Bài giảng Kỹ thuật truyền hình - Chương III: Cơ sở vật lý của truyền hình màu và thiết lập hệ truyền hình màu

 gây cùng cảm giác cho mắt người.
Màu tía (Magnenta) không phải là một thực thể khách quan (vì không có 
bước sóng của màu tía) mà do màu R và B kích thích vào 2 loại tế bào nón nhạy 
với màu R và B gây cho người quan sát có cảm giác màu tía.
Sự trộn màu như vậy thực ra chỉ là kết quả lợi dụng sự nhầm lẫn của mắt và 
được khai thác triệt để trong truyền hình màu.
3.6 Nguyên lý Camera màu và đèn hình màu
3.6.1Camera màu (Color Camera)
Điểm màu sau khi qua thấu kính và lăng kính sẽ chia làm 3 hướng, tạo ra các 
tia sáng 1, 2, 3. Các tia 1 và 3 sau khi qua lăng kính sẽ hướng lên trên và xuống 
dưới, gặp các gương 1 và 3 đổi phương thành đi ngang. Tia 2 sau khi qua lăng 
kính cũng truyền theo phương ngang như hình 3.11. Sau đó, cả 3 tia được đưa vào 
các bộ lọc màu R,G,B để lọc lấy 3 thành phần màu. Các thành phần này được đưa 
38
R = G = B
R + G à Y (yelow)
R + G à M (Magnenta - tía)
B + G à C (Thiên thanh - Cyan)
R + G + B à W (White)
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
vào 3 tế bào nhạy với 3 màu (gọi là ống VIDICON 1,2,3), để biến thành 3 thành 
phần điện áp ER, EG, EB (gọi tắt là R, G, B) tỉ lệ với các thành màu tương ứng.
Ví dụ: VR = 3mV~ R = 3mV~
VG = 2mV~ Nhưng thường chỉ viết tắt G = 2mV~
VB = 1,8mV~ B = 1,8mV~
Sự phân tích màu được thực hiện cho từng điểm ảnh của vật.
39
Điểm 
màu
R G 
B
Thấu kính
Lăng 
kính
Gương 1
2
VIDICON 1
3
E
R
(= α volt)
E
G
(= β volt)
E
B
(= γ volt)
Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của camera màu
Lọc R
Gương
VIDICON 2
VIDICON 3
Lọc G
Lọc B
70 K
30 K
41 K
59 K
89 K
11 K 100 K
Y = 0,3R + 0,59G + O,11 B
R
G
B
Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý của mạch cộng tỉ lệ (Matrix) 
để tái tạo độ chói Y từ các thành phần màu.
Camera màu MATRIX
R
G
B
Y
R
G
B
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Phía sau camera có bộ phận hoạt động như tế bào que tạo lại tín hiệu trắng 
đen, hay còn gọi là độ chói:
Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B
Mạch tạo ra tín hiệu trắng đen cho tivi gọi là mạch matrix. Tín hiệu video 
tổng hợp R, G, B và độ chói Y sẽ được gửi đến máy thu.Sau đó, cho 3 tia R, G, B 
vào 3 Cathod của đèn hình để pha lại màu trên mặt đèn hình màu.
3.6.2 Tổng hợp màu
3.6.3 Cấu trúc của đèn hình màu
3.6.3.1 Đèn hình delta ∆
40
E
G
E
B
E
R
M¾t
Ph¸t quang mµu 
R
Ph¸t quang mµu 
B
Ph¸t quang mµu 
G
Hình 3.13 Sơ đồ nguyên tắc tổng hợp màu từ 3 thành phần màu
>]
>]
>]
Anod 2
Cathod
Lưới
khiển
Lưới màn
Screen
Lưới hội tụ
Focus
G
LK
B
LK
R
LK
Tim đèn
Hình 3.14 Cấu trúc đèn hình màu
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Do hãng RCA chế tạo đầu tiên vào năm 1956. Ba tia được bố trí trên 3 đỉnh 
của một tam giác đều:
Các máy nội địa Nhật sản xuất trước 1979 còn loại đèn hình này. Mặt đèn 
hình được phun sơn oxid đặc biệt để chùm tia đập vào với vận tốc cao thì phát ra 
ánh sáng màu. Ba điểm màu tập trung thành một tổ hợp màu. Khi ba chùm tia đập 
vào ánh sáng phát ra sẽ hoà lại cho ra 1 điểm màu.
Trước mặt máy có mặt nạ đục lỗ giúp cho chùm tia hội tụ tại điểm 0 trước 
khi đập vào màn hình màu (Shadow mask). Mặt nạ đục lỗ làm bằng thép cứng. 
Khi các chùm tia đến lỗ thì có một số e- đập vào mặt nạ sinh nhiệt nó rất nóng, 
năng lượng mất mát có khi lên đến 60%. Ngoài ra khi mặt nạ bị nhiễm từ do loa, 
nam châm thì hình bị lem, nhiều vân nhiễu. Lúc đó phải khử từ bằng máy khử 
dùng dòng cao tần. Ở loại máy này có 12 biến trở ở đuôi đèn để chỉnh màu nên 
việc cân chỉnh gặp nhiều khó khăn, nhất là vấn đề chỉnh chùm tia. Hiệu suất thấp 
10% ÷ 15% à Công suất cung cấp gấp 10 lần TV trắng đen tương đương à đèn 
mau già.
