Referat Farbfernsehempfänger - Prinzip der Farbübertragung

Farbfernsehempfänger

Grundlagen

Bei der Behandlung der Farbtheorie wurde erläutert, daß aus den drei Primärfarben Rot, Grün und Blau durch additive Mischung praktisch sämtliche bekannten Farben ermischt werden können. Weiterhin wurde dargelegt, daß eine Farbe durch die drei Größen Leuchtdichte, Farbsättigung und Farbton bestimmt wird.

Zur Übertragung eines farbigen Fernsehbildes müssen nun diese drei Komponenten ei­ner Farbe in elektrische Signale umgewandelt werden. Auf der Senderseite übernimmt diese Aufgabe die Farbfernsehkamera oder der Farbfilmabtaster. Nach der Übertragung der elektrischen Signale, über Draht oder drahtlos, müssen diese Spannungen wieder in ein optisches Bild zurückverwandelt werden, das dem senderseitig aufgenommenen Bild entspricht. Auf der Empfängerseite wandelt die Farbbildröhre die elektrischen Signale in ein Farbbild zurück.

Prinzip der Farbübertragung

Für die Abtastung eines Farbbildes benutzt man eine Dreifach-Kamera, also drei in einem Gehäuse untergebrachte Abtaströhren. Vor dem Schirm der einen Abtaströhre ist ein Rot-Filter, vor dem der zweiten Abtaströhre ein Blau-Filter angebracht, und die dritte Abtaströhre befindet sich hinter einem Grün-Filter. Jede Abtaströhre setzt damit nur die im Farbbild enthaltenen Farbanteile in elektrische Signale um, die von dem Farbfilter durch­gelassen werden.

Die Farbkamera liefert somit drei verschiedene Ausgangssignale, und zwar das Rot-Signal mit der Spannung U_R das Grün-Signal mit der Spannung U_G und das Blau-Signal mit der Spannung U_B Steuert man mit diesen Signalen drei Bild­projektionsröhren, von de­nen die eine rot, die andere grün, die dritte blau leuchtet, und projiziert die drei Bilder auf einen Schirm genau übereinander, so erhält man ein Farbbild, das dem senderseitig abge­tasteten Farbbild entspricht. Bei dieser Betrachtung wird vorausgesetzt, daß die drei Leuchtschichten gleichen Wirkungsgrad haben und 100% gesättigte Farben vorliegen.

Wird eine weiße Bildstelle abgetastet, so sind die drei Farbsignale einander gleich, also U_R=U_G=U_B Enthält das aufgenommene Bild nur Rot, so liefert nur die Kameraröhre eine Spannung, so daß im Empfänger auch nur die rote Bildröhre gesteuert wird und ein rotes Bild erzeugt. Ist das aufgenommene Bild dagegen gelb, so liefern die Kameraröhren für Rot und Grün Spannungen, weil Gelb eine Mischfarbe ist, die sich aus Rot und Grün ergibt. Im Empfänger werden in diesem Fall die rote und grüne Bildröhre gleichzeitig gesteuert, so daß das Auge diese beiden Bilder als Gelb wahrnimmt.

Gegen die praktische Verwirklichung eines Systems, das zur Farbwiedergabe im Emp­fänger die drei Grundfarben überträgt, sprechen u. a. zwei entscheidende Gründe:

1. Für die Übertragung der drei Farben ist je ein Kanal mit min­destens 5 MHz Bandbreite erforderlich. Das ergibt ein sehr breites Frequenzband und dadurch eine unwirtschaftliche Ausnutzung der Frequenzbereiche.

2. Bei einem derartigen Übertragungssystem kann ein Schwarz-Weiß-Empfänger kein einwandfreies "unbuntes" Bild wiedergeben.

Kompatibilität

Die Festlegung der Farbfernsehnorm beruht auf der Forderung, daß ein Schwarz/Weiß-Empfänger in der Lage sein muß, ein Farbfernsehsignal als Schwarz/Weißbild wiederzu­geben. Darüberhinaus soll auch der Farbempfänger ein Schwarz/Weiß-Fernsehbild emp­fangen können. Man wollte also eine Farbfernsehnorm erzielen, die mit der bestehenden SchwarzlWeiß-Fernsehnorm verträglich ist. Diese Verträglichkeit wird als Kompafibilifäf bezeichnet.

