Bài giảng Kỹ thuật truyền hình - Chương VI: Truyền hình số

truyền hình
Mục đích : Số hóa toàn bộ khâu sản xuất chương trình truyền hình. Các tín 
hiệu Video (ra từ Camera, Telecine...) qua bộ biến đổi DAC để chuyển sang dạng số, 
đến thiết bị trộn. Tín hiệu ra từ thiết bị trộn có thể được ghi hình VTR số, hoặc 
truyền dẫn đến các Studio khác hoặc máy phát. Thiết bị đồng bộ tạo tín hiệu đồng 
bộ,các tín hiệu đồng hồ và xung lấy mẫu cho các thiết bị số.
6.4.2. Các tín hiệu số ở Studio 
Tiêu chuẩn NTSC : 525/60, ƒMax = 4,2MHz ; ƒH = 15750Hz ; TH= 63,555µs
Tiêu chuẩn PAL : 625/50, ƒMax= 5,5MHz ; ƒH= 15625Hz ; TH= 64µs
Tín hiệu Video trong Studio bao gồm :
Tín hiệu chói Y với fS/Y = 13,5MHz, mã PCM tuyến tính, 8bit/1pixel
Tín hiệu hiệu số màu C : fS/C = 6,75 MHz, mã PCM tuyến tính, 8bit /1 pixel
Tín hiệu số được tạo theo 3 cách :
+ Nối tiếp, ghép kênh theo thời gian thành một dòng : tốc độ bit 216Mb/s, môt 
kênh truyền, băng tần cỡ 150 MHz, ưu điểm là chỉ có 1 mạch chuyển đổi.
+ Song song 3 tín hiệu (cho 1 kênh hình): tốc độ bit 108Mb/s, 54Mb/s, 54Mb/
s; số kênh là 3 kênh hẹp; ưu điểm từng băng tần hẹp, nhược điểm là nhiều đường 
truyền
+ Nối tiếp song song (ghép kênh theo thời gian và truyền song song) :kết hợp 
giữa 2 cách trên.
6.4.3. Bộ nhớ ảnh số 
Bộ nhớ ảnh số trong khâu xử lý tín hiệu số, cho phép tạo được nhiều hiệu ứng 
đặc biệt.
Giả sử số mẫu trên 1 dòng là 720, số dòng là 625
Nên 1 ảnh có : 720×625 = 450.000 mẫu (điểm ảnh trên 1 ảnh)
Mà 1 mẫu tương ứng với 8 bit nên dung lượng bộ nhớ 1 ảnh cần khoảng 
 8×1/2triệu ≈ 4Mbit
69
Telecine
Tổg hợp
ảnh
VTR
Đ.bộ
B.đổi
mã
ADC
ADC
Trộn
số
Đ.bộ
B.đổi
mã VTR
Cam e ra
T.hiệu
đồng bộ
Xung đồng hồ
và lấy mẫuĐường truyền
Đường truyền
Hình 6.2 Sơ đồ khối của kênh hình của Trung tâm truyền hình
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hiện nay người ta sử dụng riêng bộ nhớ hình ảnh số cho từng tín hiệu 
 Y : dùng bộ nhớ 4Mbit C : dùng bộ nhớ 2Mbit
Có 2 phương pháp :
+ Bộ nhớ ảnh số theo nguyên tắc làm trễ tín hiệu (nguyên lý ghi dịch)
Bộ nhớ đồng thời đọc các mầu của tín hiệu Video trễ 1 khoảng thời gian :
1, 2, 3...điểm ảnh (τ )
1, 2, 3...dòng hình (H) tập hợp các mẫu này có thể được dùng để hạn chế
1, 2, 3...mành (T) độ dư thừa thông tin trong tín hiệu Video 
+ Bộ nhớ theo nguyên tắc ghi đọc tùy ý
Tín hiệu Video số được ghi vào bộ nhớ theo địa chỉ nhờ mạch điều khiển 
(theo xung nhịp đồng hồ, đồng bộ với tín hiệu ghi)
Việc đọc ra được điều khiển bằng bộ tạo địa chỉ, đọc theo phương pháp dịch 
chuyển (nhờ mạch điều khiển theo xung nhịp đồng hồ đồng bộ với tín hiệu chuẩn)
Bộ nhớ này được dùng nhiều trong xử lý tín hiệu Video, tạo hiệu ứng đặc biệt, 
sửa lỗi thời gian, biến đổi tiêu chuẩn truyền hình, giảm nhiễu đồng bộ ảnh...
6.5 Các hệ thống truyền hình số quảng bá
70
τ τ τ
....