3.6.3.2 Đèn hình TRINITRON
41
G
B
R G
B
R
0 Trục đèn hình102’
Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý của đèn hình delta
Mặt máy chứa 
tổ hợp màu RGB
G
R
B
3 chùm tia e-
o
Hình 3.16 Cấu trúc các tổ hợp màu và mặt nạ đục lỗ của đèn hình Delta
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Đèn hình ∆ có chất lượng tương đối nhưng việc hiệu chỉnh tụm tia khó 
khăn và hiệu suất thấp. Sau nhiều năm nghiên cứu, năm 1968 hãng SONY đèn 
hình màu TRINITRON.
Màn hình photpho bây giờ gồm có các sọc R, G, B xếp xen kẻ.
Mặt nạ đục lỗ được thay bằng lưới có điện thế âm à để hướng dẫn chùm 
tia bắn trúng vào các tổ hợp màu, khi e- đến lưới nó sẽ bị điện thế âm đẩy lọt vào 
giữa chính vì công suất chỉ cần thấp và hiệu suất đạt được cao. Ngoài ra vì lưới 
nhỏ nên ít bị nhiễm từ.
Giữa các vạch màu có lằn đen để hấp thu các tia e- bị lệch gọi là vi sọc 
đen(Micro Black) nên màu không bị lem, hình rực và đẹp.
Hiệu suất 25% ÷ 30% ⇒ Đèn hình bền, tuổi thọ cao, hiệu suất cao nhất so 
với các loại đèn hình.
3.6.3.3 Đèn hình màu InLine
Trinitron vừa ra đời đã được hưởng ứng ngay trong thương mại và đặt đèn 
hình màu tam giác trên đường đào thải. Điều này đặt ra cho công nghiệp truyền 
hình màu của Mỹ yêu cầu phải cạnh tranh ráo riết với SONY. Cho nên vào đầu 
năm 1970 (khoảng 1972) hãng General Electric (Mỹ) đưa ra thị trường đèn hình 
InLine.
42
R
RGBRGBRGB
R
B G R
BRG BRG
Sọc photpho
B G
Hình 3.17 Cấu trúc của đèn hình Trinitron
Hình 3.19 Ba cathod được bố trí trên cùng nằm trên một phẳng
O
B
G
R
Mặt phát quang
G
G
G
G
G
G
Mặt nạ đục lỗ
R G B R G B
R G B R G B
R G B R G B
Hình 3.18 Sơ đồ mặt phát quang và mặt nạ đục lỗ của đèn hình InLine
R-Y
W B-Y
R
B
G
0,7
-0,59
-0,3
-0,11
 0,89
-0,59
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Về cơ bản, đèn InLine vẫn như đèn Trinitron nhưng để vạch màu được ngắt 
ra từng quảng tương ứng với dòng một. Khe lưới hở cũng được thay đổi cho phù 
hợp và trước mỗi điểm G lại khoan một lỗ hình dạng y như điểm G. Điều này làm 
giảm hiệu suất so với đèn Trinitron (thực tế chỉ còn 20% ÷ 25%). 
Cho đến nay trừ hãng SONY vẫn duy trì sọc phát quang để tận dụng hiệu 
suất, còn tất cả các hãng trên thế giới đều dùng loại đèn InLine.
3.7 Toạ độ màu
Một màu hoàn toàn được xác định bằng một điện áp của tín hiệu chói Y và 2 
điện áp tín hiệu sắc (R – Y) và (B – Y). Nếu xem Y là một thông số (bằng bao 
nhiêu cũng được) à có thể biểu diễn tính chất một màu bằng hệ trục vuông góc: 
trục tung (R – Y), trục hoành (B – Y).
Ví dụ: màu trắng W có: R – Y = 0 và B – Y = 0 nên nằm tại tâm 0 của hệ 
trục.
Đối với màu trắng
Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B 
43
(R – Y) = 0,7
(B – Y) = -0,3R
(R – Y) = -0,59
(B – Y) = -0,59G
(R – Y) = -0,11
(B – Y) = 0,89B
(R – Y) = -0,7
(B – Y) = 0,3C
(R – Y) = 0,59
(B – Y) = 0,59M
(R – Y) = 0,11
(B – Y) = -0,89Y
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
 = (0,3 + 0,59 + 0,11=1=R=G=B ⇒ B – Y = 0, R – Y = 0, G – Y = 0
Ta có các cặp R-C, G-M, B-Y đối xứng nhau qua trục toạ độ vì chúng là các 
thành phần bổ túc nhau để tạo ra màu trắng. (ví dụ: R+C = R+ B + G à W) 
B. Thiết lập hệ truyền hình màu
3.8 Vấn đề tương hợp
Truyền hình màu ra đời khi truyền hình đen trắng đã trưởng thành. Hàng triệu 
TV đen trắng đã được sản xuất và còn đang phát triển. Vì vậy việc đầu tiên cho 
công tác truyền hình màu là phải làm sao không gây ảnh hưởng đến truyền hình 
trắng đen đang hoạt động mà còn làm sinh động và phong phú thêm. Yêu cầu là 
TV trắng đen phải thu được tín hiệu chói Y của đài màu. Để đáp ứng với yêu cầu 
này thì truyền hình màu phải xây dựng dựa vào các chuẩn trắng đen như sau:
a. fH và fV
b. xây dựng theo khổ rộng băng thông của trung tần
c. Phải chọn lại các tần số của băng tần UHF và VHF
 SRFf VIDRFf SIFf VIDIFf
3.9 Hệ quả của việc xây dựng hệ màu dựa theo chuẩn trắng đen
Với băng thông hẹp như vậy thì không thể chuyển 3 màu cùng một lúc được. 
