Giáo trình Kỹ thuật audio và video

TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ 
BÀI GIẢNG 
KỸ THUẬT 
AUDIO VÀ VIDEO 
Bậc học: Cao đẳng 
 Giảng viên: Nguyễn Phạm Hoàng Dũng 
 Bộ môn: Điện – Điện tử 
 Khoa: Kỹ thuật – Công nghệ 
Quảng Ngãi, tháng 12/2016 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ 
BÀI GIẢNG 
KỸ THUẬT 
AUDIO VÀ VIDEO 
Bậc học: Cao đẳng 
(Số tiết: 45) 
 Giảng viên: Nguyễn Phạm Hoàng Dũng 
 Bộ môn: Điện – Điện tử 
 Khoa: Kỹ thuật – Công nghệ 
Quảng Ngãi, tháng 12/2016
MỤC LỤC 
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................ 1 
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... 2 
Chƣơng 1 . CƠ SỞ VỀ AUDIO TƢƠNG TỰ ............................................................ 3 
1.1. Âm thanh .......................................................................................................... 3 
1.2. Tín hiệu audio .................................................................................................. 5 
1.3. Sự cảm thụ của tai ngƣời đối với âm thanh ..................................................... 5 
Chƣơng 2 . HỆ THỐNG THU PHÁT THANH AM .................................................. 8 
2.1. Điều chế AM .................................................................................................... 8 
2.2. Giải điều chế AM ........................................................................................... 12 
2.3. Sơ đồ khối máy phát thanh AM ..................................................................... 15 
2.4. Sơ đồ khối máy thu thanh AM ....................................................................... 16 
Chƣơng 3 . HỆ THỐNG THU PHÁT THANH FM ................................................. 18 
3.1. Hệ thống thu phát thanh FM mono ................................................................ 18 
3.1.1. Điều chế tần số FM ................................................................................. 18 
3.1.2. Giải điều chế tần số FM .......................................................................... 24 
3.1.3. Sơ đồ khối máy phát thanh FM ............................................................... 27 
3.1.4. Sơ đồ khối máy thu thanh FM ................................................................. 28 
3.2. Hệ thống thu phát thanh FM stereo ............................................................... 29 
3.2.1. Ghép kênh và tách sóng tín hiệu FM stereo............................................ 29 
3.2.2. Sơ đồ khối máy phát FM stereo .............................................................. 31 
3.2.3. Sơ đồ khối mày thu thanh FM stereo ...................................................... 31 
Chƣơng 4 . ĐẠI CƢƠNG VỀ TRUYỀN HÌNH TRẮNG ĐEN............................... 33 
4.1. Nguyên lý chung về vô tuyến truyền hình ..................................................... 33 
4.2. Tiêu chuẩn truyền hình................................................................................... 34 
Chƣơng 5 . MÁY THU HÌNH TRẮNG ĐEN .......................................................... 43 
5.1. Sơ đồ khối tổng quát ...................................................................................... 43 
5.2. Khối chọn kênh .............................................................................................. 43 
5.3. Khối khuếch đại trung tần hình ...................................................................... 47 
5.4. Khối tách sóng hình và khuếch đại hình ........................................................ 47 
5.5. Khối tự động điều chỉnh độ khuếch đại ......................................................... 48 
5.6. Khối đồng bộ .................................................................................................. 48 
5.7. Khối quét ........................................................................................................ 49 
5.8. Khối đƣờng tiếng ........................................................................................... 49 
Chƣơng 6 . CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA TRUYỀN HÌNH MÀU VÀ THIẾT LẬP HỆ 
TRUYỀN HÌNH MÀU ............................................................................................. 51 
6.1. Ánh sáng và nguồn sáng ................................................................................ 51 
6.1.1. Ánh sáng .................................................................................................. 51 
6.1.2. Nguồn sáng .............................................................................................. 51 
6.2. Màu sắc .......................................................................................................... 52 
6.2.1. Màu sắc ................................................................................................... 52 
6.2.2. Các thông số đặc trƣng của màu sắc ....................................................... 53 
6.3. Cấu trúc của mắt ngƣời .................................................................................. 54 
6.4. Thuyết ba màu ................................................................................................ 55 
6.5. Nguyên lý camera màu và đèn hình màu ....................................................... 56 
6.5.1. Nguyên lý camera màu ........................................................................... 56 
6.5.2. Tổng hợp màu ......................................................................................... 58 
6.5.3. Đèn hình màu .......................................................................................... 58 
