Informations- und Kommunikationstechnik

Fernsehtechnik im Allgemeinen

Die Digitalisierung verdrängt die analoge Fernsehtechnik immer mehr in Richtung einer historischen Bedeutung. Dennoch soll diese viele Jahre etablierte Technik hier ausführlich beschrieben werden. Das recht umfangreiche Kapitel ist nach einem einleitenden Einstieg in die allgemeine Fernsehtechnik nach der CCIR-Norm in die folgenden Abschnitte unterteilt:

Mit der Fernsehtechnik werden bewegte Bilder übertragen. Das kann drahtlos per Funksignale sowie kabelgebunden im Breitband- und Glasfasernetz geschehen. Eine fortlaufende Bildübertragung, die der scheinbar kontinuierlichen Aufnahmefähigkeit unserer Augen entspricht, ist technisch nicht lösbar. Zur Übertragung werden die Bilder zuvor in kleine Bildpunkte zerlegt. Die Helligkeit der Bildpixel wird elektrisch ausgewertet und die daraus gewonnenen Informationen werden am Empfangsort erneut zum Bild zusammengesetzt.

Fernsehkameras besitzen optoelektrische Bildwandler, deren Zellen die von der Optik aufgenommenen Helligkeitssignale des Bildes als elektrische Potenziale speichern. Die in moderneren Kameras verwendeten Wandler sind CCD-Bildspeicher (Charge Coupled Device Halbleitersensoren) und CMOS-Bildspeicher (Complementary Metal Oxide Semiconductor Bildspeicher).

Der erste um 1923 vollkommen elektronisch arbeitende Wandler war das Ikonoskop. Es besteht aus einer fotoempfindlichen Speicherplatte mit winzigen nebeneinander angeordneten Kondensatorzellen. Sie verändern je nach Belichtung ihre elektrische Ladung. Mit der Fernsehtechnik um 1936 kam das Ikonoskop zur Bildwandlung zum Einsatz. Es folgten nach 1950 die Vidiconröhren mit lichtempfindlichen Halbleitern aus Selen, Tellur und danach mit dem stabileren Antimontrisulfid. Nach 1960 standen Plumbikonröhren mit besseren Bildeigenschaften zur Verfügung. Sie arbeiten mit einem fotoempfindlichen Wandler aus zweiwertigem Bleioxid (Pb0).

Das begrenzte Auflösevermögen unserer Augen macht eine Bildübertragung durch Bildzerlegung möglich. Das menschliche Auge ist in der Lage zwei 5 mm voneinander entfernte Punkte aus 10 m Entfernung betrachtet, noch getrennt wahrzunehmen. Das entspricht einem Winkelabstand von 1,8 Bogenminuten. Die absolute Auflösegrenze des Auges im schärfsten Sehfeld liegt bei 48 Bogensekunden. Es zeigt sich, dass die Abfolge paralleler horizontaler Linien nicht so gut aufgelöst werden kann wie gleichartige vertikale Strukturen.

Eine optimale Zeilenzahl des Bildrasters kann nur im Zusammenhang mit dem Betrachtungsabstand ermittelt werden. Versuche ergaben ein angenehmes Sichtempfinden bei einem Betrachtungsabstand, der dem fünffachen Wert der Bildhöhe entspricht. Mit dem durchschnittlichen Winkelabstand von 1,5 Bogenminuten lässt sich die zugehörige Mindestzeilenzahl errechnen.

Die folgende Animation zeigt interaktiv Beispiele zum Auflösevermögen unserer Augen, die bei der Bild- und Farbrasterung zu berücksichtigen sind. Eine Mindestbildfolge muss eingehalten werden, damit unsere Augen einen kontinuierlichen Ablauf vermitteln. Sie können Bildwechsel mit mehr als 16 Bildern pro Sekunde nicht mehr eindeutig unterscheiden.

Mit allen optoelektrischen Wandlern wird das von der Optik erfasste Bild in eine Vielzahl einzelner Bildpunkte unterteilt oder gerastert. Das Bildraster wird zeilenweise elektronisch abgetastet, die gespeicherten Ladungswerte werden ausgelesen und die Speicherzellen in einen neutralen Zustand zurückgesetzt. Eine sehr gute Bildauflösung setzt ein enges Raster mit einer großen Anzahl an Bildpunkten voraus. Das erfordert einen hohen elektronischen Aufwand bei der Bildverarbeitung.

