Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài ’Biến đổi AD và DA trong hệ thống truyền hình số’
BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH ca Lisa DE TAI ’Bién déi A/D va D/A thống truyền hình số° Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực ¬ | SON cae BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH LỜI NĨI ĐÀU Giới thiệu chung vai trò chức phép biến đổi A/D, D/A I/BIEN DOI TIN HIỆU TƯƠNG TỰ SANG SO(A/D) IH/PHƯƠNG PHÁP CHUN ĐƠI D/A IV/KÉT LUẬN BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH LỜI NĨI ĐẦU Truyền tên gọi hệ thống biến đổi hình ảnh âm kèm theo thành tín hiệu điện,truyền đến máy thu nơi thực việc biến đổi tín hiệu thành dạng ban đầu hiển thị ảnh dạng hình ảnh.Truyền hình dựa đặc điểm cảm nhận ánh sáng mắt người để truyền thông tin cần thiết,ánh sáng xạ điện từ có bước sóng nằm khoảng tir 380 um dén 780 ;m.Thơng tin nhìn thấy vật mắt người cảm nhận phụ thuộc tính chất phản xạ vật Sử dụng phương pháp số truyền hình số để tạo lưu trữ truyền tín hiệu chương trình truyền hình kênh thơng tin mo kha đặc biệt rộng rãi cho thiết bị truyền hình làm việc theo hệ truyện hình Trong số ứng dụng ,ín hiệu sơ thay thê hồn tồn cho tín hiệu tương có khả thực chức mà tín hiệu tương tự khơng thể làm khó thực việc xử lý lưu trữ tín hiệu Để việc truyền tín hiệu truyền hình số chịu ảnh hưởng nhiễu đường truyền tín hiệu trước truyền cần phải đưa qua biến đổi từ tín hiệu tương tự sang số(A/D).Khi tín hiệu qua khâu mã hóa đưa vào điều chế để truyền đi.Tại phía thu,tín hiệu qua biến đổi ngược lại để biến tín hiệu trở VỆ dang ban đầu.Do tập lớn: Biên đơi A/D D/A hệ thơng trun hình sơ" sâu vấn đề nhiều hơn.Đẻ thấy tín hiệu trước truyền biến đổi đầu khôi phục lại dạng tín hiệu ban đầu BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH Giới thiệu chung vai trò chức phép biến déi A/D, D/A 1.1 Chức biến đỗi A/D D/A So với tín hiệu tương tự ,tín hiệu sé cho phép tạo ,lưu trữ,ghi đọc nhiều lần mà không làm giảm chất lượng hình ảnh truyền hình số Tuy nhiên,khơng phải tắt trường hợp tín hiệu số đạt hiệu cao so với tín hiệu tương tự -Ngày nay,hệ thống truyền hình kỹ thuật số phát triển toàn giới.tạo nên cách mạng thật công nghiệp truyền hình -Sơ đồ cấu trúc tổng quát hệ thống truyền hình số: Tín hiệu tương tự +| Biến đổi A/D Mãhóanguồn |—» Mãhóakênh |_>| Điều chế số Kênh truyền Tín hiệu tương tự ¬ ae BiênđơiD/A | x Giải mã nguôn |&—| yee Giải mã kênh +Bên phát:Tại đầu vào thiết bị tín hiệu tương tự,khi biến đổi tín hiệu tương tự sang số(A/D) làm nhiệm vụ biến đổi tín hiệu truyền hình tương tự sang tín hiệu truyền hình số Việc biến đổi nhằm làm giảm tác động nhiễu q trình truyền tín hiệu chuyển sang tín hiệu số giúp ta có thê đạt tốc độ truyền cao,chính xác.Đồng thời giúp cho q trình sửa lỗiở phía thu dễ dàng hơn.Sau tín hiệu số đưa qua mã hóa nguồn,mã hóa kênh,điều chế ee Giải điêu chê Ấ BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH +Bên thu:Sau qua giải điều chế,giải mã hóa tín hiệu đưa tới biến đổi số sang tương tự(D/A).