Pendahuluan Sistem TV

Sistem TV

-------------------------------------------------------------------------------------------

Tujuan Instruksional Khusus :

Untuk mengetahui gambaran secara umum mengenai sistem televisi

-------------------------------------------------------------------------------------------

1.1 Pengertian

• Kata televisi (television) berasal dari 2 kata yaitu ”tele” (jarak jauh) dan ”vision” (melihat), sehingga televisi atau disingkat TV berarti ”melihat dari jarak jauh”.
• Proses ”melihat dari jarak jauh” ini menjadi bisa dilakukan karena perubahan<> brightness (intensitas cahaya) dan color (warna) dari adegan (scene) yang dilihat dapat diubah menjadi variasi tegangan/arus listrik oleh sejenis transduser photo-sensitive, yaitu tabung kamera. Kemudian tegangan/arus listrik tersebut dapat diubah kembali menjadi informasi brightness dan color oleh perangkat display cathode ray tube (atau jenis display yang lain, seperti LCD atau Plasma).
• Tegangan listrik yang mewakili brightness dan warna dapat dikirimkan ke jarak yang jauh dengan menggunakan sinyal pembawa frekuensi radio (VHF atau UHF), yaitu dengan menggunakan teknik modulasi dan penguatan.
•  Di sisi penerima, sinyal televisi dapat diambil dari gelombang VHF/ UHF yang di-demodulasi dengan teknik deteksi super-heterodyne dan penguatan. Dengan cara seperti inilah, siaran gambar bergerak dapat disaksikan di layar pesawat TV pada jarak yang jauh.

1.2 Sistem Televisi
Elemen-elemen dari sistem televisi adalah :

• Sumber gambar : Merupakan sinyal listrik yang mewakili gambar visual, dan dapat diperoleh dari kamera TV (tayangan gambar angsung atau live), VTR (video tape recorder) untuk playback tayangan rekaman, atau sumber-sumber yang lain.
• Sumber suara. Merupakan sinyal listrik dari mikrophon atau dari output audio VTR atau dari sumber lainnya.
• Transmitter (pemancar). Merupakan penghasil sinyal frekuensi radio (RF, Radio Frequency) dan memodulasikan informasi video dan suara.
• Antena di transmitter untuk menyiarkan (broadcast) ke udara (sistem penyiaran terestrial).
• Antena di receiver (penerima) untuk menerima sinyal broadcast.
• Receiver (disebut juga tuner), yang men-demodulasi informasi video dan suara dari sinyal RF yang diterima.
• Perangkat display untuk mengubah sinyal video menjadi gambargambar visual (gambar bergerak).
• Penguat audio (audio amplifier) dan loud speaker yang mengubah Sinyal listrik menjadi gelombang suara (percakapan, musik, dan lain-lain) untuk melengkapi gambar.

1.3 Tabung CRT

• Tabung gambar CRT merupakan komponen penting pada pesawat penerima TV yang berfungsi untuk menayangkan suatu siaran televisi.
• CRT terdiri atas sejumlah komponen penting, diantaranya adalah tabung berbentuk kerucut (cone), layar, electron gun, deflection coil dan shadow mask.
• Cone dan layar dilas membentuk amplop gelas tempat dimana shadow mask dan electron gun dipasang. Deflection coil ditempatkan di sekitar luar leher cone.
• Sinar katoda merupakan berkas elektron yang di-emisikan dari katode yang dipanaskan di dalam tabung vakum dan diakselerasi oleh perbedan potensial antara katode ini dengan suatu anode.

