Bài giảng Truyền hình số. Truyền hình vệ tinh

Ch¬ng iii: TRuyÒn h×nh sè

3.1. sè ho¸ tÝn hiÖu truyÒn h×nh

3.1.1. kh¸i niÖm truyÒn h×nh sè:

1- Kh¸i qu¸t chung

Sö dông ph¬ng ph¸p sè ®Ó t¹o, lu tr÷ vµ truyÒn tÝn hiÖu cña ch¬ng

tr×nh truyÒn h×nh trªn kªnh th«ng tin më ra mét kh¶ n¨ng ®Æc biÖt réng

r·i cho c¸c thiÕt bÞ truyÒn h×nh lµm viÖc theo c¸c hÖ truyÒn h×nh ®· ®îc

nghiªn cøu tríc. Trong mét sè øng dông, tÝn hiÖu sè ®îc thay thÕ hoµn

toµn cho tÝn hiÖu t¬ng tù v× nã cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn ®îc c¸c chøc

n¨ng mµ tÝn hiÖu t¬ng tù hÇu nh kh«ng thÓ lµm ®îc hoÆc rÊt khã thùc

hiÖn, nhÊt lµ trong viÖc xö lý tÝn hiÖu vµ lu tr÷.

So víi tÝn hiÖu t¬ng tù, tÝn hiÖu sè cho phÐp t¹o, lu tr÷, ghi ®äc

nhiÒu lÇn mµ kh«ng lµm gi¶m chÊt lîng ¶nh. Tuy nhiªn, kh«ng ph¶i

trong tÊt c¶ c¸c trêng hîp, tÝn hiÖu sè ®Òu ®¹t ®îc hiÖu qu¶ cao h¬n so

víi tÝn hiÖu t¬ng tù (bé läc lµ mét vÝ dô cô thÓ). MÆc dï vËy, xu híng

chung cho sù ph¸t triÓn C«ng nghiÖp truyÒn h×nh trªn thÕ giíi nh»m

®¹t ®îc mét sù thèng nhÊt chung, lµ mét hÖ thèng truyÒn h×nh hoµn

toµn kü thuËt sè cã chÊt lîng cao vµ dÔ dµng

ph©n phèi trªn kªnh th«ng tin. HÖ truyÒn h×nh kü thuËt sè ®·

vµ ®ang ®îc ph¸t triÓn trªn toµn thÕ giíi, t¹o nªn mét cuéc c¸ch

m¹ng thËt sù trong C«ng nghiÖp truyÒn h×nh.

Nguyªn lý cÊu t¹o cña hÖ thèng vµ c¸c thiÕt bÞ truyÒn h×nh

sè ®îc ®a ra nh trªn h×nh 3.1 §Çu vµo cña thiÕt bÞ truyÒn h×nh sè

sÏ tiÕp nhËn tÝn hiÖu truyÒn h×nh t¬ng tù. Bé biÕn ®æi tÝn hiÖu t¬ng

tù thµnh tÝn hiÖu sè (A/D) sÏ biÕn ®æi tÝn hiÖu truyÒn h×nh t¬ng tù

thµnh tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè, c¸c tham sè vµ ®Æc trng cña tÝn hiÖu

nµy ®îc x¸c ®Þnh tõ hÖ thèng truyÒn h×nh ®îc lùa chän. TÝn hiÖu

truyÒn h×nh sè t¹i ®Çu ra bé biÕn ®æi A/D ®îc ®a tíi bé m· ho¸

nguån, t¹i ®©y tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè cã tèc ®é dßng bÝt cao sÏ ®-

îc nÐn thµnh dßng bÝt cã tèc ®é thÊp h¬n phï hîp cho tõng øng

dông. Dßng bÝt t¹i ®Çu ra bé m· ho¸ nguån ®îc ®a tíi thiÕt bÞ ph¸t

(m· ho¸ kªnh th«ng tin vµ ®iÒu chÕ tÝn hiÖu) truyÒn tíi bªn thu

qua kªnh th«ng tin.

