2. Fernsehnormen
2.1 Bild
(Schwarzweiß)
Zunächst etwas Geschichte: Am Anfang war das
Schwarzweißfernsehen. Der Sender übertrug ein Helligkeitssignal. Dieses wird im
Fachjargon als sogenanntes Luminaz-Signal definiert. Es wurde im Fernseher mit Hilfe eines
Rasterstrahls wiedergegeben. Dieser Rasterstrahl läuft in Zeilen von links oben nach
rechts unten. Beim ersten Durchlauf werden allerdings nur die Zeilen 1, 3, 5 usw. (also
die ungeraden Zeilen) angezeigt. Am Ende einer Zeile folgt in der Luminanzsignal ein
Synchronisationssignal, das den Fernseher auffordert, den Rasterstrahl nach links in die
übernächste Zeile zu stellen. Das heißt ,ist eine Zeile am Bildschirm geschrieben z.B.
die Erste ,folgt anschließend der Ersten die Dritte Zeile. Ist der Rasterstrahl rechts
unten angelangt, folgen drei Synchronisationssignale, die den Rasterstrahl wieder nach
links oben befördern. Dann kommt eine kleine Pause, um dem Rasterstrahl Zeit zu geben,
von rechts unten nach links oben zu hüpfen. Diese Pause ist die berühmte Austastlücke.
Im nächsten Durchlauf werden die geraden Zeilen (2, 4, 6 usw.) dargestellt. Jeder
Durchlauf stellt also ein Halbbild (engl.: half frame oder manchmal auch video
field genannt) dar. Zwei Halbbilder ergeben ein Vollbild. Dieses Verfahren (erst
ungerade, dann gerade Zeilen) wird interlaced (Zeilensprungverfahren, siehe
Abb.1) genannt und wurde aufgrund der technisch beschränkten Möglichkeiten (maximale
horizontale Geschwindigkeit des Rasterstrahls; ca. 15 kHz) gewählt.
Abb.1
In Europa (so wie Asien, Australien und Afrika) und den USA (so wie Japan, Kanada,
Südamerika und einige Pazifikinseln) wurden von Anbeginn (wegen der verschiedenen
Netzfrequenzen) verschiedene Standards etabliert (Tab 1):
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USA |
EUROPA |
Netzfrequenz |
60Hz |
50Hz |
Frames (Bilder je Sekunde) |
30 |
25 |
Zeilenzahl je Frame |
525 |
625 |
|
2.2
Bild
(farbig)
Irgendwann um 1953 (USA) bzw. 1967 (Europa) sah man
sich plötzlich in der Lage, das Schwarzweißfernsehen farbig zu machen, ohne dabei auf
die Kompatibilität verzichten zu müssen. (Vorher gab es Versuche mit inkompatiblen
Systemen, die aber von der Qualität her noch schlechter waren.) Dem Luminanz-Signal wurde
huckepack ein Farbsignal (Chrominanz) aufgeladen. Dabei ging man wie folgt vor: Die Farbe
besteht aus einem roten, einem grünen und einem blauen Anteil (RGB); alle drei Anteile in
der Summe ergeben wieder die Helligkeit (Luminanz), die üblicherweise als Y bezeichnet
wird. Es reicht also aus, zusätzlich zu Y die Differenz zwischen Y und R sowie die
Differenz zwischen Y und B zu übertragen; G lässt sich dann errechnen.
Für die Farbcodierung wurde in den USA zunächst NTSC entwickelt. Dabei wird eine
Differenz in die Amplitude moduliert, die andere in die Phase des Farbträgers. Dieses
Methode nennt man auch Quadraturmodulation. Dieses System hat allerdings Schwächen, die
man für Europa ausbügeln wollte. Mehr als ein Jahrzehnt später kam aus deutschen Landen
NTSC mit Sicherheitsgurt: PAL. Gleichzeitig zu PAL wurde in Frankreich ein neuer Ansatz
(unabhängig von NTSC; nicht mit Quadraturmodulation) geboren: SECAM.
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2.2.1 NTSC
NTSC steht für Never the same Color
(naja, nicht
ganz), eher für etwas wie National Television Standards Committee, was aber damit
ausgedrückt werden soll ist, daß das unter 2.2 beschriebene Verfahren ohne
Modifikationen umgesetzt wurde. Der gravierende Nachteil ist, daß wenn es bei der
Übertragung zu Phasenverschiebungen kommt, die Farben verfälscht werden (z. B. Hautfarbe
als Olivgrün oder Knallrosa). NTSC-Fernsehgeräte haben einen Regler, um entsprechende
Korrekturen vorzunehmen.
Hauptsächlich wird die NTSC-Farbcodierung heute auf ein SW-Bild mit 525 Zeilen, von
denen ca. 480 zu sehen sind, bei einer Wiederholrate von 60 Hz interlaced, also 30
Vollbilder je Sekunde, angewendet. Das Composite-Signal (Kombination aus
Luminanz und Chrominanz ,also Helligkeits- und Farbsignal) besteht aus der Luminanz und
der bei 3,58 MHz aufmodulierten Chrominanz. So wird es in den USA, Kanada und Japan
verwendet.
Spricht man im allgemeinen von NTSC, so meint man üblicherweise nicht direkt die
Technik der Farbcodierung, sondern die Kombination 525/60/NTSC.