Zeilenzahl und Bildwechselfrequenz

Für das erste Fernsehen 1937 in Europa wurde eine Norm mit 441 Zeilen verwendete und kam damit der oben errechneten Mindestzahl der Zeilen sehr nahe. Durch Sehversuche ermittelte man für einen optimalen Betrachtungsabstand eine Mindestzahl von 900 Zeilen. Die geltende CCIR-Norm (Comité Consultatif International des Radio communications) legte 625 Zeilen Brutto für das gesamte Raster fest. Das entspricht der SDTV-Norm (Standard Definition Television) 576i/25. Die Zahlen stehen für 576 sichtbare Zeilen, den Nettozeilen interlaced, also im Zwischenzeilenverfahren geschrieben, und 25 Vollbildern je Sekunde.

Kinofilme werden mit 24 Teilbildern je Sekunde abgespielt. Eine im Projektor rotierende Flimmerblende stellt jedes Teilbild einmal unterbrochen dar. Damit entsteht der Eindruck eines doppelten Bildwechsels mit flimmerfreiem Ablauf. Bei der Fernsehbildwiedergabe ist diese Technik nicht möglich. Die Übertragung von 50 Bildern pro Sekunde erfordert zu viel Bandbreite. Das Problem wurde mit dem Zeilensprung- oder Interlaceverfahren gelöst. Die 625 Zeilen jedes Bildes werden in zwei Halbraster mit je 312,5 Zeilen aufgeteilt und als zwei Teilbilder nacheinander geschrieben.

Die Darstellung des ersten Teilbildes nutzt alle ungeraden Zeilen (1, 3, 5, 7 ...), danach folgt das zweite Halbbild mit allen geraden Zeilen (2, 4, 6, 8 ...). Die Zeilenraster werden abstandsgenau ineinander geschrieben. Die Halbbildwechsel erfolgen nach 1 / 50 s = 20 ms. Das ergibt die Bildraster- oder Vertikalfrequenz von 50 Hz. Beim Schreiben der Zeilen endet das erste Halbbild in der Mitte des unteren Bildrands. Die erste Zeile des zweiten Halbbilds beginnt ab der Mitte des oberen Bildrands und endet mit der vollständigen letzten Zeile am unteren Bildrand.

Bei 25 Vollbildern pro Sekunde und 625 Zeilen je Bild müssen 25·625 = 15625 Zeilen pro Sekunde geschrieben werden. Dieser Wert steht für die Zeilen- oder Horizontalfrequenz. Sie muss mit der Bildrasterfrequenz fest verkoppelt sein. Beide Frequenzen werden im Sender zum Auslesen des Bildspeichers aus einem Festfrequenzgenerator durch Frequenzteilung gewonnen. Der Taktgenerator läuft mit f = 31250 Hz, der doppelten Zeilenfrequenz. Durch ganzzahlige Frequenzteilung (2 : 1 und 625 : 1) erhält man dann die zueinander phasenstarr verbundene Zeilen- und Bildwechselfrequenz.

Nach dem Schreiben des sichtbaren Bildinhalts einer Zeile muss der Elektronenstrahl der Bildröhre an den Zeilenanfang zurückgelangen. Der als Zeilenrücklauf genannte Vorgang erfolgt schnell und muss im Bild unsichtbar sein. Die nächste Zeile beginnt unterhalb der zuvor geschriebenen, also ist der Elektronenstrahl zusätzlich auch vertikal abzulenken. Nach dem Schreiben der letzten Zeile des Halbbildrasters muss der Strahl nun auch vertikal schnell und unsichtbar nach oben zurückgeführt werden. Für die Strahlablenkung sind somit zwei Sägezahngeneratoren notwendig, wobei einer mit Horizontal-, der andere mit Vertikalfrequenz arbeitet. Nach der CCIR-Norm sind die Rücklaufzeiten wie folgt festgelegt:

Horizontalrücklauf: trH = 0,18 · TH = 11,52 µs und Vertikalrücklauf: trV = 0,08 · TV = 1,6 ms.