Thi t b ph t

TÝn hiÖu

truyÒn

h×nh

Bi n

®æi

A/D

M· ho

ngu n

M· ho

kªnh

§iÒu

chÕ

sè

t¬ng tù

Kªnh

th«ng

tin

Thi t b thu

TÝn hiÖu

truyÒn

h×nh

Gi¶i

m·

Bi n

®æi

D/A

Gi¶i m·

ho¸

nguån

Gi¶i

®iÒu

chÕ sè

ho¸

kªnh

t¬ng tù

H×nh 3.1 S¬ ®å cÊu tróc tæng qu¸t cña hÖ thèng truyÒn h×nh sè.

Khi truyÒn h×nh qua kªnh th«ng tin, tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè

®îc m· ho¸ kªnh. M· ho¸ kªnh ®¶m b¶o chèng c¸c sai sãt cho tÝn

hiÖu trong kªnh th«ng tin. ThiÕt bÞ m· ho¸ kªnh phèi hîp ®Æc tÝnh

cña tÝn hiÖu sè víi kªnh th«ng tin. Khi tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè ®îc

truyÒn ®i theo kªnh th«ng tin, c¸c thiÕt bÞ biÕn ®æi trªn ®îc gäi lµ

bé ®iÒu chÕ vµ bé gi¶i ®iÒu chÕ.

Kh¸i niÖm m· ho¸ trong kªnh ®îc phæ biÕn kh«ng nh÷ng

trong ®êng th«ng tin mµ trong c¶ mét sè kh©u cña hÖ thèng truyÒn

h×nh sè, vÝ dô nh m¸y ghi h×nh sè, bé ®iÒu chØnh kho¶ng c¸ch thêi

gian sè, gia c«ng tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè v.v.

T¹i bªn thu, tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè ®îc biÕn ®æi ngîc l¹i

víi qu¸ tr×nh xö lý t¹i phÝa ph¸t. Gi¶i m· tÝn hiÖu truyÒn h×nh thùc

hiÖn biÕn ®æi tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè thµnh tÝn hiÖu truyÒn h×nh t-

¬ng tù. HÖ thèng truyÒn h×nh sè sÏ trùc tiÕp x¸c ®Þnh cÊu tróc m·

ho¸ vµ gi¶i m· tÝn hiÖu truyÒn h×nh.

2- §Æc ®iÓm cña thiÕt bÞ truyÒn h×nh sè

ThiÕt bÞ truyÒn h×nh sè dïng trong truyÒn ch¬ng tr×nh truyÒn h×nh

lµ thiÕt bÞ nhiÒu kªnh. Ngoµi tÝn hiÖu truyÒn h×nh, cßn cã c¸c th«ng tin

kÌm theo gåm c¸c kªnh ©m thanh vµ c¸c th«ng tin phô, nh c¸c tÝn hiÖu

®iÖn b¸o, thêi gian chuÈn, tÇn sè kiÓm tra, h×nh ¶nh tÜnh. TÊt c¶ c¸c tÝn

hiÖu nµy ®îc ghÐp vµo c¸c kho¶ng trèng cña ®êng truyÒn nhê bé ghÐp

kªnh.

TruyÒn tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè ®îc thùc hiÖn khi cã sù t¬ng

quan gi÷a c¸c kªnh tÝn hiÖu, th«ng tin ®ång bé sÏ ®îc truyÒn ®i ®Ó

®ång bé c¸c tÝn hiÖu ®ã.

§Ó kiÓm tra t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ truyÒn h×nh sè, sö dông c¸c

hÖ thèng ®o kiÓm tra t¬ng tù nh ®èi víi hÖ thèng truyÒn h×nh t¬ng tù,

th«ng qua ®o kiÓm tra tÝn hiÖu chuÈn. Sau ®©y lµ mét sè ®Æc ®iÓm cña

thiÕt bÞ truyÒn h×nh sè so víi truyÒn h×nh t¬ng tù.

