Giáo án truyền hình số

Tín hiệu video số thành phần. 2.5. CHUYỂN ĐỔI ADC VÀ DAC. 2.5.1. Các tham số cơ bản. 2.5.2. Nguyên tắc làm việc của ADC. 2.5.3. Các phương pháp chuyển đổi tương tự - số. 2.5.3.1. Chuyển đổi AD theo phương pháp song song. 2.5.3.3. Chuyển đổi AD nối tiếp dùng vòng hồi tiếp. 2.5.3.4. Chuyển đổi AD theo phương pháp đếm đơn giản. 2.5.3.5. Chuyển đổi AD phi tuyến (SGK). 2.5.4. Các phương pháp chuyển đổi số- tương tự. 2.5 4.1. Nguyên lý chuyển đổi DAC. 2.5.4.2. Chuyển đổi số- tương tự. 2.6. CAMERA TRUYỀN HÌNH. 2.6.1. Giới thiệu 2.6.2. Thấu kính và các tham số của thấu kính. 2.6.2.1. Tiêu cự. 2.6.2.2. Độ mở 2.6.2.3. Chiều sâu độ nét của thấu kính. 2.6.2.4. Độ trong suốt của thấu kính. 2.6.3. Dụng cụ biến đổi quang điện. 2.6.3.1. Màng củam quang. 2.6.3.2. Kiến trúc chuyển giao và đọc ra của CCD. 2.6.3.3. Tiêu chuẩn thiết bị CCD. 2.6.4. Xử lý tín hiệu trong camera số. 2.6.4.1. ADC 2.6.4.2. Nén thành phần độ sáng cao nhất. 2.6.4.3. Hiệu chỉnh màu. 2.6.4.4. Mạch tăng cường ảnh. 2.6.4.5. Mạch hiệu chỉnh gama. 2.6.4.6. Mã hoá trong camera. 2.7. TƯƠNG LAI CỦA CÔNG NGHIỆP TRUYỀN HÌNH. 2.7.1. Xu hướng hoà nhập của công nghệ truyền hình. 2.7.2. Hệ thống các mạng truyền thông trong tương lai. Chương 3SỐ HOÁ TÍN HIỆU VIDEO 3.1. LẤY MẪU TÍN HIỆU VIDEO 3.1.1. Lấy mẫu. 3.1.2. Cấu trúc lấy mẫu. 3.2. LƯỢNG TỬ HOÁ TÍN HIỆU VIDEO 3.3. MÃ HOÁ 3.3.2. Các đặc tinh cơ bản của mã. 3.3.3. Các mã sơ cấp. 3.4. CHUYỂN ĐỔI D/A Chương 4 KỸ THUẬT NÉN ẢNH SỐ 4.1. MỞ ĐẦU 4.2. MÔ HÌNH NÉN ẢNH 4.3. CÁC THAM SỐ ĐẶC ĐIỂM 4.3.1. Tính hiệu quả của quá trình nén tín hiệu. 4.3.2. Độ dư thừa tín hiệu. 4.3.2.1. Dư thừa mã 4.3.2.2. Dư thừa trong pixel 4.3.2.3. Dư thừa tâm sinh lý 4.3.3. Sai lệch bình phương trung bình. 4.4. LÝ THUYẾN THÔNG TIN – ENTROPY 4.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP NÉN 4.5.1. Nén không tổn hao 4.5.2. Nén có tổn hao. 4.6. MÃ RLC (RUN- LENGTH CODING) 4.7. MÃ SHANNON- FANO 4.9. MÃ HUFFMAN 4.9.1. Ví dụ về xây dựng cây mã Huffman (tham khảo). 4.9.2. Giải mã theo cây mã Huffman (tham khảo). 4.9. PHƯƠNG PHÁP MÃ DỰ ĐOÁN. 4.9.1. DPCM trong mành (intraframe DPCM) 4.9.2. DPCM giữa các mành (interframe DPCM). 4.9.2.1. Intraframe DPCM. 4.9.2.2. Phương pháp làm đầy có chọn. 4.9.2.3. Phương pháp chia thành những phần ảnh chuyển động và tĩnh. 4.10. PHƯƠNG PHÁP MÃ CHUYỂN VỊ (tham khảo). 4.11. NÉN TRONG ẢNH. 4.11.1. Nguyên lý nén trong ảnh. 4.11.2. Tiền xử lý 4.11.3. Biến đổi cosin rời rạc DCT. 4.11.3.1. DCT một chiều. 4.11.3.2. DCT hai chiều. 4.11.4. Lượng tử hoá. 4.11.5. Mã hoá entropy. 4.11.6. Điều khiển tốc độ bit. 4.11.7. Quá trình giải nén. 4.12. NÉN LIÊN ẢNH. 4.12.1. Mô hình. 4.12.2. Xấp xỉ và bù chuyển động. 4.13. CHUẨN JPEG. 4.13.1. Khái quát. 4.13.1.2. Mục đích của JPEG. 4.13.2. Mã hoá và giải mã JPEG. 4.13.3. Phân cấp cấu trúc số liệu video. 4.13.4. Đặc điểm của M-JPEG. 4.14. CHUẨN M-JPEG 4.14.1. Giới thiệu chung về M-JPEG 4.14.2. Các cấu trúc ảnh 4.14.2.1. Ảnh loại I (Tntra-picture) 4.14.2.2. Ảnh loại P (Predicted-picture) 4.14.3. Ảnh loại B (Bi-directional Predicted picture) 4.14.4. Ảnh loại D (Dc- coded picture) 4.14.3. Nhóm ảnh (GOP) 4.14.4. Cấu trúc dòng bit MPEG video (tham khảo) 4.14.5. Nguyên lý nén MPEG 4.14.5.1. Nguyên tắc hoạt động. 4.14.5.2. Quá trình giải mã 4.15. TIÊU CHUẨN MPEG-1. 4.16. TIÊU CHUẨN MPEG-2. 4.16. TIÊU CHUẨN MPEG-7. 4.17.1. Giới thiệu 4.17.2. Đối tượng của MPEG-7 Chương 5 AUDIO SỐ VÀ CÁC TIÊU CHUẨN NÉN AUDIO SỐ 5.1. KHÁI NIỆM ÂM THANH 5.1.1. Nguồn gốc âm thanh. 5.1.2. Đặc tính của âm thanh. 5.1.2.1. Tần số 5.1.2.2. Áp suất âm thanh 5.1.2.3. Mức áp suất âm thanh. 5.1.2.4. Công suất âm thanh. 5.1.2.5. Cường độ âm thanh. 5.1.4. Khổ điển hình cho dữ liệu âm thanh 5.1.4.1. Phổ âm thanh. 5.2. PHÁT TÍN HIỆU ÂM THANH. 5.2.1. Sơ đồ khối máy phát tín hiệu âm thanh. 5.2.2. Những chỉ tiêu chất lượng của máy phát tín hiệu âm thanh. 5.2.2.1 Độ ổn định tần số 5.2.2.2. Méo tần số 5.2.2.3. Méo phi tuyến 5.2.2.4. Độ sâu điều chế 5.2.2.5. Mức bức xạ sóng hài. 5.2.2.6. Mức tạp âm và tiếng ù 5.3. NGUYÊN LÝ GHI ÂM 5.3.1. Phương pháp ghi âm 5.3.2. Các chỉ tiêu chất lượng của máy ghi âm 5.4. KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA AUDIO SỐ 5.5. NGUYÊN TẮC CHUYỂN ĐỔI A/D 5.5.1. Lấy mẫu lý tưởng 5.5.3. Lấy mẫu thực tế. 5.5.4. Lượng tử hoá 5.5.5. Mã hoá 5.5.9. Các tần số lấy mẫu chuẩn 5.6. NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI D/A 5.6.1. Biến đổi D/A 5.6.2. Hiệu ứng méo độ mở (tham khảo). 5.6.3. Bộ lọc thông thấp 5.6.6. Những hạn chế của các bộ biến đổi A/D và D/A. 5.13. KHÁI NIỆM CƠ SỞ VỀ NÉN AUDIO. 5.13.1. Mở đầu 5.13.2. Kỹ thuật nén số liệu audio. 5.13.2.1. Nén không tổn hao. 5.13.2.2. Nén tín hiệu có tổn hao 5.14. NÉN TÍN HIỆU AUDIO THEO CHUẨN MPEG 5.14.1. Chuẩn nén MPEG-1 5.14.1.1. Đặc điểm của mức I: 5.14.1.2. Đặc điểm của lớp II 5.14.1.3. Đặc điểm mức III 5.14.2. Chuẩn nén MPEG-2 5.14.3. Ưu diểm của 2 tiêu chuẩn MPEG 5.15. TIÊU CHUẨN AC-3 TRONG HỆ THỐNG DTV 5.15.1. Nén audio bằng tiêu chuẩn AC-3 5.15.2. Mã hoá 5.13.3. Giải mã 5.15.4. Các hoạt động chi tiết củatiêu chuẩn AC-3 Chương 6CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ 6.1. MỞ ĐẦU 6.2.TRUYỀN HÌNH CÁP 6.2.1. Giới thiệu về hệ thống truyền hình cáp 6.2.2. Các thành phần của hệ thống truyền hình cáp 6.2.2.1. Cáp đồng trục. 6.2.2.2. Các bộ khuếch đại và ổn định 6.2.2.3. Mạch trung chuyển. 6.2.2.4. Đầu thu tín hiệu. 6.2.2.5. Mạch hai chiều. 6.2.3. Hệ thống cáp quang. 6.2.3.1. Sợi quang. 1- Cấu trúc sợi quang. 6.2.3.2. Nguồn quang và thiết bị cảm quang. 6.3. TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT. 6.4. TRUYỀN HÌNH VỆ TINH. 6.4.1. Giới thiệu. 6.4.2. Hệ thống vệ tinh 6.4.2.1. Vị trí quỹ đạo 6.4.2. Băng tần vệ tinh 6.4.4. Hệ thống vệ tinh. 6.4.4.2. Trạm mặt đất. 6.4.5. Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh. 6.5. DỰ ÁN DVB. 6.5.1. Giới thiệu 6.5.2. Đặc điểm của hệ thống DVB 6.5.2.1. Đặc điểm chung 6.5.2.2. Đặc điểm kỹ thuật 6.5.3. DVB-S 6.5.4. DVB-C (tiêu chuẩn phát tín hiệu truyền hình số cáp) 6.5.5. DVB-T (tiêu chuẩn phát tín hiệu truyền hình số mặt đất). 6.6. HỆ THỐNG ATSC DTV 6.6.1. Giới thiệu 6.6.2. Đặc điểm truyền dẫn trong hệ thống phát sóng mặt đất 6.6.3. Hệ thống ghép kênh và truyền tải 6.6.3.1. Hệ thống truyền tải MPEG-2 Chương 9: TRUYỀN HÌNH VÀ ĐA TRUYỀN THÔNG 9.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐA TRUYỀN THÔNG. 9.2. CÔNG NGHỆ ĐA TRUYỀN THÔNG. 9.3. PHẦN CỨNG VÀ HỆ THỐNG ĐA TRUYỀN THÔNG. 9.3.1. Các trạm làm việc PC 9.3.2. Hệ thống xử lý tín hiệu video và audio 9.3.3. Lưu trữ vào đĩa và băng 9.3.4. Server 9.3.5. Camera 9.3.6. Đầu máy video (VCR) 9.3.7. CD- ROM 9.4. KẾT NỐI ĐA PHƯƠNG TIỆN 9.4.1. Giao diện 9.4.1.1. Fire Wire 9.4.1.2. Cấu trúc lưu trữ nối tiếp (SSA) 9.4.1.3. Vòng kênh quang tuỳ ý (Fiber Chanel-Aribitrated Lôp- FC-AL) 9.4.1.4. Giao diện hệ thống máy tính nhỏ (SCSI) 9.4.1.5. Ethernet 9.4.2. Mạng 9.4.2.1. Mạng thuê bao số không đồng bộ. 9.4.2.2. Mạng dữ liệu đa dịch vụ (ISDN) 9.5. PHẦN MỀM ĐA TRUYỀN THÔNG. 9.6. HỆ THỐNG ĐA TRUYỀN THÔNG VÀ CÁC ỨNG DỤNG.

