Fernsehen

Um die Lücke während meines Urlaubs (bis zum 30.4) etwas zu füllen. Heute ein Gastbeitrag von Thierry Gschwind. Von mir gibt es übermorgen etwas neues. So und nun gebe ich ab an Thierry:

In diesem TeiL geht um die eigentliche Implementierung von Farbe im Fernsehen.

NTSC

In den USA wurde das Farbfernsehen schon in den 50er Jahren eingeführt. Das System ist ziemlich einfach, die Farbe wird als Unterträger bei 3.58 MHz eingefügt. Die zwei Signale sind QAM mit unterdrücktem Träger moduliert, d.h. jedes Signal ist um 90° Phase verschoben. Grundsätzlich gibt die Phase des Signals den Farbwert, und die Amplitude die Sättigung. Kennt man das exakte originale Signal, lassen sich beide Signale wieder trennen. So die Theorie.

Um das Signal zu rekonstruieren, wird am Anfang jeder Video Zeile, der so genannte Colourburst gesendet, um den Oszillator genau in Phase zu bringen. Damit wird dann die Farbe extrahiert.

Leider ist die Praxis nicht so schön wie die Theorie. Es kann passieren, dass sich beide Farbkomponenten bei der Übertragung leicht verschieben. Dadurch verschiebt sich die Phase, und die Farben im Bild verfälschen sich. Der Zuschauer musste dann an einem Knopf an seinen Fernseher drehen, damit die Farbe wieder stimmte, und die Schauspieler wieder gesund aussehen, und nicht so als ob sie gleich kotzen müssten.

Aus diesem Grund leitete man in Europa aus der Abkürzung NTSC den Spruch „Never the same colour“ (Niemals dieselbe Farbe) ab. NTSC bedeutet eigentlich National Television Systems Committee.

Heute sendet man im nicht sichtbaren Bild bereich eine Zeile, um die Farbe zu kalibrieren.

SECAM

Das NTSC tat seinen Dienst, aber hatte seine Tücken. In Frankreich begann man ein eigenes Farbsystem zu entwickeln. Einerseits wollte man nicht etwas Amerikanisches haben, andererseits konnte man so dann die heimische Geräteindustrie schützen.

Statt auf ein amplitudenmoduliertes Signal zu setzen, wird die Farbe in SECAM freuqenzmoduliert. Somit behebt man das störendste an NTSC, dass sich die Farbe bei schlechter Übertragung ändern kann. Allerdings hat das ganze auch seine Tücken. Wegen der Bandbreite des FM-Farbsignal, kann man nur eine Farbe pro Zeile senden. Das ist nicht so störend, da wie gesagt, das Auge nicht so empfindlich auf Farbunterschiede ist. Man muss dann die Farbe der vorherigen Zeile zwischenspeichern. Das geschah zu nächst mit einer analogen Verzögerungsleitung.

Zusätzlich ist das FM Signal immer vorhanden. Auf Schwarzweiss Fernseher sähe man eine Art Kamm über das ganze Bild. Das wird verhindert, in dem das Signal jeweils nach einer Zeile umgekehrt wird. So kriegt man ein Schachbrettmuster, das weniger störend ist. Zusätzlich waren die Fernseher der Anfangszeit gar nicht in der Lage diese Frequenz darzustellen, so dass man eh nicht sah.

Das grösste Problem am SECAM ist das so genannte SECAM Feuer. Man hat dann an scharfen Kanten im Bild einen aufblitzenden blauen oder roten kurzen Streifen. Dies kommt daher, dass irgendetwas das FM Signal gestört hat. Entweder durch eine Übertragungstörung, oder das darunter liegende Helligkeitssignal stört es. Deshalb muss das Helligkeitssignal gefiltert werden.

Heute wird SECAM vor allem in ehemaligen Ostblockländern verwendet. Der Grund ist, das in den 60er Jahren die Sowjets weder ein amerikanisches (NTSC) noch ein deutsches (PAL) System wollten. Die Franzosen boten dann ihr System an, und gaben günstig Ausrüstung ab.

Übrigens wird SECAM heute in Frankreich nicht mehr verwendet, da nur noch digital gesendet wird. Kabelnetzwerke verwenden PAL aus Kostengründen.

SECAM bedeutet „Sequetiel couleur a memoire“ (Sequenteille Farbe mit Speicher). Unter Ingenieuren gehen die Sprüche entweder „System élegant contre l’amérique“ (Elegantes System gegen Amerika) oder „System even crueler than the American“ (Schrecklicheres System als von den Amerikaner).