a) Yªu cÇu vÒ b¨ng tÇn

Yªu cÇu vÒ b¨ng tÇn lµ sù kh¸c nhau râ nhÊt gi÷a tÝn hiÖu

truyÒn h×nh sè vµ tÝn hiÖu truyÒn h×nh t¬ng tù. TÝn hiÖu truyÒn h×nh sè

vèn g¾n liÒn víi yªu cÇu b¨ng tÇn réng h¬n. VÝ dô, ®èi víi tÝn hiÖu

video tæng hîp, yªu cÇu tÇn sè lÊy mÉu b»ng bèn lÇn tÇn sè sãng mang

phô - hÖ NTSC lµ 14,4 MHZ, nÕu thùc hiÖn m· ho¸ víi nh÷ng tõ m·

dµi 8 bÝt, tèc ®é dßng bÝt sÏ lµ 115,2 MbÝt/s, khi ®ã ®é réng b¨ng tÇn

kho¶ng 58MHZ. NÕu cã thªm c¸c bit söa lçi, yªu cÇu b¨ng tÇn sÏ ph¶i

t¨ng thªm n÷a. Trong khi ®ã tÝn hiÖu t¬ng tù chØ cÇn mét b¨ng tÇn

4,25MHZ lµ ®ñ.

Tuy nhiªn víi d¹ng sè, kh¶ n¨ng cho phÐp gi¶m tèc ®é réng tÇn

sè lµ rÊt lín. Víi c¸c kü thuËt nÐn b¨ng tÇn, tØ lÖ ®¹t ®îc cã thÓ lªn tíi

100:1 hay h¬n n÷a (tÊt nhiªn c¸c møc ®é nÐn nµy cã thÓ g©y ¶nh hëng

xÊu cho chÊt lîng h×nh ¶nh). C¸c tÝnh chÊt ®Æc biÖt cña tÝn hiÖu h×nh

¶nh nh sù lÆp l¹i, kh¶ n¨ng dù b¸o còng lµm t¨ng thªm kh¶ n¨ng gi¶m

b¨ng tÇn tÝn hiÖu.

b) Tû lÖ tÝn hiÖu/t¹p ©m (Signal/Noise)

Mét trong nh÷ng u ®iÓm lín nhÊt cña tÝn hiÖu sè lµ kh¶ n¨ng

chèng nhiÔu trong qu¸ tr×nh xö lý t¹i c¸c kh©u truyÒn dÉn vµ ghi.

NhiÔu t¹p ©m trong hÖ thèng t¬ng tù cã tÝnh chÊt céng, tû lÖ

S/N cña toµn bé hÖ thèng lµ do tæng céng c¸c nguån nhiÒu thµnh phÇn

g©y ra, v× vËy lu«n lu«n nhá h¬n tû lÖ S/N cña kh©u cã tØ lÖ thÊp nhÊt.

Víi tÝn hiÖu sè, nhiÔu lµ c¸c bit lçi - vÝ dô xung "on" chuyÓn

thµnh "off". NhiÔu trong tÝn hiÖu sè ®îc kh¾c phôc nhê c¸c m¹ch söa

lçi. B»ng c¸c m¹ch nµy cã thÓ kh«i phôc l¹i c¸c dßng bit nh ban ®Çu.

Khi cã qu¸ nhiÒu bit lçi, sù ¶nh hëng cña nhiÔu ®îc lµm gi¶m

b»ng c¸ch che lçi. TØ lÖ S/N cña hÖ thèng sÏ gi¶m rÊt Ýt hoÆc kh«ng

®æi cho ®Õn khi tØ lÖ bit lçi BER (Bit error Rate) qu¸ l¬ns, lµm cho c¸c

m¹ch söa lçi vµ che lçi mÊt t¸c dông. Khi ®ã dßng bit kh«ng cßn cã ý

nghÜa tin tøc. Trong khi ®ã, ®èi víi c¸c hÖ thèng t¬ng tù khi cã nguån

nhiÔu lín tÝn hiÖu vÉn cã thÓ sö dông ®îc (tÊt nhiªn chÊt lîng kÐm ®i

rÊt nhiÒu).

TÝnh chÊt nµy cña hÖ thèng sè ®Æc biÖt cã Ých cho viÖc s¶n xuÊt

ch¬ng tr×nh truyÒn h×nh víi c¸c chøc n¨ng biªn tËp phøc t¹p - cÇn

nhiÒu lÇn ®äc vµ ghi. Ghi b¨ng b»ng tÝn hiÖu sè ®· ®îc sö dông réng

r·i trong c¸c n¨m gÇy ®©y. ViÖc truyÒn tÝn hiÖu qua nhiÒu chÆng còng

®îc thùc hiÖn rÊt thuËn lîi víi tÝn hiÖu sè mµ kh«ng lµm suy gi¶m chÊt

lîng tÝn hiÖu h×nh.