Damit beide Systeme verträglich sind, müssen folgende wesentlichen Bedingungen erfüllt sein:

1. Die Ablenkfrequenzen für Horizontal- bzw. Vertikalablenkung müssen gleich sein.

2. Gleicher Bild-Tonträgerabstand von 5,5 MHz.

3. Gleiche Kanalbandbreite von 7,0 MHz und damit gleiche Videobandbreite von 5 MHz.

4. Die Bildträgerinformation muß unverschlüsselt die Grundhelligkeit der Farben ent­halten.

5. Die zusätzliche Farbinformation muß im Sendersignal so untergebracht sein, daß sie im Schwarz/Weiß-Bild nicht störend in Erscheinung tritt.

Die Punkte 1, 2 und 3 können bei Farbe und Schwarz/Weiß gleich sein, was ohne weiteres einzusehen ist. Die Punkte 4 und 5 bringen neue Aspekte in die Übertragungstechnik und werden deshalb in besonderen Kapiteln behandelt.

Leuchtdichte- und Farbartsignal

Bei der Übertragung von Farben dürfen wegen der Kompatibilität nicht die 3 Primär­farben übertragen werden, sondern es müssen mindestens für die Schwarz/Weiß-Übertra­gung die Helligkeitswerte der Farben angewendet werden. Wie schon die Augenempfind­lichkeitskurve zeigt, empfindet das Auge Grün als wesentlich heller als z.B. Blau. So muß auch bei der Schwarz/Weiß-Übertragung Grün ein helles Grau ergeben, Blau dagegen ein dunkles Grau.

Nun ist aber bekannt, daß jede Farbe von drei Grundwerten bestimmt wird: 1. Leucht­dichte, 2. Farbton und 3. Farbsättigung. Um die 4. Bedingung der Kompatibilität zu erfüllen, muß aus jeder Farbe das Leuchtdichtesignal mit der Spannung U_Y genommen werden. Mit ihm wird der Bildträger moduliert. Das ergibt die gleiche Modulation wie bei Schwarz/Weiß. Ein derartiges Signal erzeugt im Schwarz/Weiß-Empfänger das Farbbild unbunt. Das Leuchtdichtesignal mit der Spannung U_Y wird auch als Luminanzsignal be­zeichnet.

Für den Farbempfang muß nun noch ein weiteres Signal ausgestrahlt werden, das den Farbton und die Farbsättigung enthält. Diese zweite Information wird Farbartsignal mit der Spannung U_F oder auch Chrominanzsignal genannt.

Wie werden nun die Farbsättigung und der Farbton übertragen? Dazu wird der Farbkreis herangezogen. In der Mitte liegt der unbunte Punkt - nämlich Weiß. Zieht man nun vom Weißpunkt eine Gerade zum Rand hin, so hat man zwischen dem Mittelpunkt und dem Rand alle Sättigungswerte von 0% bis 100% liegen.

Die Länge des Zeigers ist deshalb ein Maß für die Farbsättigung! Denn die Länge be­stimmt, wie weit die Spitze vom Weißpunkt entfernt, d. h. wie stark "gesättigt" er an dieser Stelle ist.

Dreht sich der Zeiger um den Weißpunkt, so wird er bei einem vollen Kreis (360°) sämtliche Farben überstrichen haben. Für einen bestimm­ten Farbton gilt eine bestimmte Richtung. Der Winkel a bestimmt also den Farbton, wenn man ihn auf eine Bezugsachse bezieht. Die Größe des Winkels a ist damit ein Maß für den Farbton! Ein beliebiger Farbpunkt bei der Farb­fernsehübertragung ist also durch die Länge A des Zeigers und durch den Win­kel a festgelegt.

Elektrisch wird die Farbsättigung als Spannungsamplitude und der Farbton als Pha­senlage der Schwingung übertragen. Diese beiden Größen ergeben zusammen das Farbartsignal.