6.6. Vấn đề tƣơng hợp ........................................................................................... 61 
6.7. Các hệ truyền hình màu.................................................................................. 65 
6.7.1. Hệ truyền hình màu NTSC ...................................................................... 65 
6.7.2. Hệ truyền hình màu PAL ........................................................................ 66 
Chƣơng 7 . SỐ HÓA TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH .................................................. 68 
7.1. Khái niệm truyền hình số ............................................................................... 68 
7.2. Biến đổi tín hiệu tƣơng tự - số (A/D) ............................................................. 69 
7.2.1. Lấy mẫu tín hiệu...................................................................................... 70 
7.2.2. Lƣợng tử hóa ........................................................................................... 72 
7.2.3. Mã hóa ..................................................................................................... 73 
7.3. Biến đổi tín hiệu số - tƣơng tự ....................................................................... 77 
7.4. Tín hiệu video số tổng hợp tiêu chuẩn 4FSC NTSC ....................................... 78 
7.5. Tín hiệu video số tổng hợp tiêu chuẩn 4FSC PAL .......................................... 80 
7.6. Tín hiệu video số thành phần ......................................................................... 82 
7.7. Tiêu chuẩn truyền hình số cơ bản – CCIR601 ............................................... 84 
7.8. Tín hiệu audio số ............................................................................................ 86 
Chƣơng 8 . TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ ................................. 87 
8.1. Hệ thống ghép kênh và truyền tải .................................................................. 87 
8.1.1. Truyền tải theo tiêu chuẩn MPEG-2 ....................................................... 87 
8.1.2. Đóng gói luồng dữ liệu cơ sở (PES) ....................................................... 88 
8.1.3. Ghép kênh luồng chƣơng trình................................................................ 89 
8.1.4. Ghép kênh luồng truyền tải ..................................................................... 89 
8.2. Kỹ thuật điều chế số cơ sở ............................................................................. 93 
8.2.1. Điều chế dịch pha PSK ........................................................................... 93 
8.2.2. Điều biên trực pha QAM ......................................................................... 95 
8.3. Truyền hình cáp .............................................................................................. 96 
8.3.1. Giới thiệu về hệ thống truyền hình cáp ................................................... 96 
8.3.2. Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền hình cáp............................................... 97 
8.3.3. Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến .............................. 98 
8.3.4. Tiêu chuẩn DVB-C ............................................................................... 100 
8.4. Truyền hình số mặt đất ................................................................................. 101 
8.4.1. Sơ đồ hệ thống truyền hình số mặt đất .................................................. 101 
8.4.2. Tiêu chuẩn DVB-T ................................................................................ 102 
8.5. Truyền hình vệ tinh ...................................................................................... 103 
8.5.1. Giới thiệu ............................................................................................... 103 
8.5.2. Băng tần vệ tinh .................................................................................... 105 
8.5.3. Tiêu chuẩn DVB-S ................................................................................ 107 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 108 
 1 
LỜI NÓI ĐẦU 
Bài giảng “Kỹ thuật Audio và Video” đƣợc biên soạn dùng làm tài liệu học 
tập cho sinh viên bậc cao đẳng chính qui ngành Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện 
tử trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng. Bài giảng bao gồm 8 chƣơng, cung cấp cho 
sinh viên những kiến thức cơ bản về các kỹ thuật điều chế tín hiệu tƣơng tự, số, các 
tiêu chuẩn truyền hình màu, trắng – đen, kỹ thuật số đƣợc sử dụng phổ biến trên thế 
giới, kỹ thuật truyền hình màu, các phƣơng pháp số hóa các tín hiệu audio và video, 
kỹ thuật ghép kênh, truyền tải tín hiệu truyền hình số,  Bài giảng này cũng góp 
phần giúp sinh viên cập nhật những công nghệ mới thông qua các ví dụ thực tế. 
Nội dung chi tiết của bài giảng nhƣ sau: 
- Chƣơng 1: Cơ sở về audio tƣơng tự 
- Chƣơng 2: Hệ thống thu phát thanh AM 
- Chƣơng 3: Hệ thống thu phát thanh FM 
- Chƣơng 4: Đại cƣơng về truyền hình trắng đen 
- Chƣơng 5: Máy thu hình trắng đen 
- Chƣơng 6: Cơ sở vật lý của truyền hình màu và thiết lập hệ truyền hình màu 
- Chƣơng 7: Số hóa tín hiệu truyền hình 
- Chƣơng 8: Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 
Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong 
nhận đƣợc sự góp ý của bạn đọc để bài giảng đƣợc hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng 
góp xin gửi về địa chỉ: Bộ môn Điện – Điện tử, Khoa Kỹ thuật – Công nghệ, 
Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng. 
Tác giả xin chân thành cảm ơn! 