Tuy nhiªn, trong truyÒn h×nh qu¶ng b¸, tÝn hiÖu sè gÆp ph¶i vÊn

®Ò khã kh¨n khi thùc hiÖn kiÓm tra chÊt lîng ë c¸c ®iÓm trªn kªnh

truyÒn. T¹i ®©y cÇn ph¶i sö dông c¸c bé biÕn ®æi t¬ng tù - sè. §©y lµ

mét c«ng viÖc cã khèi lîng lín vµ phøc t¹p.

c) MÐo phi tuyÕn

TÝn hiÖu sè kh«ng bÞ ¶nh hëng bëi mÐo phi tuyÕn trong qu¸

tr×nh ghi vµ truyÒn. Còng nh ®èi víi tØ lÖ S/N, tÝnh chÊt nµy rÊt quan

träng trong viÖc ghi - ®äc ch¬ng tr×nh nhiÒu lÇn, ®Æc biÖt ®èi víi c¸c hÖ

thèng truyÒn h×nh nh¹y c¶m víi c¸c mÐo khuyÕch ®¹i vi sai nh hÖ

NTSC.

d) Chång phæ (Aliasing)

Mét tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè ®îc lÊy mÉu theo c¶ chiÒu th¼ng ®øng vµ

chiÒu ngang, nªn cã kh¶ n¨ng x¶y ra chång phæ theo c¶ hai híng. Theo chiÒu

th¼ng ®øng, chång phæ trong hai hÖ thèng sè vµ t¬ng tù nh nhau. §é lín cña

mÐo chång phæ theo chiÒu ngang phô thuéc vµo c¸c thµnh phÇn tÇn sè vît

qu¸ tÇn sè lÊy mÉu giíi h¹n Nyquist. §Ó ng¨n ngõa hiÖn tîng mÐo do chång

phæ theo chiÒu ngang, cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch sö dông tÇn sè lÊy mÉu lín

h¬n hai lÇn thµnh phÇn tÇn sè cao nhÊt trong hÖ thèng t¬ng tù.

e) Gi¸ thµnh vµ ®é phøc t¹p

M¹ch sè lu«n cã cÊu tróc phøc t¹p h¬n c¸c m¹ch t¬ng tù, khi míi

xuÊt hiÖn, gi¸ thµnh c¸c thiÕt bÞ sè cao h¬n nhiÒu so víi c¸c thiÕt bÞ t¬ng tù.

Thªm n÷a viÖc thiÕt lËp, sö dông vµ duy tr× chóng cßn kh¸ bì ngì ®èi víi

nh÷ng ngêi lµm chuyªn m«n. Tuy nhiªn, c¸c vÊn ®Ò nµy ®· nhanh chãng ®îc

thùc hiÖn dÔ dµng nhê sù ph¸t triÓn cña C«ng nghiÖp truyÒn th«ng sè vµ

C«ng nghiÖp m¸y tÝnh. C¸c ngµnh C«ng nghiÖp nµy ®· thóc ®Èy sù ph¸t triÓn

c¸c lùc lîng nßng cèt trong lÜnh vùc kü thuËt sè. C¸c m¹ch sè tÝch hîp cì lín

LSI (Large Scale Integration) vµ rÊt lín VLST (Very Large Scale Integration)

xuÊt hiÖn lµm gi¶m gi¸ thµnh trang thiÕt bÞ sè. KÕt qu¶ lµ nhiÒu hÖ thèng sè

nµy ®· cã gi¸ thµnh rÎ h¬n hÖ thèng t¬ng tù cïng chøc n¨ng.