doc83 trang | Chia sẻ: tlsuongmuoi | Ngày: 26/06/2013 | Lượt xem: 1415 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Giáo án truyền hình số, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thùc tÕ trong miÒn tÇn sè 3.2.3. L­îng tö ho¸ Tõng mÉu cña tÝn hiÖu t­¬ng tù ®­îc Ên ®Þnh cho mét gi¸ trÞ m· sè nhÞ ph©n nhê bé l­îng tö ho¸. Ta cã mét sè nhËn xÐt nh­ sau: Vïng gi¸ trÞ nhÞ ph©n ®­îc miªu t¶ kh«ng ®èi xøng víi c¸c chuyÓn dÞch d­¬ng vµ ©m cña tÝn hiÖu audio gèc… TÝn hiÖu audio t­¬ng tù cã biªn ®é thÊp ®­îc l­îng tö ho¸ víi rÊt Ýt c¸c møc rêi r¹c, ®iÒu nµy g©y lªn lçi l­îng tö cña c¸c tÝn hiÖu vµo møc thÊp. V× vËy, ®Ó gi¶m ®é lín cña lçi l­îng tö ta cã thÓ t¨ng møc rêi r¹c hoÆc lµ t¨ng tÇn sè lÊy mÉu. NÕu biªn ®é tÝn hiÖu audio t­¬ng tù v­ît qua vïng l­îng tö th× qóa tr×nh c¾t sè sÏ ®­îc thùc hiÖn. 3.2.4. M· ho¸ Mçi gi¸ trÞ nhÞ ph©n sau khi l­îng tö ho¸ ®­îc m· ho¸ theo mét cÊu tróc thÝch hîp ®Ó t¹o lªn cÊu tróc mÉu tÝn hiÖu phôc vô cho truyÒn dÉn vµ l­u tr÷. C¸c hÖ thèng m· ho¸ ®Òu sö dông ph­¬ng ph¸p sau: §iÒu chÕ xung m· (PCM). §iÒu chÕ xung réng (PWM). M· ho¸ vi sai (DPCM). M· ho¸ ®iÓm di ®éng (floating poin). PCM lµ hÖ thèng m· ho¸ tÝn hiÖu tiÕng ®­îc dïng phæ biÕn vµ réng r·i nhÊt nh­ng cã hiÖu qu¶ thÊp nhÊt. Toµn bé møc l­îng tö ®Òu cña PCM lµ cè ®Þnh vµ ®­îc tÝnh b×nh qu©n vïng biªn ®é tÝn hiÖu. §é ph©n gi¶i chÝnh x¸c cña mét hÖ thèng biÕn ®æi A/D x¸c ®Þnh sè møc l­îng tö s½n sµng ®Ó m· ho¸ biªn ®é tÝn hiÖu audio t­¬ng tù. 3.2.5. C¸c tÇn sè lÊy mÉu chuÈn HiÖn nay cã 3 tÇn sè lÊy mÉu th­êng ®­îc sö dông vµ ®­îc xem lµ c¸c tÇn sè tiªu chuÈn, ®ã lµ: 32 KHz: (tiªu chuÈn dïng trong truyÒn dÉn): TÝn hiÖu audio sè lÊy mÉu theo tiªu chuÈn nµy dïng ph¸t sãng trong b¨ng FM. 44,1 KHz (tiªu chuÈn ¸p dông cho c¸c kh¸ch hµng): Sö dông cho c¸c hÖ NTSC vµ PAL qua c¸c b¨ng video (VTRs) víi ®iÒu chÕ PCM nh»m l­u tr÷ vµ ph¸t tÝn hiÖu audio sè. 49 KHz (t¹o nguån, xö lý vµ trao ®æi vËt liÖu ch­ong tr×nh), ®©y lµ tiªu chuÈn thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi A/D. Nã phï hîp ®­îc cho tÝn hiÖu audio t­¬ng tù cã ®é réng r¶i trªn 22 KHz. TÇn sè 49 KHz ®­îc sö dông trong c¸c thiÕt bÞ ghi ©m chuyªn dông trong studio chÊt l­îng cao cña khi ghi vµ khi ph¸t. 3.3. chuyÓn ®æi D/a 3.3.1. BiÕn ®æi D/A Trong bé biÕn ®æi D/A, c¸c tõ nhÞ ph©n lµ phÇn bï cña 2 tr­íc hÕt ®­îc gi¶i m· ®Ó t×m ra c¸c gi¸ trÞ nhÞ ph©n biÓu diÔn chóng. Sau ®ã c¸c gi¸ trÞ nhÞ ph©n ®­îc biÕn ®æi thµnh c¸c mÉu tÝn hiÖu audio nguyªn thuû cã biªn ®é lµ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p thu ®­îc t­¬ng øng tõ c¸c gi¸ trÞ nhÞ ph©n. XÐt s¬ ®å bé biÕn ®æi D/A ®¬n gi¶n cã d¹ng sau: R 2R R 2R R 2R R 2R R 2R Nguån ®iÖn ¸p chuÈn MSB Bit 0 1 Tõ d÷ liÖu nhÞ ph©n (n bit) LSB Bit 1 bit 2 bit 3 bit 4 bit n-1 0 1 1 0 000 0 2R 2R - + R §iÖn ¸p ra V H×nh 3.7: BiÕn ®æi t­¬ng tù sè Mét bé biÕn ®æi D/A ®¬n gi¶n t¹o thµnh tõ c¸c ®iÖn trë chÝnh x¸c kÕt hîp víi nguån dßng ®iÖn t¹o ra tõ bé chuyÓn m¹ch theo xung nhÞp cña bé m· nhÞ ph©n. Khi ®ã cÇn ®iÒu khiÓn n bé chuyÓn m¹ch, t¹i c¸c vÞ trÝ on hay off cña chuyÓn m¹ch sè sÏ t­¬ng øng víi gi¸ trÞ 1 hay 0 cña tÝn hiÖu sè. C¸c vÞ trÝ chuyÓn m¹ch t¹o ra gi¸ trÞ ®iÖn ¸p tû lÖ víi träng l­îng bit trong tõ mÉu. TÝn hiÓu ra cña bé biÕn ®æi D/A cã d¹ng sãng h×nh sin. Trong s¬ ®å h×nh 5.15 ta cã c«ng thøc tæng qu¸t tÝnh gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ®Çu ra bé biÕn ®æi D/A (V) theo ®iÖn ¸p chuÈn (VRef) vµ gi¸ trÞ c¸c bit trong tõ m· ®Çu vµo: (3.5) Trong vÝ dô ®­a ra ta cã: (3.6) 3.3.2. Bé läc th«ng thÊp T¹i ®Çu ra bé läc th«ng thÊp (cßn gäi lµ bé läc t¸i t¹o), c¸c hµi bËc cao (trªn ffa/2) ®· bÞ lo¹i bá sau khi chóng xuÊt hiÖn trong qu¸ tr×nh lÊy mÉu. Bé läc nµy còng ®­îc gäi lµ bé läc tr¸nh nhiÔu cho h×nh ¶nh, lo¹i bá c¸c thµnh phÇn tÇn cao trong trong tÝn hiÖu bËc thang t¹i ®Çu ra m¹ch lÊy l¹i mÉu. §Ó thÊy ®­îc vÞ trÝ vµ ho¹t ®éng cña bé läc th«ng thÊp ta xem sÐt s¬ ®å ho¹t ®éng cña bé m· ho¸ vµ gi¶i m· PCM. XXX Läc tr¸nh chång phæ TÝn hiÖu audio t­¬ng tù LÊy mÉu L­îng tö ho¸ M· ho¸ Gi¶i m· Kh«i phôc mÉu Läc vµ bï mÐo TÝn hiÖu PCM TÝn hiÖu PCM TÝn hiÖu audio t­¬ng tù H×nh 3.8: M· ho¸ vµ gi¶i m· PCM 3.3.3. Nh÷ng h¹n chÕ cña c¸c bé biÕn ®æi A/D vµ D/A Sù tÝch luü c¸c lçi n¶y sinh khi qua c¸c bé A/D vµ D/A nhiÒu lÇn t¹i c¸c møc tÝn hiÖu ®Æc tr­ng hay t¹i c¸c nhãm tÇn sè nµo ®ã sÏ lµm cho tÝn hiÖu audio bÞ suy gi¶m. C¸c lçi nµy bao gåm: Lçi do bé läc th«ng thÊp: X¶y ra hiÖn t­îng trÔ nhãm khi mét nhãm tÇn sè bÞ trÔ h¬n so víi c¸c nhãm kh¸c trong phæ tÝn hiÖu. KÕt qu¶ lµ g©y mÐo tÝn hiÖu audio t­¬ng tù khi t¸i t¹o. Lçi do bé biÕn ®æi: Sai sãt trong c¸c gi¸ trÞ l­îng tö ho¸ sinh ra khi tÇn sè cña ®ång hå lÊy mÉu biÕn ®æi vµ kÕt qu¶ lµ vÞ trÝ thêi gian lÊy mÉu bÞ sai lÖch. C¸c bé biÕn ®æi A/D vµ D/A lµ c¸c phÇn tö phi tuyÕn còng g©y ra c¸c hiÖu øng t­¬ng tù. 3.4. Kh¸i niÖm c¬ së vÒ nÐn audio. 3.4.1. Më ®Çu Qu¸ tr×nh ®iÒu chÕ PCM ®· t¹o ra dßng tÝn hiÖu audio sè, ®­îc sö dông trong truyÒn h×nh, c¸c hÖ thèng ®a truyÒn th«ng vµ c¸c øng dông kh¸c. §Ó duy tr× chÊt l­îng ©m thanh khi truyÒn trªn mét kªnh truyÒn dÉn b×nh th­êng, mét ph­¬ng ph¸p ®­a ra lµ nÐn dßng sè liÖu audio sè. C¸c hÖ thèng nÐn tÝn hiÖu ©m thanh dùa trªn c¸c ®Æc tÝnh sinh lý ©m thanh còng nh­ giíi h¹n vÒ thÝnh gi¸c cña con ng­êi nh»m lo¹i bá c¸c thµnh phÇn th«ng tin d­ thõa trong c¸c tÝn hiÖu audio. HÖ thèng thÝnh gi¸c con ng­êi (HAS) ho¹t ®éng nh­ mét bé ph©n tÝch phæ, phÇn phæ vµ ©m thanh nghe ®­îc ®éc lËp sau khi qua bé läc th«ng gi¶i gäi lµ c¸c d¶i b¨ng chuÈn. Khi tÝn hiÖu audio ®­îc t¹o ra tõ c¸c tÇn sè gÇn nhau th× hÖ thèng HAS tæ hîp chóng thµnh c¸c nhãm t­¬ng ®­¬ng víi cïng mét møc n¨ng l­îng. §é nh¹y cña hÖ thèng HAS gi¶m ®i t¹i c¸c tÇn sè thÊp vµ cao. Cã thÓ thÊy r»ng, t¹i c¸c møc ©m l­îng thÊp, møc ®é thay ®æi ®é nh¹y cña HAS lµ rÊt quan träng vµ nã gi¶m ®i t¹i c¸c møc ©m l­îng cao. 3.4.2. Kü thuËt nÐn sè liÖu audio C¸c kü thuËt m· ho¸ nguån ®­îc dïng ®Ó lo¹i bá ®é d­ thõa tÝn hiÖu audio vµ c¸c kü thuËt “che mÆt n¹ t©m sinh lý nghe” d­îc sö dông dïng ®Ó nhËn biÕt vµ ®Ó lo¹i bá c¸c thµnh phÇn kh«ng thÝch hîp. Cã 2 kü thuËt nÐn chñ yÕu sö dông hiÖn nay lµ: M· ho¸ dù ®o¸n tr­íc trong miÒn thêi gian. Sö dông viÖc m· ho¸ kh¸c nhau ®èi víi c¸c thµnh phÇn kh¸c nhau cña c¸c mÉu liªn tiÕp mµ cã thÓ kh«i phôc ®­îc. M· ho¸ chuyÓn ®æi trong miÒn tÇn sè Kü thuËt nµy sö dông c¸c khèi block cña c¸c mÉu audio ra tõ bé PCM ®Òu ®Ó truyÒn tõ miÒn thêi gian sang miÒn tÇn sè nh÷ng d¶i b¨ng kh¸c nhau. a. NÐn kh«ng tæn hao. NÐn kh«ng tæn hao cho phÐp kh«i phôc l¹i dßng bit nh÷ng th«ng tin ban ®Çu sau bé gi¶i nÐn mµ kh«ng g©y tæn hao. HÖ thèng nµy lo¹i bá ®é d­ thõa thèng kª, nh÷ng th«ng tin tån t¹i trong tÝn hiÖu audio cã thÓ dù b¸o tr­íc tõ c¸c mÉu tr­íc ®ã. Bé nÐn sè liÖu kh«ng tæn hao cho c¸c tû sè nÐn thÊp. Tû sè nÐn tèt nhÊt ®¹t ®­îc lµ 2:1 vµ phô thuéc vµo sù phøc t¹p cña tÝn hiÖu audio nguån. NÐn kh«ng tæn hao sö dông kü thuËt m· dù ®o¸n tr­íc trong miÒn thêi gian bao gåm: ThuËt to¸n vi sai: C¸c tÝn hiÖu ©m thanh cã ®Æc tÝnh lµ lÆp ®i lÆp l¹i, v× vËy sÏ xuÊt hiÖn l­îng d­ thõa sè liÖu lín, ngoµi ra cßn cã c¸c d­ thõa nh­ c¸c tÝn hiÖu ©m thanh kh«ng liªn quan ®Õn c¶m gi¸c cña con ng­êi. Nh÷ng th«ng tin lÆp ®i lÆp l¹i sÏ ®­îc lo¹i bá trong qu¸ tr×nh m· ho¸ vµ ®­a l¹i vµo trong qu¸ tr×nh gi¶i m· cuèi cïng. Qu¸ tr×nh nµy th­êng sö dông kü thuËt DPCM. C¸c