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Der Farbfernsehempfänger

»Es ist alles schon einmal dagewesen«. Das könnte das Leitwort der nachfolgenden Ausführungen sein, denn bei genauer Betrachtung erweist sich die angeblich so komplizierte Farbfernseh- Empfangstechnik als eine Anhäufung altbekannter Schaltungen. Zwar arbeitet diese oder jene Stufe in einem anderen Frequenzbereich, aber das ändert nichts an ihrem Funktionsprinzip. Und bei den wenigen neu hinzukommenden Stufen sind die Namen oft komplizierter als ihre Arbeitsweise.

Der Farbfernsehempfänger erhält 3 Signale

Bevor wir auf den Farbfernsehempfänger eingehen, wollen wir uns noch einmal die Signale anschauen, die er zu verarbeiten hat. Nach der ZF-Demodulation erhalten wir drei Signale:
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  1. ein dem Schwarzweiß-Signal äquivalentes Video- oder U'Y-Signal. Es hat eine Bandbreite von 5 MHz und enthält außer der Helligkeitsinformation die Bild-und Zeilensynchronimpulse.
  2. innerhalb des U'Y-Kanals einen Farbhilfsträger (4,43 MHz), der mit den beiden schmalbandigen Farbinformationen (U'R-U'Y) und (U'B-U'Y) moduliert ist und außerdem den Farbsynchronimpuls (Burst) enthält. Dieses aus seinen beiden trägerfrequenten Komponenten F(R_Y) und F(B_Y) zusammengesetzte Farbsignal wird fortan kurz mit F bezeichnet.
  3. einen frequenzmodulierten Ton-Differenzträger (5,5 MHz), wie er aus der Schwarzweißtechnik bekannt ist.

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Das Spektrum des FBAS Signales

In Bild 29 ist das Gesamtsignal, das FBAS-(Farb-Bild-Austast-Synchron-) Signal in Form eines Spektrums dargestellt. Es fällt uns auf, daß die Seitenbänder des Farbhilfsträgers verschieden breit sind, er ist also unsymmetrisch moduliert (Restseitenbandverfahren). Dies geschieht aus Gründen der begrenzten U'Y-Kanalbreite, da auch beim Farbfernsehen wegen der Kompatibilität der Bild-Tonträgerabstand 5,5 MHz beträgt.

Im Empfänger müssen nun diese drei Anteile des Farbfernseh-(Antennen-) Signals voneinander getrennt, verstärkt, evtl. nochmals demoduliert und den beiden »Ausgangs«-Elementen - dem Lautsprecher und der Bildröhre - zugeführt werden. Die Blockschaltung in Bild 30 soll zunächst den prinzipiellen Signalverlauf verdeutlichen.

Die Schaltungsgruppen

Man erkennt drei große zusammenhängende Schaltungsgruppen, von denen die obere und die untere bis auf wenige Änderungen im wesentlichen einen Schwarzweiß-Empfänger darstellen. Die stark umrandeten Stufen namentlich im Mittelfeld sind gegenüber einem herkömmlichen Fernsehempfänger neu hinzugekommen. Auf ihre Bedeutung soll später besonders eingegangen werden.

Zuvor wollen wir das Signal einmal systematisch von der Antenne an verfolgen, und zwar so, wie es uns vom Schwarzweiß-Empfänger her geläufig ist. Je nach empfangenem Kanal gelangt die Antennenspannung an den UHF- oder VHF-Tuner, sie wird dort hochfrequent verstärkt und durch den Mischvorgang in den Zwischenfrequenzbereich umgesetzt.

Es folgt der für Bild- und Ton-ZF-Träger gemeinsame Verstärker. Die Ausgangsspannung, die durch eine automatische Verstärkungsregelung hier und im Tuner auf konstantem Wert gehalten wird, steht nunmehr an zwei Gleichrichtern.

Einem dieser Gleichrichter (Ton-DF-Gleichrichter) entnimmt man die Ton-Differenzfrequenz (5,5 MHz). An dem anderen Demodulator (Videogleichrichter) gewinnt man das zuvor erwähnte FBAS-Signal.

Ton- und Bild-Verstärker

Der Tonkanal umfaßt, wie in jedem Schwarzweiß-Empfänger, einen speziellen Ton-DF-Verstärker, den FM-Demodulator (Ratiodetektor) sowie den NF-Verstärker und den Lautsprecher.

Das vom Videogleichrichter kommende FBAS-Signal - es enthält, wie gesagt, Helligkeits- und Farbinformationen - wird zunächst in einer Stufe, der 1. Videostufe, verstärkt und dann in zwei Kanäle aufgespalten.

Verfolgen wir vorerst den Kanal, der in Bild 30 mit Y-Verstärker bezeichnet ist. Eine Verzögerungsleitung verbindet die 1. mit der 2. Videostufe, sie verzögert das breitbandige U'Y-Signal um etwa 0,8us, ehe es - im Video-Endverstärker auf ca. 100Vss verstärkt - die Farbbildröhre an ihren drei Kathoden aussteuert.

Bisher ist fast alles altbekannt - jetzt kommt die Farbe

Bisher ist alles, ausgenommen die Verzögerungsleitung, altbekannte Schwarzweißtechnik. Auch die untere Schaltungsgruppe, die die gesamte Ablenkung und Hochspannungserzeugung umfaßt, kann weitgehend als bekannt vorausgesetzt werden. Die in der Abtrennstufe vom Bildinhalt befreiten Synchronimpulse steuern die Oszillatoren für die Vertikal- und Horizontalablenkung. Die zugehörigen Endröhren liefern die erforderlichen Ströme an die Ablenkspulen. Neu hinzugekommen sind hier drei Stufen: die Konvergenzkorrektur mit einem weiteren Ablenksystem (siehe Bild 15b), eine elektronische Kissenentzerrung des Bildrasters und die gesonderte automatische Stabilisierung der Hochspannung.

Der zweite Kanal, der von der 1. Videostufe ausgeht, führt in den mittleren Teil unserer Blockschaltung. Wir können ihn als Farbteil bezeichnen, weil hier ausschließlich das Farbsignal verarbeitet wird. Ohne diese Schaltungsgruppe ließe sich der Empfänger nur für Schwarzweiß-Empfang benutzen.

Das Farbsignal F wird selektiv der 1. Videostufe entnommen und einem schmal-bandigen Farb-ZF-Verstärker mit der Mittenfrequenz von 4,43 MHz zugeleitet. In dem sich (rechts) anschließenden sogenannten Laufzeitdemodulator - er enthält die früher erwähnte 64us-Verzögerungsleitung (siehe FF 6) - spaltet man durch einen genialen Trick den resultierenden Farbträger (Zeiger 3 in Bild 23) wieder in seine beiden Komponenten F(R_Y) und F^B_Y) auf (Zeiger 1 und 2). Die im Sender von Zeile zu Zeile gewechselte Polarität des F(R_Y)-Signals wird bei unserem Empfänger mit einem elektronischen Schalter (PAL-Schalter) rückgängig gemacht usw. usw.