Man erkennt, daß durch die Anderung einer Größe das relative Verhältnis der beiden an­deren zueinander nicht beeinflußt wird. Weiterhin erkennt man, daß mit Leuchtdichte, Farbton und Farbsättigung genauso jeder Farbpunkt bestimmt werden kann, wie mit den Grundfarben Rot, Grün und Blau.

Mit dem Leuchtdichtesignal wird der Bildträger unverschlüsselt moduliert. Farbton und Farbsättigung werden zum Farbartsignal zusammengesetzt und auf den Farbhilfsträger aufmoduliert und erst dann zusätzlich auf den Bildträger aufmoduliert - also verschlüsselt übertragen. Nur wer in seinem Empfänger einen Zusatz hat, um diese beiden Signale wie­der zu gewinnen, und eine Farbbildröhre besitzt, kann die Bilder farbig sehen.

Farbhilfsträger

Wegen der Kompatibilität muß das Leuchtdichtesignal vom Farbartaignal (Farbton und Farbsättigung) getrennt übertragen werden. Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß das menschliche Auge eine größere Empfindlichkeit für Schwarz/Weiß-Helligkeits­-Unterschiede hat, als es Farben wahrnimmt. So muß, um das Leuchtdichtesignal übertra­gen zu können, die Bandbreite von 5 MHz erhalten bleiben. Der Kanal, in dem das Farbart­signal übertragen wird, braucht deshalb nur eine Bandbreite von 1,2 MHz zu haben.

Um dieses Farbsignal mit ausstrahlen zu können, benötigt man einen zusätzlichen Trä­ger. Dieser HF-Träger muß, wie oben gesagt, innerhalb der Durchlaßkurve liegen. Das hat nun leider den Nachteil, daß bei der Demodulation im Videogleichrichter eine Mischung des Bildträgers mit diesem Farbhilfsträger stattfindet. Das dort gebildete Differenzsignal mit ca. 1,2 MHz (Bandbreite des Farbkanals) wird auf jeden Fall als Moire auf dem Bild­schirm störend sichtbar werden. Diese Moire-Störung wird in ihrer Struktur gröber und damit deutlicher hervortreten als das bekannte 5,5-MHz-Moire bei nicht richtig abgegli­chener 5,5-MHz-Falle im Videokreis. Da das störende Moire umso weniger auffällt, je höher der Farbträger gelegt wird, ist man bestrebt, diesen Farbhilfsträger möglichst weit vom Eigenbildträger anzuordnen. Man ist so zu einem Abstand von 4,43 MHz zwischen Farb­hilfsträger und Bildträger gekommen.

In einem besonderen Modulationsverfahren wird der Farbhilfsträger unterdrückt. Das trägt zusätzlich zur Störfreiheit von der Moire-Bildung bei. Bei diesem Modulations­verfahren werden lediglich die Spektren der beiden Seitenbänder übertragen, die den eigentlichen Farbmodulationsinhalt enthalten.

Zu Beginn dieses Abschnittes wurde bereits gesagt, daß die Bandbreite einer Farb­übertragung, bedingt durch den Sehvorgang, eingeschränkt werden kann. Davon wird hier Gebrauch gemacht. Das obere Seitenband beträgt 600 kHz und das untere Seiten-band 1,2 MHz. Es handelt sich auch hier wieder um ein Restseitenbandverfahren, dessen höchste Modulationsfrequenz bei 1,2 MHz liegt.

Demnach werden folgende drei HF-Träger bei einer Farbübertragung mit ihrer jeweils dem Kanal zugeordneten Frequenz vom Sender ausgestrahlt:

1. Eigenbildträger, amplitudenmoduliert im Restseitenbandverfahren, Modulationsspek­trum -1,25 MHz bis + 5,0 MHz,

2. Tonträger, frequenzmoduliert, Modulationsspektrum +50 kHz,

3. Farbhilfsträger, in besonderer Weise amplitudenmoduliert (mit unterdrücktem Träger) im Restseitenbandverfahren, Modulationsspektrum -1,2 MHz bis +600 kHz.