Die folgende Animation zeigt das Prinzip des Interlaceverfahrens für ein Zeilenraster mit 15 Zeilen. Die Hin- und Rücklaufzeiten der Ablenkgeneratoren für den Elektronenstrahl entsprechen umgerechnet den wahren zeitlichen Verhältnissen. Wegen der wenigen Bildzeilen ist die Schräglage der Zeilen groß und am oberen Bildrand ist der fehlende Zeilenabschnitt besonders auffällig. Im Fernsehempfänger mit 625 Zeilen ist die Schräglage wesentlich geringer und sie werden durch eine etwas vergrößerte Bildhöhe maskiert. Auf Monitoren mit zuschaltbarem Underscanning können diese fehlenden Bereiche sichtbar gemacht werden.

Das vollständige Bildraster wird von der Horizontal- und Vertikalfrequenz beziehungsweise von den entsprechenden Ablenkzeiten bestimmt. Die Rasterfläche des sichtbaren Bildes ist kleiner, da während der Rücklaufzeiten der Elektronenstrahl dunkel getastet und die Darstellung unsichtbar wird. Die 625 Bildzeilen werden innerhalb 40 ms geschrieben. In der gesamten Rücklaufzeit von 2 · trV = 3,2 ms entsteht kein sichtbares Bild. Daraus errechnen sich 50 Zeilen und die gesamte sichtbare Bildübertragung hat eine Auflösung von nur 575 Zeilen.

Ist die horizontale und vertikale Auflösung gleich, so hat beim Seitenverhältnis von 4:3 das sichtbare Bild je Zeile 575 · 4 / 3 = 767 Bildpunkte. Das Gesamtbild setzt sich somit aus 575 · 575 · 4 / 3 = 440833 Bildpunkten zusammen. Diese sichtbaren Bildpunkte werden während des horizontalen und vertikalen Hinlaufs des Elektronenstrahls geschrieben. Die dafür zur Verfügung stehende Gesamtzeit beträgt:

64µs · (1 − 0,18) · 625 · (1 − 0,08) = 30,176 ms

Daraus kann die Zeit berechnet werden, die zum Schreiben eines Bildpunktes zur Verfügung steht. Nimmt man nun an, dass immer abwechselnd ein heller und ein dunkler Bildpunkt dargestellt werden, so lässt sich die dazu maximale Signalfrequenz errechnen:

Zeit / Bildpunkt = 30,176 ms / 440833 = 68,45 ns  und   fmax = 1 / (2 · 68,45 ns) = 7,3 MHz.

Für ein rechteckförmiges An/Aus Bildpunkt-Steuersignal sind 7,3 MHz die Grundfrequenz oder die 1. Harmonische. Theoretisch müsste die Bandbreite des Videosignals weitaus höher liegen. Da der Elektronenstrahl nicht punktförmig auftrifft, bildet sich ein unscharfer hell zu dunkel Übergang, vergleichbar mit einem sinusförmigen Signalverlauf. Die Grundfrequenz liegt damit sogar unterhalb des oben errechneten Wertes. In der CCIR-Norm wurde die Bandbreite des Videosignals auf 5 MHz festgelegt. Der dazu von Kell empirisch ermittelte Reduktionsfaktor, der Kell-Faktor, berücksichtigt zusätzlich die etwas geringere Vertikalauflösung unserer Augen. Es folgt die Zusammenstellung der gerundeten Kennwerte für die analoge Fernsehbildübertragung nach CCIR-Norm:

Zeilenzahl
625 Zeilen, mit 575 Zeilen im sichtbaren Bildraster.
Zeilenfrequenz
fH = 15625 Hz, mit der horizontalen Periodendauer von 64 µs; aufgeteilt auf den Zeilenhinlauf mit 52 µs und den Zeilenrücklauf mit 12 µs.
Rasterwechselfrequenz
fV = 50 Hz bei 25 Vollbildern entsprechend 2 · 25 Halbbildern pro Sekunde.
Halbbilddauer
20 ms aufgeteilt auf den Vertikalhinlauf mit 18,4 ms und den Vertikalrücklauf mit 1,6 ms.
Seitenverhältnis
4:3 mit rund 441000 sichtbaren Bildpunkten.
Übertragungszeit des sichtbaren Vollbildes
rund 30 ms nach der weiter oben ausgeführten Berechnung.
Videobandbreite
auf 5 MHz festgelegt und damit den empirisch ermittelten praktischen Verhältnissen angepasst.
Top