Ở tín hiêu tin tức ban đầu truyền khơi phục lại hồn tồn phía thu(ảnh hưởng nhiễu đến tín hiệu ít) 1.2 Đặc điểm tín hiệu số -Bên cạnh ưu điểm so với tín hiệu tương tự việc truyền tín hiệu số phải trả giá sau: +Độ rộng băng tần:Yêu cầu băng tần tín hiệu số rộng nhiều so với băng tần tín hiệu tương tự.Mà băng tần nguồn tài nguyên quý giá.(Ứng với lĩnh vực cho phép hoạt động dải tần mà phép sử dụng).Xét ví dụ sau:Xét tín hiệu (hệ NTSC)có độ rộng băng tần 6,5Mhz,sử dụng bit mã hóa.khi theo định luật lay mẫu(Nyquist) tần số lấy mẫu phải gấp lần tần số tín hiệu bản( ƒ, >2/,),vậy /, =13Mhz.Mặt khác: tốc độ truyền R=nxƒ, =8x13=104Mb/ s.Tương ứng với độ rộng băng tần khoảng 60Mhz.Từ ta thấy:độ rộng băng tần tín hiệu số gấp khoảng 10 lần độ rộng băng tần tín hiệu tương tự Chính đề đáp ứng tốc độ truyền cao (địi hỏi phải có băng tần rộng đáp ứng được).Tuy nhiên băng tần tài nguyên quý giá,do người ta đưa kỹ thuật nén băng tan,ma van dam bảo tốc độ truyền +Mặc dù ngày công nghệ vi mạch số phát triển nên thiết bị số tích hợp nên kích thước nhỏ bé địi hỏi độ xác giá thành đắt thiết bị tương tự( thiết bị có kích thước cồng kénh.) +Một tín hiệu số lấy mẫu theo chiều thẳng đứng chiều ngang có khả bị chồng phơ.và để khắc phục tình trạng việc lấy mẫu phải tuân theo định lý lấy mau(N) yquist) Tuy nhiên tín hiệu số có nhiều ưu điểm so với tín hiệu tương tự như:khả sửa lỗi tín hiệu số tốt nhiều so với tín hiệu tương tự,khả ảnh hưởng nhiễu ít,việc mã hóa giải mã đơn giản Chính vậy,hiện tín hiệu số sử dụng ngày rộng rãi Việt nam giới IV/BIEN DOI TIN HIEU TUONG TU SANG SO(A/D) -Việc chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số gồm q trình: +Lấy mẫu(Sample) +Lượng tử hóa(quatife) +Mã hóa (encode) BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH Analo, 7) N Lay mẫu Lượng tử hóa [| Mahóa |_, Digital -Lấy mẫu tín hiệu tương tự: q trình biến đổi tín hiệu tương tự thành dãy xung tuân hoàn ,cách đêu có độ rộng nhau,có biên độ xung với giá trị tín hiệu tương tự thời điểm lấy mẫu -Lượng tử hóa:là q trình xấp xỉ hóa giá trị mẫu tương tự số mức định,khoảng cách mức biên độ gọi bước lượng tử -Mã hóa:q trình sử dụng bit nhị phân để mã hóa mức biên độ lượng tử hóa Số lượng bit nhị phân mã hóa bit lượng tử phụ thuộc vào số mức lượng tử hóa 2.1/Lấy mẫu tín hiệu video 2.1.1 Lấy mẫu -Lấy mẫu bước chuyển tín hiệu tương tự sang só,vì thời điểm lấy mẫu chọn tọa độ điểm đo Tín hiệu vào Tin hiéu roi rac đó: T,: chu kỳ lấy mẫu [giây] f, = 1/T,; tần só láy mẫu [Hz] hay tóc độ lấy mẫu [mẫu/giây] Quá trình biến đổi phải tương đương mặt tin tức hay nói cách khác tín hiệu sau lấy mẫu phải đảm bảo mang đủ thơng tin tín hiệu vào.Biên độ tín hiệu tương tự lấy mẫu với chu kỳ 7,,thu xung hẹp với tần số lấy mẫu : 1= cuc) = rape “ Trong đó: /,-tần số lầy mẫu T,-chu kỳ lay mau : ĐH (i : ĐH BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH -Q trình lấy mẫu tương đương với q trình điều biên tín hiệu 7, sóng mang có tần số tần số lấy mẫu /,.Quá trình tạo biên biên dưới,phổ tín hiệu lấy mẫu bao gồm