số sóng mang phụ:

O 3,08 4,08 f
f(MHz) sc = 3,58MHz
Luma Chrominance

4.2.3 i u ch màu
Màuđượcđiều chế bằng phương phápđiều chế biênđộ 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 + Biênđộđỉnh đỉnh = chính biênđộ đỉnh đỉnh của tín hiệu + Mỗi khiđiện ápđổi chiều từ dương sang âm hay ngược lại thì sóng mang phụ lạiđảo pha 180o

4.3 M ch t o tín hi u Video NTSC t ng h p t i ài phát

4.3.1 B c th nh t
Tạo ra tín hiệu (B - Y), (R - Y) và tín hiệu chói Y từ camera màu.
4.3.2 B c th hai

T ạo 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)
(B – Y) I (0 1,2 MHz)
(R – Y)
MATRIX
Q (0 0,5 MHz)
Tọađộ màu của (B – Y), (R - Y) và I, Q như sau:
(R –Y)

I
Q I: Inphase Q: Quadrature
123
o
33o (B –Y)

H ệ NTSC xoay hệ trục toạ độ màu đi 33o và xác định toạ độ bằng I, Q. Điều này giúp ta giảmđược 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 h ệ trục đi 33o nói trên, các vị trí điểm màu không thayđổi (R, G, B chẳng hạn) mà chỉ thayđổi toạđộ m((R - Y) , (B - Y)) bằng toạđộ (I ,Q).
Màu b
ấ
t k
ỳ
:

I
Q
4.3.3 B c th bar
(B – Y)I SAMC1 r

MATRIX + C
(R – Y)Q SAM r
C_2
3,58 +33o +90o
0o

T ạo 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 làđiều biên nén SAM).
r r r
C= C_1+ C_2
r r
C_1 C_2
r r +r và φ = arctgIC = C_1 C2 Q
Hai sóngđiều biên nén của I và Q (r vàr ) sauđóđược nhập chungđể có 1r C
r r1 C2 r
sóng C = C_1 + C_2 duy nhất rồi lại nhập chung tín hiệu chói Y. Vì Yđi thẳng còn C
r
trong quá trình tạo ra lại cóđườngđi dài hơn nên trước khi gặp C Y qua dây trễ 0,7us
r
để Y và C đếnđồng thời, tránhđược hiện tượng sai pha.
4.3.4 B c th t

T ạo 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 nàyđược tách ra ở máy thu để điều khiển quá trình giải mã màu.
4.3.5 B c th n m

HORIZONTAL BLANKING H + V SYNCHRO
Y: 0÷3MDELAY 0,7µs
R
0÷1,2M
I SAM YG MATRIX +C + +
B Q SAMB
0÷0,5M

BURST 3,58 +33o +90o fH GATE0o +180o COMPOSITE

VIDEO Hình 4.1 Sơđồ khối phần tạo tín hiệu Video tổng hợp của hệ NTSC YC
Cmax 133%
Ymax 100%
Synchro B:±20%
Ymin 0%(BLKG)Cmin -33% SYNC -40%
Hình 4.2 Các tín hiệu và mức biênđộ trong video tổng hợp hệ NTSC

Ở đầu ra ta có tín hiệu video tổng hợp của NTSC chứa các thành phần sauđây: + Ba tín hiệu đầu dành cho truyền hình trắng đen là: tín hiệu về sáng tối: Y, đồng bộ dọc vàđồng bộ ngang. Y nằm trên mức zero (mức xoá xung BLKG) biênđộ tốiđa là 100%. Hai tín hiệuđồng bộ nằm dưới mức zero có biênđộ -40%.

+ Hai tín hiệu vẽ màu I và Q nằm trong 2 sóngđiều biên nén vuông góc tần số 3,58MHz. Khi nhập chung với tín hiệu chói biênđộ nó có thể lên tốiđa +133% và tối thiểu là -33%.

+ Tín hiệu cuối cùng là loé màu (color burst) là tín hiệu cần thiếtđể tách sóng điều biên nén trong quá trình giải mã màuở máy thu. Nó có biênđộ ±20% nằm gọn trong thềm sau của xungđồng bộ ngang,độc lập với các tín hiệu trên.