Der durch Zeilenrücklaufimpulse aufgetastete Burstverstärker trennt den Farbsynchronimpuls vom restlichen Farbsignal. In einem Phasendiskriminator, der in seiner Arbeitsweise mit dem der Zeilensynchronisation identisch ist, werden die vom Sender kommenden Farbsynchron-impulse mit den hier im Referenzträgeroszillator erzeugten Schwingungen hinsichtlich Frequenz und Phase verglichen. Eine von der Regelspannung des Phasen-diskriminators über ein RC-Glied gesteuerte Reaktanzstufe stimmt den Referenzträgeroszillator derart nach, daß die Phase seiner Ausgangsspannung gegenüber der (B-Y)-Achse um 90° gedreht ist.

Weiterhin kann dem Phasendiskriminator das im Burst noch versteckte PAL-Synchronsignal entnommen werden. Dieses Signal soll, nachdem es in der PAL-Impuls-Stufe aufbereitet und von eventuellen Störimpulsen befreit worden ist, den PAL-Schalter mit seinem »Pendant« im Sender in absolutem Gleichlauf halten.

Farbsendungen zunächst nur 8 Stunden pro Woche ?

Abschließend sei noch eine Stufe erwähnt, die bei Schwarzweiß-Sendungen den gesamten Farbkanal des Empfängers sperrt. Sie wird, sobald wir in der zweiten Hälfte des Jahres 1967 das Farbfernsehen haben, öfter als gewünscht in Funktion treten, da reine Farbsendungen zunächst einen Bruchteil des Gesamtprogrammes (man spricht von 8 Stunden pro Woche) ausmachen werden. In der amerikanischen Literatur hat diese Stufe den treffenden Namen Colorkiller (Farbtöter).

Das wäre in groben Zügen der Signalverlauf vom Eingang bis zum Ausgang eines Farbfernsehempfängers. Im folgenden wollen wir uns etwas näher mit den gegenüber einem Schwarzweiß-Empfänger zusätzlichen Stufen beschäftigen.

Beinahe ein Eigentor - und noch ein Trick

Bei fast allen herkömmlichen Fernsehempfängern wird der Ton-Differenzträger am Videogleichrichter gebildet. Er entsteht hier durch Mischung der Bild-und Ton-ZF-Träger, wobei die resultierende Differenzfrequenz für die Gerber-Norm 38,9 - 33,4 = 5,5 MHz beträgt.

Im Farbfernseh-ZF-Signal ist aber neben dem Bildträger (38,9 MHz) und dem Tonträger (33,4 MHz) der Farbhilfsträger (34,47 MHz) enthalten. Werden alle drei Träger an der Demodulatordiode miteinander gemischt, so ergeben sich außer den gewünschten Frequenzen für Ton (5,5 MHz) und Farbe (4,43 MHz) auch noch Schwingungen mit der Differenzfrequenz von Ton- und Farbträger:
34,47-33,4 = 1,07 MHz.

Im nachfolgenden Y-Verstärker verstärkt, würde diese 1,07 MHz-Schwingung auf dem Bildschirm ein störendes Streifenmuster hervorrufen und den Genuß am Farbfernsehen verleiden. Abhilfe schafft eine Trennung von Ton- und Videosignal vor der Demodulation. Bild 31 zeigt dies im Prinzip. An der »Tondiode« entstehen zwar alle drei Differenzfrequenzen, aber die dahinter liegenden selektiven 5,5 MHz-Stufen des Ton-DF-Verstärkers filtern lediglich die Ton-DF heraus. Die Video/Ton-Weiche ist der vor der Videodiode liegende, auf 33,4 MHz abgestimmte Sperrkreis, der den Tonträger stark dämpft (ca. 60db) und somit ein Störmoire verhindert. Am Ausgang des Videogleichrichters steht mithin das komplette FBAS-Signal zur Verfügung.

Das U'y-Signal ist zu schnell

Die meisten herkömmlichen Fernsehempfänger arbeiten mit einer einzigen Videoverstärkerstufe. Im Farbfernsehempfänger muß man etwas mehr investieren, nicht etwa um höhere Ausgangsspannungen oder größere Verstärkung zu erzielen, sondern um die im Y-Verstärker vorhandene Verzögerungsleitung am Ein- und Ausgang richtig anpassen zu können.

Die Notwendigkeit einer U'y-Signalverzögerung macht uns Bild 32 deutlich. Bei einem einfachen Farbbild, das auf der linken Hälfte blau und rechts gelb sein soll, muß das U'Y-Signal am Farbübergang von 11V auf 89 V ansteigen (vergleiche Tabelle I, deren Werte für diesen Fall mit 100 multipliziert werden). Die Zeit, die das U'Y-Signal dazu braucht, hängt von der Bandbreite des Verstärkers ab. Je breitbandiger er ist, um so kürzer ist die Anstiegszeit, desto schärfer der Übergang und damit der Bildeindruck.

Wenn die Verstärker nicht schnell genug sind ....

Verglichen mit dem Helligkeitssignal U'Y, sind die Farbdifferenzsignale recht träge. Das Rot-Differenzsignal beispielsweise muß sich sprunghaft von -11V auf +11V ändern; aber es benötigt dafür etwa die vierfache Zeit wie das U'Y-Signal, weil die Bandbreite des Farbkanals wesentlich kleiner ist als die des Y-Kanals.

Beide Spannungssprünge beginnen nun normalerweise fast zum gleichen Zeitpunkt, wobei - wie gesagt - die U'Y-Spannung wesentlich eher am Ziel ist. Auf dem Bild ist daher ein Blau/Gelb-Übergang mit einseitig verschmierter Farbe zu sehen. Einen weit besseren Bildeindruck hat man, wenn die Mitten beider Sprünge zeitlich zusammenfallen, das Helligkeitssignal also einen kleinen Moment vor dem Start festgehalten, d. h. verzögert wird.

Über die Verzögerungsleitung

Die Verzögerungsleitung selbst stellt in der einfachsten Form ein langes Kabel dar. Um Reflexionen (wie zum Beispiel bei schlecht angepaßten Antennenzuleitungen) zu vermeiden, muß es an beiden Seiten mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossen sein. Nun wird ein normales Kabel, das eine Laufzeit von ca. 0,8us realisieren soll, zu teuer; es müßte eine Länge von etwa 120m haben. Man verwendet deshalb eine Kabelnachbildung in Form einer Zylinderspule mit künstlich erhöhter Erdkapazität.

Die mit vernünftigem Aufwand erreichbaren Wellenwiderstände liegen bei 1 ... 3kQ. Die angrenzenden zusätzlichen Stufen müssen daher so dimensioniert sein, daß ihre Eingangs- bzw. Ausgangswiderstände ebenfalls diesen Wert erreichen. Man gewinnt dadurch gleichzeitig den Vorteil, die Amplitude des Helligkeitssignals ohne Beeinflussung der ZF-Verstärkung auf einfache Weise einstellen zu können. Bild 33 zeigt den prinzipiellen Schaltungsaufbau eines Y-Verstärkers.