Das BAS-Signal

Das vollständige BAS-Fernsehsignal, auch Helligkeits-, Luminanz- oder Y-Signal genannt, setzt sich aus den Bildinformationen, den Austastsignalen und den Synchronsignalen zusammen. Die Helligkeitsstufen der zu übertragenden Bilder werden vom Bildwandler in Spannungswerte überführt. Weiß erhält den höchsten und Schwarz den kleinsten Spannungswert. Alle anderen Graustufenwerte liegen dazwischen. Die genormte Bildamplitude beträgt maximal 700 mV. Die Amplitude der Austast- und Synchronsignale ist auf 300 mV festgelegt, sodass die Gesamtamplitude des BAS-Signals zwischen 0 V, dem Synchrondach und 1 V für den Spitzenweißwert liegt. Das Bild zeigt alle wichtigen Daten eines BAS-Zeilensignals.

BAS-Signal mit Normwerten

Das Zeilenaustast- und Synchronsignal

Nach dem Schreiben der anzuzeigenden Zeileninformation muss der Strahl unsichtbar zum Zeilenanfang zurückgeführt werden. Der Sender stellt dazu ein Austast- und Synchronsignal zur Verfügung, das vom Empfänger ausgefiltert und ausgewertet wird und den Rücklauf startet. Das horizontale Austastsignal nach jedem Zeilendurchlauf hat eine Dauer von 0,18 · TH = 11,52 µs. Der erste rund 1 µs lange Abschnitt ist die vordere Schwarzschulter mit einem konstanten Spannungswert, der Schwarz garantiert, indem er den Elektronenstrahl zur Anode hin verhindert. Dieser Austast- oder Schwarzwert kann um 2% gegenüber der Bildinformation Schwarz abgehoben sein. Auf diese besondere Schwarzabhebung, die im Bild als gestrichelte Linie eingezeichnet ist, wird derzeit meist verzichtet.

Es schließt sich der Zeilensynchron- oder Zeilenrücklaufimpuls mit einer Dauer von rund 5 µs an. Mit dem ausgefilterten Synchronsignal wird der Gleichlauf zwischen senderseitiger Zeilenabtastung und dem Schreiben der Zeile im Empfänger gesteuert. Er triggert den im Empfänger vorhandenen Zeilenoszillator. Das Synchronsignal hat eine konstante Amplitude, deren Wert oberhalb von Schwarz liegt und als Ultraschwarz bezeichnet wird. Während und nach dem Zeilensynchronimpuls bleibt die Zeile vom Austastsignal für weitere 6 µs, der hinteren Schwarzschulter, dunkel getastet. Sie dient als Bezugspegel für Regelschaltungen und wird beim Farbfernsehen zur Übertragung des Farbsynchronsignals, dem Burst, genutzt.

AM-Negativmodulation des BAS-Signals

Vor dem Senden wird das Bildsignal durch Amplitudenmodulation an einen hochfrequenten Träger gebunden. Zur Einsparung von Sendebandbreite wird nach dem AM-Restseitenbandverfahren moduliert, wobei das vollständige obere Seitenband und ein Teil des unteren Seitenbandes der AM gesendet werden. Störungen, die auf ein AM-Signal einwirken, machen sich meistens als Amplitudenspitzen bemerkbar. Nach der Demodulation im Empfänger ergeben sie hohe Spannungswerte, die im Bild dann hell und gut erkennbar sind. Man invertiert daher vor der Modulation das BAS-Signal, sodass nach der CCIR-Norm Weiß den niedrigsten und Schwarz den höchsten Spannungswert hat. Durch die Negativmodulation führen die Störsignale nach der Demodulation zu dunklen Bildaussetzern, die dem Auge weniger auffallen.

Energetisch betrachtet ist die AM-Negativmodulation von Vorteil. Durchschnittlich wird der Hellanteil im Film oder Bild überwiegen. Durch die Inversion des Videosignals vor der Modulation hat Weiß jetzt 0 Volt und Schwarz 1 Volt und der Bildträger wird insgesamt weniger stark moduliert. Der Energieinhalt der Seitenbänder und damit der Bedarf an Senderenergie bleibt geringer.

Zeitdiagramm der BAS-Negativmodulation

Das Bild zeigt das Ergebnis der mathematisch programmierten Negativmodulation einer BAS-Zeile. An der rechten Achse sind die prozentualen Normwerte der Senderamplitude abgetragen. Der nicht modulierte Bildträger ist als roter Kurvenzug zu erkennen. Der sichtbare Zeileninhalt beginnt links mit einem weißen Balken am Ende der hinteren Schwarzschulter und endet rechts mit einem schwarzen Balken am Beginn der vorderen Schwarzschulter. Die Videoamplitude mit dem Wert 0 für Weiß und 1 für Schwarz moduliert den Bildträger so, dass bei Weiß eine unmodulierte BT-Amplitude von 10% verbleibt. Dabei ist berücksichtigt worden, dass die Bildamplitude im BAS-Signal auf 70% genormt ist. Der Schwarzwert der Austastung liegt genormt bei 75% der maximalen Sendeamplitude. Mit der hier berücksichtigten Schwarzabhebung befindet sich der Schwarzpegel des sichtbaren Bildes bei 73% der Sendeamplitude und somit 2% unterhalb des Schwarzwerts der Austastung. Das Synchrondach liegt 30% oberhalb des Video-Schwarzpegels.

Top

Bildsynchronimpulse – Rastersynchronsignal

Nachdem alle Zeilen eines Halbbildes geschrieben sind, muss am oberen Bildrand mit der ersten Zeile des zweiten Halbbildes neu begonnen werden. Zusätzlich zur Zeilensynchronisation ist auch eine Synchronisation des Bildablenkgenerators notwendig. Für das vertikale Austastsignal nach jedem Halbbild werden 0,08 · TV = 1,6 ms benötigt. Der Empfänger muss zwischen Bild- und Zeilensynchronimpulsen unterscheiden können. Die Trennung kann nicht auf Amplitudenunterschiede beruhen. Die Zeilensynchronisation muss auch während des Bildwechsels bestehen bleiben, daher kann auch kein durchgehend langer Bildwechselimpuls gesendet werden.

Das Bildwechsel- oder Rastersynchronsignal ist aus fünf Ausgleichsimpulsen, den Vortrabanten, gefolgt von den eigentlichen fünf Synchronimpulsen und weiteren fünf Ausgleichsimpulsen, den Nachtrabanten zusammengesetzt. Alle Vorderflanken dieser Impulse beginnen im Halbzeilenabstand und ermöglichen so die stetige Zeilensynchronisation. Die oben errechneten 1,6 ms für den Vertikalrücklauf entsprechen insgesamt 25 Zeilen für den nicht sichtbaren Vertikalrücklauf. Nach den Bildsynchronimpulsen folgen daher diverse Leerzeilen. Von den Sendestationen enthalten sie auswertbare Prüfzeichen zur Graustufenmessung und Videotextinhalte.

Abfolge der Rastersynchronsignal

Das Bild zeigt maßstäblich skaliert die zeitliche Abfolge der drei Impulsgruppen. Ihre maximale Amplitude beträgt 100% der HF-Sendeamplitude. Jeder Sprung im Halbzeilenabstand reicht bis zum Austastwert bei 75% der Sendeamplitude. Der Vertikalrücklauf beginnt nach dem 1. Halbbild in der Zeilenmitte, nach dem 2. Halbbild aber am Zeilenende. Ohne Vortrabanten könnten beide Halbbilder nicht exakt ineinander geschrieben werden. Es entstände eine sichtbar störende Paarigkeit der Zeilen beider Halbbilder. Die Vortrabenten gewährleisten gleiche Anfangsbedingungen zum Ausfiltern der Bildwechselpulse durch Integration mittels Tiefpassschaltungen.