Farbfernsehempfänger

NTSC - Verfahren

In den USA wurde 1953 das Farbfernsehen nach dem NTSC-Verfahren eingeführt. Bei diesem Verfahren benutzt man einen Farbträger, der in Quadratur-Amplituden­modulation (QAM) mit zwei Farbsignalen I und Q moduliert wird. Die beiden Modulationsachsen für I und Q stehen 90° zueinander.

Da das Auge, bei kleinen Farbflächen, nicht alle Farben gleich gut wahrnimmt, hat man dem I-Signal eine Bandbreite von 1,8 MHz und dem Q-Signal eine Bandbreite von nur 600 kHz zugewiesen. Wegen der Kompatibilität zum Schwarz-Weiß-Verfahren, müssen diese beiden Farbsignale innerhalb des Frequenzspektrums des BAS-Signais liegen. So ergeben sich die Grenzlinien der Spektren beim NTSC-Verfahren. Der Farbträger liegt, wegen des hier benutzten Halbzeilen-Offset-Verfahrens, auf der Frequenz 4,4296875 MHz.

Hier erkennt man, daß für das I-Signal nur eine Restseitenband-Übertragung möglich ist, während das Q-Signal im Zweiseitenbandverfahren übertragen werden kann.

Der Farbträger wird aus Störgründen im Sender unterdrückt. So muß er im Emp­fänger frequenzgleich und phasenrichtig wieder erzeugt werden. Man sendet deshalb auf der hinteren Schwarzschulter des Zeilensynchronimpulses den Burst mit. Andert sich bei der Übertragung die Phasenlage des Farbsignals, so können die dadurch hervorgerufenen Farbtonänderungen auf dem Bildschirm nur durch ein Nachstellen des Farbtoneinstellers korrigiert werden, was sehr nachteilig ist.

Das von der Antenne gelieferte VHF- bzw. UHF-Signal wird im Allbereichtuner verstärkt und auf die Bild­zwischenfrequenz umgesetzt. Der anschließende Bild-ZF-Verstärker bringt die erforder­liche Nahselektion. Im Gegensatz zum Schwarz-Weiß-Empfänger verwendet man im Farbgerät zwei Demodulatoren, einen für das FBAS-Signal und den anderen für die Gewinnung der Ton-ZF. Dieser Aufwand ist notwendig, damit man die Interferenzfrequenz zwischen Tonträger und Farbhilfsträger besser absenken kann. Der Tonteil eines Farbempfängers gleicht dem eines Schwarz-Weiß-Gerätes.

Hinter dem Videodemodulator folgt der Videoverstärker, der hier zweistufig aufgebaut ist und noch eine Verzögerungsleitung enthält. Diese hat die Aufgabe, die Laufzeitunterschiede zwischen dem Luminanz- und Chrominanzsignal auszugleichen.

Der Farbteil des Empfängers hat zwei Eingänge. Der eine Eingang ist dem Chroma­verstärker, auch Farbartverstärker genannt, zugeordnet, der andere gehört zum Burst­verstärker.

Das im Chromaverstärker verstärkte Farbartsignal gelangt zu den beiden Demodu­latoren, in denen die Komponenten X und Z des Farbartsignals gewonnen werden. Weil im Sender der Farbhilfsträger unterdrückt wurde und die beiden Farbdifferenz­signale phasenverschoben auf den Farbträger aufmoduliert wurden, muß hier in den Demodulatoren der Farbträger auch phasenrichtig wieder zugefügt werden. Man spricht deshalb hier von Synchrondemodulatoren. Im Blockschaltbild sind für die beiden Demodulatoren zwei voneinander nicht um 90° abweichende phi1 und phi2 eingetragen. Das macht man beim NTSC-Verfahren absichtlich, um damit die Demodulations­schaltung und die anschließende Matrix zum Rückgewinnen der Farb­signale zu verein­fachen.

An den Ausgängen der beiden Synchrondemodulatoren liegt eine Matrix-Schaltung mit Verstärker. In dieser Matrixschaltung werden aus dem X-Signal und dem Z-Signal die drei Farbdifferenzsiganle R-Y, B-Y und G-Y oder die Primär-Farbsignale R, G und B gewonnen. Die Verstärkerstufen verstärken diese drei Signale soweit, wie dies für das Ansteuern der Lochmasken-Farbbildröhre erforderlich ist.