Die anspruchsvolle Bildröhre

Die untere, auch noch zum Schwarzweiß-Teil des Farbfernsehgerätes gehörende Schaltungsgruppe in Bild 30 umfaßt die gesamte Ablenkung und Hochspannungserzeugung. Der Unterschied zum herkömmlichen Konzept ist hier schon wesentlich größer. Die Ursache dafür liegt allein in der komplizierten Farbbildröhre, die erhebliche Anforderungen an Rasterkorrektur, Rasterdeckung und Stabilität der Versorgungsspannungen stellt.

Das Prinzip der Ablenkung ist geblieben, aber die Dimensionen haben sich etwas verschoben. Obgleich die Farbbildröhre nur einen Ablenkwinkel von maximal 90° hat, werden von den Endröhren der beiden Kippstufen höhere Leistungen gefordert als beim herkömmlichen Empfänger. Allein die von der Hochspannung aufzubringende Leistung liegt bei über 30 W. Man muß nämlich den Helligkeitsverlust, der durch die Schattenmaske bedingt ist, mit erhöhter Anodenspannung (25kV) und vergrößertem Strahlstrom (1,5mA) ausgleichen. Hinzu kommen noch Belastungen durch die beiden Rasterkorrekturstufen (Konvergenz und Kissenentzerrung) sowie höhere Stromentnahmen aus dem Boosterkreis.

Der »unbunte« Farbeindruck - wieder ein Trick

Ein wichtiger Punkt der Kompatibilitätsforderungen war die gute Wiedergabe von Schwarzweiß-Bildern durch den Farbfernsehempfänger. In diesem Fall muß bei allen Helligkeitsabstufungen der Farbeindruck »unbunt« sein. Das wiederum bedingt eine Stabilisierung der Bildröhrenversorgungsspannungen.

Die Hochspannung darf z. B. nicht vom Strahlstrom abhängen, sie soll bei allen Bildhelligkeiten konstant bleiben. Eine zwar einfache, aber nicht sehr elegante Lösung ist die Parallelregelung. Eine Röhre (Ballasttriode), die anodenseitig an der Hochspannung (25kV) liegt, nimmt den Strom auf, den die Bildröhre gerade nicht benötigt. Die Steuerspannung der Ballasttriode leitet man aus der normalerweise strahlstromabhängigen Boosterspannung ab. Bei völlig dunklem Bildschirm wird also die gesamte Hochspannungsleistung in dieser Spezialtriode verbraucht (in Wärme umgesetzt). Bild 34 zeigt einen Schaltungsauszug der Zeilenendstufe.

Die leidigen Ablenkfehler

Nun wollen wir uns mit dem zu Unrecht als heikel bezeichneten Kapitel der Ablenkung und der Korrektur auftretender Ablenkfehler befassen. Zuvor sei kurz das Prinzip der magnetischen Ablenkung eines Elektronenstrahls ins Gedächtnis zurückgerufen.

Überall dort, wo sich Elektronen bewegen, entsteht ein Magnetfeld. Ein stromdurchflossener Draht oder ein Elektronenstrahl umgibt sich mit einem kreisförmigen Magnetfeld (Bild 35). Durchläuft der Elektronenstrahl ein homogenes Magnetfeld, so wird das aus der Überlagerung beider Felder resultierende Gesamtfeld auf der einen Seite (hier links) verstärkt, die Feldlinien haben gleiche Richtung, es entsteht ein »Überdruck«.

Auf der anderen (rechten) Seite, wo die Feldlinien des Elektronenstrahls entgegengesetzt verlaufen, tritt eine Schwächung (»Unterdruck«) des Gesamtfeldes ein. Der Elektronenstrahl weicht nach der Seite des schwächeren Feldes aus, er wird also senkrecht zur Richtung des homogenen Feldes abgelenkt. Kehren wir die Richtung des homogenen »Ablenk«-Feldes um (von unten nach oben), so weicht der Strahl nach der anderen Seite aus.

Es sind jetzt drei Elektronenstrahlen - auch für scharz weiß

Bei der Farbfernsehröhre werden alle drei Elektronenstrahlen gemeinsam mit einem Ablenksystem in horizontaler und vertikaler Richtung über den Bildschirm geführt. Dabei passiert schon das erste Malheur: Wir hatten gefordert, daß man mit einem Farbfernsehempfänger auch Schwarzweiß-Bilder wiedergeben können soll. Diese unbunten Bilder entstehen aber durch Überlagerung von je einem roten, grünen und blauen Bild im richtigen Intensitätsverhältnis. Verrutschen die Bilder gegeneinander, so gibt es Farbränder; ein an sich unbuntes Bild bekommt zum Verdruß des Betrachters farbige Konturen.

Also heißt die erste Bedingung: Bild- oder Rasterdeckung an jeder Stelle des Bildschirms. Das ist leichter gesagt als getan, denn dazu müßten sich alle drei Elektronenstrahlen unabhängig vom Ablenkwinkel jeweils nur in einem der vielen Maskenlöcher, im sogenannten Konvergenzpunkt, treffen. Außerdem soll der Winkel, unter dem die Elektronen durch die Löcher fliegen, immer konstant bleiben, damit der »rote« Strahl beispielsweise immer den roten Phosphorpunkt trifft und nicht die daneben liegenden grünen oder blauen Punkte.

Die Strahlenkanonen abgleichen / justieren

Werfen wir noch einmal einen Blick auf Bild 15a. Die drei Elektronenkanonen sind in der Bildröhre so angeordnet, daß sich ihre Strahlen in unabgelenktem Zustand genau in einem Maskenloch in der Bildmitte überschneiden, besser gesagt überschneiden sollen. Dazu müßten bei der Fertigung der Bildröhre die Neigungswinkel der Kanonen - es sind etwa 1,5° gegen die Röhrenachse - sehr genau eingehalten werden. Das ist eine harte Forderung.

Wie bei allen Massenfabrikationen gibt es auch hier Streuungen. Es ist deshalb notwendig, an der Bildröhre eine Korrektureinrichtung vorzusehen, die sich von außen betätigen läßt. Wir benutzen dazu das in Bild 15b angedeutete Konvergenzsystem, das wir noch mit zusätzlichen, drehbaren Permanentmagneten ausstatten (Bild 36a). Diese erzeugen - je nach Einstellung - zwischen den Polschuhen der Röhre ein konstantes Magnetfeld bestimmter Richtung und Stärke und ermöglichen somit eine einmalige Ablenkung jedes einzelnen Strahls in radialer Richtung.

Es ist kein Kunststück, zwei der drei Strahlen auf einen Punkt zu konzentrieren. Sobald wir es aber mit allen drei Strahlen versuchen, ergeben sich sofort Schwierigkeiten, wenn eine der Kanonen etwas schief montiert wurde (Winkelabweichungen von wenigen Zehntelgrad genügen schon). Eine der drei Strahlrichtungen muß also noch zusätzlich tangential korrigierbar sein. Man wählte dazu die oben im Bildröhrenhals liegende Blaukanone, deren Strahl mit einem weiteren, getrennt angebrachten Magnet auch horizontal verschoben werden kann (Bild 36 b und c).