 2 
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 
Từ viết tắt Từ đầy đủ Ý nghĩa 
AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ 
FM Frequency Modulation Điều chế tần số 
VCO Voltage Controlled Oscillator 
Dao động kiểm soát bằng 
điện áp 
PLL Phase Locked Loop Vòng khóa pha 
FCC Federal Communications Commission 
Hội đồng thông tin liên 
bang 
CCIR 
Consultative Committee on 
International Radio 
Ủy ban tƣ vấn vô tuyến 
quốc tế 
OIRT 
Organisation Internationale de 
Radiodiffusion et de Télévision 
Tổ chức phát thanh và 
truyền hình quốc tế 
NTSC National Television System Committee 
Ủy ban hệ thống truyền 
hình quốc tế 
PAL Phase Alternating Line 
Pha thay đổi xen kẽ theo 
dòng 
MPEG Moving Picture Experts Group Chuẩn nén ảnh động 
ES Elementary Stream Luồng dữ liệu cơ sở 
PES Packetized Elementary Stream 
Luồng dữ liệu cơ sở đóng 
gói 
TS Transport Stream Luồng truyền tải 
PSK Phase Shift Keying Điều chế dịch pha 
QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế trực pha 
DVB Digital Video Broadcasting 
Tiêu chuẩn số hóa tín hiệu 
truyền hình của châu Âu 
 3 
Chƣơng 1. CƠ SỞ VỀ AUDIO TƢƠNG TỰ 
1.1. Âm thanh 
Về mặt vật lý, âm thanh là dao động của sóng âm trong môi trƣờng đàn hồi 
sinh ra khi có các vật thể dao động là nguồn âm. Trên thực tế, môi trƣờng đàn hồi là 
các môi trƣờng chất rắn, chất lỏng, chất khí. Âm thanh không truyền đƣợc trong 
môi trƣờng chân không. Một số chất truyền dẫn âm rất kém, thƣờng là loại mềm, 
xốp nhƣ: bông, dạ, cỏ khô. Các chất này đƣợc gọi là chất hút âm, thƣờng đƣợc dùng 
lót tƣờng các rạp hát, các hội trƣờng, v.v để hút âm, giảm tiếng vang. Trong quá 
trình lan truyền, nếu gặp phải các chƣớng ngại vật nhƣ tƣờng, núi đá,  thì phần 
lớn năng lƣợng của âm thanh sẽ bị phản xạ trở lại, một phần nhỏ tiếp tục truyền lan 
về phía trƣớc. Còn một phần nhỏ nữa của năng lƣợng âm thanh bị cọ xát với vật 
chƣớng ngại, biến thành nhiệt năng tiêu tan đi. Nguồn âm có rất nhiều loại nhƣ: 
tiếng nói, tiếng nhạc cụ, tiếng va đập, tiếng máy móc vận hành,  
Âm thanh cũng là một loại sóng nên cũng có một số đại lƣợng đặc trƣng sau. 
a. Tần số: ký hiệu là: f, đơn vị tính là: Hertz (Hz) 
Tần số dao động đƣợc tính bằng số lần dao động trong một giây. Ví dụ, khi 
ta đánh nốt mi của đàn thì dây đàn sẽ rung lên 330 lần trong một giây, ta nói tần số 
âm mi là 330 Hz. Các âm thanh tai ngƣời nghe đƣợc nằm trong dải tần số từ 20 Hz 
đến 20.000 Hz. Âm thanh có tần số lớn hơn 20 KHz đƣợc gọi là siêu âm. Âm thanh 
có tần số nhỏ hơn 20 Hz đƣợc gọi là hạ âm. Tai ngƣời không thể nghe đƣợc siêu âm 
và hạ âm. Dòng điện có tần số trong khoảng 20 Hz đến 20.000 Hz đƣợc gọi là dòng 
điện âm tần. 
Tần số biểu thị cao độ của âm thanh: âm trầm có tần số thấp, âm bổng có tần 
số cao. Âm trầm có tần số từ 20 Hz đến 300 Hz, âm vừa có tần số từ 300 Hz đến 
3.000 Hz, âm bổng có tần số từ 3.000 Hz đến 20.000 Hz. Tiếng nói ngƣời thƣờng có 
tầm tần số từ 300 Hz đến 3400 Hz. 
Ngoài đơn vị Hz, tần số âm thanh còn có một số đơn vị khác: KHz (1 KHz = 
1.000 Hz), MHz (1 MHz = 1.000 KHz = 1.000.000 Hz) 
b. Chu kỳ: ký hiệu là: T, đơn vị tính là: giây (s) 
Chu kỳ đƣợc tính bằng thời gian để hoàn thành một lần dao động. 
 4 
f
T
1
 (1.1) 
Trong đó: f là tần số sóng âm 
c. Bước sóng: ký hiệu là: λ, đơn vị tính là: mét (m) 
Bƣớc sóng đƣợc tính bằng khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm có cùng pha 
dao động. Nói cách khác, bƣớc sóng là khoảng lan truyền của âm thanh trong một 
chu kỳ dao động. Bƣớc sóng đƣợc tính nhƣ sau: 
f
v
  (1.2) 
 Trong đó: f: là tần số sóng âm 
 v: là vận tốc truyền của sóng âm trong không khí 
 Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Thông thƣờng ta lấy 
vận tốc truyền sóng âm trong một số môi trƣờng nhƣ sau: 340 m/s trong không khí, 
1480 m/s trong nƣớc và 5000 m/s trong sắt. 