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2.2 PAL
Da Europa ein paar Jahre später am Zug war, machte
man sich etwas mehr Gedanken, um das NTSC-Problem (siehe 2.2.1) auszuschalten. Die Lösung
hieß PAL. PAL steht für Phase Alternating Line, was bedeutet, daß
zwischen der Chrominanz (Farbsignal) der einzelnen Zeilen eine Phasendrehung um 180 Grad
besteht, die für den Ausgleich von Übertragungsfehlern sorgt, indem als Farbanteile
jeweils die Mittelwerte über zwei Zeilen verwendet werden. (Kleiner Haken: Dafür
kann nicht an jeder Stelle des Bilds jede beliebige Farbe verwendet werden. Die Wahl der
Farbe ist abhängig von der Farbe in der Zeile darüber. Das hat aber keinen sichtbaren
Einfluss auf das Bild.
Hauptsächlich wird die PAL-Farbcodierung heute auf ein SW-Bild mit 625 Zeilen,
von denen ca. 580 zu sehen sind, bei einer Wiederholrate von 50 Hz interlaced
(siehe oben), also effektiv 25 Vollbilder (Frames) je Sekunde, angewendet. Das
Composite-Signal (Kombination aus Luminanz und Chrominanz) besteht aus der Luminanz und
der bei 4,43 MHz aufmodulierten Chrominanz. So wird es in Westeuropa (außer Frankreich)
und in Australien verwendet.
Spricht man im allgemeinen von PAL, so meint man üblicherweise nicht direkt die
Technik der Farbcodierung, sondern die Kombination 625/50/PAL.
Die erste (1) und die letzte Zeile (625) des ungeraden Halbbilds haben jeweils
nur die halbe Länge, damit beide Halbbilder insgesamt die gleiche Länge haben.
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2.3
SECAM
SECAM
benutzt zur Farbübertragung im
Gegensatz zu PAL und NTSC nicht eine Trägerfrequenz, sondern zwei. Und während PAL und
NTSC Quadraturmodulation anwenden (man kann es auch als eine Kombination von Amplituden-
und Phasenmodulation betrachten), verwendet SECAM die stabilere Frequenzmodulation, wobei
nur jeweils eine der beiden Farbkomponenten abwechselnd übertragen wird (daher zwei
Träger).
SECAM erreicht dadurch, ebenso wie PAL, stabile Farbtöne und vermeidet die
Kinderkrankheiten von NTSC, hat aber wegen der Frequenzmodulation den Nachteil, daß der
Farbträger immer in voller Amplitude vorhanden ist, und so bei farblosen Bildpartien
Störmuster im Bild hervorruft.
In den meisten Ländern, die sich für SECAM entschieden haben, geschah dies aus
politischen Motiven: Das Erfinderland Frankreich wollte durch eine von den Nachbarn
abweichende Norm Importe von Fernsehgeräten erschweren und die heimische Industrie
begünstigen (dieser Plan ging nicht auf, sondern man handelte sich nur Nachteile mit
Inkompatibilitäten ein). Im damaligen Ostblock wollte man den Empfang von westlichen
Sendern durch eine inkompatible Norm erschweren (augenfällig beim Beispiel DDR, wo dies
jedoch nicht glückte, da die Schwarzweißnorm zu der der Bundesrepublik kompatibel
blieb).
Im allgemeinen unterscheidet man sprachlich zwischen SECAM-West und SECAM-Ost,
weil die Norm in verschiedenen Frequenzbereichen gesendet wird und deshalb die Empfänger
nicht zwangsläufig beides können.
Zu allem Überfluss gibt es SECAM auch noch in zwei verschiedenen
Aufzeichnungsvarianten auf VHS-Video. Prinzipiell kann SECAM-West und SECAM-Ost gleich auf
Video aufgezeichnet werden. Da aber in den SECAM-Ost-Ländern (vor allem Naher Osten) auch
PAL gebräuchlich ist, hat man den PAL-VCR eine Möglichkeit gegeben, auch SECAM-Signale
aufzunehmen. Dieses Aufzeichnungsformat ist aber inkompatibel zu einer normalen
SECAM-Aufnahme und nennt sich MESECAM. Im allgemeinen gilt also, daß Frankreich
normales SECAM als Aufzeichnungsnorm benutzt, während Osteuropa und der Nahe Osten
MESECAM verwenden.
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2.4
Übersicht
der Sendenormen
siehe
auch
Unter den vorhergehenden Überschriften sind mehrere
Farbfernsehsysteme vorgestellt worden. Jedes besteht aus den zwei Komponenten a)
Zeilenzahl/Frequenz und b) Farbsystem. Die genannten Kombinationen sind die
gebräuchlichsten (und für uns am interessantesten). Natürlich sind auch andere
Kombinationen denkbar und werden teilweise auch tatsächlich eingesetzt.
Nun stellt sich abschließend die Frage: In welchem Land der Erde wird welches System
eingesetzt? (Abb.2)
Die Antwort ist leider nicht ganz einfach, weil es noch mehr Unterschiede gibt. Da
wäre noch der Frequenzbereich, in dem terrestrische Ausstrahlungen durchgeführt werden
und die Methode, mit der der Zuschauer mit Stereo-Ton versorgt wird. Man unterscheidet
folgende Möglichkeiten :
Vielen Dank an Roland
ww.2cool4u.ch , der Texte und Bilder für die
"TV-Signale" erstellt hat
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