tÝn hiÖu audio ®Çu tiªn ®­îc ph©n tÝch thµnh c¸c d¶i b¨ng con bao gåm mét sè l­îng c¸c ©m thanh rêi r¹c. Sau ®ã, DPCM ®­îc sö dông ®Ó dù b¸o tr­íc c¸c tÝn hiÖu lÆp l¹i theo mét chu kú. C¸c m· entropy: TËn dông ®é d­ thõa trong c¸ch miªu t¶ cña c¸c hÖ sè b¨ng con ®· l­îng tö ho¸ nh»m c¶i thiÖn tÝnh hiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh m· ho¸. C¸c hÖ sè l­îng tö nµy ®­îc göi ®i theo sù t¨ng dÇn cña tÇn sè, kÕt qña lµ chóng cã gi¸ trÞ lín t¹i c¸c tÇn sè thÊp vµ t¹i c¸c tÇn sè cao chóng cã hÖ sè nhá hoÆc b»ng 0. b. NÐn tÝn hiÖu cã tæn hao NÐn cã tæn hao ®­îc thùc hiÖn bëi sù kÕt hîp bëi 2 hay nhiÒu h¬n c¸c c«ng nghÖ xö lý mµ nã lîi dông ®Æc tÝnh cña hÖ thèng HAS lµ kh«ng thÓ ph©n bÞªt ®­îc c¸c thµnh phÇn phæ cã biªn ®é nhá gi÷a c¸c thµnh phÇn phæ cã biªn ®é lín. NÐn cã tæn hao cã thÓ cho hÖ sè nÐn tõ 2:1 ®Õn 20:1. C¸c hÖ thèng nÐn sè liÖu cã tæn hao sö dông c«ng nghÖ m· ho¸ tri gi¸c. Nguyªn lý c¬ b¶n cña nã lµ lo¹i bá c¸c thµnh phÇn d­ thõa trong tÝn hiÖu audio b»ng c¸ch bá ®i c¸c tÝn hiÖu n»m d­íi ®­êng cong ng­ìng ©m, ®iÒu nµy gi¶i thÝch t¹i sao ng­êi ta gäi c¸c hÖ thèng nÐn sè liÖu cã tæn hao lµ mÊt c¸c thµnh phÇn ©m. NÐn lµm mÊt c¸c thµnh phÇn ©m ®­îc kÕt hîp tõ c¸c kü thuËt nh­ sau: Kü thuËt “masking - che” ®èi víi c¸c thµnh phÇn tÝn hiÖu trong miÒn thêi gian vµ miÒn tÇn sè. Tû lÖ signal/mask ®­îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh sè bit cho qu¸ tr×nh l­îng tö ho¸ mçi b¨ng víi môc ®Ých gi¶m thiÓu kh¶ n¨ng nghe thÊy cña ©m thanh. ChÆn møc t¹p ©m l­îng tö cho tõng ©m ®é cña tÝn hiÖu ©m thanh b»ng c¸ch chØ ®Þnh sè bit võa ®ñ ®Ó ch¾c ch¾n r»ng møc nhiÔu l­îng tö lu«n n»m d­íi møc gi¸ trÞ cÇn chÆn. T¹i nh÷ng tÇn sè gÇn víi tÇn sè tÝn hiÖu ©m thanh th× tû sè tÝn hiÖu/t¹p ©m SNR cã thÓ chÊp nhËn ®­îc lµ tõ 20 ®Õn 30 dB, t­¬ng ®­¬ng víi ®é ph©n tÝch tõ 4 ®Õn 5 bit. M· ho¸ nèi: C«ng nghÖ nµy khai th¸c sù d­ thõa trong hÖ thèng audio ®a kªnh, ng­êi ta thÊy r»ng cã rÊt nhiÒu c¸c phÇn sè liÖu ë trong c¸c kªnh lµ gièng nhau, do ®ã ng­êi ta cã thÓ nÐn sè liÖu b»ng c¸ch m· ho¸ mét phÇn sè liÖu chung ®ã trªn mét kªnh vµ chØ ®Þnh cho bé gi¶i m· lÆp l¹i tÝn hiÖu ®ã trªn c¸c kªnh cßn l¹i. 3.5. NÐn tÝn hiÖu audio theo chuÈn MPEG Giíi thiÖu: HiÖn nay, trªn thÕ giíi tån t¹i nhiÒu hÖ ©m thanh dïng trong truyÒn h×nh nh­: A-2 (Two audio) t­¬ng tù, hÖ NICAM sè, hÖ MUSICSAM sè, hÖ AC-3 (Audio coding 3) sè cã nÐn. HÖ A-2: Dïng 2 t¶i tÇn tiÕng FM, ®èi víi hÖ thèng stereo, t¶i tÇn c¬ b¶n cã tÇn sè 5,5 MHz ®­îc ®iÒu chÕ b»ng tÝn hiÖu mono (L+P)/2, (L- kªnh tr¸i, P- kªnh ph¶i) vµ t¶i tÇn phô cã tÇn sè 5,742 MHz (hÖ PAL B/G) ®iÒu chÕ víi tÝn hiÖu kªnh ph¶i P/2. N¨m 1999, víi tiªu chuÈn SCN 367523, hÖ A-2 ®­îc sö dông cho hÖ truyÒn h×nh SECAM víi t¶i tÇn c¬ b¶n lµ 6,5 MHz, t¶i tÇn phô lµ 6,2579125 MHz. HÖ NICAM sè: Sö dông trong truyÒn h×nh t­¬ng tù ph¸t sãng trªn mÆt ®Êt. HÖ MUSICAM sè: §©y lµ hÖ ©m thanh sè dïng tiªu chuÈn nÐn MPEG. AC- 3 sè (Audio coding) cã nÐn dïng trong truyÒn h×nh cã ®é ph©n gi¶i cao HDTV/ATV ë Mü tõ n¨m 1994. C¸c dßng d÷ kiÖn c¬ b¶n cña AC- 3 lµ mét MPEG- 2 Multiplex. 3.5.1. ChuÈn nÐn MPEG-1 Tiªu chuÈn MPEG-1®­îc ph¸t triÓn (1991) chñ yÕu dïng ®Ó “M· ho¸ ¶nh ®éng vµ tÝn hiÖu audio kÌm theo cho l­u tr÷ víi tèc ®é kho¶ng 1,5 Mbit/s”. ChuÈn nÐn MPEG-1 dùa trªn nguyªn lý nÐn tÝn hiÖu audio cña tiªu chuÈn MPEG. C¸c h×nh vÏ sau ®©y m« t¶ cÊu tróc c¬ së cña bé m· ho¸ vµ gi¶i m· MPEG tÝn hiÖu audio. ChuyÓn ®æi tõ miÒn thêi gian sang miÒn tÇn sè M· ho¸ nèi Bé chØ ®Þnh +L­îng tö ho¸ +M· ho¸ Bé ®Öm khung sè liÖu M« h×nh t©m sinh lý nghe C¸c mÉu audio PCM @32/44, 1/48KHz Dßng bit m· ho¸ Sè liÖu phô H×nh 3.9: CÊu tróc c¬ së cña bé m· ho¸ MPEG tÝn hiÖu audio ChuyÓn ®æi tõ miÒn tÇn sè sang miÒn thêi gian T¸i t¹o C¸c mÉu audio PCM @32/44, 1/48KHz Dßng bit m· ho¸ Sè liÖu phô H×nh 3.10: CÊu tróc c¬ së cña bé gi¶i m· MPEG tÝn hiÖu audio Khung kh«ng ®ãng gãi - TÇn sè lÊy mÉu: Sö dông tÇn sè lÊy mÉu cña CD- DA (Compact Disc Digital Audio) vµ DAT (Digital Audio Tape). Bªn c¹nh c¸c tÇn sè lÊy mÉu nµy, MPEG cßn sö dông c¸c tÇn sè 44,1 MHz, 49 KHz, 32 KHz ®Ó lÊy mÉu, vµ tÊt c¶ ®Òu sö dông 16 bits. ThuËt to¸n nÐn tÝn hiÖu Audio MPEG bao gåm 3 b­íc: 1, TÝn hiÖu Audio ®­îc chuyÓn vÒ miÒn tÇn sè vµ toµn bé d¶i phæ cña nã ®­îc chia thµnh 32 b¨ng con. Läc b¨ng con: Phæ tÝn hiÖu ®­îc chia thµnh c¸c b¨ng con cã ®é réng d¶i th«ng b»ng nhau (32 b¨ng con trong møc I vµ II chuÈn MPEG). Nã t­¬ng tù nh­ qu¸ tr×nh ph©n tÝch tÇn sè cña HAS, chia phæ tÝn hiÖu Audio thµnh c¸c b¨ng tíi h¹n, ®é réng cña c¸c b¨ng tíi h¹n cã thÓ thay ®æi. D­íi 500 Hz, ®é réng d¶i b¨ng lµ 100 Hz vµ nã t¨ng tíi vµi KHz khi tÇn sè trªn 10 KHz. D­íi 500 Hz, mét b¨ng con cã tíi vµi b¨ng tíi h¹n. 2, Víi mçi b¨ng con, ng­êi ta x¸c ®Þnh møc biªn ®é tÝn hiÖu vµ møc nhiÔu b»ng “M« h×nh t©m sinh lý nghe – Psychoacaustic model”. §©y lµ thµnh phÇn chÝnh cña bé m· ho¸ MPEG Audio vµ chøc n¨ng cña nã lµ ph©n tÝch tÝn hiÖu vµo. M« h×nh nµy x¸c ®Þnh tû lÖ signal-mask cho mçi b¨ng sö dông ®Ó x¸c ®Þnh sè bit cho qu¸ tr×nh l­îng tö ho¸ mçi b¨ng víi môc ®Ých tèi thiÓu kh¶ n¨ng nghe thÊy cña ©m thanh. 3, Cuèi cïng lµ mçi b¨ng con ®ã ®­îc l­îng tö ho¸ th«ng qua l­îng tö c¸c thµnh phÇn nghe thÊy trong mçi b¨ng. Nã ®i kÌm víi m· Huffman ®Ó m· ho¸ c¸c gi¸ trÞ phæ tÝn hiÖu vµ cho nÐn sè liÖu tèt h¬n vµ ®Þnh d¹ng sè liÖu. Bé chØ ®Þnh, dïng ®Ó ®¸nh gi¸ ng­ìng møc chÆn vµ chØ ®Þnh c¸c bit trªn phÇn c¬ b¶n cña n¨ng l­îng phæ tÝn hiÖu audio vµ chÕ ®é “M« h×nh t©m sinh lý nghe” (HAS). HÖ sè tû lÖ cña khèi ®­îc truyÒn trong dßng sè liÖu vµ ®­îc sö dông t¹i bé gi¶i m· ®Ó t¹o l¹i c¸c gi¸ trÞ sè liÖu trong khèi. Ng­îc l¹i, bªn gi¶i m· sÏ gi¶i m· entropy sau ®ã t¸i t¹o l¹i gi¸ trÞ cña b¨ng ®· l­îng tö ho¸ vµ chuyÓn c¸c gi¸ trÞ cña b¨ng nµy thµnh tÇn sè tÝn hiÖu audio. ChuÈn MPEG ¸p dông víi audio ®­a ra 3 møc nÐn: Møc 1 ®¹i diÖn cho thuËt to¸n nÐn c¬ b¶n víi tèc ®é bit lín nhÊt 449 Kbits/s, møc II vµ III lµ nh÷ng møc më réng cña møc I vµ tèc ®é bit cña chóng ®¹t ®­îc 394 Kbits/s vµ 320 Kbits/s. Tuy nhiªn nÕu chóng ta ®¹t ®­îc tû lÖ nÐn cao th× chi phÝ còng t¨ng theo cho c¸c bé m· ho¸ vµ gi¶i m·. Ba møc riªng biÖt trong tiªu chuÈn MPEG audio nµy phô thuéc trong tõng chÕ ®é víi c¸c øng dông kh¸c nhau: Møc I: Dïng trong c¸c thiÕt bÞ d©n dông. Møc II: Dïng trong c¸c thiÕt bÞ chuyªn dông vµ Multimedia. Møc III: Dïng trong c¸c hÖ thèng m· ho¸ tiÕng nãi 64 Kbit/s vµ thÊp h¬n, dïng m· ho¸ chÊt l­îng cao cho tÝn hiÖu ©m nh¹c. Møc I ®­îc t¹o ra tõ c¸c thuËt to¸n c¬ b¶n trong khi møc II vµ møc III lµ sù kÕt hîp gi÷a c¸c møc I. S¬ ®å khèi cña bé m· hãa audio: Bé läc b¨ng (32 b¨ng con) Bé ®Õm L­îng tö ho¸ Bé ghÐp sè liÖu 512 hoÆc 1024 mÉu Ng­ìng masking M· ho¸+ Bit chØ ®Þnh+ HÖ sè tû lÖ Sè liÖu phô 0 1 2 n 31 Sè liÖu vµo 0 1 2 n 31 0 1 2 n 31 Dßng bit m· ho¸ H×nh 3.11: S¬ ®å khèi bé m· ho¸ Audio MPEG §Æc ®iÓm cña møc I: Møc I cã mét sè tÝnh chÊt nh­ sau: Tèc ®é dßng sè liÖu tõ 32 ®Õn 449 Kbit/s (tæng céng). TÝn hiÖu vµo chia thµnh c¸c khung bao gåm 394 mÉu trªn mét kªnh. Chu kú khung lµ 9 ms cho kªnh 49 KHz (12´32´20,93ms = 9ms). 