Fernsehen

5.2

Der Bildschirm

Die Innenwand des Schirmes ist mit Leuchtstoffen beschichtet, die mit einem Elektronenstrahl beschossen, die Eigenschaft der Lumineszenz (Leuchten) besitzen. Wenn die Röhre in Betrieb ist, wird der Elektronenstrahl auf der Vorderseite der Röhre als ein kleiner, leuchtender Punkt sichtbar.

In der Bildröhre (Abbildung 3) wird der Elektronenstrahl zum Abtasten mit Hilfe von zwei Ablenkplattenpaaren bewegt. Wenn auf dem einen Plattenpaar eine positive Ladung angebracht wird und auf dem anderen eine negative, wird der Strahl in eine Richtung weg von der negativ geladenen Platte zur positiv geladenen hin abgelenkt. Das erste Plattenpaar, das im Diagramm gezeigt wird, lenkt den Strahl nach oben und unten ab, das zweite Paar führt die seitliche Ablenkung durch. Im Empfänger werden Wechselspannungen für den Abtastvorgang erzeugt und genau mit den Frequenzen des Senders synchronisiert. Dies geschieht mit Hilfe von Synchronisationsimpulsen des Senders. Wenn also ein Sender auf dem Empfänger eingestellt wird, werden die Abtastrate und die Reihenfolge auf der Bildröhre automatisch auf diejenigen der Kameraröhre des Senders fest eingestellt. In heutigen Bildröhren wird die Ablenkung von Magnetfeldern von zwei Spulen durchgeführt, die ein Ablenkjoch außerhalb der Röhre bilden. Die Ablenkströme werden von einem Generator im Empfänger bereitgestellt, der mit dem Sender synchronisiert ist.

Das Kamerasignal vom Sender wird vom Fernsehempfänger verstärkt und an dem Steuerungsgitter der Bildröhre angelegt. Wenn das Gitter durch das Signal negativ geschaltet wird, weist das Gitter Elektronen ab. Wenn das negative Signal stark genug ist, passieren keine Elektronen das Gitter, und der Schirm bleibt dunkel. Wenn das Gitter leicht negativ geschaltet wird, durchqueren einige Elektronen das Gitter, und der Schirm zeigt einen matt leuchtenden Punkt an, der einem trüben (grauen) Punkt in dem ursprünglichen Bild entspricht.

Wenn sich das Gitterpotential dem Potential der Kathode nähert, zeigt der Schirm einen leuchtenden Punkt, der dem Weiß in der ursprünglichen Abbildung entspricht. Mit Hilfe der Kombination von Abtastspannung und Kamerasignalspannung erzeugt der Elektronenstrahl ein Leuchtmuster auf dem Schirm, das eine genaue Reproduktion der ursprünglichen Aufzeichnung darstellt. Die Leuchtstoffe in der Schirmbeschichtung leuchten eine kurze Zeit weiter, nachdem sie von dem Elektronenstrahl aktiviert wurden, so dass sich die einzelnen Punkte miteinander vermischen, um ein zusammenhängendes Bild zu ergeben.

Die Größe der Vorderseite einer herkömmlichen Bildröhre bestimmt die Größe des Bildes auf dem Schirm. Es gibt Bildröhren mit Schirmen, die Diagonalen (von der linken unteren Ecke zur rechten oberen Ecke) zwischen 3,8 und 89 Zentimeter aufweisen. So genannte Flüssigkristallanzeigen-Bildschirme (LCD: Liquid Crystal Display) sind für Bildschirmgrößen bis zu 12,7 Zentimeter im Handel erhältlich. Die Konstruktion von Röhren mit großen Durchmessern ist teuer und schwierig, außerdem sind solche Röhren leichter anfällig für Defekte.

5.3

Empfängerschaltungen

Die Schaltungen moderner Fernsehempfänger sind natürlich komplex, das allgemeine Prinzip ihrer Funktionsweise ist aber mit Hilfe von Abbildung 4 leicht zu verstehen. Das von der Antenne empfangene Signal wird in der Funkfrequenzstufe eingestellt und verstärkt. In der Mischstufe wird das Signal mit der Ausgabe eines eigenen Oszillators im Empfänger kombiniert, der eine feste Frequenz erzeugt. Diese Kombination (Mischung) produziert Taktfrequenzen, die dem Bildsignal und dem Tonsignal entsprechen. Aufgeteilt durch Filterschaltungen, die ein Frequenzband durchlassen und alle anderen zurückweisen, werden die beiden Signale getrennt voneinander verstärkt. Das Tonsignal wird von einem Zwischenverstärker verstärkt, demoduliert und durch einen Audioverstärker erneut verstärkt – wie in einem konventionellen UKW-Empfänger. In vielen heutigen Empfängern wird das Tonsignal erst in einer späteren Stufe vom Bildsignal getrennt.