4.4 Ph n truy n hình màu c a ài phát

CAMERA COMPOSITE Y+C+B
MÀU VIDEO AM
fRF =187,25MHzAM – FM
VID DIPLEXER
FM

AUDIO MICROAMP

f RFS =191,75MHz
Hình 4.3 Phần truyền hình màu củađài phát hệ NTSC, tươngứng với kênh 9

Tín hi ệu 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 khuếchđại cao tầnđểđưa ra anten (ở trên là ví dụ với kênh 9FCC).

4.5 S kh i ph n TUNER
RFAMP MIXERfRFVIDfRFS
OSCI

Tín hi ệuđài phátđến anten máy thu ở mức quiđịnh 50uv (ở cách đài phát 10 km). Về phần tuner và trung tần trên phương diện tần số thì không có gì thayđổi do vấnđề tương hợp giữa trắngđen và màu.

Linh ki ện sử dụng trong phần tuner thay đổi từ loại transistor lưỡng cực như 2SC929, 2SC535đến mosfet như 35K452 và từ trống xoay (turret) chođến hiện tại là biến trở thayđổiđiện một chiềuđể thayđổi pha và fo gọi là loại nút bấm rơle "voltage synthesizer". Sau cùng là loại nút bấm Auto search (Tìmđài tựđộng) bằngđiện thế 1 chiều nạp vào tụ rồi lấyđiện thếấy phân cực cho diode biến dung Cvđể tìmđài.
CV
+25V
82PF C_4

68P C3 C +
42PFC2

_
10PC1

(-V) V_1 V_2 V_3 V_4 0

4.6 S kh i ph n VIDIFAMP VÀ VIDEO DETECTOR
4,5MHz
39,75 41,2545,75 47,75 MHz

VIDEO VIDEOSIF SOUND DETECTOR DAMPERVIDEO IFAGC Y+C+B
RFAGCAGC

V ề cấu trúc mạch, chỉ có IC khác tên, còn các tầng không có gì thayđổi so với TV trắng đen. Tầng tiền khuếch đại video ưu tiên khuếch đại cho âm thanh và làm tầngđệm cho tín hiệu video (tín hiệu video cực tính âm khoảng 5,1Vpp).

4.7 Giai o n x lý tín hi u VIDEO NTSC 3,58 (ho c N3)

4.7.1 Tách Y ra kh i 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.

L ỌCTHÔNG Y DELAY

Y THẤP 0,7µs Y+C+B
C+B
C

L 3,08 4,08 MHz Ởđài phát Y qua ít mạch hơn nên nóđi mau hơn màu 0,7µs ÷ 0,79µs. Dođó phải
chođen trắng qua dây trễ 0,7µsđể bù lại cho 2 phầnđến với nhau cùng một thờiđiểm.
4.7.2 Tách B và màu C

Vi ệc tách B và màu C khó hơn vì cả 2đều là sóng 3,58MHz. Tuy nhiên chúng lạiở 2 thờiđiểm khác nhau: + Bở vùng xoáđường hồi + Cở vùng tiến của xung quét ngang Vậy ta dùng 2 BJT phân cực chạyở hai thờiđiểm khác nhau là táchđược B ra khỏi C.

B BURST SEP B T_1 C C+B
56µs
8µs
CHROMA AMP C
T_2
FlyBack
Ta dùng 2 Transistor T_1 và T_2 dẫn điện ở 2 thời gian khác nhau nhờ phân cực bằng
xung FlyBack và tín hiệuđảo của nó.