Die beiden in den Demodulatoren benötigten Farbhilfsträger-Schwingungen werden aus dem Farb-Synchronisier-lmpuls (Burst) abgeleitet. Der hierfür erforderliche Burst­verstärker soll nur den Burst verstärken, der auf der hinteren Schwarzschulter des Zeilensynchronimpulses übertragen wird. Damit er von allen sonstigen Signalen un­beeinflußt bleibt, wird er nur während des Zeilenrücklaufs aufgetastet.

An dem einen der beiden Ausgänge des Burst-Verstärkers liegt eine Phasenbrücke die zum Wiederherstellen des Farbträgers in der richtigen Phasenlage notwendig ist Der Farbhilfsträger wird in einem quarzgesteuerten Oszillator erzeugt, den man Referenz-Oszillator nennt. Dieser Oszillator wird über eine Nachstimmschaltung mit dem Burst auf eine feste Phasenbeziehung, meistens 90°, eingeregelt. Der Phasenvergleich findet in der Phasenbrücke statt. Man gibt deshalb auf diese Schaltung den Burst und den im Oszillator erzeugten Farbträger.

Aus dem zweiten Ausgang des Burst-Verstärkers wird ebenfalls eine Phasenbrücke gespeist, die zum Farbsperrverstärker gehört. Die aus diesem Verstärker gewonnene Spannung sperrt den Farbartverstärker dann, wenn der Burst ausbleibt und deshalt der Referenz-Oszillator nicht mehr synchronisiert wird. Auf diese Weise verhindert man, daß bei der Wiedergabe von Schwarz-Weiß-Sendungen auf dem Bildschirm des Farbgerätes störende Farbnuancen aufgrund von Rauschen und höherfrequenten Anteilen des Leuchtdichtesignals auftreten können.

Der Ablenkteil des NTSC-Farbfernsehempfängers gleicht dem eines Schwarz-Weiß-Empfängers. Nur müssen in den Ablenkendstufen, bedingt durch die Lochmaskenröhre, größere Ströme erzeugt werden. Weiterhin ist hier noch eine Konvergenzschaltung einzufügen, um die drei Strahlsysteme in der Bildröhre zur Deckung zu bringen.

PAL-Verfahren

Das PAL-Verfahren entstand als Weiterendwicklung des NTSC-Verfahrens. Es lehnt sich eng an dieses an. Im Jahre 1966 wurde dieses PAL-Verfahren in der Bundes­republik Deutschland und in den meisten west- und nordeuropäischen Ländern ein-geführt. Der schaltungstechnische Aufwand ist geringer, da beide Farbsignale mit gleicher Bandbreite übertragen werden. Man wendet hier ebenfalls die Quadratur-Amplitudenmodulation an. Nur schaltet man die Modulationsrichtung eines Farbsignals von Zeile zu Zeile von positiver nach negativer Modulation um. Im Empfänger muß diese Umschaltung wieder rückgängig gemacht werden. So speichert man in einer Verzögerungsleitung die Farbinformation einer Zeile und addiert sie dann mit der Farbinformation der darauf­folgenden Zeilen. Der PAL-Schalter schaltet dabei die negative Modulation in eine positive Modulation zurück.

Unterschiede in der Farbinformation der aufeinanderfolgenden Zeilen werden durch Mittelwertbildung ausgeglichen. Dadurch können Farbtonänderungen, die durch eine Phasenverschiebung des Burstes auf dem Übertragungsweg entstehen, vom Auge nicht mehr wahrgenommen werden. Bei diesem Verfahren wandelt man Phasenfehler in Sättigungsfehler um. Jedoch fallen Sättigungsfehler nicht so störend auf, wie Farb­tonfehler.

PAL-Farbfernsehempfänger: Der Hochfrequenz-, Ton- und Videoteil ist ebenso aufgebaut wie bei einem NTSC-­Empfänger.