f) Xö lý tÝn hiÖu

TÝn hiÖu sè cã thÓ ®îc chuyÓn ®æi vµ xö lý tèt c¸c chøc n¨ng mµ

hÖ thèng t¬ng tù kh«ng lµm ®îc hoÆc gÆp nhiÒu khã kh¨n. Sau khi biÕn

®æi A/D, tÝn hiÖu cßn l¹i mét chuçi c¸c sè, bit "0" vµ "1", cã thÓ thao t¸c

c¸c c«ng viÖc phøc t¹p mµ kh«ng lµm gi¶m chÊt lîng h×nh ¶nh. Kh¶ n¨ng

nµy ®îc t¨ng lªn nhê viÖc lu tr÷ c¸c bit trong bé nhí vµ cã thÓ ®äc ra víi

tèc ®é nhanh. C¸c c«ng viÖc tÝn hiÖu sè cã thÓ thùc hiÖn dÔ dµng lµ: Söa

lçi thêi gian gèc, chuyÓn ®æi tiªu chuÈn, dùng hËu kú, gi¶m ®é réng b¨ng

tÇn v.v...

g) Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tr¹m truyÒn h×nh ®ång kªnh

TÝn hiÖu sè cho phÐp c¸c tr¹m truyÒn h×nh ®ång kªnh thùc hiÖn ë

mét kho¶ng c¸ch gÇn nhau h¬n nhiÒu so víi hÖ thèng t¬ng tù mµ kh«ng bÞ

nhiÔu. Mét phÇn v× tÝn hiÖu sè Ýt chÞu ¶nh hëng cña nhiÔu ®ång kªnh, mét

phÇn lµ do kh¶ n¨ng thay thÕ xung xo¸ vµ xung ®ång bé b»ng c¸c tõ m· -

n¬i mµ trong hÖ thèng truyÒn dÉn t¬ng tù g©y ra nhiÔu lín nhÊt.

ViÖc gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tr¹m ®ång kªnh kÕt hîp víi viÖc

gi¶m b¨ng tÇn tÝn hiÖu, t¹o c¬ héi cho nhiÒu tr¹m ph¸t h×nh cã thÓ ph¸t

c¸c ch¬ng tr×nh víi ®é ph©n gi¶i cao HDTV nh c¸c hÖ truyÒn h×nh hiÖn

nay.

h) HiÖu øng bãng ma (ghosts)

HiÖn tîng nµy x¶y ra trong hÖ thèng t¬ng tù do tÝn hiÖu truyÒn

®Õn m¸y thu theo nhiÒu ®êng. ViÖc tr¸nh nhiÔu ®ång kªnh cña hÖ

thèng sè còng lµm gi¶m ®i hiÖn tîng nµy trong truyÒn h×nh qu¶ng b¸.

Víi c¸c u ®iªm cña m×nh, hÖ thèng truyÒn h×nh sè ®· ®îc thùc

hiÖn ë hÇu hÕt c¸c quèc gia trªn thÕ giíi. §©y lµ mét qu¸ tr×nh tÊt yÕu,

TruyÒn h×nh ViÖt Nam còng ®ang ë giai ®o¹n chuyÓn tiÕp. ViÖc nghiªn

cøu truyÒn h×nh sè vµ lùa chän c¸c tiªu chuÈn cho truyÒn h×nh ViÖt

Nam ®ang ®îc tiÕn hµnh.

HiÖn nay qu¸ tr×nh sè ho¸ tÝn hiÖu truyÒn h×nh ë ViÖt Nam lµ

sù thay thÕ dÇn c¸c c«ng ®o¹n, trang thiÕt bÞ tõ t¬ng tù sang sè. §ã lµ

qua tr×nh sè ho¸ tõng phÇn. Råi ®©y truyÒn h×nh sè sÏ thay thÕ hoµn

toµn truyÒn h×nh t¬ng tù, t¹o ®iÒu kiÖn cho ngµnh C«ng nghiÖp nµy

ph¸t triÓn m¹nh mÏ h¬n, kÕt hîp víi c¸c m¹ng truyÒn th«ng kh¸c, t¹o

thµnh mét thÕ giíi th«ng tin sè, phôc vô cho con ngêi mét c¸ch h÷u

hiÖu.