• Bagian dalam layar dilapisi dengan kristal posphor berwarna merah, hijau, dan biru. Pospor-pospor ini disusun berkelompok tiga (triad).
• Tiga berkas elektron (red, green, dan blue) dibangkitkan oleh electron gun. Ketiga berkas selanjutnya diarahkan (oleh rangkaian konvergensi) lalu dibelokan oleh deflection coil (atau deflection yoke atau steering coil) yang akan men-scan layar, bergerak dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Posphor-posphor akan menyala dengan warna yang sesuai ketika dikenai berkas elektron.
• Keseluruhan layar secara sistematis di-scan dalam pola tetap yang disebut raster. Suatu gambar dihasilkan oleh dengan modulasi intensitas berkas elektron oleh sinyal video.
• Untuk menghasilkan gambar berwarna yang tepat, tiap berkas 
• elektron harus mengenai posphor dengan warna yang tepat. Untuk menjamin keakuratan, digunakan shadow mask sebagai filter.
• Shadow mask merupakan pelat logam yang berbentuk sama seperti 
• layar dan memiliki jumlah lubang yang sama dengan jumlah triad di layar. Tiap lubang mengarah ke triad posphor-nya masing-masing untuk mencegah pengaruh dari triad yang berdekatan.

1.4 Pergerakan berkas elektron

• Berkas elektron bergerak perbaris dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Layar tersusun dari 525 atau 625 baris horizontal. Jumlah baris menentukan detil gambar. Ketika mencapai ujung baris, berkas akan kembali ke titik awal baris berikutnya (retrace atau flyback horisontal) dengan kecepatan tinggi. Ketika kembali ini, sesaat berkas dipadamkan (blanking), lalu proses diulang lagi. 
• Ketika berkas telah mencapai ujung baris paling bawah, berkas akan 
• mengulang lagi dari baris paling atas (retrace atau flyback vertikal).

1.5 Precision in Line

• Pada awalnya, tiga berkas elektron disusun membentuk segitiga yang disebut delta setup. Karena piksel berbentuk bulat, bentuk segitiga ini menyebabkan banyak cahaya hilang diantara titik. Sekarang ini, digunakan sistem segaris yang disebut Precision In Line dimana electron gun ditempatkan segaris horisontal.

1.6 Interlacing

• Gambar dibuat pertama dengan men-scan semua baris ganjil (1,3,5,7,9, …, 525 atau 625) dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah kemudian dilanjutkan dengan men-scan semua baris genap (2,4,6,8,…,524 atau 624).
• Hasilnya, satu scan menciptakan setengah gambar. Di TV 50 Hz, satu scan berlangsung 1/50 detik, sehingga untuk menghasilkan gambar penuh (dua kali setengah gambar) membutuhkan waktu 1/25 detik. Sehingga tiap detik akan ditampilkan sebanyak 25 gambar. Proses ini disebut sebagi interlacing scan, yang akan menampilkan gambar dengan flicker yang lebih rendah daripada jika berkas menscan semua baris berurutan (progressive).
• Frekuensi scan disebut juga frekuensi raster yaitu 50 Hz (50 scan per detik), sedangkan frekuensi baris adalah 25 x 625 = 15,625 Hz.

1.7 Sinkronisasi Baris dan Gambar

• Gambar dan reproduksinya harus disinkronkan dengan tepat sehingga tiap elemen gambar yang diambil oleh kamera akan ditampilkan dengan tepat di display
• Pulsa sinkronisasi (syn) terdiri atas dua jenis, yaitu line sync (Hsync) dan field sync (V-sync). Line sync memastikan bahwa baris direproduksi dengan benar (artinya awal baris direproduksi di awal baris juga), dan pulsa field sync untuk memastikan reproduksi keseluruhan yang tepat. Pulsa-pulsa sync ini dikirimkan di dalam sinyal gambar.

1.8 Sinyal Luminance dan Chrominance

• Ketika siaran TV berwarna muncul diputuskan agar transmisi TVnya kompatibel dengan TV penerima hitam putih (B/W). TV hitam putih harus dapat menerima transmisi TV berwarna dan menampilkannya sebagai sinyal TV hitam putih normal.
• Untuk mencapai hal ini, gambar berwarna dipisah menjadi sinyal brightness (luminance) dan warna (chrominance) sebelum dikirimkan oleh transmitter.

A. Sinyal Luminance

• Sinyal luminance (Y) dipancarkan melalui bandwidth yang normal sehingga TV hitam putih dapat menampilkan gambar hitam putih normal. Cahaya putih untuk sinyal luminance tersusun dari 30% red, 59% green dan 11% blue.