32 b¨ng con cã ®é réng b»ng nhau t¹o ra tõ c¸c khèi block gåm 12 mÉu (32´12 = 394 mÉu). HÖ sè tû lÖ 6 bit trªn mét b¨ng (d¶i ®éng ©m thanh lµ 120 dB), hÖ sè tû lÖ kh¸c nhau cho mçi b¨ng. Ph©n phèi bit theo ph­¬ng thøc thÝch øng tr­íc. Mçi mÉu b¨ng con ®­îc l­îng tö ho¸ mét c¸ch chÝnh x¸c b»ng c¸ch tÝnh to¸n ph©n bè c¸c bit. Sö dông cho c¸c kªnh ®¬n hay ®a kªnh stereo. §¸p øng ®­îc c¸c øng dông cña ng­êi sö dông, nh­ ghi hay sö dông studio bëi v× kÝch cì cña mét khung chØ lµ 9 ms. §Æc ®iÓm cña líp II MPEG II audio ®· c¶i thiÖn ph­¬ng thøc ho¹t ®éng cña møc I cho phÐp nÐn tèt h¬n, môc ®Ých ®¹t ®­îc tèc ®é tíi 129 Kbit/s. C¸c ®Æc tÝnh quan träng lµ: §¹t ®­îc tèc ®é dßng sè liÖu tõ 32 ®Õn 394 Kbit/s (tæng céng). TÝn hiÖu vµo chia thµnh c¸c khung bao chøa 1152 mÉu trªn mét kªnh. Chu kú khung lµ 24 ms cho kªnh 49 KHz (394´3´20,93ms = 24 ms). 32 b¨ng con cã ®é réng b»ng nhau t¹o ra tõ c¸c khèi block gåm 36 mÉu (32´36 = 1152 mÉu). HÖ sè tû lÖ 6 bit trªn mét b¨ng (d¶i ®éng ©m thanh lµ 120 dB), hÖ sè tû lÖ kh¸c nhau cho mçi b¨ng. Ph©n phèi bit theo ph­¬ng thøc thÝch øng tr­íc. Mçi mÉu b¨ng con ®­îc l­îng tö ho¸ mét c¸ch chÝnh x¸c b»ng c¸ch tÝnh to¸n ph©n bè c¸c bit. Sö dông cho c¸c kªnh ®¬n (mono) hay ®a kªnh stereo. Tiªu chuÈn nÐn Audio MPEG cã nhiÒu øng dông réng r·i trong chuyÓn ®æi ROM, DVB, DBS, Multimedia… §Æc ®iÓm møc III Møc III lµ líp cho tèc ®é dßng bit thÊp, môc ®Ých ®¹t tèc ®é tíi 64 Kbit/s. Chóng cã c¸c ®Æc tÝnh quan träng lµ: §¹t ®­îc tèc ®é dßng sè liÖu tõ 32 ®Õn 320 Kbit/s. TÝn hiÖu vµo chia thµnh c¸c khung chøa 1152 mÉu trªn mét kªnh. Chu kú khung lµ 24 ms cho kªnh 49 KHz (394´3´20,93ms = 24 ms). 32 b¨ng con cã ®é réng b»ng nhau ®­îc chia thµnh 19 MDCT (32´36 = 1152 mÉu). HÖ sè tû lÖ 6 bit trªn mét b¨ng (d¶i ®éng ©m thanh lµ 120 dB), hÖ sè tû lÖ kh¸c nhau cho mçi b¨ng sö dông lµm gi¶m c¸c møc l­îng tö vµ t¹p ©m l­îng tö. Ph©n phèi bit theo ph­¬ng thøc thÝch øng tr­íc. Sö dông m· VLC (Hufman) c¸c gi¸ trÞ l­îng tö. Sö dông cho c¸c kªnh ®¬n (mono) hay ®a kªnh stereo. Sö dông trong c¸c øng dông cÇn tèc ®é bit thÊp nh­ m¹ng ISDN, viÔn th«ng, ®­êng truyÒn vÖ tinh vµ ©m thanh chÊt l­îng cao qua m¹ng Internet. 3.5.2. ChuÈn nÐn MPEG-2 Tiªu chuÈn MPEG-2 (®­îc thµnh lËp n¨m 1994) lµ sù më réng cña tiªu chuÈn MPEG-1 ®· ®­îc thùc hiÖn nh»m ®¸p øng c¸c nhu cÇu cña c¸c øng dông míi nh­: Tiªu chuÈn MPEG -2 lµ ®a n¨ng, cho phÐp ®¹t chÊt l­îng cao, tèc ®é truyÒn sè liÖu nhanh vµ thiÕt bÞ phøc t¹p. ChÊt l­îng audio cã thÓ thay ®æi trong mét ph¹m vi réng tuú thuéc vµo tèc ®é dßng bit tõ thÊp ®Õn cao, tèc ®é sè liÖu tõ 32 ®Õn 1066 Kbit/s. Trong tiªu chuÈn MPEG-2 cã thªm c¸c tÇn sè lÊy mÉu míi (16; 22,05; 24 KHz). Nã ®­îc phÐp truyÒn b¨ng tÇn trong kho¶ng 7,5-11 KHz vµ cho chÊt l­îng cao khi tèc ®é dßng sè liÖu < 64 Kbit/s cho 1 kªnh. Kh¶ n¨ng øng dông ®a kªnh (tèc ®é bit trong ®a kªnh cã thÓ më réng tõ trªn 1 Mbit/s ®Õn tèc ®é cho chÊt l­îng cao). Nh÷ng sè liÖu nµy ®­îc göi trong kho¶ng trèng dµnh cho sè liÖu phô cña cÊu tróc khung sè liÖu audio MPEG-1. Tiªu chuÈn MPEG-2 ph¸t triÓn sau vµ t­¬ng thÝch víi tiªu chuÈn MPEG-1. Nh­ng bé gi¶i m· MPEG-1 chØ cã thÓ gi¶i m· ®­îc kªnh tr¸i vµ ph¶i cña dßng sè liÖu audio MPEG-2. TÊt cña c¸c líp MPEG-1, MPEG-2 ®Òu gièng nhau. 3.5.3. ¦u diÓm cña 2 tiªu chuÈn MPEG Dßng bit MPEG-1 cã thÓ më réng thµnh MPEG-2 mét c¸ch dÔ dµng. Tõ dßng bit MPEG, mçi bé gi¶i m· MPEG-1 cã thÓ t¸ch c¸c tÝn hiÖu Mono hoÆc c¸c tÝn hiÖu Stereo vµ c¸c tÝn hiÖu MPEG-2 cßn l¹i. Trong hÖ thèng MPEG cã thÓ truyÒn ®ång thêi (ngoµi c¸c tÝn hiÖu Audio) nhiÒu th«ng tin phô, vÝ dô th«ng tin vÒ RDS (Radio Date System = HÖ thèng lÞch cña ®µi), lêi c¸c bµi h¸t, th«ng tin vÒ c¸c lo¹i ch­¬ng tr×nh, th«ng tin fax hoÆc modem. Dßng sè liÖu phô cã thÓ thay ®æi trong qu¸ tr×nh ph¸t sãng. Nã cã thÓ liªn kÕt hai chiÒu gi÷a phÝa ph¸t vµ phÝa thu (t­¬ng t¸c). HÖ thèng t­¬ng t¸c cho phÐp thu ch­¬ng tr×nh riªng mµ m×nh yªu cÇu. MPEG-1 ®­îc dïng réng r·i víi kü thuËt chuyªn dông, vÝ dô truyÒn vµ ph©n phèi sè, Audio, chuyÓn ®æi- I, Multimedia, dùng kinh tÕ sè. Tiªu chuÈn MPEG ®­îc sö dông réng r·i trong nh÷ng n¨m tíi cho phÐp sö dông ph¸t thanh sè trªn mÆt ®Êt vµ qua vÖ tinh DAB (Digital Audio Broadcasting) vµ DVB cho truyÒn h×nh vÖ tinh, truyÒn h×nh c¸p vµ ph¸t sãng trªn mÆt ®Êt kü thuËt sè. 3.6. Tiªu chuÈn AC-3 trong hÖ thèng DTV 3.6.1. NÐn audio b»ng tiªu chuÈn AC-3 Trong hÖ thèng ATSC DTV sö dông bé nÐn audio sè AC-3 cã thÓ m· ho¸ tõ c¸c kªnh 1 ®Õn 5,1 cña nguån tÝn hiÖu audio t¹i ®Çu ra bé m· ho¸ PCM t¹o thµnh dßng bit nèi tiÕp, víi tèc ®é sè liÖu thay ®æi trong ph¹m vi 32 ®Õn 640 Kbit/s. Ta xÐt mét m« h×nh ®iÓn h×nh sö dông bé nÐn Audio theo chuÈn AC-3. Bé m· ho¸ AC-3 ThiÕt bÞ truyÒn dÉn TÝn hiÖu audio vµo Tr¸i Gi÷a Ph¶i Surround tr¸i Surround ph¶i HiÖu øng tÇn thÊp Bé m· ho¸ AC-3 Dßng bit m· ho¸ 384 Kbit/s TÝn hiÖu ®iÒu chÕ TruyÒn dÉn H×nh 3.12: øng dông cña tiªu chuÈn nÐn audio AC-3 trong hÖ thèng ph¸t sãng audio vÖ tinh. Bé m· ho¸ AC-3 ThiÕt bÞ thu TÝn hiÖu audio ra Tr¸i Gi÷a Ph¶i Surround tr¸i Surround ph¶i HiÖu øng tÇn thÊp Bé m· ho¸ AC-3 Dßng bit m· ho¸ 384 Kbit/s Thu tÝn hiÖu TÝn hiÖu ®iÒu chÕ H×nh 3.13: øng dông cña tiªu chuÈn nÐn audio AC-3 trong hÖ thèng ph¸t sãng audio vÖ tinh. Trong s¬ ®å trªn, mét ch­¬ng tr×nh audio sè kªnh 5,1 ®­îc t¹o thµnh tõ bé m· ho¸ PCM ®iÓn h×nh víi tèc ®é dßng bit trªn 5 Mbit/s (6 kªnh audio ´ 49 KHz ´ 19 bits = 5,194 Mbit/s). Sau khi qua bé m· ho¸ AC-3 thµnh dßng sè liÖu cã tèc ®é 394 Kbit/s. C¸c thiÕt bÞ truyÒn dÉn ®iÒu chÕ dßng bit nµy thµnh d¹ng sãng t¹i tÇn sè v« tuyÕn (RF), sau ®ã ®­îc ®­a ®Õn bé ph¸t ®¸p ph¸t sãng lªn vÖ tinh. Tæng c«ng suÊt vµ d¶i th«ng trong ®­êng truyÒn theo ®ã ®­îc gi¶m ®i theo hÖ sè nÐn 13 trong hÖ thèng nÐn AC-3. T¹i bªn thu, tÝn hiÖu ®­îc gi¶i ®iÒu chÕ ®Ó thu l¹i ®­îc dßng bit 394 Kbit/s, sau ®ã qua bé gi¶i m· AC-3. KÕt qña, ta thu ®­îc ch­¬ng tr×nh audio kªnh 5,1 gèc ®· ph¸t ®i bªn ph¸t. Bé nÐn audio sè ®­îc sö dông cho c¸c môc ®Ých thùc tÕ, n¬i c¸c môc ®Ých ®¹t ®­îc tõ viÖc gi¶m tæng thiÓu c¸c th«ng tin yªu cÇu ®Ó biÓu diÔn tÝn hiÖu audio. Cã 3 øng dông ®iÓn h×nh nh­ sau: Ph¸t sãng qu¶ng b¸ mÆt ®Êt tÝn hiÖu audio. Ph©n phèi tÝn hiÖu audio qua c¸p kim lo¹i hoÆc c¸p sîi quang. L­u tr÷ tÝn hiÖu audio b»ng tõ tÝnh, quang, chÊt b¸n dÉn hay b»ng c¸c ph­¬ng tiÖn l­u tr÷ kh¸c. 3.6.2. M· ho¸ ThuËt to¸n cña AC-3 cho phÐp ®¹t ®­îc ®é lîi m· cao (b»ng tû sè gi÷a tèc ®é bit t¹i ®Çu vµo trªn tèc ®é bit t¹i ®Çu ra cña bé m· ho¸) b»ng viÖc l­îng tö ho¸ th« tÝn hiÖu audio biÓu diÔn trong miÒn tÇn sè. S¬ ®å khèi cña qu¸ tr×nh nµy ®­îc chØ ra trªn h×nh 5.51. B­íc ®Çu tiªn trong chuçi m· ho¸ lµ chuyÓn ®æi tÝn hiÖu audio biÓu diÔn tõ chuçi c¸c mÉu PCM theo thêi gian thµnh chuçi c¸c khèi gåm nh÷ng hÖ sè tÇn sè. B­íc nµy ®­îc khèi läc b¨ng ph©n tÝch. C¸c khèi t­¬ng øng cña 512 mÉu trong miÒn thêi gian gèi lªn nhau ®­îc ghÐp l¹i bëi mét cöa sæ thêi gian vµ ®­îc biÕn ®æi sang miÒn tÇn sè. ChÝnh bëi c¸c khèi gèi lªn nhau mµ mçi mÉu PCM ®Çu vµo ®­îc biÓu diÔn trong hai khèi biÕn ®æi liªn tiÕp. Bé läc b¨ng ph©n tÝch Bé m· ho¸ h×nh bao phæ Bit chØ ®Þnh L­îng tö ho¸ phÇn ®Þnh trÞ §Þnh d¹ng khung AC-3 C¸c mÉu PCM P Çn ®Þnh trÞ Th« Gi¶i m· Gi¶i m· Bé läc b¨ng tæng hîp Sè mò H×nh bao phæ ®· m· ho¸ PhÇn ®Þnh trÞ ®· l­îng tö H×nh 3.14: Tæng qu¸t bé m· ho¸ tÝn hiÖu audio theo chuÈn AC-3 Khi tÝn hiÖu audio vµo ®· ®­îc biÓu diÔn trong miÒn tÇn sè, chóng cã thÓ bÞ tiªu hao ®i mét nöa, v× thÕ mçi khèi tæng céng cßn l¹i 256 hÖ sè tÇn sè. TËp hîp c¸c sè mò ®­îc m· ho¸ vµ biÓu diÔn thµnh d¹ng phæ tÝn hiÖu d­íi d¹ng th«, chóng lµ h×nh bao phæ tÝn hiÖu. H×nh bao phæ tÝn hiÖu ®­îc sö dông lµm phÇn chÝnh cña c¸c bit chØ ®Þnh th«ng th­êng, chóng x¸c ®Þnh c¸c bit nµo cã thÓ sö dông ®Ó m· ho¸ mçi phÇn ®Þnh trÞ riªng lÎ. H×nh bao phæ vµ c¸c gi¸ trÞ l­îng tö th« phÇn ®Þnh trÞ cña 6 khèi audio (1536 mÉu audio) ®­îc ®Þnh d¹ng thµnh mét khung AC-3. Dßng bit AC-3 lµ mét chuçi c¸c khung AC-3 liªn tôc. Mét hÖ thèng AC-3 thùc tÕ rÊt phøc t¹p, chóng bao gåm c¸c chøc n¨ng: Mçi khung ®­îc g¾n mét tiªu ®Ò, bao gåm c¸c th«ng tin (tèc ®é bit, tèc ®é mÉu, sè kªnh m· ho¸ audio vµ c¸c sè liÖu kh¸c) ®ßi hái ®ång bé m· ho¸ vµ gi¶i m· dßng bit. C¸c m· ph¸t hiÖn lçi ®­îc chÌn vµo cho phÐp bé gi¶i m· kiÓm tra l¹i c¸c khung sè liÖu bªn thu c¸c lçi tù do. Kh¶ n¨ng ph©n tÝch phæ cña bé läc b¨ng ph©n tÝch cã thÓ thay ®æi rÊt linh ®éng nh»m n©ng cao ®Æc tÝnh cña qu¸ tr×nh biÕn ®æi tõ miÒn thêi gian sang miÒn tÇn sè cña mç khèi audio. H×nh bao phæ tÝn hiÖu cã thÓ ®­îc m· ho¸ víi ®é ph©n tÝch thêi gian/tÇn sè lµ mét biÕn sè. Cã thÓ thùc hiÖn ®­îc c¸c bit chØ sè phøc t¹p h¬n, vµ c¸c th«ng sè cña träng t©m cña c¸c bit chØ ®Þnh th«ng th­êng cã thÓ ®­îc söa ®æi nh»m ®­a ra mét bit chØ ®Þnh tèi ­u h¬n. C¸c kªnh cã thÓ ghÐp l¹i t¹i nh÷ng tÇn sè cao nh»m ®¹t ®­îc ®é lîi m· cao h¬n, cã hiÖu qu¶ cña ®èi víi c¸c dßng bit tèc ®é thÊp. 3.6.3. Gi¶i m· Qu¸ tr×nh gi¶i m· lµ qu¸ tr×nh nghÞch ®¶o cña qu¸ tr×nh m· ho¸. Mét bé gi¶i m· c¬ b¶n cã d¹ng s¬ ®å nh­ h×nh vÏ. Bé gi¶i m· ph¶i thùc hiÖn ®­îc c¸c chøc n¨ng nh­ ®ång bé dßng bit m· ho¸, kiÓm tra lçi, vµ kh«i phôc l¹i c¸c cÊu tróc kh¸c nhau cña sè liÖu (nghÜa lµ sù m· ho¸ h×nh bao phæ vµ gi¸ trÞ l­îng tö phÇn ®Þnh trÞ). Bit chØ ®Þnh lóc nµy lµm viÖc, nã cho phÐp më vµ gi¶i l­îng tö c¸c gi¸ trÞ ®Þnh trÞ. H×nh bao phæ ®­îc gi¶i m· ®­a ra d­íi d¹ng mò. C¸c sè mò vµ phÇn ®Þnh trÞ ®­îc biÕn ®æi trë l¹i miÒn thêi gian, råi ®­a ra mét bé gi¶i m· c¸c mÉu theo thêi gian PCM. Tæng toµn bé c¸c b­íc trong qu¸ tr×nh gi¶i m· bao gåm c¸c b­íc chÝnh sau: Ph¸t hiÖn phÇn sè liÖu lçi do bÞ th©m nhËp nh­ c¸c lçi che hay tÝn hiÖu c©m. C¸c kªnh ®· kÕt hîp néi t¹i c¸c vïng tÇn sè cao ph¶i ®­îc t¸ch ra. §é ph©n tÝch cña bé läc b¨ng tæng hîp ph¶i ®­îc thay ®æi cïng mét kiÓu nh­ bé läc b¨ng ph©n tÝch ®· thay ®æi trong thêi gian m· ho¸. Bé läc b¨ng tæng hîp Gi¶i m· h×nh bao phæ Bit chØ ®Þnh Gi¶i l­îng tö ho¸ phÇn ®Þnh trÞ §ång bé khung, ph¸t hiÖn lçi vµ gi¶i ®Þnh d¹ng khung AC-3 H×nh bao phæ ®· m· ho¸ PhÇn ®Þnh trÞ Th«ng tin vÒ bit chØ ®Þnh Sè mò Dßng bit m· ho¸ AC-3 PhÇn ®Þnh trÞ ®· l­îng tö C¸c mÉu PCM H×nh 3.15: Tæng qu¸t bé gi¶i m· tÝn hiÖu audio theo chuÈn AC-3 Ch­¬ng 4 C¸c ph­¬ng thøc truyÒn dÉn tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè Më ®Çu Yªu cÇu cña truyÒn h×nh sè lµ truyÒn c¸c d÷ liÖu sè, lµ c¸c xung ®iÖn mµ khi cã xung sÏ ®­îc g¸n b»ng “1” cßn kh«ng cã xung sÏ ®­îc g¸n b»ng “0”. §Ó truyÒn tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè cã thÓ sö dông 3 ph­¬ng thøc truyÒn c¬ b¶n lµ: TruyÒn qua c¸p quang. TruyÒn qua vÖ tinh. TruyÒn qua mÆt ®Êt (viba sè). §Ó thùc hiÖn c¸c ph­¬ng thøc truyÒn trªn, hiÖn nay trªn thÕ giíi ®· xuÊt hiÖn c¸c tiªu chuÈn ph¸t h×nh qu¶ng b¸ nh­ DVB cña ch©u ¢u, ATSC cña Mü vµ ®· ph¸t thö nghiÖm trong thùc tÕ thµnh c«ng. 4.1.TruyÒn h×nh c¸p 4.1.1. Giíi thiÖu vÒ hÖ thèng truyÒn h×nh c¸p HÖ thèng truyÒn h×nh c¸p – CATV- xuÊt hiÖn vµo nh÷ng n¨m cuèi cña thËp niªn 40, lµ hÖ thèng truyÒn dÉn tÝn hiÖu truyÒn h×nh qua ®­êng c¸p ®Õn c¸c m¸y thu v« tuyÕn. TruyÒn h×nh c¸p sö dông c¸c kªnh truyÒn n»m trong ph¹m vi d¶i th«ng ë cËn d­íi ë b¨ng UHF. C¸c kªnh truyÒn h×nh c¸p ®­îc chia ra lµm c¸c b¨ng VHF thÊp, VHF gi÷a, VHF cao vµ siªu b¨ng (superband). ¦u ®iÓm: Cã thÓ sö dông c¸c kªnh kÒ nhau ®Ó truyÒn dÉn tÝn hiÖu trong tÊt cña c¸c ph¹m vi mµ kh«ng xuÊt hiÖn hiÖn t­îng nhiÔu ®ång kªnh. Tuy nhiªn, c¸c tÝn hiÖu ph¶i ®­îc ®iÒu khiÓn ë ®é tuyÕn tÝnh cao nh»m tr¸nh hiÖn t­îng ®iÒu biÕn t­¬ng hç. a. C¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng truyÒn h×nh c¸p S¬ ®å tæng qu¸t cña hÖ thèng truyÒn h×nh c¸p. §Çu thu MÆt ®Êt Viba VÖ tinh Trung chuyÓn Gia ®×nh H×nh 4.1: HÖ thèng truyÒn h×nh c¸p Cung cÊp C¸c tÝn hiÖu tõ vÖ tinh, viba qua ph¸t sãng mÆt ®Êt ®­îc thu nhËn bëi ®Çu thu tÝn hiÖu, t¹i ®©y còng tr¶i qua qu¸ tr×nh xö lý tÝn hiÖu. HÖ thèng ph©n phèi c¸p bao gåm: Bé phËn trung chuyÓn, c¸c ®­êng cung cÊp chÝnh vµ c¸c ®­êng cung cÊp tÝn hiÖu cuèi cïng ph©n phèi ch­¬ng tr×nh ®Õn tõng m¸y thu. Ngoµi ra cßn cã thÓ cã ®­êng siªu trôc sö dông ®Ó kÕt nèi víi c¸c phÇn cã kho¶ng c¸ch xa cña hÖ thèng. C¸c ®­êng trung chuyÓn, ®­êng cung cÊp tÝn hiÖu cã thÓ sö dông c¸p ®ång trôc, c¸p quang, riªng ®­êng truyÒn siªu trôc cã thÓ sö dông ®­êng truyÒn viba. 1. C¸p ®ång trôc C¸p ®ång trôc ®­îc sö dông réng r·i cho viÖc ph©n phèi c¸c ch­¬ng tr×nh truyÒn h×nh CATV. S¬ ®å cÊu tróc cña mét lo¹i c¸p ®ång trôc dïng cho CATV cã d¹ng nh­ sau: Líp vá nhùa Vá bäc nh«m Líp bät nhùa D©y dÉn trong (®ång bäc nh«m) H×nh 4.2: CÊu t¹o cña c¸p ®ång trôc Vá d©y dÉn trong th­êng lµ ®ång, ®iÖn trë nhá truyÒn dÉn ®­îc dßng ®iÖn víi c­êng ®é cao. Nh«m ®­îc sö dông cho phÇn vá ngoµi vµ vµ lâi cña d©y dÉn trong do cã ­u ®iÓm vÒ khèi l­îng nhÑ. Gi÷a hai líp lµ nhùa, ngoµi cïng lµ mét líp vá bäc chèng c¸c t¸c ®éng c¬ häc. 2. C¸c bé khuÕch ®¹i vµ æn ®Þnh Bé khuÕch ®¹i ®­êng truyÒn cã chøc n¨ng bï l¹i sù suy gi¶m tÝn hiÖu. Mçi bé khuÕch ®¹i cã chøa mét bé æn ®Þnh ®Ó bï l¹i sù suy gi¶m tÝn hiÖu ë c¸c tÇn sè kh¸c nhau.Trong truyÒn h×nh c¸p th­êng sö dông bé khuÕch ®¹i cÇu cã trë kh¸ng ®Çu vµo rÊt lín, tÝn hiÖu tõ ®­êng trung chuyÓn cã thÓ lÊy ra mµ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng cña toµn bé kªnh truyÒn. Yªu cÇu cña bé khuÕch ®¹i trung chuyÓn lµ: Lµm viÖc ®­îc trªn mét d¶i tÇn sè réng, hÖ sè khuÕch ®¹i ph¶i ®¹t ®­îc gi¸ trÞ thÝch hîp t¹i c¸c miÒn tÇn sè cao. Bé æn ®Þnh cã thÓ bï l¹i sù suy gi¶m tÝn hiÖu theo tÇn sè mét c¸ch tho¶ ®¸ng. Bé khuÕch ®¹i cã ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh cao, tr¸nh ®­îc xuyªn ©m. Tù ®éng ®iÒu chØnh hÖ sè khuÕch ®¹i vµ ®Æc tuyÕn tÇn sè ®Ó bï l¹i sù thay ®æi do nhiÖt ®é. Tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu cña mét bé khuÕch ®¹i riªng ph¶i ®ñ cao ®Ó chèng ®­îc møc nhiÔu tÇng cña c¸c bé khuÕch ®¹i. 3. M¹ch trung chuyÓn M¹ch trung chuyÓn lµ kh©u trung gian ®­a tÝn hiÖu tõ m¸y thu tíi c¸c ®­êng cung cÊp. 4. §Çu thu tÝn hiÖu §Çu thu cã chøc n¨ng: Chän tÝn hiÖu tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau, xö lý chóng ®Ó truyÒn ®i. §iÒu chÕ c¸c sãng mang cã c¸c kªnh dÞch chuyÓn tÇn sè. Vµ phèi hîp c¸c kªnh truyÒn trªn hÖ thèng. §Çu thu sö dông anten Yagi hoÆc anten loga chu kú, thùc hiÖn nhiÖm vô cña mét bé khuÕch ®¹i vµ xö lý tÝn hiÖu. TÝn hiÖu sau bé tiÒn khuÕch ®¹i ®­îc biÕn ®æi trung tÇn vµ ®­a ®i xö lý ë c¸c tÇng tiÕp theo. 4.1.2. HÖ thèng c¸p quang M«i tr­êng truyÒn cña c¸p quang lµ bøc x¹ hång ngo¹i víi c¸c thµnh phÇn ®iÖn tõ cã tÇn sè cùc cao, chóng cã ®é réng d¶i th«ng rÊt lín cã thÓ truyÒn ®i tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè mét c¸ch hiÖu qu¶. S¬ ®å khèi cña mét hÖ thèng c¸p quang cã d¹ng nh­ sau: Nguån quang Bé lÆp §iÒu chÕ Gi¶i ®iÒu chÕ §­êng c¸p quang Video Video H×nh 4.3: HÖ thèng c¸p quang Nguån quang: LASER hay ®Ìn LED. Bé c¶m quang: BiÕn ®æi tÝn hiÖu quang thµnh tÝn hiÖu ®iÖn. Bé ®iÒu chÕ tÝn hiÖu: Dïng ®Ó ®iÒu chÕ tÝn hiÖu t¹i c¸c bé lÆp. a. Sîi quang. 