Nachdem wir die drei Strahlen mit Hilfe der nunmehr vier Magnete auf einen Punkt in der Maskenebene konzentriert, d. h. die sogenannte statische Konvergenz eingestellt haben, dürfte die Rasterdeckung zumindest in der Bildmitte in Ordnung sein.

Und immer noch nicht ist alles perfekt

Aber damit allein ist es noch nicht getan, denn es sollen ja nicht nur Schwarzweiß-, sondern auch Farbbilder wiedergegeben werden. Jedem Strahl muß ausschließlich »sein« Phosphorpunkt zugeordnet sein, denn sonst ist ein gutes Farbbild nicht realisierbar.

Wenn wir nach dem Abgleich der statischen Konvergenz - auf der Bildschirmmitte ist dann ein weißer Punkt sichtbar - beispielsweise die Blau- und die Grünkanone abschalten, müßte theoretisch ein roter Punkt übrigbleiben. In den meisten Fällen werden wir aber zu unserem Erstaunen einen nicht, ganz runden Rotpunkt und daneben vielleicht einen teilweise angestrahlten Grünpunkt sehen. Diesen Effekt kann man sich leicht an Hand des Bildes 17a klarmachen.

Wenn die Rotkanone etwas »schielt«, sieht sie nicht den ganzen Rotpunkt, dafür aber noch einen Teil des Grünpunktes. Die linke Figur in Bild 17 zeigt das stark übertrieben. Ursache für dieses Schielen ist eine nicht hundertprozentig konzentrische Montage des ganzen Elektrodensystems.

Also muß ein weiterer Magnet - es ist nunmehr der fünfte - alle drei Strahlen gemeinsam so verschieben, daß sie scheinbar aus einem exakt montierten System kommen. Dieser fünfte Magnet heißt Farbreinheitsmagnet; er stellt den richtigen Durchtrittswinkel im Maskenloch ein und sorgt außerdem dafür, daß der Elektronenstrahl voll das Maskenloch trifft. Praktisch gleicht er dem vom Schwarzweiß-Fernseher her bekannten Bildzentriermagnet.

Wenn die Ecken des Bildes "auszipfeln"

Ganz fatal wird es aber, wenn wir die Kippstufen einschalten, also das Hauptablenksystem in Betrieb nehmen. Wir erinnern uns noch daran, daß man beim Schwarzweiß-Fernsehen große Schwierigkeiten mit der Form des Bildrasters hatte. Es war nicht rechteckig, sondern zipfelte an den Ecken aus; es glich eher den Konturen eines Kissens.

Bild 37 veranschaulicht diese sogenannte Kissenverzeichnung. Wenn der Krümmungsradius des Bildschirms nicht mit dem Ablenkradius (Abstand Schirmmitte - Ablenkspulenmitte) übereinstimmt, beschreibt der Elektronenstrahl bei gleichem Ablenkwinkel zu den Schirmecken hin einen längeren Weg als in der Mitte, weil sich der Abstand zwischen Leuchtpunkt und Ablenkspulenmitte ändert (siehe auch Bild 38a).

Bei den herkömmlichen Bildröhren half man sich mit einer bestimmten Formgebung des Ablenkfeldes und der Einstellung verschiedener Korrekturmagneten (Kissenentzerrungsmagnete), allerdings etwas auf Kosten der Punktschärfe in den Ecken. Eine solche Rasterkorrektur ist bei einer Farbbildröhre leider nicht möglich, es würden nämlich an den Bildkanten starke Farbränder auftreten. Wie Bild 38 a zeigt, liegt der Konvergenzpunkt bei allen Ablenkwinkeln stets auf einer Kugelschale mit dem Ablenkradius als Halbmesser.

Wegen der schwächeren Krümmung der Lochmaske wird sich der Konvergenzpunkt mit zunehmender Ablenkung immer mehr von der Maske entfernen. Die drei Strahlen treffen dann nicht mehr ein einziges Farbtripel, sondern Phosphorpunkte weit auseinanderliegender Farbtripel, so daß das Auge die einzelnen Farben trennen kann; sie werden nicht mehr additiv gemischt.

Ein weiterer Abbildungsfehler

Hinzu kommt ein weiterer Abbildungsfehler. Die drei Kanonen sind ja um einen gewissen Winkel gegenüber der Röhrenachse geneigt. Die Folge ist die gleiche, wie wenn ein Diapositiv aus einem schrägen Winkel auf die Leinwand projiziert wird. Das Bild bzw. Raster ist verzerrt, es hat einen Trapezfehler.

Alle Verzeichnungsfehler zusammen ergäben, wenn mit der Farbbildröhre ein weißes Raster geschrieben werden soll, ein Schirmbild, wie es in Bild 38b übertrieben gezeichnet ist. Die unsymmetrischen roten und grünen Zipfel resultieren aus der Überlagerung des normalen »Kissens« und des um 120° gegen die Senkrechte geneigten Trapezes.

Da sich die Konvergenz in der Mitte des Bildschirms durch den statischen Abgleich erreichen läßt, aber an den Rändern nicht, muß noch eine weitere, und zwar eine je nach Ablenkwinkel unterschiedliche, automatische Konvergenzkorrektur erfolgen.

Man nennt sie (im Gegensatz zur statischen) »dynamische« Konvergenzkorrektur. Zur prinzipiellen Funktionserklärung wollen wir uns auf das Blauraster beschränken. Wie aus Bild 36a hervorgeht, kann der »Blau-Strahl« für sich allein von außen nur durch das zugehörige Konvergenzsystem, und zwar lediglich in vertikaler Richtung ausgelenkt werden. Man muß daher das alle drei Strahlen beeinflussende Ablenkfeld so formen, daß der Trapezfehler des Blaurasters in horizontaler Richtung weitgehend kompensiert wird.

Der dazu erforderliche Feldverlauf ist in Bild 39a angedeutet. Das oben dichtere, daher stärkere Feld lenkt den Strahl hier weiter aus als unten, und das gerade brauchen wir, um die rechten und linken Bildkanten des Blaurasters in Bild 38b wieder ins Lot zu bekommen. Was danach an Verzeichnungen noch übrig bleibt, zeigt Bild 39b mit der ausgezogenen, blauen Linie. Wir sehen ein »gewölbtes Rechteck«.

Durch welche Maßnahmen könnte man es in die richtige Form bringen?