3.1.2. BiÕn ®æi tÝn hiÖu t¬ng tù - sè (A/D) vµ tÝn hiÖu sè - t¬ng

tù (D/A)

1- LÊy mÉu tÝn hiÖu video

a) LÊy mÉu

LÊy mÉu tÝn hiÖu t¬ng tù lµ qu¸ tr×nh gi¸n ®o¹n (rêi r¹c ho¸)

theo thêi gian b¨ng tÇn sè lÊy mÉu flm kÕt qu¶ cho ta mét chuçi c¸c

mÉu. LÊy mÉu lµ bíc ®Çu tiªn thÓ hiÖn tÝn hiÖu t¬ng tù sang sè, v× c¸c

thêi ®iÓm lÊy mÉu ®· chän sÏ chØ ra to¹ ®é c¸c ®iÓm ®o. Qu¸ tr×nh

biÕn ®æi nµy ph¶i t¬ng ®¬ng vÒ mÆt tin tøc. Cã nghÜa lµ tÝn hiÖu sau

khi lÊy mÉu ph¶i mang ®ñ th«ng tin cña dßng tÝn hiÖu vµo. Biªn ®é

tÝn hiÖu t¬ng tù ®îc lÊy mÉu víi chu kú Tlm, thu ®îc mét chuçi c¸c

xung hÑp víi tÇn sè lÊy mÉu ®îc tÝnh b»ng:

1

f_lm=

Tlm

Trong ®ã: flm - TÇn sè lÊy mÉu

T - Chu kú lÊy mÉu

Qu¸ tr×nh lÊy mÉu t¬ng ®¬ng víi mét qu¸ tr×nh ®iÒu biªn tÝn

hiÖu (f0) sãng mang cã tÇn sè b»ng tÇn sè lÊy mÉu (flm). Qu¸ tr×nh

®iÒu biªn t¹o ra c¸c biªn trªn vµ biªn díi. Sãng lÊy mÉu cã d¹ng h×nh

ch÷ nhËt, phæ cña nã bao gåm thµnh phÇn tÇn sè lÊy mÉu vµ c¸c hµi

cña nã (h×nh 3.2)

A

+f_th

3f_lm

+f_th

-f_th

2f_lm

+f_th

4f_lm

-f_th

f_th

-f_th

f

H×nh 3.2 Phæ cña tÝn hiÖu lÊy mÉu

-Thùc tÕ viÖc lÊy mÉu tÝn hiÖu dùa trªn c¬ së cña ®Þnh lý Nyquist -

Shannon: "tÝn hiÖu x(t) liªn tôc theo thêi gian cã phæ h¹n chÕ c¸t t¹i c

hoµn toµn ®îc x¸c ®Þnh b»ng mét d·y c¸c gi¸ trÞ tøc thêi lÊy c¸ch nhau

mét ®o¹n T = Tlm  (1/2fe) víi fc = c/2".

Hµm x(t) x¸c ®Þnh trong kho¶ng (t0, t0 + ) sÏ hoµn toµn ®îc x¸c ®Þnh

tõ c¸c mÉu rêi r¹c x(kt) cña nã theo biÓu thøc:



(

sin_t−kt⁾

x(kt)

x(t) =

(3 - 2)



(

_t−kt⁾

k=−

Trong ®ã: k = 0,  1,  2, v.v...

VÒ mÆt to¸n häc cã thÓ më réng vÒ phÝa tÇn sè ©m cho c¸c trÞ sè ©m

cña k. Víi kho¶ng lÊy mÉu t nhá h¬n hoÆc b»ng /c; t  /c';

Trong ®ã c lµ tÇn sè cao nhÊt trong phæ cña hµm x(t).

TÝn hiÖu lÊy mÉu chøa trong nã toµn bé lîng th«ng tin mang trong tÝn

hiÖu gèc nÕu:

- TÝn hiÖu gèc cã b¨ng tÇn h÷u h¹n, tøc lµ nã kh«ng cã nh÷ng phÇn tö

cã tÇn sè n»m ngoµi mét tÇn sè fc nµo ®ã.

- TÇn sè lÊy mÉu ph¶i b»ng hoÆc lín h¬n hai lÇn fc' tøc lµ flm  2fc‘

- H×nh 3.3 minh ho¹ phæ tÇn sè lÊy mÉu lý tëng, khi tÝn hiÖu b¨ng

c¬ b¶n cã d¶i th«ng fc vµ tÇn sè lÊy mÉu lµ 2fc'. Nh vËy, d¶i biªn trªn

vµ biªn díi ®Òu cã dµi th«ng lµ fc' víi tÇn sè nµy, kh«ng xuÊt hiÖn

nhiÔu gi÷a b¨ng c¬ b¶n vµ d¶i bªn díi.