 Trong không khí, tốc độ lan truyền phụ thuộc vào nhiệt độ và đƣợc tính theo 
công thức: 
)/(
273
331 sm
T
v
o
 (1.3) 
 Trong đó: T0 là nhiệt độ tuyệt đối của không khí, tính theo thang độ Kelvin 
(
0
K) 
 Nhƣ vậy, nhiệt độ càng cao thì âm thanh truyền càng n ...  khá nhiều bộ khuếch đại để khôi phục lại tín hiệu trên đƣờng 
truyền nên các tín hiệu nhiễu cũng đƣợc tích lũy, khuếch đại theo và thƣờng không 
đƣợc loại bỏ hết tại phía thu, nên càng xa trung tâm truyền hình chất lƣợng tín hiệu 
càng giảm, do đó, bán kính phục vụ của mạng bị hạn chế. 
- Cũng do đặc điểm tín hiệu bị suy hao trên đƣờng truyền nên việc giữ công suất 
cân bằng cho tất cả các thuê bao là vấn đề khó khăn. Để có thể truyền tín hiệu đi xa, 
các trung tâm truyền hình phải tăng công suất phát, nhƣng giải pháp này lại ảnh 
hƣởng đến các thuê bao ở gần trung tâm truyền hình. Do đó, các thuê bao ở gần 
Headend thƣờng đƣợc trang bị thêm thiết bị thụ động để làm suy giảm bớt mức tín 
hiệu gọi là Pad. 
 99 
 Để giải quyết các nhƣợc điểm trên, ngƣời ta thay cáp trung kế đồng trục bằng 
cáp quang. Toàn hệ thống vừa có cáp quang và cáp đồng trục, gọi là mạng kết hợp 
cáp quang và cáp đồng trục. 
 b. Mạng kết hợp cáp quang và cáp đồng trục (HFC) 
Mạng HFC kết hợp cả cáp quang và cáp đồng trục, đƣợc mô tả nhƣ trong 
hình 8.11. Việc truyền tín hiệu từ trung tâm đến các node quang là cáp quang, còn 
từ các node quang đến thuê bao là cáp đồng trục. 
Hình 8.11. Mạng HFC 
- Mạng truyền dẫn: bao gồm hệ thống cáp quang và các bộ chia tín hiệu (còn gọi là 
Hub) sơ cấp, có nhiệm vụ truyền dẫn tín hiệu truyền hình từ Headend đến các khu 
vực xa. 
- Mạng phân phối tín hiệu bao gồm hệ thống cáp quang và các Hub thứ cấp và node 
quang. Tín hiệu quang từ các Hub sẽ đƣợc chuyển thành tín hiệu điện tại các node 
quang để truyền đến thuê bao qua cáp quang. 
- Mạng truy nhập bao gồm hệ thống cáp đồng trục truyền dẫn tín hiệu truyền hình 
từ node quang đến các thiết bị thuê bao. 
 Ƣu điểm của hệ thống này đến từ việc truyền dẫn tín hiệu thông qua cáp 
quang. Cáp quang có ƣu điểm vƣợt trội so với các phƣơng thức truyền dẫn khác, đó 
là: băng thông rất lớn, suy hao tín hiệu rất thấp, tín hiệu truyền dẫn là tín hiệu quang 
 100 
gần nhƣ không bị ảnh hƣởng bởi nhiễu điện từ, bảo đảm chất lƣợng tín hiệu trên 
đƣờng truyền. 
 Tuy nhiên, việc lắp đặt hệ thống cáp quang và các thiết bị quang đòi hỏi độ 
chính xác rất cao và chi phí rất lớn so với việc lắp đặt cáp đồng trục, đây cũng là 
nhƣợc điểm lớn nhất của hệ thống cáp quang nói chung. 
8.3.4. Tiêu chuẩn DVB-C 
Tại Việt Nam, tín hiệu truyền hình đƣợc số hóa theo tiêu chuẩn DVB của 
Châu Âu. Mỗi phƣơng thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình có một tiêu chuẩn riêng. 
