Videotechnik Grundlagen: Chrominanz, Synchronisation, Ablenkung & Monitore

Chrominanz-Prozess

Es beginnt mit dem Signal vom Video-Steuerblock. Dieses Signal durchläuft zunächst einen 4,43 MHz Bandpassfilter, der die Luminanz- und Synchronisationskomponenten entfernt. Der Filter gibt nur das Signal aus, das den Farbinformationen des Bildes entspricht.

Sobald die Chroma-Informationen extrahiert sind, gelangen sie zum Chroma-Steuerblock, der die Amplitude des Signals regelt und somit die Sättigung beeinflusst. Die Gesamtheit dieser Blöcke wird als generischer PAL-Demodulator bezeichnet und besteht aus der 64-Mikrosekunden-Verzögerungsleitung und dem Subtrahierer. Er ist zuständig für die Trennung der modulierten Farbdifferenzsignale, die am Sender vereint wurden, um ihre individuelle Demodulation zu ermöglichen.

Diese U- und V-Signale sind amplitudenmoduliert, daher sind zwei unabhängige Demodulatoren erforderlich, um die Originalsignale zu erhalten. Da die Übertragung im unterdrückten Unterträgerformat erfolgt, muss zur Demodulation ein Oszillator verwendet werden, der den 4,43 MHz Unterträger regeneriert. Da das PAL-System Farbinformationen mittels Quadraturamplitudenmodulation überträgt und Phasenänderungen während der Übertragung auftreten können, müssen die Signale eine Phasensteuerung durchlaufen, um diese Phasenverschiebungen zu kompensieren und Farbfehler zu vermeiden.

Am Ausgang der Demodulatoren liegen nun die Farbdifferenzsignale vor. Um sie auf der Kathodenstrahlröhre darzustellen, rekonstruieren wir die drei Grundfarben RGB. Dazu werden die Farbdifferenzsignale an die Matrix angelegt, wo sie mit den ebenfalls vorhandenen Luminanzinformationen kombiniert werden. Die Matrix erzeugt daraus drei Signale, die den drei Grundfarben entsprechen. Dieses RGB-Signal wird an den RGB-Steuerblock angelegt. Dieser Block ermöglicht es, mittels eines elektronischen Schalters pro Zeile, zwischen internen Signalen (z.B. von einem Teletext-Prozessor oder einem Receiver mit OSD) und externen Quellen zu wählen.

Sobald die anzuzeigenden Zeichen ausgewählt sind, müssen die Signale ausreichend verstärkt werden, um sie an die Kathoden der Bildröhre anzulegen. Hierfür werden drei Farbverstärker benötigt. Die von diesen Verstärkern kommenden Signale erreichen die Kathoden der Bildröhre und schließen damit den Prozess der Bildsignalverarbeitung ab.

Synchronisations- und Ablenkschaltung

Es beginnt damit, dass das Videosignal vom Steuerblock entnommen und dem Synchronisations-Trennblock zugeführt wird. Dieser Block trennt die Synchronisationsinformationen von den Luminanz- und Chrominanzinformationen, wobei jeder seiner Ausgänge (H-Ausgang für Zeilensynchronisation und V-Ausgang für Feldsynchronisation) unabhängig ist.

Vertikale Ablenkschaltungen

Sobald die vertikalen Synchronisationsimpulse aus dem Videosignal extrahiert wurden, werden sie zur Synchronisation eines internen Vertikaloszillators verwendet, dessen Frequenz durch die empfangenen Impulse gesteuert wird. Diese Informationen stellen sicher, dass die Darstellung auf der Bildröhre (KSR) gleichmäßig in der vertikalen Ebene verteilt ist. Das Signal dieses Oszillators wird auch der Vertikalaustastlücken-Schaltung zugeführt. Diese Impulse dienen dazu, den Elektronenstrahl während der Feldrücklaufzeiten auszublenden.

Das Ausgangssignal des Oszillators hat eine Sägezahnform, wie es für ein Signal erforderlich ist, das eine kontinuierliche vertikale Abtastung des Bildschirms von oben nach unten ermöglicht, wobei der Strahl nach Beendigung dieser Bewegung schnell zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt. Von diesem Punkt an wird die Form dieses Signals an die Anforderungen der Ablenkschaltung angepasst. Wenn die Ablenkung variiert wird, ändert sich die Amplitude des vertikalen Sägezahns, was die Spannung in den Spulen erhöht und die Höhe des reproduzierten Bildes verändert. Zur Steuerung der Höhenanpassung wird ein Signal mit einer Zeitkonstante an den Oszillator angelegt, das die Steigung der Kurve ändert und somit eine Anpassung der Linearität der vertikalen Bildschirminformation ermöglicht. Nachdem die Korrekturen vorgenommen wurden, ist das Signal bereit, an den vertikalen Ausgangsverstärker angelegt zu werden. Dieser liefert das erforderliche Spannungs- und Stromniveau, um die vertikalen Ablenkspulen anzusteuern, die für die Erzeugung der magnetischen Vertikalverschiebung des Elektronenstrahls der Bildröhre verantwortlich sind.

Horizontale Ablenkschaltungen

Wir beginnen mit dem H-Impuls. Diese Impulse haben eine Frequenz von 15.625 Hz. Mit diesen abgetrennten horizontalen Synchronisationsimpulsen des Videosignals wird der Horizontaloszillator synchronisiert. Der nächste Schritt ist, ausreichende Impulse für die Ansteuerung der Ablenkspulen zu liefern. Dies wird durch den horizontalen Ausgangsverstärker erreicht. Das Ausgangssignal des Blocks hat bereits das entsprechende Niveau. Das Zeilen-Ausgangssignal wird auch dem Zeilentransformator zugeführt, der die Steuersignale für die Bildröhre erzeugt, um eine korrekte Anzeige zu gewährleisten.

Videomonitore

In Fernsehstudios werden die verschiedenen Bildquellen und die Ergebnisse der darauf angewendeten Prozesse mittels Videomonitoren überwacht. Ein Videomonitor kann als ein Fernsehgerät definiert werden, bei dem die Abstimm-, Zwischenfrequenz- und Demodulationsschaltungen entfernt wurden. Dies bedeutet, dass er keine Hochfrequenzsignale empfängt, sondern direkt Composite-Video, separate Luminanz- und Chroma-Signale oder RGB-Grundfarbkomponenten verarbeitet. Die Funktion dieser Monitore ist es, das Bild in einem der in den Produktionsprozessen verwendeten Formate darzustellen, jedoch mit der höchstmöglichen Qualität. Um die höchste Auflösung zu erzielen, sollten Signale mit möglichst wenig vorheriger Signalverarbeitung an den Monitor angelegt werden.

Merkmale von Videomonitoren

• Mehrere Ein- und Ausgänge für verschiedene Formate, die vom Benutzer ausgewählt werden können.
• Anschlussmöglichkeit mit hoher Impedanz (Durchschleifbetrieb).
• Einfügen einer 75-Ohm-Last, wenn der Monitor am Ende einer Leitung angeschlossen ist.
• Fähigkeit zur Darstellung eines kleineren (Underscan) oder erweiterten (Overscan) Bildausschnitts im Vergleich zum Standard.
• Empfang einer externen Synchronisationsquelle.
• Fähigkeit, die RGB-Komponenten getrennt anzuzeigen.
• Bei einigen Modellen: Selbstanpassung der RGB-Verstärker zur Gewährleistung des Weißabgleichs.
• Tally-Anzeige zur leichteren Identifikation der ausgewählten Quelle in einem Produktionssystem.