In der Fernsehtechnik werden die aufeinanderfolgenden Zeilen durchgehend nummeriert. Nach der Gerbernorm beginnt die Zählung mit der Zeile 1 an der Vorderflanke des Vertikalsynchronimpulses. Es folgen 312,5 Zeilen des 1. Halbbilds, wobei die ersten 22,5 Zeilen in die Vertikalaustastlücke fallen. In den Zeilen 8 bis 20 befinden sich Sendermesssignale und die Videotextinformationen. Sie bleiben im normalen Fernsehempfänger unsichtbar, da sie außerhalb der sichtbaren Bildhöhe liegen. Die sichtbare Bildinformation beginnt mit dem Zeileninhalt in der zweiten Hälfte der 23. Zeile. Die Austastung des ersten Halbbilds beginnt mit der Zeile 311. Da die Vortrabanten mit 2,5 Zeilen zum 1. Halbbild gerechnet werden, ergeben sich insgesamt die 312,5 Zeilen.

Das 2. Halbbild beginnt wie das 1. Halbbild mit der ersten Vorderflanke der Vertikalpulsgruppe, die in der Mitte der Zeile 313 liegt. Es folgen weitere 22,5 nicht angezeigte Zeilen der Vertikalaustastlücke. Sie reicht bis einschließlich Zeile 335. Ab der Zeile 336 ist erneut Bildinformation im Zeileninhalt vorhanden. Die Austastung des 2. Halbbildes startet in der Mitte der Zeile 623 durch den 1. Vortrabanten. Mit 622,5 Zeilen plus 2,5 Zeilen für die Vortrabanten endet das 2. Halbbild mit der 625. Zeile.

Abfolge aller Rastersynchronsignale

Im Fernsehgerät fällt der Bildwechsel zeitlich nicht mit der genormten Zählweise zusammen. Die Triggerspannung, die den Vertikalablenkgenerator zurücksetzt, wird durch Integration der 5 Synchronimpulse gewonnen. Je nach Höhe des vom Hersteller vorgesehenen Schwellwerts wird der Vertikalrücklauf frühestens nach dem ersten, spätestens nach dem fünften Synchronimpuls ausgelöst.

Top

Frequenzschema nach CCIR-Norm

Der Sendebereich ist auf mehrere Frequenzbänder aufgeteilt. Die Tabelle zeigt die in Europa geltenden Fernsehfrequenzbereiche einschließlich des UKW Rundfunkbands. In der Bundesrepublik wird das VHF-Band I nicht mehr für das Fernsehen genutzt. Dieser Bereich wurde zum Betrieb der Rückkanäle für eine bidirektionale Breitbandübertragung im Kabelbetrieb vorgesehen und freigestellt. Der erste untere Sonderbereich (USB) ist dem Satelliten-Rundfunk zugewiesen.

VHF Band I Kanal 2 ... 4 47 ... 68 MHz
UKW Band II Kanal 2 ... 70 87,6 ... 108 MHz
USB – unterer Sonderbereich S2 und S3 111 ... 125 MHz
USB – unterer Sonderbereich FS S4 ... S10 125 ... 174 MHz
VHF Band III FS Kanal 5 ... 12 174 ... 230 MHz
OSB – oberer Sonderbereich FS S11 ... S20 230 ... 300 MHz
ESB – erweiterter Sonderbereich FS S21 ... S38 302 ... 446 MHz
UHF Band IV FS Kanal 21 ... 37 470 ... 606 MHz
UHF Band V FS Kanal 38 ... 69 606 ... 862 MHz

Bis zum Sonderkanal S20 ist für Fernsehsender ein Senderabstand von 7 MHz festgelegt. Ab S21 beträgt der Abstand zwischen den Sendern 8 MHz. Die Bild- und Toninformationen werden im Sender auf unterschiedliche Trägerfrequenzen mit verschiedenen Modulationsverfahren moduliert. Dabei stehen die Trägerfrequenzen zueinander in einem fest definierten Abstand. Bild- und der Tonträger TT 1 liegen genau 5,5 MHz auseinander.

Mit dem Restseitenbandverfahren des Bildträgers ist eine höhere Senderdichte in den Frequenzbändern gegeben. Würde man beide Seitenbänder komplett übertragen, so wäre der Bandbreitenbedarf 11 MHz, so aber genügt ein Senderabstand von 7 MHz. Der Tonsender ist frequenzmoduliert. Der maximale Frequenzhub beträgt 50 kHz. Die Tonsendeleistung liegt bei rund 1/3 der Bildsendeleistung.