- Truyền hình cáp hữu tuyến: số hóa theo tiêu chuẩn DVB-C 
- Truyền hình mặt đất: số hóa theo tiêu chuẩn DVB-T 
- Truyền hình vệ tinh: số hóa theo tiêu chuẩn DVB-S 
 Với tiêu chuẩn DVB-C, tín hiệu truyền hình số đƣợc nén theo chuẩn MPEG-
2 và sử dụng phƣơng thức điều chế tín hiệu số một sóng mang, có mức điều chế cao 
nhƣ 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 256-QAM. Tín hiệu truyền hình số đƣợc ghép 
kênh theo thời gian nên trên băng thông 8MHz của một kênh truyền hình tƣơng tự 
có thể truyền đƣợc nhiều hơn một kênh truyền hình số. 
 Ngoài ra việc truyền dẫn tín hiệu số qua cáp có khả năng chống nhiễu cao, 
luồng dữ liệu số đƣợc chèn thêm các bit có khả năng tự phát hiện và sửa lỗi nên tại 
phía thu tín hiệu truyền hình gần nhƣ đƣợc khôi phục hoàn toàn, giúp cho chất 
lƣợng hình ảnh và âm thanh cải thiện đáng kể so với truyền hình tƣơng tự. Tiêu 
chuẩn DVB-C sử dụng Reed-Solomon cho chức năng phát hiện và sửa sai dữ liệu ở 
phía thu. 
 Hiện nay, tiêu chuẩn DVB-C đã có phiên bản thứ hai là nâng cấp của phiên 
bản đầu tiên, gọi là DVB-C2. Tiêu chuẩn DVB-C2 có một số thay đổi so với DVB-
C. Những thay đổi này nhằm mục đích sử dụng băng tần có hiệu quả hơn, tăng 
cƣờng khả năng chống nhiễu trong quá trình truyền dẫn tín hiệu và tăng tốc độ 
truyền dữ liệu. Một số thay đổi cụ thể nhƣ sau: 
- Phƣơng pháp điều chế một sóng mang trong tiêu chuẩn DVB-C đƣợc thay thế 
bằng kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao OFDM. 
 101 
- Mã sửa sai Reed-Solomon trong DVB-C đƣợc thay thế bằng hai tầng mã sửa sai: 
BCH (mã ngoài, đƣợc ghép vào từng gói dữ liệu) và LDPC (mã trong, theo tỉ lệ 
n/m). 
- Phƣơng pháp điều chế QAM đƣợc mở rộng đến 4096-QAM. 
Băng thông của cáp khá lớn nên ngoài một phần băng thông sử dụng cho các 
kênh truyền dẫn tín hiệu truyền hình số, cáp còn đƣợc sử dụng cho các dịch vụ khác 
nhƣ truyền số liệu, internet,  
8.4. Truyền hình số mặt đất 
8.4.1. Sơ đồ hệ thống truyền hình số mặt đất 
Truyền hình số mắt đất có đầy đủ những ƣu điểm của truyền hình số nói 
chung. 
- Tiết kiệm băng thông: truyền hình số có khả năng truyền tải nhiều hơn một 
chƣơng trình trên một kênh truyền hình tƣơng tự. Đặc điểm này giúp giải phóng 
một số băng tần trên dải tần số đƣợc sử dụng cho truyền hình tƣơng tự hiện nay. 
- Chất lƣợng: truyền hình số có chất lƣợng âm thanh và hình ảnh cao hơn hẳn so với 
truyền hình tƣơng tự. 
 Những đặc điểm trên giúp truyền hình số mặt đất ngày càng phổ biến và 
đang thay thế dần truyền hình tƣơng tự. Rất nhiều quốc gia trên thế giới đã số hóa 
hoàn toàn tín hiệu truyền hình mặt đất. Tại Việt Nam, đề án số hóa truyền hình mặt 
đất cũng đang đƣợc triển khai. Theo lộ trình, đến năm 2020, truyền hình kỹ thuật số 
mặt đất sẽ thay thế hoàn toàn truyền hình tƣơng tự mặt đất. 
 Hình 8.12 mô tả khái quát cấu trúc của một hệ thống truyền hình số mặt đất. 
Hình 8.12. Khái quát hệ thống truyền hình số mặt đất 
- Studio số: là các trung tâm truyền hình có chức năng thu nhận hoặc tự sản xuất và 
lƣu trữ các chƣơng trình truyền hình đã đƣợc số hóa. 
 102 
- Mã hóa nguồn: có chức năng nén dữ liệu nguồn để giảm bớt tốc độ dữ liệu (tốc độ 
bit). Việc nén dữ liệu đƣợc hiểu là bỏ bớt một phần dữ liệu thể hiện các thông tin dƣ 
thừa hoặc các thông tin lặp đi lặp lại của nguồn dữ liệu số. 
- Mã hóa kênh truyền: chèn thêm có các dữ liệu phụ vào luồng dữ liệu cơ sở với 
mục đích đồng bộ, thể hiện thông tin chƣơng trình, phát hiện và sửa lỗi trên đƣờng 
truyền  
- Điều chế: sử dụng các phƣơng pháp điều chế số cơ sở điều chế luồng dữ liệu phục 
vụ cho việc truyền dẫn. 