Das von der Antenne gelieferte VHF- bzw. UHF-Signal wird im Allbereichtuner verstärkt und auf die Bild­zwischenfrequenz umgesetzt. Der anschließende Bild-ZF-Verstärker bringt die erforder­liche Nahselektion. Im Gegensatz zum Schwarz-Weiß-Empfänger verwendet man im Farbgerät zwei Demodulatoren, einen für das FBAS-Signal und den anderen für die Gewinnung der Ton-ZF. Dieser Aufwand ist notwendig, damit man die Interferenzfrequenz zwischen Tonträger und Farbhilfsträger besser absenken kann. Der Tonteil eines Farbempfängers gleicht dem eines Schwarz-Weiß-Gerätes.

Hinter dem Videodemodulator folgt der Videoverstärker, der hier zweistufig aufgebaut ist und noch eine Verzögerungsleitung enthält. Diese hat die Aufgabe, die Laufzeitunterschiede zwischen dem Luminanz- und Chrominanzsignal auszugleichen.

Der Farbteil des Empfängers hat zwei Eingänge. Der eine Eingang ist dem Chroma­verstärker, auch Farbartverstärker genannt, zugeordnet, der andere gehört zum Burst­verstärker.

Das im Chromaverstärker verstärkte Farbartsignal gelangt zu den beiden Demodu­latoren, in denen die Komponenten X und Z des Farbartsignals gewonnen werden. Weil im Sender der Farbhilfsträger unterdrückt wurde und die beiden Farbdifferenz­signale phasenverschoben auf den Farbträger aufmoduliert wurden, muß hier in den Demodulatoren der Farbträger auch phasenrichtig wieder zugefügt werden. Man spricht deshalb hier von Synchrondemodulatoren. Im Blockschaltbild sind für die beiden Demodulatoren zwei voneinander nicht um 90° abweichende phi1 und phi2 eingetragen. Das macht man beim NTSC-Verfahren absichtlich, um damit die Demodulations­schaltung und die anschließende Matrix zum Rückgewinnen der Farb­signale zu verein­fachen.

An den Ausgängen der beiden Synchrondemodulatoren liegt eine Matrix-Schaltung mit Verstärker. In dieser Matrixschaltung werden aus dem X-Signal und dem Z-Signal die drei Farbdifferenzsiganle R-Y, B-Y und G-Y oder die Primär-Farbsignale R, G und B gewonnen. Die Verstärkerstufen verstärken diese drei Signale soweit, wie dies für das Ansteuern der Lochmasken-Farbbildröhre erforderlich ist.

Die beiden in den Demodulatoren benötigten Farbhilfsträger-Schwingungen werden aus dem Farb-Synchronisier-lmpuls (Burst) abgeleitet. Der hierfür erforderliche Burst­verstärker soll nur den Burst verstärken, der auf der hinteren Schwarzschulter des Zeilensynchronimpulses übertragen wird. Damit er von allen sonstigen Signalen un­beeinflußt bleibt, wird er nur während des Zeilenrücklaufs aufgetastet.

An dem einen der beiden Ausgänge des Burst-Verstärkers liegt eine Phasenbrücke die zum Wiederherstellen des Farbträgers in der richtigen Phasenlage notwendig ist Der Farbhilfsträger wird in einem quarzgesteuerten Oszillator erzeugt, den man Referenz-Oszillator nennt. Dieser Oszillator wird über eine Nachstimmschaltung mit dem Burst auf eine feste Phasenbeziehung, meistens 90°, eingeregelt. Der Phasenvergleich findet in der Phasenbrücke statt. Man gibt deshalb auf diese Schaltung den Burst und den im Oszillator erzeugten Farbträger.

Aus dem zweiten Ausgang des Burst-Verstärkers wird ebenfalls eine Phasenbrücke gespeist, die zum Farbsperrverstärker gehört. Die aus diesem Verstärker gewonnene Spannung sperrt den Farbartverstärker dann, wenn der Burst ausbleibt und deshalt der Referenz-Oszillator nicht mehr synchronisiert wird. Auf diese Weise verhindert man, daß bei der Wiedergabe von Schwarz-Weiß-Sendungen auf dem Bildschirm des Farbgerätes störende Farbnuancen aufgrund von Rauschen und höherfrequenten Anteilen des Leuchtdichtesignals auftreten können.