1- CÊu tróc sîi quang. S¬ ®å cÊu tróc cã d¹ng nh­ sau: Lâi D©y thÐp èng ®ång Ф = 21mm Vá nhùa Sîi c¸p quang Vá nhùa D©y thÐp ChÊt xèp, mÒm Ф = 2,6 mm H×nh 4.4: Sîi quang C¬ së ho¹t ®éng: Dùa trªn ®Þnh luËt ph¶n x¹ toµn phÇn cña ¸nh s¸ng khi truyÒn tõ m«i tr­êng trong suèt cã chiÕt suÊt lín vµo m«i tr­êng cã chiÕt suÊt nhá h¬n. Ph©n lo¹i c¸p quang: Sîi quang ®¬n mode: §­êng kÝnh 7- 10 μm. Sîi quang ®a mode: §­êng kÝnh 50- 95 μm. C¸p quang gåm bã nhiÒu sîi quang ®­îc bäc b»ng vá kim lo¹i hay nhùa ®Ó chèng l¹i t¸c ®éng c¬ häc. 2- Suy gi¶m trong sîi quang N¨ng l­îng bÞ tiªu hao trong qu¸ tr×nh truyÒn sãng do nhiÒu nguyªn nh©n: Do qu¸ tr×nh hÊp thô n¨ng l­îng cña vËt liÖu vµ c¸c t¹p chÊt cã trong vËt liÖu. Do sù kh«ng ®ång nhÊt vÒ vËt liÖu trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o. Do vËy, cÇn cã sù bï l¹i phÇn n¨ng l­îng bÞ tiªu hao trong qu¸ tr×nh truyÒn sãng. 3- T¸n x¹ Sù kh¸c nhau vÒ thêi gian tíi cña c¸c tia s¸ng hay sù kh¸c nhau gi÷a c¸c thµnh phÇn tÇn sè g©y ra hiÖn t­îng t¸n x¹. T¸n x¹ trong sîi quang lµ nguyªn nh©n g©y ra sù thay ®æi ®é réng xung ë ®Çu ra so víi ®Çu vµo. T¸n x¹ lµm gi¶m ®é réng b¨ng truyÒn hay cù ly ®­êng truyÒn. b. Nguån quang vµ thiÕt bÞ c¶m quang Cã thÓ sö dông ®iot LASER hay ®Ìn LED lµm nguån tÝn hiÖu. NÕu dung l­îng truyÒn lín ta dïng LASER, cßn dung l­îng truyÒn nhá ta dïng ®Ìn LED. T¹i ®Çu thu, mét thiÕt bÞ c¶m biÕn quang sÏ biÕn ®æi tÝn hiÖu quang thµnh tÝn hiÖu ®iÖn, sau ®ã khuÕch ®¹i vµ biÕn ®æi tÝn hiÖu. §é nh¹y cña ®Çu thu ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: (4.1) trong ®ã: B - ®é réng d¶i th«ng. h: H»ng sè Plan, h = 6,625 . 10-34 J.s c – vËn tèc ¸nh s¸ng. Pr – c«ng suÊt thu ®­îc nhá nhÊt. np – sè photon thu nhËn trong mét xung. TÝn hiÖu sè phï hîp víi ®­êng truyÒn dÉn quang do chÊt l­îng tÝn hiÖu kh«ng phô thuéc vµo ®­êng truyÒn. Th«ng th­êng, ta sö dông ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ xung m· PCM ®Ó ®iÒu chÕ nguån tÝn hiÖu. KÕt luËn: C¸p quang cã nhiÒu ­u ®iÓm næi bËt trong viÖc truyÒn dÉn tÝn hiÖu sè nh­: B¨ng tÇn réng, cho phÐp truyÒn c¸c tÝn hiÖu sè cã tèc ®é bit cao; §é suy gi¶m thÊp trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi, ®é suy gi¶m gi÷a c¸c sîi quang dÉn cao; Thêi gian trÔ qua c¸p quang thÊp. §Ó truyÒn tÝn hiÖu video sè b»ng c¸p quang, ta cÇn sö dông m· kªnh truyÒn, m· kªnh truyÒn sÏ kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm cña m· s¬ cÊp lµ: H¹n chÕ thµnh phÇn mét chiÒu vµ thµnh phÇn tÇn sè thÊp ®Ó cã thÓ ®Êu nèi tÝn hiÖu tõ m¹ch nµy sang m¹ch kh¸c b»ng biÕn ¸p hoÆc qua tô. ThuËn tiÖn cho viÖc t¸i t¹o l¹i xung nhÞp ë ®Çu thu. Ph¸t hiÖn sai nhÇm. 4.2. TruyÒn h×nh sè mÆt ®Êt. TruyÒn h×nh mÆt ®Êt th­êng cã c¸c nh­îc ®iÓm lµ: Kªnh bÞ gi¶m chÊt l­îng do hiÖn t­îng ph¶n x¹ nhiÒu ®­êng do mÆt ®Êt vµ c¸c toµ nhµ (pha ®inh ®a tia). Gi¸ trÞ t¹p do con ng­êi t¹o ra lµ cao. Do ph©n bè tÇn sè kh¸ dÇy trong phæ tÇn ®èi víi truyÒn h×nh, giao thoa gi÷a truyÒn h×nh t­¬ng tù vµ truyÒn h×nh sè. Sù ra ®êi c¸c chuÈn truyÒn h×nh sè mÆt ®Êt nh­ DVB- T (Digital- Video Broadcasting- Terrestrial) cña ch©u ¢u vµ ATSC cña Mü (Advanced Television Commitee) ®· kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm trªn cña truyÒn h×nh sè mÆt ®Êt so víi truyÒn h×nh c¸p vµ vÖ tinh. H¬n n÷a, sö dông truyÒn h×nh sè mÆt ®Êt cã hiÖu qu¶ sö dông tÇn phæ cao h¬n vµ chÊt l­îng tèt h¬n so víi ph¸t sãng t­¬ng tù hiÖn t¹i: Trªn d¶i tÇn truyÒn h×nh cã thÓ ph¸t ®­îc mét ch­¬ng tr×nh truyÒn h×nh cã ®é ph©n tÝch cao. ChÊt l­îng æn ®Þnh, kh¾c phôc ®­îc c¸c hiÖn t­îng: H×nh ¶nh cã bãng, can nhiÔu, t¹p nhiÔu, t¹p ©m… M¸y thu h×nh cã thÓ l¾p ®Æt dÔ dµng ë c¸c vÞ trÝ trong nhµ, x¸ch tay hoÆc l­u ®éng ngoµi trêi. Cã dung l­îng lín chøa ©m thanh (©m thanh nhiÒu ®­êng, lËp thÓ, b×nh luËn…). ChuyÓn ®æi linh ho¹t ch­¬ng tr×nh. CÊu tróc hÖ thèng ph¸t sãng truyÒn h×nh sè mÆt ®Êt: Studio sè M· ho¸ nguån M· ho¸ truyÒn dÉn (kªnh) §a hîp/ söa lçi §iÒu chÕ Ph¸t sãng ГX Gi¶i ®iÒu chÕ Gi¶i m· truyÒn dÉn (kªnh) Gi¶i ®a hîp/ söa lçi Gi¶i m· nguån D/A TV RX Thu H×nh 4.5: CÊu tróc hÖ thèng truyÒn h×nh sè mÆt ®Êt. C¸c thµnh phÇn chÝnh cña hÖ thèng gåm: Bé biÕn ®æi tÝn liÖu video vµ audio thµnh c¸c d÷ liÖu sè. M· ho¸ nguån d÷ liÖu sè. Gãi vµ ®a hîp video, audio vµ c¸c d÷ liÖu phô vµo mét dßng d÷ liÖu, ë ®©y lµ dßng truyÒn t¶i MPEG-2. §iÒu chÕ tÝn hiÖu ph¸t sãng b»ng dßng d÷ liÖu: Qu¸ tr×nh nµy bao gåm cña m· ho¸ truyÒn dÉn, m· ho¸ kªnh vµ c¸c kü thuËt h¹ thÊp x¸c suÊt lçi, chèng l¹i suy gi¶m do pha ®inh, t¹p nhiÔu. Thu: Më gãi, gi¶i m·, hiÓn thÞ h×nh vµ ®­a tiÕng ra m¸y thu. 4.3. TruyÒn h×nh vÖ tinh 4.3.1. Giíi thiÖu HÖ thèng truyÒn h×nh vÖ tinh ra ®êi tõ nh÷ng n¨m 70 cña thÕ kû 20, chóng cã nhiÒu ­u ®iÓm: TruyÒn tÝn hiÖu víi kho¶ng c¸ch xa. §­êng truyÒn kh«ng bÞ ¶nh ¶nh h­ëng bëi ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa vËt, nói cao rõng rËm còng nh­ ë c¸c ®Þa cùc. ViÖc thiÕt lËp lËp mét ®­êng truyÒn vÖ tinh ®­îc thùc hiÖn trong thêi gian ng¾n, ®¶m b¶o thu thËp tin tøc kÞp thêi. ThÝch hîp víi hÖ thèng ®a ®iÓm, cã kh¶ n¨ng ph©n phèi ch­¬ng tr×nh víi c¸c hÖ thèng liªn kÕt kh¸c. VÖ tinh 35.800km VÕt Ph¸t lªn Ph¸t xuèng Tr¹m ph¸t lªn Tr¹m nèi xuèng H×nh 4.6: HÖ thèng vÖ tinh 4.3.2. HÖ thèng vÖ tinh Th«ng th­êng, vÖ tinh chuyÓn ®éng theo ®­êng Elip quanh tr¸i ®Êt, quü ®¹o c¬ b¶n cã d¹ng sau: Träng lùc Tr¸i ®Êt 35.8000km 12.400km Lùc li t©m Quü ®¹o H×nh 4.7: Quü ®¹o vÖ tinh VÖ tinh ®Þa tÜnh: Cã quü ®¹o n»m trªn mÆt ph¼ng xÝch ®¹o, c¸ch tr¸i ®Êt 35.800 km, vÞ trÝ cña nã so víi c¸c ®iÓm trªn tr¸i ®Êt lµ kh«ng ®æi. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vÖ tinh lµ kh«ng lín l¾m nh­ng vÉn ®¶m b¶o tr¸nh g©y nhiÔu gi÷a c¸c vÖ tinh víi nhau. VÖ tinh h×nh Elip cã t¸c dông t¨ng vïng phñ sãng ë c¸c b¸n cÇu, phôc vô cho c¸c vïng ë hai b¸n cÇu vµ c¸c vïng ®Þa cùc cña tr¸i ®Êt. 4.3.3. B¨ng tÇn vÖ tinh C¸c vÖ tinh viÔn th«ng sö dông sö dông c¸c d¶i tÇn sè L, S, C, X, Ku, Ka, K vµ d¶i tÇn cã b­íc sãng milimet. TruyÒn h×nh trùc tiÕp tõ vÖ tinh sö dông b¨ng tÇn trong d¶i tÇn K. B¨ng tÇn C cã tÇn sè thÊp nªn nªn suy hao do m­a vµ trong kh«ng khÝ nhá h¬n. Vïng phñ sãng cña b¨ng tÇn C cã thÓ ®¹t 1/3 diÖn tÝch bÒ mÆt tr¸i ®Êt, ®é réng b¨ng tÇn C tõ 500 ®Õn 900 MHz nªn cïng mét lóc cã thÓ ph¸t 20 ch­¬ng tr×nh kh¸c nhau phôc vô cho yªu cÇu cña c¸c vïng kh¸c nhau trong khu vùc phñ sãng. B¨ng tÇn K cã vïng phñ sãng hÑp h¬n, do tÇn sè cao nªn suy hao lín h¬n nhiÒu so víi b¨ng tÇn C. TÝn hiÖu ë b¨ng tÇn K suy gi¶m m¹nh do m­a. Tuy nhiªn, ­u ®iÓm cña b¨ng tÇn K lµ vÉn cã thÓ ph¸t ®­îc nhiÒu ch­¬ng tr×nh, anten vÖ tinh lµm viÖc ë b¨ng tÇn K cã b¸n kÝnh nhá (0,4– 0,6m) nªn thiÕt bÞ thu ph¸t nhá gän. ThiÕt bÞ thu vÖ tinh b¨ng K ®¬n gi¶n vµ dÔ thao t¸c h¬n so víi b¨ng C. 4.3.4. HÖ thèng vÖ tinh a. Tr¹m mÆt ®Êt Tr¹m mÆt ®Êt cã nhiÖm vô nèi tÝn hiÖu xuèng vµ vµ ph¸t tÝn hiÖu lªn vÖ tinh. S¬ ®å chøc n¨ng cã d¹ng nh­ sau: Trén Phèi hîp K§ c«ng suÊt cao Video Audio Anten DÉn sãng Xö lý tÝn hiÖu T¹o sãng mang §iÒu chÕ ChuyÓn ®æi t¨ng tÇn H×nh 4.8: S¬ ®å chøc n¨ng tr¹m ph¸t lªn §Çu tiªn, tÝn hiÖu h×nh vµ tÝn hiÖu tiÕng ®­îc trén víi nhau, sau ®ã qua bé phèi hîp. T¹i ®©y, t¹o ra sãng mang tÇn sè trung gian (70MHz), sau ®ã qua bé tiÒn khuÕch ®¹i vµ chuyÓn lªn tÇn sè ph¸t ®Ó ®­a ra phÇn khuÕch ®¹i c«ng suÊt. C«ng suÊt ra ph¶i ®­îc phèi hîp víi anten vµ tËp trung truyÒn ®Õn vÖ tinh, tÇng khuÕch ®¹i cuèi th­êng dïng c¸c ®Ìn sãng ch¹y hoÆc c¸c m¹ch b¸n dÉn. S¬ ®å chøc n¨ng cña bé