B. Sinyal Chrominance

• Di samping luminance, diperlukan dua karakteristik lain untuk membuat warna total. Yang pertama adalah hue, yang merupakan warna sebenarnya (misalnya, biru). Kedua, saturation, yang menentukan kedalaman warna (misalnya biru terang dan biru tua).
• Sinyal chrominance (C), yang berisi hue dan saturation, dimodulasi ke suatu sinyal perbedaan warna. Karena informasi luminance sudah ditransmisikan, sinyal warna tidak perlu informasi luminance lagi. Tiga sinyal perbedaan warna adalah : sinyal red minus luminance (R-Y), sinyal green minus luminance (G-Y) dan blue minus luminance (B-Y).
• Dalam prakteknya, tidak perlu ditransmisikan ketiga sinyal perbedaan warna tersebut karena jika dua rasio dari sinyal chrominance total diketahui, yang ketiganya dapat dihitung. Sebagai contoh, jika sudah diketahui 50% blue dan 40% red, green adalah 10% (50% + 40% + x = 100%; x = 10%).
• Dua sinyal perbedaan warna yang dipilih adalah R-Y dan B-Y. G-Y tidak dipilih dengan alasan kualitas sinyal. Karena sinyal Y terbuat dari 59% green, G-Y memiliki sinyal perbedaan terkecil. Sinyal G-Y yang relatif kecil akan lebih rentan terhadap noise dalam sistem transmisi daripada sinyal R-Y dan B-Y yang lebih besar.
• Penggunaan hanya dua sinyal perbedaan warna ini dapat mengurangi jumlah informasi yang perlu ditransmisikan (mengurangi bandwidth).

1.9 Sistem Transmisi Warna

• Setelah sinyal R-Y dan B-Y dimodulasi, keduanya dicampurkan menjadi satu sinyal di transmitter. Men-demodulasi sinyal yang sama di receiver merupakan proses yang rumit, yang telah diselesaikan dengan berbagai cara oleh beberapa standar sistem warna, yaitu NTSC, PAL dan SECAM. 

      NTSC

• Sistem NTSC (National Television System Committee) dikembangkan di tahun 50-an di Amerika Serikat sebagai sistem standar sistem TV yang pertama. NTSC menggunakan gambar 525 baris dan 60 Hz (60 scan dalam satu detik). Masalah utama dengan NTSC adalah kemungkinan terjadinya hue error. Untuk memperbaikinya, semua penerima NTSC dilengkapi dengan hue control. 

      PAL

• PAL (Phase Alternating Line) diperkenalkan di negara Jerman 15 tahun setelah NTSC. Sistem ini menggunakan gambar 625 baris dan 50 Hz. PAL memiliki detil gambar yang lebih banyak karena menggunakan 100 baris lebih banyak dan dapat menampilkan warna dengan lebih akurat.
• Jika ada distrorsi warna pada suaru baris, akan dikoreksi pada baris selanjutnya dengan membalikan error-nya
• Sebagai contoh, jika green bergeser ke kuning, di baris berikutnya akan dikoreksi dengan membalik error. Hasilnya pada baris berikutnya warna akan menjadi cyan (blue-green), yellow dan cyan akan dicampur menjadi green
• Kekurangan sistem PAL dibandingkan NTSC adalah kemungkinan adanya flicker dan ketidakstabilan gambar karena menggunakan kecepatan scan yang lebih rendah, yaitu 50 scan per detik. Masalah flicker ini diselesaikan jika frekuensi raster dibuat menjadi 100 Hz (100 scan per detik).

     SECAM

• SECAM (Sequence Couleur à Mémoire atau color sequence in memory) dikembangkan di Negara Perancis, hampir besamaan dengan PAL
• SECAM tidak mempunyai kesalahan warna seperti halnya pada NTSC atau PAL. Kedua sinyal perbedaan warna R-Y dan B-Y dipisahkan dengan perbedaan waktu yang singkat, sehingga R-Y selalu dapat dikenali sebagai R-Y dan B-Y selalu B-Y.