thành phần tần số lấy mẫu hài (HÌNH VẼ) ~Trên thực tế viêc lấy mẫu tuân theo sở định lý Nyquist(Định lý lấy mẫu):một tín hiệu thơng thấp có phổ tần số khơng lớn ta có thé khơi phục hồn tồn khơng có lỗi phía thu mẫu tín hiệu,mà khoảng cách mẫu khơng lớn 7, < = H -Như ,dé tin hiéu lay mau mang toan bé6 thong tin tín hiệu gốc thì: +Tín hiệu gốc phải có băng tần hữu hạn,tức khơng có phần tử có tần số nằm ngồi tần số /„ +Tần số lấy mẫu phải lớn lần tần số ƒ, >2ƒ Biên độ Pho - pai bia băng — Dải biên h \ Dải biên r i ' fi Dai bién oe r ' r i ' fe =2fe h ' 3# Tần số Phô tần số lấy mẫu lý tưởng -Đối với tiêu chuẩn tần số Nyquist,việc lấy mẫu tín hiệu video với tần số ƒ tL» > Xung lây mẫu Video tương tư -Mạch logic số:Tạo lại tín hiệu số đầu vào -Mạch giải mã sô-tượng tự: :Biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu rời rạc tương ứng dạng xung có biên độ thay đỗi -Mạch tạo xung lây mẫu xung đồng hô:Tạo xung lấy mẫu đồng với mạch tạo xung giông -Bộ lọc thông thấp(LPE):tách băng tần tín hiệu lấy mẫu (rời rạc) -Sau đó,tín hiệu đưa qua khuếch đại,khuếch đại tín hiệu đủ lớn đưa hiển thị ảnh(Tín hiệu video tương tự) -Đồ thị biểu diễn dạng tín hiệu phổ sau qua biến đổi D/A sau: BÀI TẬP LÓN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH Biên độ Sin(x)/x ⁄ 4f, f, \ Thời gian Tín hiệu đầu biến đỗi D/A 18 BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH Biên độ Băng tần Biên lạ Biên , , fs Tần số Phổ tín hiệu đầu biến đổi D/A IV/KÉẾT LUẬN ~Qua nghiên cứu tìm hiểu trình biến đổi tín hiệu tương ty sang s6(A/D) từ tín hiệu số sang tương tự ta thấy: 'Việc biến đổi sang tín hiệu số giảm ảnh hưởng nhiễu tác động trình truyền giúp cho việc sửa sai phía thu dễ dàng hơn,tuy nhiên việc làm phải trả giá địi hỏi băng tần rộng so với truyền tín hiệu tương tự Khi phân tích ta thấy đđược,ứng với hệ màu tần số lấy mẫu khác nhau.Tần sốlấy mẫu cao dễ cho việc sử dụng lọc tránh chồng phổ lọc tái tạo.Và để tín hiệu khơng bị tượng chồng phổ tần số lấy mẫu phải tuân theo định lý lấy mẫu (Nyquis0.Quá trình lượng tử hóa mã hóa biến đổi tương tự sang số diễn Việc chọn loại mã để mã hóa ảnh hưởng đến khả chơng nhiễu đường truyền loại mã lại có chức năng,mục đích khác Q trình chun đổi tínhiệu số sang tương tự khơng phải phép nghịch đảo q trình biến đổi tín hiệu tương tự sang số thực phép nghịch đảo q trình lượng tử hóa 19 BÀI TẬP LĨN:CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH 20 ... TRUYỀN HÌNH LỜI NĨI ĐẦU Truyền tên gọi hệ thống biến đổi hình ảnh âm kèm theo thành tín hiệu điện ,truyền đến máy thu nơi thực việc biến đổi tín hiệu thành dạng ban đầu hiển thị ảnh dạng hình ảnh .Truyền. .. phương pháp số truyền hình số để tạo lưu trữ truyền tín hiệu chương trình truyền hình kênh thông tin mo kha đặc biệt rộng rãi cho thiết bị truyền hình làm việc theo hệ truyện hình Trong số ứng... cách mạng thật cơng nghiệp truyền hình -Sơ đồ cấu trúc tổng qt hệ thống truyền hình số: Tín hiệu tương tự +| Biến đổi A/D Mãhóanguồn |—» Mãhóakênh |_>| Điều chế số Kênh truyền Tín hiệu tương tự