- Giải điều chế: quá trình tách luồng dữ liệu khỏi sóng mang. 
- Giải mã kênh truyền: đọc các thông tin đồng bộ, thông tin về chƣơng trình, kiểm 
tra và sửa lỗi đƣờng truyền. 
- Giải mã nguồn: giải nén và khôi phục lại luồng dữ liệu cơ sở. 
- D/A: biến đổi tín hiệu truyền hình dạng số thành dạng tƣơng tự để xuất ra máy thu 
hình. 
8.4.2. Tiêu chuẩn DVB-T 
DVB-T là tiêu chuẩn số hóa tin hiệu truyền hình mặt đất của châu Âu đƣợc 
lựa chọn để số hóa truyền hình mặt đất tại Việt Nam. Tiêu chuẩn DVB-T có một số 
đặc điểm nhƣ sau: 
- Mã hóa nguồn: sử dụng tiêu chuẩn nén MPEG-2 để nén dữ liệu truyền hình số 
- Mã hóa kênh truyền: sử dụng hai tầng chống lỗi (phát hiện và sửa sai) đƣờng 
truyền là Reed-Solomon (mã ngoài) và mã xoắn Viterbi (mã trong). Mã ngoài đƣợc 
ghép vào mỗi gói dữ liệu truyền đi (có chiều dài 188 byte) có chức năng phát hiện 
và sửa lỗi cho gói dữ liệu dài. Mã Reed-Solomon có khả năng sửa lỗi hoàn toàn khi 
tỉ lệ lỗi nhỏ hơn 2.10-4 (cứ 2.104 bit thì có 1 bit lỗi). Mã trong thƣờng đƣợc ghép 
chung với dữ liệu theo tỉ lệ n/m (cứ m bit truyền đi thì có n bit mang thông tin). Với 
chuẩn DVB-T thì tỉ lệ n/m có thể là: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8. 
- Truyền dẫn sử dụng kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao OFDM với các 
kiểu điều chế số cơ sở là: QPSK, 16-QAM và 64-QAM 
- Tốc độ bit thông thƣờng là: 24 Mbps, có thể đạt cực đại 31,7 Mbps 
 103 
- Yêu cầu tỉ số tín hiệu trên nhiễu (C/N): lớn hơn 16,7 dB (khi truyền với tốc độ 
24Mbps) 
Hiện nay, tiêu chuẩn DVB-T đã có phiên bản thứ hai là nâng cấp của phiên 
bản đầu tiên, gọi là DVB-T2. Tiêu chuẩn DVB-T2 có một số thay đổi so với DVB-
T. Những thay đổi này nhằm mục đích sử dụng băng tần có hiện quả hơn, tăng 
cƣờng khả năng chông nhiễu trong quá trình truyền dẫn tín hiệu và tăng tốc độ 
truyền dữ liệu. Một số thay đổi cụ thể nhƣ sau: 
- Hai tầng chống lỗi Viterbi-Reed-Solomon đƣợc thay thế bằng LDPC-BCH có khả 
năng chống lỗi tốt hơn và có nhiều lựa chọn tỉ lệ mã hóa hơn (có thêm hai tỉ lệ 3/5 
và 4/5). 
- Bổ sung thêm kỹ thuật điều chế số cơ sở: 256-QAM 
- Nâng cao tốc độ dữ liệu: tốc độ thông thƣờng là: 40 Mbps, tốc độ tối đa là: 45,5 
Mbps 
- Yêu cầu tỉ số tín hiệu trên nhiễu thấp hơn: 10,8 dB (so với 16,7 dB khi truyền với 
tốc độ 24 Mbps). 
8.5. Truyền hình vệ tinh 
8.5.1. Giới thiệu 
Việc sử dụng vệ tinh cho hệ thống truyền hình quảng bá đƣợc bắt đầu từ 
những năm 70 của thế kỷ XX và phát triển với tốc độ rất nhanh chóng. Điểm khác 
biệt lớn nhất của truyền hình vệ tinh so với truyền hình cáp và mặt đất là môi trƣờng 
truyền dẫn. Việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình đƣợc thực hiện thông qua một trạm 
đặt trên không gian, thông thƣờng là vệ tinh địa tĩnh. 