Perbandingan Parameter Sistem TV Berwarna

1.10 Band Frekuensi Kerja Sistem Transmisi TV

• Frekuensi pembawa digunakan untuk mengirimkan sinyal TV. Alokasi frekuensi pembawa sudah ditetapkan secara internasional untuk menghindari interferensi dalam transmisi jika sejumlah stasiun pemancar beroperasi pada area yang sama. Daerah frekuensi dialokasikan antara 41 sampai 960 MHz. VHF dan UHF Band
• Daerah frekuensi untuk TV dibagi menjadi lima band, yaitu band I sampai V. Kelima band ini selanjutnya dibagi lagi menjadi dua kelompok, yaitu VHF dan UHF. VHF mencakup band I-III dan UHF mencakup IV dan V.

• Band VHF (Very High Frequency) berada pada 41-230 MHz dan berkapasitas 12 kanal TV. Band II digunakan untuk transmisi radio FM. Band UHF (Ultra High Frequency) berkisar antara 470-960 MHz dan berkapasitas 60 kanal TV.

S dan H Band

• Disamping band VHF dan UHF, untuk siaran TV juga digunakan band S (Sonderkanal, atau Special channel) dan H (Hyperband). Frekuensi band S berada antara 104 sampai 174 MHz, yaitu antara band II dan III, sedangkan band H berada antara 230 sampai 470 MHz diantara band III dan IV. Band S digunakan untuk TV kabel sedangkan band H untuk kanal cadangan. Penerimaan Satelit 
• Program satelit dipancarkan pada frekuensi antara 10.7 dan 12.75 GHz, yang juga disebut KU-band. Transmisi ini berlangsung pada frekuensi yang jauh lebih tinggi di atas frekuensi tuner TV biasa. Penerimaan siaran satelit membutuhkan tuner satelit khusus. 1.11 Jangkauan Transmisi
• Salah satu karakteristik frekuensi transmisi TV (VHF, UHF, S dan H) adalah merambat dalam garis lurus. Akibatnya akan menghilang ke atmosfir pada jarak sekitar 200 km dari stasiun transmisi. Sehingga jarak jangkauannya terbatas.
• Untuk menjangkau area yang lebih luas harus digunakan stasiun 
• transmisi pengulang (repeater) atau stasiun relay, kecuali jika menggunakan transmisi satelit.

1.12 Perkembangan Teknologi Layar TV

• Layar berkembang bertambah datar (flat) dan lebih persegi. Untuk menampilkan kontras yang lebih baik, dibuat tabung yang lebih gelap. 

      Tabung Datar Persegi

• Tabung jenis ini memberikan tambahan 9% permukaan gambar dibanding layar cembung dan membuat gambar tampak lebih besar.

       Tabung Layar Gelap

• Tabung ini memiliki layar yang hitam ketika dimatikan, meminimumkan kehilangan kontras gambar pada saat penerangan yang kuat. Tabung ini menawarkan 50% kontras yang lebih baik, sehingga gambar menjadi tajam dan kontras yang tinggi baik saat malam atau siang.

        TV Proyeksi

• TV jenis ini dikembangkan untuk ukuran layar yang besar, dan terdiri atas 2 jenis, yaitu : TV proyeksi belakang dan depan.

       Matrix Display

• Matrix display mempunyai jumlah elemen diplay (pixel) horizontal dan vertikal yang diskrit. Piksel-piksel dihubungkan oleh elektrode membentuk matriks persegi baris dan kolom dalam saat yang sama.
• Matrix display terdiri atas emissive atau non-emissive. Display emissive menghasilkan cahaya langsung dari elemen display itu sendiri. Contohnya adalah Plasma display dan Electro-Luminescent (EL) display. Non-emissive display tidak menghasilkan cahaya, tetapi hanya memodulasikannya.
• Contoh display ini adalah Liquid Crystal Display (LCD) dan Digital Micro-mirror Device (DMD). LCD menggunakan sumber cahaya dari samping display, sedangkan DMD mempunyai sumber cahaya dari depan display.