An beiden Bildseiten wäre das Raster zunächst anzuheben, damit die Zeilen gerade verlaufen. Das bedeutet eine zusätzliche vertikale Ablenkung des »Blaustrahls«, und zwar nur an den Rasterseiten, also am Anfang und am Ende jeder Zeile stärker und in der Mitte gar nicht. Es ist leicht einzusehen, daß der diese Ablenkung bewirkende Konvergenzstrom zeilenfrequent sein und einen annähernd parabelförmigen Verlauf haben muß. Gegenüber der schematischen Zeichnung (Bild 15b) haben wir das Konvergenzsystem schon durch Permanentmagnete für die statische Konvergenz erweitert. Wir bauen es jetzt noch mehr aus, indem wir die angedeuteten Spulen in jeweils zwei Spulenpaare aufteilen und sie auf die Schenkel des U-förmigen Ferritkerns setzen (Bild 36 a).

Durch eines dieser Spulenpaare- jeweils zwei gegenüberliegende Spulen sind in Reihe geschaltet - soll der parabelförmige Konvergenzstrom fließen. Das Ergebnis (s. gestrichelte blaue Linie in Bild 39b) ist ein zwar fast rechteckiges Raster, doch müßten wir in Kauf nehmen, daß dessen Zeilenabstand von oben nach unten wegen der in dieser Richtung immer noch vorhandenen Trapezverzerrung zunimmt. Beim Schwarzweiß-Fernsehen würde man diesen Fehler mit "schlechter Bildlinearität" bezeichnen und durch eine Serviceeinstellung den Vertikalablenkstrom entsprechend verformen.

In unserem Fall geht das nicht, da nur der »Blaustrahl« allein beeinflußt werden darf. Also muß wieder das Blaukonvergenzsystem als Korrekturglied dienen. Diesmal brauchen wir aber einen zusätzlichen Ablenkstrom mit Bild-(Vertikal-)frequenz, denn das Raster muß, um die Form des gewünschten Formates anzunehmen, am oberen Bildrand weniger angehoben werden als unten.

Der Korrekturstrom setzt sich hier aus Sägezahn- und Parabelanteilen zusammen und durchfließt das andere der beiden Spulenpaare. Beide Komponenten sind für eine exakte Konvergenz einzeln einstellbar. Dasselbe gilt auch für den Korrekturstrom mit Zeilen-(Horizontal-) frequenz, der hier rein theoretisch keinen Sägezahnanteil braucht, in der Praxis aber wegen Streuungen in der Bildröhrenmontage und Formgebung der Ablenkspulen immer erforderlich ist.

Die Funktion der dynamischen Grün- und Rotkonvergenz ist mit der beschriebenen Blaukonvergenz identisch. Der einzige Unterschied liegt in der prozentualen Zusammensetzung der Korrekturströme aus Sägezahn- und Parabelanteilen.

Notwendig : vier Einsteller pro Farbe

Für jeden Strahl sind also, um einen exakten dynamischen Konvergenzabgleich vornehmen zu können, vier Einsteller erforderlich:

  1. für den Parabelanteil des zeilenfrequenten Stromes,
  2. für den Sägezahnanteil des zeilenfrequenten Stromes,
  3. für den Parabelanteil des bildfrequenten Stromes und
  4. für den Sägezahnanteil des bildfrequenten Stromes.


Darüber hinaus werden die vier Magnete für die statische Konvergenz und der Farbreinheitsmagnet benötigt.

Bei den ersten amerikanischen Farbfernsehgeräten war dieser Abgleich noch eine zeitraubende Tätigkeit, die zudem wiederholt vom Service ausgeführt werden mußte. Heutzutage ist die Einstellung mit einem Kreuzlinien-Testbild nicht schwieriger als die der normalen Bildgeometriekorrektur. Überdies sind die Schaltungen über längere Zeit wesentlich stabiler als früher.

Es geht um den Rest

Bei allen Bemühungen, eine saubere Rasterdeckung in sämtlichen Bildpartien zu erreichen, bleibt das resultierende Bildformat doch nicht ganz rechteckig; es zeigt immer noch Kissenfehler (Bild 40a), und zwar für alle drei Farbraster gemeinsam. Eine Korrektur kann deshalb nur durch das Hauptablenksystem selbst geschehen. Da wir nun schon einige Erfahrungen mit dem Beseitigen von Rasterverzeichnungen haben, fällt es uns leicht, diese letzte, elektronische Bildverformung zu verstehen.

Alles, was die Zeilen »verbiegt«, wird mit einem zusätzlichen zeilenfrequenten Strom in den Vertikalablenkspulen kompensiert, und krumme senkrechte Linien werden dadurch gerichtet, daß man die Amplitude des Horizontal-Ablenkstroms entsprechend variiert.

Die Bilder 40 b und 40c zeigen den Verlauf der Ablenkströme für die Dauer einer Bildperiode. Um im folgenden eindeutig zu wissen, welcher Ausgleich gemeint ist, sei hier in Anlehnung an die Landkarte die Richtung von oben nach unten als Nord/Süd und die Richtung von links nach rechts als West/Ost bezeichnet. Für die Nord/Süd-Korrektur wird nach Bild 40b dem sägezahnförmigen Vertikalablenkstrom ein parabelförmiger, zeilenfrequenter Ablenkstrom zugesetzt, dessen Amplitude zur Bildmitte hin abnimmt (dort sind die Zeilen ja gerade), dann die Phase umkehrt und am unteren Bildrand wieder seinen Maximalwert erreicht. Die Phasenumkehr ist wegen der entgegengesetzten Krümmung der Zeilen im Norden und Süden des Bildes erforderlich.

Endlich zum Ende mit dem ganzen Abgleichen

Noch einfacher ist der West/Ost-Ausgleich. Hierfür muß nur die Zeilenamplitude in der Bildmitte größer sein als am Nord- oder Südrand (Bild 40c). Eine leichte Amplitudenmodulation mit para-belförmigem, bildfrequentem Strom beseitigt diesen nun endgültig letzten Geometriefehler.

Die Zusammensetzung der Ablenk- und Korrekturströme bzw. die Amplitudenmodulation geschieht in Transformatoren, die bis zur Sättigung ausgesteuert werden; man nennt sie Transduktoren. Auch hier werden wieder Einsteller für den exakten Abgleich benötigt.

Und endlich wird es bunt

Die für unseren Farbfernsehempfänger wichtigste Schaltungsgruppe ist - wie schon gesagt - die mittlere in Bild 30. Die hier angeordneten Stufen verarbeiten allein die Informationen, die dem Farbhilfsträger von 4,43 MHz aufmoduliert sind.

Das gesamte Farbsignal F setzt sich aus der Farbinformation selbst und dem Farbsynchronimpuls zusammen. Beide Anteile müssen wieder voneinander getrennt und verschiedenen Kanälen zugeführt werden.

Wir wollen mit der Farbinformation beginnen.

Ein selektiver Farb-ZF-Verstär-ker mit der Mittenfrequenz von 4,43 MHz (Bandbreite ca. 1,6 MHz) trennt das Farb- vom Helligkeitssignal. Die Ausgangsspannung kann mit einem Einsteller - er bestimmt die Farbsättigung des wiedergegebenen Bildes - reguliert werden. Im nachfolgenden Laufzeitdemodulator wird, wie früher angedeutet, das die zwei Farbinformationen enthaltene Farbsignal F wieder in seine beiden Komponenten F(r_Y) und F(B-Y) aufgespaltet.

