Fernsehen

4.1

Fernsehkanäle

Die Fernsehausstrahlung weist jedoch eine Zahl spezieller Probleme auf, die in der herkömmlichen Tonausstrahlung nicht auftauchen. Das Hauptproblem bildet die Bandbreite. Der Prozess der Modulierung einer elektromagnetischen Welle enthält die Erzeugung einer Reihe von Frequenzen, die Seitenbänder genannt werden. Sie entsprechen der Differenz und der Summe von Funk- bzw. Trägerfrequenz sowie den Modulierungsfrequenzen. Im normalen Sendewesen, bei dem das Signal nur Frequenzen bis 10 000 Hertz (10 Kilohertz) benötigt, besetzen die Seitenbänder nur wenig Platz im Frequenzspektrum. Verschiedene Sendestationen können Trägerfrequenzen zugewiesen bekommen, die nur jeweils etwa 10 Kilohertz auseinanderliegen, ohne nennenswerte Interferenzen hervorzurufen. Der Frequenzbereich eines einzelnen Fernsehsignals liegt jedoch oberhalb von vier Millionen Hertz (4 Megahertz), und diese Signale brauchen etwa vierhundertmal so viel Platz wie das gesamte Frequenzband, das für einen Radiosender für normale Mittelwellenausstrahlung benötigt wird.

4.2

Hochfrequenzausstrahlung

Die Verwendung von hohen Frequenzen für die Ausstrahlung von Fernsehsendungen führte zu einer Vielzahl von Problemen, die sich von denen der konventionalen Tonausstrahlung unterscheiden. Die Reichweite von niederfrequenten Funksignalen ist sehr groß, sie reicht über Hunderte und Tausende von Kilometern. Hochfrequenzsignale sind andererseits in ihrer Reichweite recht eingeschränkt und gelangen durch die Krümmung der Erdoberfläche nicht viel weiter, als die Sichtweite zwischen zwei Orten beträgt. Obwohl daher der Sendebereich eines Standard-Radiosenders einen Radius von gut 160 Kilometern aufweisen kann, ist der Radius eines Fernsehsenders normalerweise auf etwa 56 Kilometer oder weniger je nach Höhe der Sende- und Empfangsantennen begrenzt. Daher erfordert die vollständige Fernsehversorgung eines Landes eine sehr viel größere Zahl an Fernsehsendestationen als die Rundfunkversorgung.

Ein anderes Problem, das bei dem Einsatz von hohen Frequenzen für die Fernsehausstrahlung auftaucht, besteht darin, dass sich Funkwellen dieser Frequenzen sehr ähnlich wie Lichtwellen verhalten und von festen Objekten wie z. B. Hügeln oder Gebäuden reflektiert werden. Häufig werden zahlreiche dieser Reflexionen einer einzigen Sendestation an einer bestimmten Empfangsstelle aufgefangen. Dies führt zur Anzeige von mehreren Bildern auf dem Empfangsschirm, weil die reflektierten Signale unterschiedliche Entfernungen zurückgelegt haben und den Empfänger zu leicht versetzten Zeitpunkten erreichen.

Die Probleme der reflektierten Signale und des Empfanges von Fernsehsignalen in einer größeren Entfernung als der normalen Reichweite wurden zum größten Teil durch die Verwendung von speziellen, leistungsstarken Empfangsantennen gelöst. Die meisten sind außerdem so ausgerichtet, dass sie für Signale aus einer Richtung sehr effizient arbeiten, während sie mit geringer Leistung bei Signalen aus anderen Richtungen funktionieren. Wenn diese so genannte Richtungsantenne korrekt ausgerichtet ist, lässt sich ein Signal aus der Vielzahl reflektierter Signale auswählen. Die restlichen Signale werden unterdrückt und so Mehrfachbilder vermieden.

4.3

Fernsehen über Satelliten

Zusätzlich zu Kabeln und Erdrelaisstationen bietet ein erdumkreisender künstlicher Satellit einen Weg der Übertragung von Signalen über weite Bereiche der Erde. Ein Mikrowellenverstärker an Bord des Satelliten überträgt das Signal erneut zu einer Empfangsstation auf der Erde, die es wiederum lokal ausstrahlt.

Das Hauptproblem bei der Verwendung von Kommunikationssatelliten sind Verzerrung und Abschwächung des Signals, wenn dieses die Atmosphäre passiert. Bei derart großen Entfernungen können auch Zeitverzögerungen auftreten und gelegentlich Echos hervorgerufen werden. Einige Fernsehsatelliten in der Erdumlaufbahn sind dazu geschaffen, Signale einer kommerziellen Sendestation zu einer anderen zu übertragen. Viele Privatpersonen haben auf ihrem Grundstück geeignete schüsselförmige Antennen installiert, um diese Sendungen zu empfangen. Siehe auch Satellitenfernsehen.

5

Fernsehempfänger

Das wichtigste Element im Röhrenfernseher ist die Bildröhre, die die elektrischen Impulse des Fernsehsignals in geordnete Elektronenstrahlen umwandelt, mit denen man ein zusammenhängendes Bild auf dem Schirm am Ende der Röhre erzeugt. Fernsehempfänger mit anderer Anzeigetechnik sind z. B. Flachbildfernseher (siehe Flachbildschirm).

5.1

Bildröhren

Die Bildröhre steht in der gleichen Beziehung zum Empfänger wie die Bildspeicherröhre zum Fernsehsender. Zum Aufbau der Bildröhre gehört eine Kathodenstrahlröhre, die deshalb so genannt wird, weil sie mit Hilfe ihrer Kathode einen Elektronenstrahl erzeugt.

Die Bildröhrenkathode ist in einem engen Hals einer trichterförmigen Röhre untergebracht und besteht aus einem erhitzten Kathodenglühfaden. Die von der Kathode ausgesandten Elektronen werden zu einem engen Strahl gebündelt, der eine enge Öffnung im Steuerungsgitter passiert. Das Gitter wird im Verhältnis zur Kathode auf einem elektrisch negativen Potential gehalten. Diese leicht negative Einstellung des Gitters hat zur Folge, dass einige Elektronen zur Kathode zurück getrieben und nur die Elektronen durchgelassen werden, die mit ausreichender Geschwindigkeit auf die Öffnung zufliegen. Die nachfolgenden zwei Anoden sind positiv geladen und beschleunigen die Elektronen. Eine zusätzliche Wirkung des elektrischen Feldes zwischen den beiden Anoden ist die Bündelung der Elektronen. Normalerweise werden Vorkehrungen getroffen, die relative Stärke des Feldes zu verändern, um den Punkt genau auf dem Schirm zu bündeln. Häufig übernimmt eine magnetische Bündelungsspule die gleiche Funktion wie das Feld zwischen den Anoden.