Phải chọn cho mỗi một màu một sóng tải phụ fSC (Subcarrier). Nhưng từ 0 ÷ 
4,2MHz để dành cho tín hiệu trắng đen. Ít nhất cũng là từ 0 ÷ 3MHz để cho hình 
không bị mất chi tiết.
44
15750Hz
60Hz
FCC 15625Hz
50Hz
cho OIRT và CCIR
6,5MHz
4,5MHz
f
IF/S
41,25MHz
f
IF/VID
45,75MHz
Hệ FCC
8MHz
6,5MHz
f
IF/S
31,5MHz
f
IF/VID
38MHz
Hệ OIRT
1,5M
f
SC1
1M
f
SC2
1M
f
SC3
1M
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Vậy về phương diện kỹ thuật không thể chuyển 3 màu R, G, B và 3 sóng tải 
phụ cùng một lúc được.
Các nhà toán học đề nghị gửi đi 2 màu trong 3 màu nhưng phải pha với trắng 
đen. Người ta chọn màu đỏ và màu xanh lơ (R – Y) và (B – Y)
Công thức đen trắng
Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B
⇒ 0,3Y + 0,59Y + 0,11Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B
⇒ 0 = 0,3(R – Y) + 0,59(G – Y) + 0,11(B – Y)
⇒ 0,59(G –Y) = -0,3(R – Y) - 0,11(B – Y)
⇒ (G – Y) = )YB(59,0
11,0)YR(
59,0
3,0
−−−−
⇒ (G – Y) = )YB(
6
1)YR(
2
1
−−−−
Vậy ta có công thức 
Công thức này dùng cho mọi hệ màu:
⇒ Mạch cộng tỉ lệ
Gọi là mạch Matrix
45
(G – Y) = )YB(
6
1)YR(
2
1
−−−−
(R – Y)
50K
-1 
(B – Y) -1
– (B – Y)
– (R – Y)
50K
50K
10K
– (R – Y)
– (B – Y)
(G – Y)
)(2
1
0CCL
f
V +
=
pi
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
3.10 Vấn đề sóng mang phụ fSC
3.10.1 Điều chế sóng mang phụ
STP mang theo màu à tới máy thu chúng ta dùng mạch L, C sẽ tách được màu 
ra khỏi tín hiệu hỗn hợp.
Có hai cách điều chế fsc với màu: Biến điệu biên độ và biến điệu tần số
3.10.2 Điều chế biên độ AM
Ví dụ: 
Sau này tại máy thu
 Màu + Y
3.10.3 Điều chế tần số FM
FM cho chi tiết tốt hơn AM nhưng phức tạp hơn
3.11 Công thức và điều kiện chọn sóng mang phụ
3.11.1 Điều kiện 1
Ta dành vùng đen trắng 0 à 3MHz để có đủ chi tiết, màu từ 3à 5MHz. Do đó 
sóng tải phụ nằm giữa 3M và 5M 
46
AM
f
sc
Bộ 
lọc Y
+
0
5V
(B-Y)
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
 3MHz < fSC < 5MHz (1)
3.11.2 Điều kiện 2
Các xung xóa dấu và xung đồng bộ ngang có tần số fH
15625Hz ÷15750Hz
Hài của nó: 2fH, 3fH, 4fH  nfH, (n+1)fH, 2nfH
Nếu fSC chọn đúng bằng 1 hài của fH thì sẽ tạo ra hiện tượng giao thoa. Để 
tránh hiện tượng này, ta chọn fSC trung bình cộng của hai hài fH liên tiếp nfH, (n
+1)fH
 fSC = 2
)1( HH fnnf ++
fSC = 2
)12( Hfn + (2)
Từ (1) và (2), suy ra:
Hệ: NTSC Chọn fSC = 3,58Mhz
 NTSC: fSC = 2
)12( Hfn + Chọn n = 227, fH = 15734,264Mhz
(sai số 0,1% so với fH = 15750Hz)
Hệ: PAL Chọn fSC = 4,43Mhz
 (tránh cả hài của fv)
Hệ: SECAM Chọn 
47
A
v
f
1 f2 fO
Y
O
f
SC
 = 4,25Mhz
f
SC
 = 4,406Mhz