Unter der Voraussetzung, daß sich die Farbinformationen zweier aufeinanderfolgender Zeilen praktisch nicht ändern, können wir also auf einfache Weise - zunächst nur rein rechnerisch - den resultierenden Farbzeiger (3) in Bild 23 in seine Komponenten (1) und (2) aufspalten, womit im Empfänger die Definition der Farbart durch einen Phasenwinkel nicht mehr existiert. Dies ist der gravierende Unterschied zum NTSC-System, bei dem eine solche Aufspaltung nicht vorgenommen werden kann.

Das gebremste Farbsignal

Nachdem wir die »Theorie« über die Aufspaltung des Farbsignals in seine Komponenten aufgestellt haben, müssen wir auch eine Möglichkeit suchen, diese Rechenergebnisse technisch zu verwirklichen. Es sind, wie die Formeln zeigen, zwei Signale zu addieren bzw. zu subtrahieren, die zeitlich aufeinanderfolgen. Die PAL-Verzögerungsleitung hilft uns hier weiter, indem sie das zeitlich vorangehende Signal so lange zurückhält, bis das nächste zur Verfügung steht. Außerdem benötigen wir zwei Stufen, die »rechnen«, d. h. für unseren Fall addieren und subtrahieren können. Ihr »komplizierter« Aufbau wird später beschrieben.
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Der Laufzeitdemodulator

Mit diesen Bausteinen läßt sich ein Laufzeitdemodulator herstellen. Bild 41a zeigt das Prinzip. Die beiden Rechenstufen (symbolisiert durch die Kästchen mit den Zeichen + und -) haben je zwei Eingänge. An die linken Eingänge werden die Farbsignale, z.B. der Zeile 2, und an die rechten die durch die Laufzeitleitung verzögerten der vorausgehenden Zeile 1 gelegt. Für den nächsten Zeitraum, in dem die Zeilen 2 und 3 zusammengefaßt werden, läuft auch schon das Signal F 2 links in die Laufzeitleitung hinein, so daß, wenn die Zeile 3 beginnt, die Farbinformation der Zeile 2 gerade am Leitungsausgang erscheint. Das Spiel beginnt von neuem, nur daß jetzt die Information der Zeile 2 die rechten Eingänge der Rechenstufen speist.

An den Ausgängen des Laufzeitdemodulators stehen somit die reinen trägerfrequenten Differenzsignale zur Verfügung, die Blau-Komponente immer mit positivem und die Rot-Komponente mit dem von Zeile zu Zeile wechselnden Vorzeichen.

Der Aufbau der Verzögerungsleitung

Bevor wir uns mit der praktisch ausgeführten Schaltung befassen, sei kurz beschrieben, wie die Verzögerungsleitung aufgebaut ist.

Die Laufzeit in dieser Leitung muß genau der einer Zeilendauer entsprechen, also 64us betragen. Wenn wir hier eine Kabelnachbildung, ähnlich wie für den Y-Verstärker, benutzen wollten, müßte sie bereits etwa 10 Meter lang werden; von der Länge eines echten Kabels wollen wir erst gar nicht reden.

Zur Realisierung dieses Problems geht man einen Umweg. Die elektrischen Schwingungen mit der Frequenz von 4,43 MHz werden durch einen »Lautsprecher« in Ultraschallwellen umgeformt. Diese durchlaufen »relativ« langsam (etwa mit 10.000km/h) einen Glasstab von definierter Länge. An seinem Ende sitzt ein »Mikrophon«, das den Schall wieder in eine Wechselspannung umwandelt.

Man kann solch eine Vorrichtung gewissermaßen als Hallraum für Ultraschall bezeichnen. In dieser Form wird die Leitung nur etwa 20cm lang, sie ist also gut in einen Schaltungsaufbau einzufügen.

Die Schaltung des Laufzeitdemodulators

Eine praktische Schaltung des Laufzeitdemodulators zeigt Bild 41b. An der symmetrischen Sekundärwicklung des Eingangstransformators steht oben das Farbsignal F mit positiver, unten mit negativer Polarität. Das positive Signal speist die Laufzeitleitung. Am Ausgang wird der »Spannungsabfall« auf der Leitung durch einen Autotransformator kompensiert. Die Streuungen der Leitungsverluste und der Laufzeit gleichen Einsteller (R) für die Ausgangsspannung und eine kleine Zusatzleitung (VL) aus.

Hinter VL steht also das ungeschwächte, um genau eine Zeilendauer verzögerte Farbsignal zur Verfügung, hier das der Zeile 1 (analog Bild 41a). Die »komplizierten« Rechenstufen bestehen lediglich aus je zwei Widerständen gleicher Größe. Sie dienen praktisch nur zur Entkopplung von Ein-und Ausgang des Laufzeitkomplexes und zum Abschluß der Leitung VL mit ihrem Wellenwiderstand. Am Verbindungspunkt der beiden oberen Widerstände liegt das Summensignal F(B_Y) und am unteren Verbindungspunkt das »Differenzsignal« ±F R-Y). Die Differenzbildung geschieht hier durch Addition des positiven F1-Signals mit dem negativen F2-Signal, was der Subtraktion F1-F2 gleichkommt.

Um Mißverständnisse zu vermeiden, sei hier nochmals darauf hingewiesen, daß mit positivem und negativem Signal keine Gleichspannungen gemeint sind, sondern Wechselspannungen mit einem Phasenunterschied von 180°, also gegenphasige Wechselspannungen.

Farbträger mit PAL-Schalter in Einzelkomponenten zerlegt

Das Hauptproblem wäre geschafft, der doppelt modulierte Farbträger ist in seine Einzelkomponenten aufgespalten. Jetzt stört nur noch die wechselnde Polarität der Rotkomponente F(R_Y). Um das Rotsignal dauernd mit nur einer Polarität zu erhalten, müssen wir einen Umpoler verwenden, der mit seinem Pendant im Sender im Gleichtakt arbeitet.

Die Lösung ist recht einfach (Bild 42 a). Das von Zeile zu Zeile gegenphasige Rotsignal F/R.Yj wird an den Eingang eines Transformators mit symmetrischer Sekundärwicklung gelegt, an deren Enden die Spannung mit beiden Polaritäten zur Verfügung steht. Jetzt braucht nur noch der Schaltarm jeweils mit dem Ende verbunden zu werden, an dem gerade das Signal mit beispielsweise positiver Polarität liegt.

Wegen der hohen Umschaltfrequenz (ca. 7,8 kHz, halbe Zeilenfrequenz) läßt sich in unserem Fall kein mechanischer Schalter verwenden. Wir müssen eine elektronische Ausführung benutzen, die schnell arbeitet. Solch ein Schalter besteht nach Bild 42b aus zwei (Schalt-)Dioden, die wechselweise durch eine mäanderförmige Steuerspannung geöffnet und gesperrt werden. Diese Rechteckspannung, die ein mit dem Senderschalter synchron laufender Multivibrator liefert, wird in die nunmehr galvanisch getrennten Sekundärwicklungen eingespeist. Für die Farbträgerschwingung von 4,43 MHz bilden die Kondensatoren C einen Kurzschluß.