Các thành phần của một hệ thống truyền hình vệ tinh đƣợc mô tả nhƣ hình vẽ 
8.13. Một trạm mặt đất muốn truyền tín hiệu truyền hình sẽ thực hiện phát tín hiệu 
lên vệ tinh theo đƣờng lên, gọi là uplink, bằng anten có búp sóng hẹp. Tín hiệu đƣợc 
thu nhận tại vệ tinh sẽ đƣợc khuếch đại và dịch chuyển tần số xuống dải tần số phát 
xuống qua bộ chuyển đổi, gọi là bộ phát đáp. Tín hiệu đƣợc truyền xuống mặt đất 
thông qua đƣờng xuống, gọi là downlink. Vùng mặt đất mà vệ tinh có thể phủ sóng 
đƣợc gọi là vệt vệ tinh. Phạm vi của vệt có thể thay đổi tùy thuộc vào công suất bức 
xạ của vệ tinh. 
 104 
Hình 8.13. Hệ thống truyền hình vệ tinh 
Hình 8.14 mô tả một hệ thống thu tín hiệu truyền hình vệ tinh quảng bá của 
đầu cuối gia đình. 
Hình 8.14. Hệ thống thu tín hiệu truyền hình vệ tinh của đầu cuối gia đình 
 105 
 Khối thu ngoài trời bao gồm bộ nhiễu thấp LNB thƣờng đƣợc đặt ở tiêu điểm 
của một thiết bị thu tín hiệu vệ tinh có dạng parabol, còn gọi là chảo parabol. Bộ 
LNB có chức năng chính là khuếch đại nhiễu thấp và bƣớc đầu đổi tần tín hiệu 
(trong trƣờng hợp này tín hiệu truyền hình vệ tinh quảng bá có dải tần số 12,2 đến 
12,7 GHz sẽ đƣợc đổi tần xuống dải tần số 950 đến 1450 MHz). Tín hiệu sau đổi 
tần sẽ đƣợc dẫn đến đầu thu vệ tinh bằng cáp đồng trục. Đầu thu có chức năng giải 
mã tín hiệu vệ tinh thành tín hiệu truyền hình trƣớc khi đƣa đến máy thu hình. 
Do những đặc thù riêng của môi trƣờng truyền dẫn nên truyền hình vệ tinh 
có một số ƣu điểm nổi bật nhƣ sau: 
- Vì khoảng cách truyền rất lớn, tầm phủ sóng rộng khắp trái đất nên truyền hình vệ 
tinh rất thích hợp cho các chƣơng trình quảng bá bên ngoài lãnh thổ một quốc gia 
hoặc chƣơng trình tƣờng thuật trực tiếp các sự kiện lớn đến từng quốc gia trên thế 
giới. 
- Đƣờng truyền vệ tinh không bị ảnh hƣởng bởi điều kiện địa lý, tín hiệu truyền 
hình vệ tinh có thể đến với những vùng sâu, vùng xa, đại dƣơng, hải đảo,  những 
nơi mà truyền hình cáp và truyền hình mặt đất không thể phủ sóng tới. 
Tuy nhiên, truyền hình vệ tinh cũng có những nhƣợc điểm rất đặc trƣng, 
trong đó đặc biệt là tác động lớn của nhiễu bên ngoài làm cho chất lƣợng của truyền 
hình vệ tinh không tốt nhƣ truyền hình cáp và mặt đất. Các nguồn nhiễu có thể bắt 
nguồn từ môi trƣờng truyền dẫn hoặc điều kiện thời tiết mƣa, gió,  Các anten thu 
và phát nếu mất đồng chỉnh cũng sẽ làm tín hiệu bị tổn hao đáng kể. Khi vệ tinh đi 
vào vùng tối của trái đất, mất nguồn cung cấp điện từ mặt trời, khi đó vệ tinh sẽ sử 
dụng nguồn năng lƣợng dự trữ cũng làm cho công suất phát của vệ tinh giảm đi một 
phần. Đây cũng là vấn đề mang tính đặc trƣng của vệ tinh. 
8.5.2. Băng tần vệ tinh 
Vì vệ tinh ở vị trí rất cao so với mặt đất nên sóng điện từ sử dụng trong thông 
tin vệ tinh cũng phải có tần số rất cao để có thể xuyên qua tầng khí quyển trái đất. 
Những sóng điện từ loại này nằm trong dải tần sóng viba có tần số lớn hơn 1GHz. 
Theo tiêu chuẩn quốc tế, các vệ tinh viễn thông sử dụng các dải tần số L (1 – 
2GHz), S (2 – 4GHz), C (4 – 8GHz), X (8 – 12GHz), Ku (12 – 18GHz), K (18 – 
 106 
26GHz), Ka (26 – 40GHz) và dải tần số có bƣớc sóng milimet. Trong đó, các dải 
tần C và Ku đƣợc sử dụng rộng rãi cho truyền hình. Bảng 8.3 mô tả các dịch vụ ứng 
với các băng tần cụ thể. 