τ τ
H HH
TTT
Mạch
Xử
lývào ra
Hình 6.3 Bộ nhớ ảnh số theo nguyên tắc làm trễ tín hiệu
Bộ nhớ
Điều khiển
Tạo địa chỉ ghi Tạo địa chỉ đọc
 ra (Video số)Vào (Video số)
Xung chuẩn
Hình 6.4 Bộ nhớ ảnh số theo nguyên tắc ghi đọc tuỳ ý
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Truyền hình quảng bá là truyền hình số kết hợp với công nghệ nén số cho 
ưu điểm nổi bật là tiết kiệm được bộ nhớ và tiết kiệm kênh truyền. Một kênh truyền 
hình quảng bá truyền thống khi truyền tín hiệu truyền hình số có thể truyền trên 6 
chương trình và mỗi chương trình có thể kèm theo 2 đến 4 đường tiếng. Ứng dụng kỹ 
thuật truyền hình số có nén có thể truyền một chương trình truyền hình độ phân giải 
cao HDTV trên một kênh thông thường có băng thông (6-8)MHz, điều mà kỹ thuật 
tương tự không thể giải quyết được.
Truyền hình số có nén được sử dụng rộng rãi cho nhiều cấp chất lượng khác 
nhau. Từ SDTV có chất lượng tiêu chuẩn đến HDTV có chất lượng cao với tốc độ bít 
từ 5-24Mb/s, được truyền dẫn và phát sóng qua cáp, qua vệ tinh và trên mặt đất. Có 
rất nhiều tiêu chuẩn nén dùng cho truyền hình số: MPEG-1, 2, 3, 4, 7(Moving 
Picture Experts Group). 
Việc phát chương trình quảng bá truyền hình số (digital video broadcasting 
DVB) chủ yếu sử dụng tiêu chuẩn nén MPEG – 2, nó có phương thức sửa mã sai; 
căn cứ vào các chương trình multimedia, sẽ chọn lựa các phương thức điều chế tương 
ứng và biên mã của các đường thông tin.
Hiện nay có ba tiêu chuẩn truyền hình số có nén dùng trong truyền dẫn và phát 
sóng là DVB (châu Âu), ATSC (Mỹ), ISDB-T (Nhật), trong đó DVB tỏ ra có nhiều 
ưu điểm và có khoảng 84% số nước trên thế giới, trong đó có VN lựa chọn sử dụng.
Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB được mô tả như hình vẽ dưới đây:
Sau khi xác định các tiêu chuẩn của phát truyền hình số DVB, do các sự 
truyền tải Multimedia khác nhau, lĩnh vực ứng dụng khác nhau nên DVB đã được tổ 
chức và phân chia thành một số hệ thống, cụ thể là hệ thống quảng bá truyền hình số 
vệ tinh DVB–S (Satellite); hệ thống quảng bá truyền hình số hữu tuyến DVB–C 
(Cable); hệ thống quảng bá truyền hình số trên trái đất DVB–T (Terrestrial); hệ thống 
quảng bá truyền hình số vi ba DVB–M (Microwave); hệ thống quảng bá truyền hình 
số theo mạng tương tác DVB–I (Interact); hệ thống truyền hình số hệ thống cộng 
đồng DVB–CS (Community System),v.v .
6.5.1 Hệ thống quảng bá truyền hình số hữu tuyến DVB-C
Đặc điểm chung:
71
Truyền đa 
chương trình
Mã hoá đầu 
cuối cáp
Điều chế 
QAM
Truyền đa 
chương trình
Mã hoá 
kênh
Điều chế 
QPSK
Truyền đa 
chương trình
Mã hoá 
kênh
Điều chế 
COFDM
Ghép 
kênh 
chương 
trình
Dòng chg 
trình 1
Dòng chg 
trình 2
Dòng chg 
trình n
Truy cập có 
điều kiện
Đến mạng 
cáp
Đến vệ 
tinh
Đến máy 
phát sóng 
trạm mặt 
đất
Hình 6.5 Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
DVB-C: Hệ thống truyền dẫn qua cáp sử dụng độ rộng kênh truyền 
7-8MHz, điều chế QAM với 64 trạng thái (64-QAM), tốc độ dữ liệu cực đại từ lớp 
truyền MPEG-2 là 38,1Mb/s.
Trong mạng truyền hình hữu tuyến do tín hiệu hình ảnh được truyền tải trên 
đường dây cáp đồng trục nên nó ít bị can nhiễu bên ngoài. Trong các nguyên tắc 
DVB đã qui định sử dụng các phương thức điều chế QAM, căn cứ vào trạng thái môi 
trường truyền tải có thể sử dụng các tốc độ điều chế khác nhau như 16-QAM; 128-
QAM; 256-QAM .
Hình 6.6 là sơ đồ của hệ thống quảng bá truyền hình số hữu tuyến . Nếu tín 
hiệu truyền hình lấy nguồn từ vệ tinh thì cần một máy thu vệ tinh số IRD (Integrated 
Receiver Coder) để thu các chương trình khác nhau và chuyển đổi thành dòng dữ 
liệu MPEG-2, đối với tín hiệu thị tần – âm tần AV thì cần bộ giải nén biên mã số để 
giải mã tín hiệu, tạo ra dòng dữ liệu MPEG-2. Nguồn tín hiệu khác nhau sẽ tạo ra 
dòng dữ liệu MPEG-2 ở bộ trộn nhiều đường số để tiến hành trộn và thu được dòng 
tín hiệu có tốc độ cao hơn . Sau đó tín hiệu này đưa vào bộ điều chế QAM, bộ biến 
tần để đạt được dải tần cần thiết cho mạng truyền hình hữu tuyến.