PAL

In den 60er Jahren wurde Walter Bruch von Telefunken beauftragt, SECAM und NTSC zu evaluieren, und so das Farbformat für Deutschland auszuwählen. Bruch hatte schon das Fernsehen der 30er Jahre entwickelt, und bei den olympischen Spielen 1936 selbst Kamera geführt. 1948 hatte er dann das 625-Zeilen-System entwickelt. Er begann nun beide Farbsystem zu analysieren, und kam zum Schluss, dass beide schlecht waren. Er arbeitet dann an eigenes System basierend auf NTSC, verschwieg dies aber seinen Vorgesetzten. PAL behebt das Farbproblem von NTSC in dem die Phase des eine Farbsignals nach jede Zeile um 180° verschoben wird. Mit Hilfe einer Verzögerungsleitung kann man dann den Phasefehler finden und korrigieren. Die Farbe ist zwar dann korrekt, aber die Sättigung nimmt dann ab, was jedoch weit weniger störend ist.

1962 wurde das System patentiert, und anschliessend für Westeuropa übernommen. Walter Bruch bereiste viele Länder um für sein System zu werben. Er baute auch ein Fernseherdemonstrationsgerät, das auf der eine Seite PAL zeigte, und auf der anderen entweder NTSC oder SECAM. Er fand auch genug Beispiele von Störungen, die zeigten wieso PAL das bessere System ist. PAL bedeutet „Phase Alternation Line“ (Phase alternieren Linie). Und die Witzsprüche sind „Peace at Last“ (Endlich Frieden) oder „Pay the additional luxury“ (Bezahl den zusätzlichen Luxus), da PAL eine teure Verzögerunsleitung braucht.

Walter Bruch wurde mal gefragt, wieso er sein System PAL nannte. Er antwortet, dass wohl niemand ein „Bruch-System“ haben möchte.

2 thoughts on “Fernsehen

  1. Diese 3 analogen Farb-Encoder sind nun als historisch zu betrachten. R.I.P.

    Signale dieser Art verschwinden zunehmend aus den Haushalten. Es gibt sie noch an bestimmten analogen Videobuchsen, und zwar als sogenanntes Composite- bzw. FBAS-Signal an einer gelben Cinchbuchse oder an bestimmten Pins der Scartbuchse (Ein- und Ausgang). Sogar Digitalkameras liefern über ein Adapterkabel noch ein Composite-Signal (PAL) an einen Cinchstecker..

    Aber selbst bei Analogtechnik wurde das Composite-Signal kurz vor der Bedeutungslosigkeit verdrängt durch bessere Alternativen in der Verbindungsstrecke zwischen Zuspieler – Röhrenfernseher. Bei Scart-RGB werden auf 3 parallelen Leitungen die 3 Grundfarben mit voller Bandbreite übertragen. Bei S-Video wird auf einer separaten Leitung das Farbträgersignal in voller Bandbreite übertragen.
    Ich kannte das noch von meinem alten Röhren-TV Bj. 2001: Der Unterschied zwischen Composite (also PAL) und Scart-RGB war gravierend. Dann gabs übrigens noch das analoge Komponentensignal YPbPr, was 3 Chinchbuchsen benötigt und 1 Helligkeits- und 2 Farbwertsignale überträgt.

    Was ist geblieben? Es gibt eine Bedeutungsverschiebung des Begriffes PAL. PAL wird zunehmend als Synonym für Videoformate mit bestimmten Merkmalen benutzt: Auflösung 720*576, interlaced, 50Hz, meist MPEG2 als Codec. Anamorphic PAL heißt es, wenn das 4:3-Bild auf dem Wiedergabegerät auf 16:9 gestreckt wird. 90% aller DVB-Signale werden heute in anamorphic PAL gesendet. Das ist der Tribut, den wir zahlen, um für Altgeräte kompatibel zu bleiben.
    Das Witzige ist, daß das, was heute mit PAL bezeichnet wird, nichts mit dem analogen Farbcodierverfahren zu tun hat, sondern nur noch Altlasten der alten Fernsehnorm des CCIR herumschleppt. (auf der PAL aufbaute)

  2. Dazu mal eine Frage: Wenn man z.B. einen Oldtimer-Fernseher von 1960 hat, der nur VHF Band III (Kanäle 5-12) empfangen kann: Gibts einen günstigen Modulator, der ein TV-Signal (am besten ohne Farbträger und ohne Stereo) auf einem Kanal dieses Bandes senden kann? Als Quelle Composite, S-Video oder VGA-Signal.

    Die Modulatoren von Pollin&Co senden alle auf UHF.

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