Biªn ®

D¶i

biªn

díi

D¶i

biªn

trªn

D¶i

biªn

díi

D¶i

biªn

trªn

Phæ

b¨ng

c¬ b¶n

2f_sa

f_c

T n s

f_sa= 2f_c

H×nh 3.3 Phæ tÇn sè lÊy mÉu lý tëng

-H×nh 3.4 minh ho¹ trêng hîp lÊy mÉu víi tÇn sè nhá h¬n 2fc'. Mét phÇn

d¶i biªn díi cña tÝn hiÖu lÊy mÉu chång lªn phæ cña tÝn hiÖu b¨ng c¬ b¶n

A

D¶i biªn

trªn

D¶i biªn

díi

D¶i biªn

díi

Phæ b¨ng

c¬ b¶n

D¶i biªn

trªn

f_sa< 2f_c

2f_sa

f_c

f_sa- f_c

f_sa+ f_c

2f_sa- f_c

f

Ch ng phæ

H×nh 3.4 MÐo do chång phæ

TÝn hiÖu video, do cã c¸c ®Æc trng riªng, nªn ngoµi viÖc tháa

m·n ®Þnh lý lÊy mÉu Nyquist, qu¸ tr×nh lÊy mÉu cßn ph¶i tho¶ m·n c¸c

yªu cÇu vÒ cÊu tróc lÊy mÉu, tÝnh t¬ng thÝch gi÷a c¸c hÖ thèng v.v ...

Qu¸ tr×nh nµy ph¶i x¸c ®Þnh ®îc tÇn sè lÊy mÉu, cÊu tróc lÊy mÉu nh»m

®¹t ®îc chØ tiªu vÒ chÊt lîng ¶nh, tÝnh t¬ng thÝch gi÷a c¸c hÖ truyÒn

h×nh, tèc ®é bit thÝch hîp vµ m¹ch thùc hiÖn ®¬n gi¶n.

§èi víi tiªu chuÈn tÇn sè Nyquist, viÖc lÊy mÉu tÝn hiÖu video

hÖ truyÒn h×nh t¬ng tù lµ:

HÖ PAL :

HÖ NTSC :

fc

= 5 MHz

= 4,2 MHz

Theo ®ã, tÇn sè giíi h¹n Nyquist:

HÖ PAL :

HÖ NTSC :

f_Ny

= 10 MHz

= 8,4 MHz

C¸c gi¸ trÞ 10MHz vµ 8,4 MHz lµ c¸c gi¸ trÞ tÇn sè lÊy mÉu bÐ

nhÊt cã thÓ ®îc. Trong thùc tÕ, tÇn sè lÊy mÉu tÝn hiÖu video cho c¸c hÖ

truyÒn h×nh t¬ng øng sÏ cao h¬n.

Mét trong nh÷ng yªu cÇu lµm t¨ng tÇn sè tÝn hiÖu truyÒn h×nh lµ

t¨ng kho¶ng b¶o vÖ cho m¹ch läc th«ng thÊp tríc khi lÊy mÉu. M¹ch

läc nµy lµ thµnh phÇn ®Çu tiªn cña bé biÕn ®æi A/D.

§Ó kh«ng lµm xuÊt hiÖn mÐo tÝn hiÖu t¬ng tù, m¹ch läc th«ng

c¸c m¹ch läc kh«ng cã ®îc ®Æc trng lý tëng, ®Æc tÝnh m¹ch läc ngoµi

d¶i th«ng kh«ng ph¶i lµ suy gi¶m hoµn toµn, nªn sö dông b¨ng tÇn b¶o

vÖ cho phÐp sö dông c¸c m¹ch läc mang tÝnh thùc tÕ (H×nh 3.5)

-f_sa

-f_gh

f_gh

f_sa

f

0

H×nh 3.5 B¨ng tÇn b¶o vÖ

ViÖc chän tÇn sè lÊy mÉu tèi u sÏ kh¸c nhau víi c¸c thµnh

phÇn tÝn hiÖu kh¸c nhau: TÝn hiÖu chãi, tÝn hiÖu mµu c¬ b¶n, tÝn hiÖu

mµu vµ tÝn hiÖu video mµu tæng hîp. TÇn sè lÊy mÉu còng phô thuéc

vµo c¸c hÖ thèng truyÒn h×nh mµu.