Der Ablenkteil des NTSC-Farbfernsehempfängers gleicht dem eines Schwarz-Weiß-Empfängers. Nur müssen in den Ablenkendstufen, bedingt durch die Lochmaskenröhre, größere Ströme erzeugt werden. Weiterhin ist hier noch eine Konvergenzschaltung einzufügen, um die drei Strahlsysteme in der Bildröhre zur Deckung zu bringen.

An den Ausgang des Chrominanzverstärkers ist der PAL-Decoder angeschlossen. Dieser besteht aus einer Einzeilen-Verzögerungsleitung, einem 180°-Phasendreherglied und zwei Stufen zur Summenbildung. Als Summe der beiden Farbart-Signale entstehen die Komponenten Fu und +-Fv. Aus diesen Komponenten werden in den beiden anschließenden Synchrondemodulatoren die Farbdifferenzsignale B-Y und R-Y zurückgewonnen.

Wie beim NTSC-Verfahren muß man die Farbträgerfrequenz auf die Synchrondemodulatoren geben. Dabei wird diese Schwingung mit 90°-Phasenverschiebung auf den (B-Y) - Demodulator gegeben, während man dem (R-Y)-Demodulator die Farbträgerschwingung erst über den Umweg des PAL-Schalters zuführt. Dabei bewirkt der PAL-Schalter das Umschalten der (R-Y)- Komponente. Hiermit macht man die senderseitige Umpolung des Fv-Signal wieder rückgängig.

Gesteuert wird dieser PAL-Umschalter einerseits von den Zeilenimpulsen, mit denen die Umschaltung synchronisiert wird und andererseits von einem ½*fz-Verstärker, mit dem die richtige Reihenfolge der Zeilenumschaltung bewirkt wird. Die Frequenz ½*fz gewinnt man aus der Phasenbrücke für den Referenzträger aus dem alternierenden Burst.

Alle weiteren Stufen des Farbteils sind die gleichen wie bei einem NTSC-Farbemp­fänger.

SECAM-Verfahren

Das SECAM-Verfahren entstand, wie das PAL-Verfahren, mit dem Ziel, das beste­hende NTSC-Verfahren so zu variieren, daß Phasenfehler bei der Übertragung keine Farbverfälschungen bei der Bildwiedergabe hervorrufen.

Dieses seit 1966 in Frankreich und in den osteuropäischen Ländern eingeführte SECAM-Verfahren beruht auf dem Gedanken, daß sich ohne wesentliche Qualitäts­einbuße die Vertikalauflösung bei der Farbwiedergabe verringern läßt, da das mensch­liche Auge Farbunterschiede bei sehr kleinen Einzelheiten ohnehin nur beschränkt aufnehmen kann Außerdem ist vorausgesetzt, daß die Farbinformation von Zeile zu Zeile nur unwesentlich wechselt.

So braucht man die bei der Übertragung der Farbinformation erforderlichen Kom­ponenten Farbton und Farbsättigung nicht gleichzeitig (simultan), sondern sie in zeit­lich aufeinander folgenden Zeilen nacheinander (sequentiell) zu übertragen. Im Empfänger wird dann die Farbinformation aus den beiden aufeinander folgenden Zeilen gebildet. Dazu ist im Empfänger ein Speicher erforderlich, mit dem die Signalfolge einer Zeile für die Dauer einer Zeilenperiode gespeichert wird, um sie dann mit der Signalfolge der nächsten Zeile gemeinsam verarbeiten zu können.