6.5.2 Hệ thống quảng bá truyền hình số vệ tinh DVB–S
Đặc điểm chung:
DVB-S: Hệ thống truyền dẫn qua vệ tinh DVB-S có các đặc trưng như sau: Sử 
dụng băng tần băng C và KU, điều chế số QPSK, tối ưu hoá cho từng tải riêng cho 
từng bộ phát đáp (Transponder: thiết bị thu phát trên vệ tinh) và công suất hiệu dụng, 
tốc độ dữ liệu cực đại từ lớp truyền MPEG-2 là 38,1Mb/s.
 Nguyên lí quảng bá truyền hình số vệ tinh trình bày ở hình 6.7. Thông tin âm 
tần và thị tần và các tín hiệu số trước tiên sẽ đi qua bộ nén biên mã số MPEG 2 
(ENC) tiến hành việc nén biên mã , tín hiệu truyền hình số với tốc độ trên 200Mb/s 
được nén xuống còn 6Mb/s, dòng số liệu MPEG-2 bị nén nhiều đường sẽ được đưa 
72
Bộ mã hóa 
MPEG
Bộ mã hóa 
MPEG
Bộ mã hóa 
MPEG
Bộ 
trộn 
nhiều 
đường
Bộ 
điều 
chế 
QPSK
Bộ đổi 
tần lên
Phát lên 
vệ tinh
Hình 6.7 Sơ đồ khối hệ thống quảng bá truyền hình số vệ tinh
Máy thu 
vệ tinh số
Máy thu 
vệ tinh số
Máy thu 
vệ tinh số
Bộ giải điều 
chế số
Bộ giải điều 
chế số
Bộ giải điều 
chế số
Bộ trộn
Máy 
phát
Mạng hữu 
tuyến
Tín hiệu 
từ vệ tinh
Tín hiệu 
từ vệ tinh
Tín hiệu 
từ vệ tinh
Hình 6.6 sơ đồ khối hệ thống truyền hình số hữu tuyến
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
vào bộ trộn nhiều đường số tiến hành việc trộn, ở ngõ ra sẽ nhận được dòng mã 
MPEG-2 có tốc độ càng cao hơn. Căn cứ vào yêu cầu, các chương trình truyền hình 
cần truyền tải sẽ được thực hiện việc mã hóa, sau đó dòng số liệu MPEG-2 được đưa 
vào bộ điều chế số QPSK. Cuối cùng tiến hành biến tần, tín hiệu QPSK được điều 
chế tới trung tần IF, đạt tới tần số vi ba cần thiết của dải sóng C hoặc KU, thông qua 
anten phát tiến hành phát xạ lên truyền hình vệ tinh. 
Sơ đồ khối của hệ thống thu truyền hình số vệ tinh như hình 6.8. Tín hiệu vệ 
tinh qua bộ biến tần LNB, máy thu vệ tinh số IRD (integrated receiver coder ) sẽ tiến 
hành việc giải điều chế QPSK, giải mã đưa ra tín hiệu âm tần và thị tần, nếu dùng 
đầu nối thu CATV ở trước thì mạng truyền hình hữu tuyến có thể được chia thành 
phương thức truyền tải tương tự và phương thức truyền tải số.
Trong phương thức truyền tải tương tự thì số đường truyền đạt và số lượng 
máy thu bằng nhau, do tín hiệu đầu ra của máy thu vệ tinh số IRD là AV cho nên cần 
phải dùng các bộ điều chế tương tự với các kênh tần khác nhau để truyền tải tín hiệu 
tới hộ dùng. 
6.5.3 Hệ thống quảng bá truyền hình số trên mặt đất DVB –T
Đặc điểm chung:
DVB-T: Hệ thống phát sóng số trên mặt đất DVB-T sử dụng độ rộng kênh 
7-8MHz, tốc độ dữ liệu cực đại từ lớp truyền MPEG-2 là 24Mb/s. Người ta sử dụng 
phương pháp điều chế số mã hoá ghép kênh theo tần số trực giao COFDM do sự 
truyền tải của hệ thống quảng bá truyền hình số trên mặt đất tương đối đặc biệt, có 
hiện tượng phản xạ tín hiệu nhiều lần, can nhiễu rất nghiêm trọng. 
73
Máy thu 
vệ tinh số
Máy thu 
vệ tinh số
Bộ mã hóa 
MPEG - 2
Bộ mã hóa 
MPEG - 2
Bộ trộn nhiều đường
Bộ điều chế số
Bộ nâng tần
VHF UHF
A
V
A
V
Tín hiệu từ 
vệ tinh
Hình 6.9 Sơ đồ khối hệ thống DVB-T
Tín hiệu từ 
vệ tinh
Bộ 
biến 
tần
Máy 
thu vệ 
tinh số
Tivi 
thông 
thường
A
V
Tín hiệu từ vệ 
tinh
Hình 6.8 Sơ đồ khối hệ thống thu truyền hình số