Mit der Einführung des Farbfernsehens wurde ein weiterer Modulationsträger, der Farbträger FT, notwendig. Zur Gewährleistung der Abwärtskompatibilität zum schwarzweiss Fernsehen wurde die Farbträgerfrequenz mit 4,43 MHz so gewählt, dass sie sich möglichst störungsfrei in das Signalfrequenzspektrum einfügen ließ.

Für den Stereo- und Zweitonempfang wurde ein weiterer Modulationsträger erforderlich. Er befindet sich oberhalb des ersten Tonträgers und bildet mit ihm einen festen Frequenzabstand von 0,242 MHz. Der ebenfalls festgelegte Abstand zum Bildträger beträgt 5,742 MHz. Der TT 2 ist frequenzmoduliert und gegenüber dem TT 1 in seiner Amplitude um 7 dB abgesenkt. Die folgende Grafik zeigt für die unteren und oberen Empfangsbänder die Kanalbelegung nach der CCIR-Norm mit den relativen Zuordnungen der Frequenzen.

Frequenzachse mit Kanalbelegung

Bezogen auf den Bildträger BT bei 0 MHz relativ, enden die untere Grenze des Senderkanals bei −1,25 MHz und die obere Kanalgrenze bei +5,75 MHz. Bis zum Sonderkanal 20 stehen somit 7 MHz Sendebandbreite zur Verfügung. Das untere Restseitenband (gelb) reicht ungedämpft bis −0,75 MHz. Das obere Seitenband (grün) fällt nach 5 MHz ab. Der Farbhilfsträger liegt bei +4,43 MHz. Er ist im Modulationsprodukt unterdrückt, wird aber als Burst mit −16 dB auf der hinteren Schwarzschulter mitgesendet. Der erste Tonträger TT 1 hat mit +5,5 MHz einen festen Abstand zum BT. Der zweite Tonträger TT 2 liegt mit +5,742 MHz fast auf der Kanalgrenze und hat mit 242 kHz einen festen Abstand zum TT 1. Die Pegel der Tonträger erreichen −13 dB für TT 1 und −20 dB für TT 2.

Ab dem erweiterten Sonderkanalbereich ESB, S21 vergrößert sich lediglich die Senderkanalbandbreite auf 8 MHz. Alle anderen relativen Verhältnisse bleiben unverändert. Der Sicherheitsabstand zwischen TT 2 und der Nachbarkanalgrenze ist größer und das FM-Modulationsband des ohnehin schon mit verminderter Leistung gesendeten TT 2 wird nicht mehr vom RSB des Nachbarsenders beeinflusst.

Top

Blockschaltbild eines SW-FS-Senders

Blockschaltbild eines SW-FS-Senders

Die Bild- und Tonbearbeitung erfolgt getrennt. Von einem Hauptoszillator ausgehend, werden die Synchronimpulse durch mehrfache Frequenzteilung abgeleitet, womit sichergestellt ist, dass sie zueinander synchron bleiben. In einer Addierstufe wird das Bildsignal mit dem Zeilen- und Bildsynchronsignal zum BAS-Signal additiv zusammengeführt. Die ersten Modulationsstufen arbeiten mit Zwischenfrequenzen, die zueinander in einem definierten Frequenzabstand stehen. Mit dem Zwischenfrequenzverfahren ist man unabhängig von den folgenden Senderfrequenzen und die Signalverarbeitung erfolgt in einem tieferen, leichter zu kontrollierenden Frequenzbereich.

Das Tonsignal wird im FM-Modulator frequenzmoduliert und das BAS-Signal mittels AM-Modulator amplitudenmoduliert. Für das BAS-Signal schließt sich ein Restseitenbandfilter an und unterdrückt den größten Teil des unteren Seitenbandes. Mit dem auf den Sendekanal abgestimmten HF-Bildträger und HF-Tonträger werden das ZF-Bild- und ZF-Tonsignal in zwei weiteren Modulatoren auf ihre endgültige Kanalfrequenz gebracht. Die Signale durchlaufen Senderendstufen mit besonders linearen Kennlinien. Die Bildendstufe enthält nochmals ein Restseitenbandfilter. Beide Modulationsprodukte werden mittels einer Antennenweiche als Sendesignal auf die Antenne gegeben.