Langsam erreichen wir das Ziel.

Uns stehen jetzt die trägerfrequenten Rot- und Blaudifferenzsignale zur Verfügung. Wir müssen sie nur noch demodulieren. Aber auch das hat - wie nachstehendes Beispiel zeigt - einen kleinen Haken. Nehmen wir wieder an, es werde ein Bild übertragen, dessen linke Hälfte blau und dessen rechte Hälfte gelb sei. Aus Tabelle I ist zu entnehmen, daß die zugehörigen Blaudifferenzsignale (U'B-U'Y) zwar gleiche Amplituden (0,89) haben, aber entgegengesetzte Vorzeichen.

Auf die trägerfrequenten Blauanteile übertragen, bedeutet diese Feststellung, daß für Gelb der FB_Y-Zeiger nach links weist (negative (B-Y)-Richtung in Bild 24 auf Seite 32) und für Blau nach rechts (positive (B-Y)-Richtung). Ein einfacher Demodulator kümmert sich aber nicht um die Phasenlage des zu demodulierenden Trägers, er würde in beiden Fällen eine gleich große Ausgangsspannung liefern. Was nun?

Unser Farbdemodulator, wenn wir ihn einmal so bezeichnen wollen, muß also außer zwischen verschiedenen Amplituden auch noch zwischen den Phasenlagen 0 (positiv) und 180° (negativ) unterscheiden können.

Wir brauchen noch einen Synchrondemodulator

Diese Art von Demodulatoren - sie tragen in der Fachliteratur die Namen Synchron- und Clampingdemodulator - sind uns schon hinreichend bekannt, allerdings hat ihre Amplitudenempfindlichkeit bisher nur Schwierigkeiten gemacht.

Damit (dieser Teil ist absichtlch weggelassen) ist der Synchrondemodulator eigentlich schon erklärt.

Beim PAL-Verfahren erhalten wir nach dem Laufzeitdemodulator und dem PAL-Schalter zwei Farbsignale, deren Zeiger wie in den Bildern 23 aufeinander senkrecht stehen. Wir brauchen also zur Demodulation zwei Synchrongleichrichter, denen wir jeweils eine Hilfsspannung mit der für eine maximale Ausgangsspannung erforderlichen Phasenlage zuführen. Der Rotdemodulator bekommt daher eine Spannung FRe mit einer Phase von 90° gegenüber der (B-Y)-Achse, und der Blaudemodulator erhält eine Spannung, die in der (B-Y)-Achse liegt, also die Phase 0 hat.

Beide Demodulatoren liefern jetzt eine Ausgangsspannung, die der Amplitude von F proportional ist und außerdem die Polarität von F berücksichtigt. Wir gewinnen also wieder die reduzierten Differenzsignale, wie sie für jede Farbe in Tabelle I (Seite 31) angegeben sind. Es ist nun theoretisch nicht schwierig, aus den beiden Differenzsignalen ein drittes Signal zu mischen und dann alle drei Signale (U'R-RV, (U'G-UV) und (U'B-UV) in getrennten Stufen auf den zur Bildröhrenaussteuerung erforderlichen Pegel zu verstärken.

Einige Probleme überspringen wir - bis zu diesem hier

Als nächstes Problem ist die Aussteuerung der Bildröhre anzusehen. Ganz am Anfang unserer Betrachtungen hatten wir vorausgesetzt, daß gleiche Einheiten von Rot, Grün und Blau ein unbuntes Bild ergeben sollten. Auf die Farbbildröhre übersetzt heißt das, gleiche Steuerspannungen an den drei Elektronenkanonen und somit gleiche Strahlströme müssen ein unbuntes Bild ergeben. Die Praxis sieht etwas anders aus, das sich ergebende Bild strahlt meistens in blassem Blaugrün. Die Ursache für das Abweichen von der Theorie liegt in den ungleichen Wirkungsgraden der Leuchtphosphore. Für einen unbunten Bildeindruck ist das Mischungsverhältnis des von den Phosphoren abgegebenen Lichtes maßgebend und nicht etwa die Größe der drei Strahlströme, die das Licht erzeugen. Man muß daher beim Bemessen der Steuerspannungen die unterschiedliche Lichtausbeute der drei Phosphore berücksichtigen. Bis heute gibt beispielsweise der Rotphosphor pro Milliampere Strahlstrom am wenigsten Licht ab.

Die vom Hersteller angegebene Strahlstromrelation für Unbunt ist im Mittel:
lR:lG:lB= 1 : 0,7: 0,65, wobei auch diese Werte Streuungen unterworfen sind.

Die Korrektur der Strahler

Dieser zunächst kompliziert erscheinende Vorgang wird von der Matrix, den Farbdifferenzsignal-Endstufen und einer unterschiedlichen Ansteuerung der drei Bildröhrenkathoden (in Bild 30 nicht eingezeichnet) bewältigt.

Bild 45 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Matrixverstärkers, der die verschiedenen Phosphorwirkungsgrade nicht berücksichtigt. Das an den Kathodenwiderständen der Rot- und Blau-Endstufe abfallende Differenzsignal wird über die passend bemessenen Matrixwiderstände RR und RB der Kathode der in Gitterbasisschaltung arbeitenden Grün-Endstufe zugeführt. An ihrer Anode kann das (U'G-U'Y)-Signal in richtiger Polarität abgenommen werden.

Die Funktion der Farbsynchronisation

Als weiterer noch zu beschreibender Komplex in der mittleren Schaltungsgruppe (Bild 30) ist die Farbsynchronisation übriggeblieben. Sie umfaßt den Generator für den Referenzträger, den Gleichlauf des PAL-Umschalters mit seinem Pendant im Sender und die Sperrung des Farbkanals bei Schwarzweiß-Empfang.

Den Anfang soll der Referenzträgergenerator machen. Wie wir gesehen haben, brauchen die Synchrondemodulatoren zur Unterscheidung der Farbsignalpolarität einen umodulierten Träger mit absolut gleicher Frequenz. Eine kleine Probe dieses Trägers, zu Beginn jeder Zeile etwa 12... 14 Schwingungen, liefert der Burst. Die Phasenlage der in ihm enthaltenen Schwingungen entspricht der Lage der negativen (B-Y)-Achse (Bild 24, S. 32). Eine sehr einfache Methode, aus diesem Trägerimpuls einen kontinuierlichen Referenzträger zu machen, kennen wir schon von der Zeilensynchronisation her. Dort werden in einem Phasendiskriminator die
Frequenz und Phase des Zeilenoszillators mit den entsprechenden Größen der vom Sender angelieferten Zeilensynchron-impulse verglichen. Bei Abweichungen vom Sollwert erzeugt der Diskriminator eine Regelspannung, die über eine Reaktanzstufe den Zeilenoszillator wieder auf Sollphase bringt.