4 .7.3 M ch gi biên tín hi u màu Mạch giữ biênđộ tín hiệu màu không yếuđi và sửa pha của hai sóng tải phụ: Ta cần giữ biênđộ tín hiệu màu C ít thayđổi. Vậy phải dùng mạch tương tự như mạch
AGC cho màu. Khi C mạnh thì AGC phân cực yếu vàđổi lại khi C yếu thì AGC cho
phép phân cực mạnh. Với màu AGC có tên là ACC (Automatic Color Control).

cos ϕ =

R Z C 2 nd SUB COLOR COLORRCCHROMA
AMP B+

V R TINT 10K
ACC ACCDET.
Khi qua nhiều mạch, sóng tải phụđổi pha nên sắc của màu bị sai, ta sửa pha lại bằng
cách cho qua mạch RC. Chỉnh Rđể sửa pha lại chođúng. R làđiện trởđộng của 1 BJT
do v
CE
c
ủ
a nó t
ạ
o ra:
R
=
vCE
IE
Thayđổiđiện áp cung cấp Vcc là vCE thayđổi và Rđổi nên pha thayđổi vì:

cos ϕ =

R Z V
ớ
i

Z = R
2+ Z2
C

Ta có th ể dùng biến trở TINT hay HUEđể thayđổi Vcc * Chú ý thêm 1. Mạch tích phân VV
Vra VR I
R Vra ϕVVC ϕ Vra
Vrachậm pha hơn Vv một góc ϕ
cosϕ = ZcIZc = R^2 +Z^2V^2 +V^2
ra R c
Z^1 với ω =Cte (ω = 2π⋅3,58 chẳng hạn)c =ωc
C >> Zc 0 cosϕ 0 ϕ 90o
C << Zo đồng phac >> cosϕ 1 ϕ 0
2. Mạch vi phân
VV Vra Vra = VRϕC VC VVVR
Vra nhanh pha hơn Vv: ϕ
Rcosϕ =R2 + Z2
c

R 0 cosϕ 0 ϕ 90o R ∞ cosϕv 1 ϕ 0o Như vậy khi thay đổi R (IE
vào.
4.7.4 Táchđồng bộ (Giải mã màu NTSC)
CE = R) thì tín hiệu lấy ra sẽ thay đổi pha so với tín hiệu
TÁCH SÓNGĐ.BỘ LỌCQQ 3,58
C
LZ = 0C

TÁCH SÓNG Đ.BỘ LỌCII 3,58 Z = 0

L

C 3,58+33o +90o (0o)

S ử 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 Q Trong 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 I Như vậy trước hết phảiđồng bộ sóng 3,58MHzở máy thu với B.
C
3,58(0o)
P +180o B
XTALVPC Dịch pha 3,58(180o)
3,58MHz LPF
3,58(0o)
Đã so pha
Sau khi có Q và I dùng mạch MATRIXđể tạo lại (B - Y) và (R - Y)

Q (B – Y)
I MATRIX(R – Y) Từ (B - Y) và (R - Y) dùng mạch MATRIXđể tạo (G - Y)
(B – Y)(B – Y)
R_1 100K
R2 20K
(R – Y) (G – Y)
100K

R 3 56K R4 56K (R – Y)
(G−Y) = −1(B−Y)−1(R −Y)6 2

(Chung cho m ọi hệ) Cuối cùng tađưa ra tín hiệu màu vàođèn hình: Tín hiệu vào lưới: VGK = VG- VK Người tađưa thêm 3 BJT màuđể có:

-(B - Y) – Y = -B
-(G - Y) – Y = -G
-(R - Y) – Y = -R
Y
Screen
+500V
5KV

Focus (B–Y)BJT – (B–Y) (G–Y)BJT – (G–Y)24KV (R–Y)BJT – (R–Y)

4.8 SƠ Ồ TỔNG QUÁT MÁY THU NTSC 3,5
8B+
CONSTRAST
TUNE
IF
VIDEO
LUMA Y
AMP2
R DET B+ BRIGHTNESS
0 3 MHz BRIGHT
LPF Y DELAY LUMA YQ0,7µs AMP1 Q
DEMOD(B–Y) AMPC
+33o 3,58(33^0)L
TRAP
0 3 MHz MATRIX (G–Y) AMP+90o

BURST +180o PSEP. C (R–Y) AMP 3,08 4,08
AMP 3,58 I I3,58(0^0)
f
H
LPF
DEMOD

B+C CBPFL

TRAP ACC 3,58(00) COLOR DET KILLER
CHROM C CHROMTINTA A
fH I II +B
ACC TINT
SUB COLOR COLOR