Das Bildsignal (Videosignal) wird ebenfalls von einem getrennten Zwischenverstärker verstärkt und dann gleichgerichtet. Nach einer weiteren Verstärkung wird das Signal durch Filterschaltungen in zwei getrennte Komponenten aufgeteilt. Das Kamerasignal und die Austastimpulse werden direkt zum Gitter (Amplitudensieb) der Bildröhre durchgelassen, das die Intensität des Elektronenstrahles steuert. Die beiden Gruppen von Synchronisationsimpulsen werden aufgetrennt, indem sie in senkrechte und waagerechte Komponenten gefiltert werden, und den Oszillatoren zugeführt, die die Spannungen zur Ablenkung des Elektronenstrahles erzeugen. Die Ausgaben der senkrechten und waagerechten Oszillatoren werden verstärkt und den entsprechenden Gruppen von Ablenkmagneten in der Bildröhre zugeleitet, um das richtige Abtastmuster zu liefern.

Wie beim Radio nahm der Einsatz von Vakuumröhren in der Fernsehtechnik Ende der sechziger Jahre stark ab. Sie wurden von Transistoren, integrierten Schaltkreisen und anderen transistorierten elektronischen Bauteilen ersetzt, die sehr viel kleiner sind und weniger Strom benötigen.

Der Heim-Fernseh-Empfänger wurde in den letzten Jahren zunehmend hoch entwickelter. Der moderne Fernseher stellt nicht nur ein einfaches Gerät zum Emfangen von ausgestrahlten Programmen dar. Er bildet eine hoch entwickelte, softwaregesteuerte Einheit, die Videotextdienste empfangen und anzeigen, sowie hoch qualitative Musiksendungen decodieren und abspielen kann. Außerdem erlaubt es die Ausstattung mit digitalen Schaltungen und Software, einen modernen Fernseher so einzustellen und zu steuern, wie es der Zuschauer mit seiner Fernbedienung gerne möchte. In den meisten Fernsehern gibt es Anschlussmöglichkeiten zur Verbindung mit Videorecordern und Computergeräten.

5.3.

1

Videotext

Das Videotextsystem zeigt gedruckte Informationen und einfache Diagramme auf dem Fernsehbildschirm an. Es verwendet einige der freien Zeilen, die im normalen Sendesignal zur Verfügung stehen. So nutzt z. B. das Videotextsystem in Deutschland einige nicht auf dem Bildschirm erscheinende Zeilen der 625 Sendezeilen, um codierte Informationen wie beispielsweise Nachrichten, Wettermeldungen, Sport- und Finanzreportagen, Kontaktanzeigen, Rezepte und Urlaubsführer zu übertragen. Ein Decoder im Fernseher sorgt für die Ausfilterung des Videotextes aus dem Rest der Bildinformation und die Anzeige auf dem Bildschirm. Eine normale Videotextseite erscheint relativ grob im Vergleich zu einem Computerbildschirm, da sie sich nur aus 24 Zeilen mit jeweils 40 Zeichen zusammensetzt, der gesendete Text umfasst maximal 100 Seiten.

Für Gehörlose bietet Videotext bei vielen Sendungen einen Service in Form von Untertiteln an. In Österreich wird Videotext Teletext und in Großbritannien Ceefax genannt.

6

Farbfernsehen

Farbfernsehen wurde in den USA und anderen Ländern in den fünfziger Jahren eingeführt. In Deutschland erschien es 1967. Heutzutage besitzen mehr als 90 Prozent der Haushalte in den Industrieländern Farbfernseher.

6.1

Kompatible Farben

Die Übertragung fürs Farbfernsehen erfordert zusätzlich zum Helligkeitssignal (auch Luminanzsignal), das für die Bildreproduktion in Schwarzweiß benötigt wird, ein so genanntes Chrominanzsignal, das die Farbinformation enthält. Während das Luminanzsignal die Helligkeit von aufeinander folgenden Bildelementen anzeigt, gibt das Chrominanzsignal den Farbton und die Sättigung dieser Elemente an. Beide Signale werden aus geeigneten Kombinationen von drei Videosignalen gewonnen, die durch die Farbfernsehkamera geliefert werden. Dabei entspricht jedes Signal den Intensitätsveränderungen des Bildes, die durch getrennte geeignete Rot-, Grün- und Blaufilter aufgenommen werden. Die kombinierten Luminanz- und Chrominanzsignale lassen sich in der gleichen Weise übertragen wie das Luminanzsignal von einem Monochromsender. Beim Empfänger werden die drei Farben aus den Luminanz- und Chrominanzsignalen wieder hergestellt und die Rot-, Blau- und Grünkomponenten des Bildes erzeugt, die – zusammen überlagert – wieder die ursprünglich aufgenommene Szene in ihren natürlichen Farben wiedergeben.