Der Referenzträgeroszillator - quarzgenau

Das gleiche Prinzip, nur diesmal bei 4,43 MHz, wird beim Referenzträgeroszillator angewendet. Wegen der geforderten großen Frequenzgenauigkeit ist das frequenzbestimmende Element hier ein Quarz. Der Burst wird in einer nur während des Zeilenrücklaufes aufgetasteten Stufe vom übrigen Farbsignal getrennt, verstärkt und dem Phasendiskriminator zugeführt. Die Regelspannung „zieht" über eine Reaktanzstufe den Quarz wieder auf die richtige Frequenz und Phase. Dem dauernd schwingenden Quarzoszillator wird dann einmal direkt und einmal über ein 90°-Phasendrehglied der Referenzträger entnommen (Bild 30). Nun wollen wir uns noch mit der Synchronisation des PAL-Schalters befassen. Er soll den vom Sender diktierten, zeilenweisen Phasenwechsel der (R-Y)-Komponente wieder rückgängig machen.

Ein Synchronsignal für seinen Gleichlauf mit dem PAL-Schalter des Senders hat demnach die halbe Zeilenfrequenz, da ein Umschaltturnus erst nach 2 Zeilen abgeschlossen ist (doppelte Zeilendauer - halbe Zeilenfrequenz). Das zusätzliche PAL-Synchronsignal ist im Burst versteckt.

Auf Vorschlag von W. Bruch sieht die PAL-Norm einen von der NTSC-Norm abweichenden Burst vor, und zwar einen Burst mit konstanter (B-Y)- und mit von Zeile zu Zeile alternierender (R-Y)-Komponente. Das Farbsynchronsignal liegt demnach nicht mehr - wie in Bild 24 eingezeichnet - in der negativen (B-Y)-Achse, sondern ist jeweils um 45° gegen sie geneigt (Bild 46). Sein (R-Y)-Anteil wird genauso umgeschaltet wie im Farbsignal, in Bild 46 beispielsweise für Purpur.

In der Sender-Blockschaltung (Bild 25) ist dieser alternierende PAL-Burst bereits berücksichtigt. Der Burst-Träger wird nicht nur direkt vom Farbhilfsträger über ein 180°-Phasendrehglied abgenommen, sondern erhält einen zusätzlichen, gleichgroßen (R-Y)-Anteil, der hinter dem PAL-Umpoler mit wechselnder Polarität zur Verfügung steht.

Geben wir diesen alternierenden Burst auf den Phasendiskriminator im Empfänger, so wird der Regelmechanismus versuchen, die Referenzträgerphase nachzuziehen, sie also von Zeile zu Zeile auf + oder -45° zur (B-Y)-Achse einzustellen. Die Regelspannung ist demnach eine Wechselspannung mit der halben Zeilenfrequenz, die man gut zur Synchronisation des PAL-Schalters benutzen kann. Die störende zeilenweise Nachregelung des Referenzträgers schaltet man durch ein RC-Siebglied aus. Man macht also den Regelkreis träge, so daß er dem schnellen Phasenwechsel des Burstes nicht mehr folgen kann. Die Referenzträgerphase wird dann auf den Mittelwert, auf die (B-Y)-Achse bezogen. Die halbzeilenfrequente Wechselspannung, die vor dem RC-Siebglied abgenommen wird, befreit man in einer weiteren Stufe (PAL-Impulsstufe) von Störsignalen (Zündstörungen usw.) und synchronisiert damit den die Schaltspannung liefernden Multivibrator.

Farben werden getötet

Der letzte noch zu beschreibende Teil des Farbsynchronisationskomplexes umfaßt die Farbabschaltung bei Schwarzweiß-Empfang, den sogenannten Color-killer.

Die Gründe, die für diese Stufe sprechen, sind folgende: Bei schwachen Schwarzweiß-Signalen können Rauschspannungen in der Gegend von 4,4 MHz aus dem Y-Kanal in den Farbkanal gelangen, dort verstärkt werden und auf dem Bildschirm einen »Konfettieffekt«, ein farbiges Schneegestöber, hervorrufen.

Außerdem können hochfrequente Anteile des U'Y-Signals selbst, soweit sie im Bereich des Farbkanals liegen, je nach Phase und Frequenz auf dem Bildschirm bunte Muster erzeugen. Beide Effekte werden vermieden, wenn für Schwarzweiß-Empfang der gesamte Farbkanal gesperrt wird.

Als Abschaltkriterium kann das Fehlen des Burstes bei monochromen Sendungen dienen. Der Phasendiskriminator liefert, wenn ein Burst vorhanden ist, aus zwei weiteren Dioden eine Spannung, die den Farbabschalter außer Betrieb setzt. Fehlt der Burst, so erzeugt diese Stufe, ähnlich der automatischen Schwundregelung, eine Sperrspannung für den Farbkanal. Der Farbabschalter kann auch so eingestellt werden, daß er bereits bei schwachem Antennensignal den Empfänger auf Schwarzweiß-Empfang umschaltet.

Das Kraftwerk - der Empfänger verbraucht ca 350 Watt

Das Netzteil eines Farbfernsehempfängers muß gegenüber einem herkömmlichen Empfänger eine höhere Leistung aufbringen. Um zu große Ströme in den Ablenkstufen zu vermeiden und außerdem lineare Arbeitskennlinien in den Farbendstufen zu gewährleisten, verwendet man oft eine Anoden-Betriebsspannung von etwa 400 V. Sie wird durch Verdopplung der 220 V-Netzspannung gewonnen. Für die Bildröhrenheizung muß man einen Transformator vorsehen, dessen Heizwicklung auf ein Potential von ca. 200 V gegen Chassis gelegt wird, um zu hohe Faden/Kathodenspannungen zu vermeiden. Werden viele Stufen des Empfängers mit Transistoren ausgerüstet, empfiehlt sich ein getrenntes Niedervolt-Netzteil. Die von einem Farbfernsehgerät aufgenommene Netzleistung liegt bei etwa 350 W.

Literaturhinweise

Für jene Leser, die sich noch intensiver mit dem Farbfernsehen beschaftigen wollen, seien hier einige Literaturangaben gemacht:
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  6. Bruch, W.: Prinzip und Wirkungsweise von Ultra-schallverzogerungsleitungen fur das PAL-und SECAM-Farbfernsehverfahren Telefunken-Zeitung, Jg. 38 (1965), H. 1
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  12. Schonfelder, H.: Farbfernsehen, Aufgabenstellung und Losungswege
    Sonderdruck der Kurzmitteilungen der Fernseh GmbH., Darmstadt, 1965
  13. Townsend, G. B., Carnt, P. S.:Colour Television lliffe Book Ltd., London, 1961
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  15. Wentworth, I.W.: Color Television Engineering
    Philips Technische Bibliothek, 1964, 1966 McGraw-Hill Book Co., New York, 1955

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