ph¸t xuèng: Video Audio Audio ChuyÓn ®æi Ýt tiªu hao Anten thu ChuyÓn ®æi gi¶m tÇn KhuÕch ®¹i IF Gi¶i ®iÒu chÕ Gi¶i m· Video Audio Dao ®éng M¸y thu H×nh 4.9: S¬ ®å chøc n¨ng tr¹m ph¸t xuèng TÝn hiÖu tõ anten thu qua bé ®æi tÇn xuèng, thùc hiÖn khuÕch ®¹i vµ gi¶i ®iÒu chÕ ®Ó thu ®­îc tÝn hiÖu ban ®Çu. NÕu dßng tÝn hiÖu kho¸ m· th× cÇn thùc hiÖn gi¶i m· ®Ó t¸ch riªng tÝn hiÖu h×nh vµ tÝn hiÖu tiÕng. §Æc ®iÓm chØ tiªu quan träng nhÊt cña mét ®­êng truyÒn vÖ tinh ®­îc x¸c ®Þnh b»ng tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu, chñ yÕu dùa trªn chØ tiªu cña tr¹m mÆt ®Êt. Sãng cao tÇn truyÒn ®i trong kh«ng gian ph¶i chÞu ¶nh h­ëng vµ theo ®ã lµm suy gi¶m tÝn hiÖu. NhiÔu cña hÖ thèng vÖ tinh cã tÝnh chÊt t­¬ng ®­¬ng nh­ nhiÔu nhiÖt, ®­îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc nh­ sau: (4.2) Trong ®ã, Fn ®­îc biÓu thÞ bëi hÖ sè b»ng th­¬ng cña tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu t¹i ®Çu ra cña hÖ thèng chia cho tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu tai ®Çu vµo ë nhiÖt ®é tiªu chuÈn. Thµnh phÇn chñ yÕu g©y nhiÔu cho hÖ thèng vÖ tinh lµ anten thu vµ tÇng vµo cña m¸y thu. NhiÔu tõ anten do c«ng suÊt b¾n x¹ cña tr¸i ®Êt vµ anten sÏ thu nhËn nh­ nguån tÝn hiÖu. C¸c møc nhiÔu nµy phô thuéc vµo h­íng tÝnh vµ gãc ngÈng cña vÖ tinh. Ngoµi ra nhiÔu hÖ thèng cßn phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn thêi tiÕt. 4.3.5. TruyÒn tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè qua vÖ tinh ¦u ®iÓm: HiÖu qu¶ cao, thÝch hîp ®èi víi ®Þa h×nh ®åi nói, rõng rËm, nói cao. B¨ng tÇn sö dông: B¨ng C sö dông d¶i tÇn tõ 4 – 6 GHz vµ b¨ng KU sö dông d¶i tÇn tõ 12- 14 GHz. ViÖc sö dông b¨ng KU cã lîi thÕ c¬ b¶n lµ khi thu tÇn sè cao (vÖ tinh ph¸t ë tÇn sè 12 GHZ) chØ cÇn anten thu cã kÝch th­íc nhá h¬n anten thu ë b¨ng tÇn C, tõ ®ã më ra kh¶ n¨ng t¨ng nhanh c¸c tr¹m thu ë mäi miÒn ®Êt n­íc, lµm gi¶m gi¸ thµnh cña c¸c ®Çu thu. Ta xÐt s¬ ®å khèi phÇn ph¸t hÖ thèng truyÒn h×nh vÖ tinh. Coder QPSK Coder Audio Coder Data MUX TS TÝn hiÖu h×nh TÝn hiÖu tiÕng Sè liÖu bæ sung Khèi m· B¶o hiÓm lçi truyÒn TuyÕn cao tÇn Coder Video Truy nhËp cã ®iÒu kiÖn Hinh 4.10: S¬ ®å khèi phÇn ph¸t hÖ thèng truyÒn h×nh vÖ tinh. C¸c tÝn hiÖu h×nh, tiÕng, sè liÖu cña mçi ch­¬ng tr×nh trong kªnh ®­îc nÐn ®éc lËp. TÝn hiÖu h×nh vµ tiÕng ®­îc nÐn theo tiªu chuÈn MPEG-2. Sau khi nÐn, tÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu ®­îc ghÐp thµnh mét dßng bit tÝn hiÖu. Bé ghÐp kªnh Multiplexer ­u tiªn tèc ®é bit cao h¬n cho c¸c ch­¬ng tr×nh phøc t¹p cã tèc ®é bit lín h¬n vµ gi¶m tèc ®é bit cho c¸c ch­¬ng tr×nh kh¸c Ýt phøc t¹p h¬n t¹i cïng thêi ®iÓm. Sau khèi MUX, tÝn hiÖu truyÒn ®Õn khèi m· cho ng­êi xem tr¶ tiÒn. Trong khèi m· nµy dßng tÝn hiÖu ®­îc ghÐp vµ x¸o trén theo mét quy luËt do ng­êi qu¶n lý quy ®Þnh. §ång thêi cßn cã h×nh thøc kho¸ m·, nÕy m¸y thu kh«ng nhËn ®­îc “ch×a kho¸” cña nhµ qu¶n lý cung cÊp th× kh«ng thÓ xem c¸c kªnh truyÒn h×nh ®­îc. B¶o hiÓm lçi truyÒn: NhiÔu sinh ra trong c¸c linh kiÖn ®iÖn tö vµ c¸c can nhiÔu t¸c ®éng xÊu ®Õn tÝn hiÖu cã Ých vµ g©y ra sai sè. §Ó chèng nhiÔu ta sö dông c¸c m· söa sai cµi vµo dßng d÷ liÖu, m¸y thu sÏ ph¸t hiÖn vµ söa sai. §èi víi mçi tõ m·, ta cho thªm c¸c phÇn tö d­ kh«ng mang th«ng tin mµ chØ cã nhiÖm vô kiÓm tra lçi (vÝ dô nh­ m· Reed-Solomon(RS)). TiÕp theo tÝn hiÖu sè sÏ ®­îc ®iÒu chÕ sè QPSK. Ta cÇn ®iÒu chÕ cao tÇn ®Ó ph¸t tÝn hiÖu, th«ng th­êng ta ®iÒu biªn AM ®Ó mang h×nh vµ ®iÒu tÇn FM ®Ó mang tiÕng ë c¸c m¸y ph¸t h×nh t­¬ng tù mÆt ®Êt. §èi víi tÝn hiÖu sè cã 3 ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ c¬ b¶n lµ ®iÒu biªn, ®iÒu tÇn vµ ®iÒu pha: §iÒu chÕ biªn ®é: Ta sÏ thÊy sãng cao tÇn cã biªn ®é cao thÊp theo dßng tÝn hiÖu xung cã, kh«ng phô thuéc vµo tÝn hiÖu sè cÇn truyÒn ®i (Kho¸ t¾t më). §iÒu chÕ tÇn sè: Ta sÏ quan s¸t thÊy tÇn sè cña sãng cao tÇn lóc cao lóc thÊp tuú thuéc vµo xung lóc cã lóc kh«ng (kho¸ dÞch tÇn sè). §iÒu chÕ pha: Pha cña sãng cao tÇn dÞch chuyÓn phô thuéc vµo xung tÝn hiÖu sè cÇn truyÒn. C¸c tr¹m ph¸t lªn vÖ tinh sö dông ®iÒu chÕ pha vµ chñ yÕu dïng ®iÒu chÕ QPSK ë tÇn sè 70 MHz, tøc lµ pha cña tÇn sè 70 MHz thay ®æi theo tÇn sè ®· nÐn vµ ghÐp l¹i. Pha biÕn ®æi theo tõng nhãm tÝn hiÖu sè nh­ [00], [01], [10], [11], nghÜa lµ pha cña tÝn hiÖu trung tÇn dÞch chuyÓn ngÉu nhiªn t¹i 4 vÞ trÝ tuú theo sù xuÊt hiÖn cña 4 nhãm sè nªu trªn. Sau ®ã, tÇn sè trung tÇn 70 Hz sÏ ®­îc chuyÓn lªn d¶i tÇn KU (14 GHz) b»ng ph­¬ng ph¸p truyÒn th«ng vµ ph¸t lªn vÖ tinh. HÖ thèng khuÕch ®¹i c«ng suÊt: Sãng v« tuyÕn truyÒn trong kh«ng gian bÞ suy gi¶m m¹nh nªn yªu cÇu ph¶i khuÕch ®¹i ®Õn c­êng ®é ®ñ m¹nh. C¸c tr¹m ph¸t KU cã c«ng suÊt cùc ®¹i lµ 2 KW, anten ph¸t cã ®­êng kÝnh lµ 10m. C¸c m¸y ph¸t hiÖn nay dïng ®Ìn Kliston ®Ó khuÕch ®¹i c«ng suÊt, cã ®Æc tuyÕn khuÕch ®¹i tuyÕn tÝnh phï hîp víi viÖc ph¸t c¸c ch­¬ng tr×nh sè cã nÐn. C«ng suÊt thùc tÕ khi ph¸t c¸c ch­¬ng tr×nh phô thuéc vµo: Sè l­îng ch­¬ng tr×nh ®ang ph¸t. ChÊt l­îng ch­¬ng tr×nh. §iÒu kiÖn thêi tiÕt, sù mÊt m¸t c«ng suÊt tÝn hiÖu do ¶nh h­ëng cña thêi tiÕt. Do cã thªm c¸c dÞch vô kh¸c. Phô thuéc vµo kÝch th­íc cña anten Parabol. HÖ thèng anten vµ ®iÒu khiÓn anten: Anten ph¶i h­íng ®óng vµ chÝnh x¸c vµo vÖ tinh cÇn truyÒn. Do ¶nh h­ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn t¸c ®éng kh¸c nhau mµ vÖ tinh cã thÓ bÞ sai lÖch vÞ trÝ, khi ®ã hÖ thèng ®iÒu khiÓn anten ph¶i ®iÒu chØnh cho anten h­íng ®óng vµo vÖ tinh. 4.4. Dù ¸n DVB. 4.4.1. Giíi thiÖu Dù ¸n DVB (Digital Video Broadcasting- Ph¸t sãng Video sè qu¶ng b¸) nh»m môc ®Ých giíi thiÖu truyÒn h×nh sè ë ch©u ¢u qua vÖ tinh, c¸p vµ c¸c tr¹m mÆt ®Êt. Dù ¸n DVB x©y dùng nhiÒu tiªu chuÈn kh¸c nhau: DVB- S: Tiªu chuÈn ph¸t sãng truyÒn h×nh sè qua vÖ tinh. DVB- C: Tiªu chuÈn truyÒn t¶i tÝn hiÖu sè b»ng c¸p, t­¬ng thÝch víi DVB- S. DVB- MC: Tiªu chuÈn ph©n phèi tÝn hiÖu sè tíi nhiÒu ®iÓm víi tÇn sè thÊp h¬n 10 GHZ. DVB- T: Tiªu chuÈn ph¸t sãng truyÒn h×nh sè mÆt ®Êt cho c¸c kªnh cã d¶i phæ (7- 9) MHz. 4.4.2. §Æc ®iÓm cña hÖ thèng DVB a. §Æc ®iÓm chung C¸c bé gi¶i m· tÝch hîp phÝa thu cã gi¸ thµnh h¹. §a ch­¬ng tr×nh (video, ©m nh¹c, sè liÖu) trong mét bé ghÐp kªnh sè linh ho¹t. DÔ dµng thu c¸c ch­¬ng tr×nh ph¸t. Sù ph¸t triÓn t­¬ng thÝch trong t­¬ng lai víi c¸c h×nh ¶nh cã ®é ph©n gi¶i cao (tõ SDTV tíi EDTV vµ HDTV). TÝnh nh¹y c¶m thÊp víi mÐo gi÷a c¸c kªnh vµ tû lÖ BER kh«ng ®¸ng kÓ. b. §Æc ®iÓm kü thuËt S¬ ®å khèi c¬ b¶n cña c¸c hÖ thèng DVB: Video Data Audio MUX MUX ThiÕt bÞ t­¬ng thÝch MUX vµ ph©n t¸n n¨ng l­îng M· ra RS (204, 188) ChÌn d÷ liÖu ngoµi (l-12) M· vßng xo¾n trong ChÌn d÷ liÖu trong §iÒu chÕ SI M· nguån ghÐp kªnh MPEG- TS (C¸c hÖ thèng phô chung) H×nh 4.11: S¬ ®å khèi c¬ b¶n cña c¸c hÖ thèng DVB Bé t­¬ng thÝch ®Çu ra (C¸c hÖ thèng phô chung) Bé t­¬ng thÝch kªnh (Tèi ­u ho¸ cho c¸c kªnh x¸c ®Þnh) 1- M· ho¸ h×nh ¶nh, ©m thanh vµ ghÐp kªnh. C¸c hÖ thèng DVB dùa trªn m· ho¸ h×nh ¶nh vµ ©m thanh theo tiªu chuÈn MPEG-2, gi¶i thuËt MP@ML ®­îc lùa chän, ho¹t ®éng ë tèc ®é bit 15 Mbit/s. C¸c hÖ thèng DVB dïng c¸c bé ghÐp kªnh truyÒn t¶i linh ho¹t cña MPEG cho phÐp trén trong mét kªnh truyÒn duy nhÊt mét sè lín c¸c dÞch vô video, audio vµ d÷ liÖu. 2- Bé t­¬ng thÝch ®Çu ra cho viÖc chèng lçi Cung cÊp tÝn hiÖu ngÉu nhiªn vµ mét møc c¬ b¶n cho viÖc chèng nhiÔu. 