Bảng 8.3. Băng tần dịch vụ truyền hình vệ tinh 
Dịch vụ Băng tần Phát lên (GHz) Phát xuống (GHz) 
Truyền thông cố định (FSS) 
C 5,925 – 6,425 3,7 – 4,2 
Ku 14,0 – 14,5 11,7 – 12,2 
Truyền thông quảng bá (BSS) Ku 17,3 – 17,8 12,2 – 12,7 
 Đƣờng truyền dành cho truyền thông quảng bá có công suất lớn nhất, đƣợc 
sử dụng cho cả các chƣơng trình truyền hình trực tiếp qua vệ tinh. Các đƣờng truyền 
còn lại có công suất nhỏ hơn, đƣợc sử dụng cho các chƣơng trình truyền hình cố 
định. 
 Từ bảng 8.3 ta thấy, mỗi băng tần đều có băng thông 0,5 GHz (500 MHz) 
cho cả đƣờng lên và đƣờng xuống. Băng thông này đƣợc chia thành các băng con, 
mỗi băng con dành cho một bộ phát đáp. Độ rộng băng tần thông thƣờng của bộ 
phát đáp là 36 MHz cùng với khoảng bảo vệ giữa các bộ phát đáp là 4 MHz, do đó 
băng thông của một bộ phát đáp thƣờng là 40 MHz. Vì vậy, băng tần 500 MHz có 
thể đảm bảo cho 12 bộ phát đáp. Bằng cách chỉnh phân cực anten (đứng – ngang, 
phải – trái), ta có thể tăng bộ phát đáp lên gấp hai lần, tức là một băng tần có thể có 
24 kênh 40 MHz, 12 kênh cho mỗi phân cực. Hình 8.15 cho thấy quy hoạch tần số 
và phân cực cho vệ tinh thông tin băng C. 
Hình 8.15. Quy hoạch tần số và phân cực băng C 
 107 
8.5.3. Tiêu chuẩn DVB-S 
DVB-S là tiêu chuẩn số hóa tín hiệu truyền hình vệ tinh của châu Âu đƣợc 
lựa chọn để số hóa tín hiệu truyền hình vệ tinh ở Việt Nam. Cũng giống nhƣ các 
tiêu chuẩn DVB-C và DVB-T, DVB-S sử dụng tiêu chuẩn mã hóa nguồn MPEG-2, 
mã phát hiện và sửa sai Reed-Solomon và Viterbi, kiểu điều chế số cơ sở là: QPSK, 
8-PSK và 16-QAM. 
DVB-S2 là tiêu chuẩn thế hệ thứ hai, là phiên bản nâng cấp của DVB-S. Với 
việc tăng hệ số điều chế, DVB-S2 cho phép khai thác có hiệu quả hơn băng thông 
của một bộ phát đáp. Mã chống lỗi Reed-Solomon và Viterbi trong DVB-S cũng 
đƣợc thay thế bằng mã LDPC và BCH trong DVB-S2. 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 8 
1. Thế nào là luồng dữ liệu cơ sở (ES), luồng dữ liệu cơ sở đóng gói (PES), luồng 
chƣơng trình, luồng truyền tải? 
2. Giải thích các trƣờng trong tiêu đề (Header) của luồng dữ liệu cơ sở đóng gói 
(PES)? Vì sao mỗi PES chỉ có thể mang dữ liệu với dung lƣợng tối đa là 64KB? 
3. Giải thích các trƣờng trong tiêu đề (Header) của luồng truyền tải (TS)? 
4. Giải thích nguyên lý ghép kênh luồng truyền tải? 
5. Trình bày những ƣu điểm nổi bật của truyền hình cáp hữu tuyến. 
6. Mô tả khái quát một hệ thống truyền hình số mặt đất. 
7. Trình bày những ƣu điểm nổi bật và khuyết điểm của truyền hình vệ tinh. 
8. Vì sao sóng mang sử dụng trong truyền hình vệ tinh có tần số rất cao? 
 108 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Đỗ Hoàng Tiến, Dƣơng Thanh Phƣơng, Giáo trình Kỹ thuật truyền hình, Nhà 
xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, năm 2004. 
[2]. Vũ Đình Thành, Nguyên lý thông tin tương tự - số, Nhà xuất bản ĐHQG Tp.Hồ 
Chí Minh, 2003. 
[3]. Hoàng Đình Chiến, Mạch điện tử thông tin, Nhà xuất bản ĐHQG Tp.Hồ Chí 
Minh, 2013. 
[4]. Lê Tiến Thƣờng, Xử lý số tín hiệu và wavelets, Nhà xuất bản ĐHQG Tp.Hồ Chí 
Minh, 2012 
[5]. Nguyễn Kim Sách, Truyền hình số có nén và multimedia, Nhà xuất bản Khoa 
học và Kỹ thuật, 2000 
[6]. A. Bruce Carlson, Communication Systems, McGraw-Hill Fourth Edition, 2002. 
[7]. European Standard ETSI EN 300 v1.6.1, 2009