TÝn hiÖu video tæng hîp ®îc lÊy mÉu víi tÇn sè b»ng béi sè

cña tÇn sè sãng mang phô. Khi tÇn sè lÊy mÉu b»ng 3fsc', víi hÖ

NTSC cã tÇn sè lÊy mÉu lµ 10,7MHz, vµ hÖ PAL lµ 13,3MHz. Khi tÇn

sè lÊy mÉu b»ng 4fsc', víi hÖ NTSC t¬ng øng cã tÇn sè lÊy mÉu lµ

14,3MHz, vµ hÖ PAL lµ 17,7MHz. TÇn sè lÊy mÉu cµng cao, cµng dÔ

dµng cho viÖc sö dông c¸c bé läc tr¸nh chång phæ vµ bé läc t¸i t¹o

còng nh ®a l¹i mét ®Æc tuyÕn tÇn sè tèt h¬n. Kü thuËt hiÖn nay cho

phÐp gi¶m nhá c¸c khã kh¨n trong viÖc thiÕt kÕ c¸c bé biÕn ®æi A/D

b»ng viÖc sö dông thiÕt bÞ lÊy mÉu ë tÇn sè cao. §èi víi hÖ SECAM,

do sö dông ph¬ng ph¸p ®iÒu tÇn, nªn qu¸ tr×nh sè ho¸ tÝn hiÖu video

kh«ng thùc hiÖn lÊy mÉu tÝn hiÖu tæng hîp. TÝn hiÖu SECAM ®îc m·

ho¸ thµnh tÝn hiÖu thµnh phÇn, sau ®ã ®îc sè ho¸ riªng biÖt. C¸c tÝn

hiÖu video thµnh phÇn t¬ng tù ®îc lÊy mÉu t¹i tÇn sè b»ng béi sè cña

tÇn sè dßng quÐt.

b) CÊu tróc lÊy mÉu

TÝn hiÖu h×nh ¶nh tõ camera vµ tÝn hiÖu ®îc hiÓn thÞ trªn mµn h×nh

chøa th«ng tin vÒ ®ång bé theo mµnh vµ dßng, ®ã lµ c¸c ¶nh hai chiÒu. V×

vËy ®Ó kh«i phôc chÝnh x¸c h×nh ¶nh, tÇn sè lÊy mÉu cã liªn quan ®Õn tÇn

sè dßng. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy tÇn sè lÊy mÉu ph¶i lµ béi cña

tÇn sè dßng. Víi quan hÖ nµy, ®iÓm lÊy mÉu trªn c¸c dßng quÐt kÒ nhau sÏ

Nh vËy, viÖc lÊy mÉu kh«ng nh÷ng phô thuéc theo thêi gian mµ cßn

phô thuéc vµo to¹ ®é c¸c ®iÓm lÊy mÉu. VÞ trÝ c¸c ®iÓm lÊy mÉu hay cÊu

tróc lÊy mÉu ®îc x¸c ®Þnh theo thêi gian, trªn c¸c dßng vµ c¸c mµnh. Hµm

lÊy mÉu cã thÓ biÕn ®æi d¹ng xq(t,x,y). TÇn sè lÊy mÉu phï hîp víi cÊu

tróc lÊy mÉu sÏ cho phÐp kh«i phôc h×nh ¶nh tèt nhÊt. V× vËy tÇn sè lÊy

mÉu ph¶i thÝch hîp cho c¶ ba chiÒu t, x, y. Tuy nhiªn, trong c¸c cÊu tróc

lÊy mÉu phæ biÓn, ta chØ xÐt c¸c mÉu ®îc biÓu diÔn b»ng hai ®¹i lîng (x,

y).

Cã ba d¹ng liªn kÕt vÞ trÝ c¸c ®iÓm lÊy mÉu ®îc sö dông phæ biÕn cho

cÊu tróc lÊy mÉu tÝn hiÖu video lµ cÊu trôc trùc giao, cÊu tróc "quincunx"

mµnh vµ "quincunx" dßng.

Bài giảng Truyền hình số. Truyền hình vệ tinh - Chương 3: Truyền hình số