3- Bé t­¬ng thÝch kªnh Cho phÐp khai th¸c cã hiÖu qu¶ d¶i tÇn RF víi c¸c ph­¬ng tiÖn kh¸c nhau . 4.4.3. DVB-S §èi víi hÖ thèng DVB-S (tiªu chuÈn ph¸t tÝn hiÖu truyÒn h×nh sè vÖ tinh) cã c¸c ®Æc ®iÓm: TÝnh phi tuyÕn, b¨ng réng, c«ng suÊt h¹n chÕ. TÝnh phi tuyÕn lµ do ®Æc tuyÕn pha, biªn ®é cña bé khuÕch ®¹i Onboard lµm viÖc ë vïng b·o hoµ ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ c«ng suÊt ph¸t lín nhÊt. T­¬ng øng ta cÇn chän ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ h×nh bao kh«ng ®æi nh­ QPSK. CÊu tróc m· ho¸ kªnh DVB-S cã d¹ng nh­ sau: Ph©n bè n¨ng l­îng Reed- Solomon ChÌn m· Viterbi QPSK H×nh 4.12: Tiªu chuÈn DVB-S 4.5. HÖ thèng ATSC DTV 4.5.1. Giíi thiÖu Tiªu chuÈn ATSC DTV lµ mét hÖ thèng dïng truyÒn c¸c tÝn hiÖu video, audio chÊt l­îng cao vµ c¸c d÷ liÖu kh¸c trªn mét kªnh ®¬n 6 MHz. HÖ thèng cã thÓ truyÒn mét c¸ch tin cËy víi tèc ®é 19 Mbit/s trong mét kªnh truyÒn h×nh mÆt ®Êt 6 MHz vµ víi tèc ®é 39 Mbit/s trong mét kªnh truyÒn h×nh c¸p 6 MHz. §Ó thùc hiÖn ®iÒu nµy, tÝn hiÖu video nguån cã thÓ m· ho¸ tíi 5 lÇn ®Ó tèc ®é dßng bit tÝn hiÖu truyÒn h×nh quy ­íc (NTSC) gi¶m tíi 50 lÇn. Kü thuËt nÐn video vµ audio ®­îc sö dông trong hÖ thèng. a. Kh¸i qu¸t hÖ thèng S¬ ®å khèi ®¬n gi¶n cã d¹ng nh­ h×nh vÏ, bao gåm c¸c khèi sau: M· ho¸ vµ nÐn tÝn hiÖu nguån. GhÐp kªnh dßng truyÒn t¶i. Thu/ph¸t. M· ho¸ vµ nÐn tÝn hiÖu nguån cho phÐp h¹n chÕ tèc ®é bit (nÐn d÷ liÖu) phï hîp cho tõng øng dông nh­ c¸c dßng d÷ liÖu video sè, audio sè vµ d÷ liÖu phô. D÷ liÖu phô giíi h¹n bao gåm c¸c chøc n¨ng sau: D÷ liÖu ®iÒu khiÓn. D÷ liÖu ®iÒu kiÖn vµ ®iÒu khiÓn truy nhËp. D÷ liÖu phôc vô c¸c ch­¬ng tr×nh tæng hîp video vµ audio sè. Môc ®Ých cña viÖc m· ho¸ lµ tèi thiÓu ho¸ sè l­îng bit cÇn thiÕt dïng ®Ó thÓ hiÖn th«ng tin video vµ audio. NÐn vµ m· ho¸ nguån tÝn hiÖu video NÐn vµ m· ho¸ nguån tÝn hiÖu audio HÖ thèng con Video HÖ thèng con Audio Video Audio GhÐp kªnh GhÐp kªnh vµ truyÒn t¶i TruyÒn t¶i D÷ liÖu phô D÷ liÖu ®iÒu khiÓn M· ho¸ kªnh §iÒu chÕ HÖ thèng thu ph¸t M¸y thu H×nh 4.13: M« h×nh khèi hÖ thèng truyÒn h×nh mÆt ®Êt GhÐp kªnh vµ truyÒn t¶i: C¸c th«ng tin ®­îc chia nhá thµnh c¸c gãi d÷ liÖu, t­¬ng øng sÏ cã mét phÇn tiªu ®Ò ®Ó nhËn biÕt cho mçi gãi hay mçi lo¹i gãi, vµ t­¬ng øng víi thø tù thÝch hîp c¸c gãi d÷ liÖu video, audio vµ d÷ liÖu phô ®­îc ghÐp vµo mét dßng d÷ liÖu ®¬n. HÖ thèng DTV sö dông dßng truyÒn t¶i MPEG-2 ®Ó ghÐp vµ truyÒn t¶i tÝn hiÖu video, audio vµ d÷ liÖu trong hÖ thèng ph¸t sãng qu¶ng b¸. Thu/ph¸t: Bao gåm qu¸ tr×nh m· ho¸ vµ ®iÒu chÕ kªnh truyÒn. M· ho¸ kªnh truyÒn cã nhiÖm vô céng thªm c¸c th«ng tin vµo dßng bit d÷ liÖu, c¸c th«ng tin nµy ®­îc sö dông trong qu¸ tr×nh t¸i t¹o l¹i d÷ liÖu t¹i bªn thu nh­ c¸c m· truyÒn dÉn, bëi v× sù suy hao trong qu¸ tr×nh truyÒn dÉn g©y lçi tÝn hiÖu truyÒn dÉn, ®iÒu chÕ lµ ®­a c¸c th«ng tin trong dßng d÷ liÖu sè ®iÒu chÕ lªn thµnh tÝn hiÖu truyÒn dÉn. Cã hai lo¹i ®iÒu chÕ chÝnh lµ: ChÕ ®é ph¸t qu¶ng b¸ mÆt ®Êt (9-VSB). ChÕ ®é truyÒn d÷ liÖu qua c¸p tèc ®é cao (16-VSB). b. §Æc ®iÓm cña hÖ thèng truyÒn t¶i S¬ ®å khèi cña hÖ thèng DTV cã d¹ng nh­ h×nh vÏ. Chøc n¨ng truyÒn t¶i tËp trung trong hai qu¸ tr×nh lµ m· ho¸, gi¶i m· vµ c¸c øng dông (ch¼ng h¹n video, audio) vµ hÖ thèng truyÒn dÉn c¸c øng dông ®ã. M· ho¸ c¸c øng dông Gãi truyÒn t¶i vµ ghÐp kªnh Modem Video Audio Data Dßng bit truyÒn t¶i Dßng bit c¬ së §ång hå Gi¶i m· c¸c øng dông Ph©n kªnh vµ t¸ch gãi truyÒn t¶i Modem Sö dông Dßng bit truyÒn t¶i lçi Dßng bit c¬ së + lçi §ång hå §iÒu khiÓn xung ®ång hå H×nh 4.14: S¬ ®å khèi hÖ thèng DTV Qu¸ tr×nh m· ho¸ trong hÖ thèng truyÒn t¶i cã nhiÖm vô m· ho¸ dßng bÝt c¬ së vµ ghÐp c¸c thµnh phÇn kh¸c nhau cña ch­¬ng tr×nh dïng trong qu¸ tr×nh truyÒn dÉn. T¹i bªn thu, c¸c dßng c¬ së sÏ ®­îc kh«i phôc l¹i tõ c¸c bé gi¶i m· ®éc lËp vµ söa c¸c tÝn hiÖu lçi. 4.5.2. §Æc ®iÓm truyÒn dÉn trong hÖ thèng ph¸t sãng mÆt ®Êt ChÕ ®é ph¸t qu¶ng b¸ mÆt ®Êt (9-VSB) cho phÐp dßng d÷ liÖu tèc ®é 19,29 Mbit/s truyÒn trong mét kªnh 6 MHz. Trªn h×nh vÏ m« t¶ s¬ ®å khèi mét m¸y ph¸t cña hÖ thèng ph¸t sãng qu¶ng b¸ mÆt ®Êt sö dông ph­¬ng thøc ®iÒu chÕ 9-VSB. TÝn hiÖu vµo hÖ thèng lµ mét d·y dßng d÷ liÖu bao gåm c¸c gãi d÷ liÖu MPEG 199 bytes t­¬ng thÝch. Bé ngÉu nhiªn ho¸ d÷ liÖu ®­îc sö dông ë tÊt cña c¸c ®Çu vµo d÷ liÖu ®Ó ngÉu nhiªn ho¸ t¶i tin. D÷ liÖu ë ®Çu ra cña khèi ngÉu nhiªn ho¸ lµ mét h»ng sè. TÊt c¶ t¶i tin ®Òu cã cïng møc ®é ­u tiªn. Sau khi ®­îc ngÉu nhiªn ho¸, tÝn hiÖu ®­îc céng thªm c¸c bit söa lçi tr­íc b»ng c¸ch sö dông m· Reed – Solomon (RS). TiÕp theo, tÝn hiÖu ®­îc cho qua bé chÌn d÷ liÖu nh»m tr¶i d÷ liÖu, tõ ®Çu ra cña m· RS, trªn mét thêi gian dµi h¬n ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng chèng lçi ®ét biÕn. Bé chÌn d÷ liÖu trong ®iÒu chÕ 9- VSB gåm 52 ®o¹n d÷ liÖu, kho¶ng thêi gian tr¶i ra lµ 1ms. NgÉu nhiªn ho¸ d÷ liÖu M· ho¸ RS ChÌn d÷ liÖu M· ho¸ Trellis MUX Gi¶i Pilot §iÒu chÕ VSB N©ng tÇn (Kh«ng b¾t buéc) Läc tù ®éng §C chÊt l­îng D÷ liÖu D÷ liÖu ®ång bé ®o¹n D÷ liÖu ®ång bé mµnh H×nh 4.15: S¬ ®å khèi m¸y ph¸t cña hÖ thèng ph¸t sãng qu¶ng b¸ mÆt ®Êt sö dông ph­¬ng thøc ®iÒu chÕ 8-VSB D÷ liÖu ®ång bé mµnh D÷ liÖu sau ®ã qua bé m· ho¸ sö dông m· Trellis víi tû lÖ 2/3, 2 bit ®Çu vµo cho 3 bit ®Çu ra (®­îc dïng trong hÖ thèng truyÒn dÉn sö dông ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ 9-VSB). Sau ®ã tÝn hiÖu ®­îc ®­a ®Õn gi¶i Pilot, läc tù ®éng ®iÒu chØnh chÊt l­îng, ®iÒu chÕ VSB vµ n©ng tÇn ®Ó ph¸t sãng. 4.5.3. HÖ thèng ghÐp kªnh vµ truyÒn t¶i a. HÖ thèng truyÒn t¶i MPEG-2 §©y lµ hÖ thèng truyÒn t¶i theo tiªu chuÈn MPEG-2 (ghÐp kªnh video, audio, d÷ liÖu phô…). S¬ ®å khèi cã d¹ng nh­ h×nh vÏ. M· ho¸ TÝn hiÖu video sè d¹ng thøc CCIR-601 sau khi nÐn MPEG-2 cã d¹ng mét dßng d÷ liÖu c¬ së video víi chiÒu dµi gÇn nh­ v« tËn vµ chØ chøa nh÷ng th«ng tin tèi thiÓu cÇn thiÕt ®Ó cã thÓ kh«i phôc l¹i h×nh ¶nh ban ®Çu. T­¬ng tù, bé m· ho¸ audio m· ho¸ tÝn hiÖu audio sè d¹ng thøc AES/EBU (tÇn sè lÊy mÉu 49 KHz, sè mÉu mÉu 24 bit vµ tèc ®é bit lµ 1152 Kbit/s) thµnh dßng c¬ së audio (audio ES) cã chiÒu dµi tuú ý. §Ó cã thÓ cã thÓ truyÒn víi ®é tin cËy cao, c¸c dßng c¬ së video, audio ®­îc ®ãng gãi l¹i thµnh c¸c dßng c¬ së ®ãng gãi PES t­¬ng øng víi c¸c gãi cã ®é dµi thay ®æi. Mçi gãi PES cã mét header vµ sè liÖu cña c¸c dßng c¬ së. C¸c gãi PES nµy ®­îc ghÐp kªnh víi nhau t¹o ra dßng truyÒn t¶i TS hoÆc dßng ch­¬ng tr×nh. M· ho¸ c¸c øng dông Gãi truyÒn t¶i vµ ghÐp kªnh Modem Video Audio Data Dßng bit truyÒn t¶i Dßng bit c¬ së §ång hå Gi¶i m· c¸c øng dông Ph©n kªnh vµ t¸ch gãi truyÒn t¶i Modem Sö dông Dßng bit truyÒn t¶i+ lçi Dßng bit c¬ së + lçi §ång hå §iÒu khiÓn xung ®ång hå H×nh 4.16: S¬ ®å khèi hÖ thèng truyÒn t¶i MPEG-2 2- Gi¶i m· Qóa tr×nh gi¶i m· gåm c¸c quy tr×nh ng­îc l¹i, dßng truyÒn t¶i ®­îc ph©n kªnh ®Ó tr¶ l¹i dßng c¬ së video vµ dßng s¬ cÊp audio. C¸c ES nµy sau ®ã ®­îc gi¶i m· video, audio ®Ó t¹o l¹i tÝn hiÖu video sè, audio sè.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc05-1. Giao an Truyen hinh so Hieu chinh-Lan 2.doc
  • doc01. Giao an Truyen hinh so.doc
  • doc02. Ke hoach giang day MH Truyen hinh.DOC
  • doc03. Muc luc Truyen hinh so.doc
  • doc04. Muc luc Chi tiet Truyen hinh so.doc
  • doc05. Giao an Truyen hinh so Hieu chinh.doc
  • doc06. Muc luc theo Tai lieu Truyen hinh so.doc
  • doc07. Tai lieu SVNC Truyen hinh so.doc
  • doc09. Lat vat THS.doc
Tài liệu liên quan