Auch beim SECAM-Verfahren bildet man die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y. Mit diesen beiden Signalen wird nun der Farbträger, dessen Frequenz etwa gleich wie beim NTSC- oder PAL-Verfahren liegt, frequenzmoduliert. Dabei erfolgt die Modulation unsymmetrisch d. h. + 350 kHz und - 506 kHz vom Farbträger. Das sequentielle Über­tragen des mit den Farbdifferenzsignalen frequenzmodulierten Farbhilfsträgers, der nicht unterdrückt wird, ist von Übertragungsfehlern weitgehend unabhängig: Farbtonfehler durch Phasenfehler sind ausgeschlossen, weil der Farbton hier nicht mit einer Phasenbeziehung gegeben ist. Verfälschungen des Farbtones und der Farbsättigung können nur auftreten, wenn die Amplituden der Farbdifferenzsignale auf dem Über­tragungsweg beeinflußt würden. Das ist jedoch bei einer Frequenzmodulation unmög­lich, falls das Eingangssignal so groß ist, daß vor der Demodulation ihre Amplituden begrenzt werden können.

Weil der Farbträger nicht unterdrückt wird, ergibt sich bei nur wenig gesättigten Farben sogar eine sehr große Farbträgeramplitude. Diese macht sich natürlich sehr störend in einem Schwarz-Weiß-Empfänger bemerkbar.

Im Interesse der Kompatibilität steht für die Farbinformation nur eine geringe Band­breite zur Verfügung. Daraus folgt ein relativ kleiner Frequenzhub. Das bedeutet, daß die Farbdifferenzsignale vor der Modulation auch wesentlich kleinere Amplituden be­sitzen als beim PAL- oder NTSC-Verfahren. Damit ergibt sich beim SECAM-Verfahren eine größere Anfälligkeit gegen Rauschstörungen als beim PAL- oder NTSC-Verfahren. Das Blockschaltschild eines SECAM-Farbempfängers unter­scheidet sich von dem Blockschaltplan eines NTSC-Empfängers nur hinsichtlich des Farbteils. Übereinstimmend sind der Chromaverstärker und die Matrix-Stufe mit Ver­stärker, worin die erforderliche Steuerspannung für die Farbbildröhre gewonnen wird. Der Block für den Chromaverstärker enthält noch den Vermerk "mit Amplituden­korrektur". Damit soll angedeutet werden, daß die Amplituden der Farbartsignale im Frequenzbereich des Farbträgers angehoben werden. Mit diesem Anheben gleicht man das Absenken aus, das für diesen Frequenzbereich im Sender vorgenommen wird, um in Schwarz-Weiß-Empfängern die Farbträgerstörungen abzuschwächen.

Von dem einen Ausgang des Chromaverstärkers führt ein Signalweg direkt und ein zweiter Signalweg über eine Einzeilen-Verzögerungsleitung sowie einen nachgeschalteten Ver­stärker auf den Umschalter. Dieser Umschalter schaltet die beiden Komponenten des Farbartsignals jeweils auf die ihnen zugeordneten Blöcke. Es handelt sich hier um eine Art zweipoligen Umschalter, der natürlich mit Dioden aufgebaut wird. Damit wird abwech­selnd von Zeile zu Zeile einmal das unverzögerte und einmal das verzögerte Signal an den (B-Y)- bzw. (R-Y)-Demodulator gelegt.

Da es sich beim SECAM-Verfahren um eine Frequenzmodulation handelt, enthält jeder Demodulationsblock außer einem Verstärker, einen Begrenzer, einen Diskriminator und ein De-Emphasisglied. Die Begrenzung und damit die bei der Farbwiedergabe auftretende Farbsättigung ist einstellbar.

Vom Chromaverstärker führt eine Leitung zum Kennimpuls-Verstärker. Dieser arbeitet mit einer astabilen Kippschaltung zusammen, die gemeinsam mit dem Zeilen-Rücklauf-Impuls den elekronischen Umschalter steuert.

Mit den Bild-Austastimpulsen werden aus den Zeilen-Signalen am Anfang eines jeden Halbbildes die Kennimpulse heraustastet. Während die Umschaltung von Zeilenrücklauf-Impulsen synchronisiert wird, bewirken die Kennimpulse das phasenrichtige Um­schalten, d. h. das Zuordnen der Komponenten des Farbart-Signais zu den richtigen Demodulatoren.

In dem Kennimpuls-Verstärker wird schließlich noch eine Spannung gewonnen, die auftritt, wenn der Kennimpuls ausbleibt. Diese Spannung sperrt dann den Farbsignal­weg im Chromaverstärker.