Fernsehtechnik




Gliederung

  1. Quellen

  2. Flachbildschirme

    1. LCD Displays

    2. Laserdisplays

    3. Plasmadisplaytechnik

    4. Nano Tubes Displaytechnik

  3. Digitales Fernsehen

Quellen

  1. PM 5/93:Wie der Bildschirm allmählich zum Bild wird, Seite 54-59
  2. PM 2/91: Kino im Wohnzimmer: Laser macht den Bildschirm Flach - Und Riesengross, Seite 66-71
  3. PM 11/96: Digitales Fernsehen: Jetzt sind sie am Drücker!, Seite 56-62
  4. PM11/96: Die neuen Geräte fürs digitale Zeitalter, Seite 64-65
  5. ELV Journal 6/96: Die Flachmänner kommen Teil 2, Seite 26-29
  6. ELV Journal 1/97: Die Flachmänner kommen Teil 3, Seite 24-27





Flachbildschirme

Eine der neuesten Errungenschaften in der Unterhaltungsbranche ist der Flachbildschirm. Man vermutet, daß diese Geräte bald den Markt erobern. Es gibt dabei 4 verschiedene Möglichkeiten zur Bilderzeugung auf engstem Raum:

LCD Displays

LCD Display Technik

LCDs (Liquid Crystal Displays/ Flüssigkristall - Displays) Die Flüssigkristalle sind Molekülstäbchen, die parallel ausgerichtet sind sowie neben und übereinander liegen. Diese sind dann zwischen zwei Glasscheiben, die mit kleinen Elektroden besetzt sind. Dann werden die Glasscheiben mit einer Lampe durchleuchtet. So lange noch keine Spannung an der Elektrode anliegt, kann das Licht die Scheibe ungehindert durchdringen. Wenn nun an den Elektroden Spannung anliegt, geben sie ein Magnetfeld frei, wodurch sich die Elektroden richten. So daß das Licht an manchen Stellen nicht oder nur zum Teil durchdringen kann. Dadurch entsteht ein Bild.

Laserdisplays

Laserprojektionsdisplays

Laserdisplays (Projektion): Sichtbares Laserlicht in den Farben Rot, Grün und Blau, das mit Hilfe von horizontalen und vertikalen Ablenkeinheiten auf eine Leinwand projiziert wird. Das hat zur Folge, daß das Bild direkt auf dem Bildschirm erzeugt wird, und nicht wie herkömmlich auf Umwegen Leuchtmedien angeregt werden müssen.

Plasma Displaytechnik

Plasmadisplaytechnik (kann aufgrund seiner hohen Stromaufnahme nur stationär verwendet werden) Der Raum zwischen zwei Glasscheiben wird mit Neongas gefüllt. Die Glasplatten sind mit waagerechten und senkrechten Elektroden durchzogen. Dort wo sich zwei stromführende Elektroden schneiden, leuchtet das Gas auf.

Nano Tubes Displaytechnik

Nato Tubes Displaytechnik

Nano - Bildschirme (- nano - steht für kleinste Kohlenstoff - Röhren): Bei diesem Verfahren tastet nicht ein Elektronenstrahl die Mattscheibe ab wie bei den herkömmlichen Fernsehern, statt dessen kleben ganz viele kleine Kohlenstoff - Röhren an der Scheibe, die tausende von Strahlen auf die Mattscheibe abstrahlen.
Diese Flachbildschirme sind ca. 10cm tief und damit wesentlich flacher als die alten Fernseher. Hinzu kommt noch die leichte Unterbringung wie z.B.: Die Aufhängung an der Wand. Die Geräte haben eine sehr hohe Grundhelligkeit, womit sie auch die Augen vor zu hoher Anstrengung bewahren. Außerdem ist die Krebsgefahr sehr gering, weil diese Bildschirme fast keine Röntgenstrahlung produzieren und ein sehr schwaches Magnetfeld besitzen. Allerdings gibt es auch zwei Nachteile:
  1. Die Flachbildschirme arbeiten mit ultravioletten Strahlen, um den Kontrast zu verändern, was den Augen schadet.
  2. Wenn Flachbildschirme einen Riß haben, treten die hochgiftigen Flüssigkristalle aus, welche bei Körperkontakt gefährliche Auswirkungen haben.
Ein großer Komfort ist der beliebige Betrachtungswinkel, weil die Bildqualität, -helligkeit und Flimmerfreiheit vom Winkel unabhängig sind.

Die bis jetzt auf den Markt gekommenen Flachbildschirme hatten ein 16:9 Format (bei alten Fernsehern 4:3), und einer Auflösung von 825 x 480 Bildpunkten, wobei ein Bildpunkt aus jeweils einem roten, blauen und grünen Teilbildpunkt besteht. Ein wesentlicher Vorteil ist der niedrige Stromverbrauch von 10 Volt und 1 Watt, wogegen die alten Fernseher noch 10.000 Volt und 10 Watt verbrauchen. Hinzu kommt noch, daß man die Bildschirme aufgrund ihrer vielseitigen Anschlußmöglichkeiten sehr universell einsetzen kann (Computer, TV Receiver, Video und Videokamera).
In der Praxis werden z.B. LCD- Displays bei Camcordern oder Laptops verwendet. Da diese Bildschirme sehr klein sind und wenig Strom “verbrauchen” werden sie bevorzugt in der Automobil- und Flugzeugindustrie eingesetzt. Das Hauptproblem großer Flachbildschirme sind die produktionstechnischen Probleme und die mangelnde Fähigkeit schnell bewegte Bilder darzustellen, was alten Fernsehern ähnelt.
Auf der CeBit Home 1996 wurde ein Flachbildschirm mit einer Bildschirmdiagonalen von 107 cm präsentiert. Dieser Bildschirm von Grundig, Philips und Panasonic überzeugt mit Farbechtheit, Brillanz und Leuchtkraft. Der Bildschirm von Philips kostet derzeit 20.000 DM, deshalb benutzt man ihn zum Großen Teil in der Computerbranche. Grundig und Philips sind die einzigen deutschen Unternehmen die diese Flachbildschirme herstellen. Bislang wurde 95 Prozent der Flachbildschirme in Japan produziert. Allerdings wird der Preis mit der Zeit durch die Vereinfachung der Herstellung in erschwingliche Regionen sinken. Derzeit weist der Marktanteil der Flachbildschirme schon zweistellige Zahlen auf, davon ist der verbreitetste der LCD-Bildschirm mit einem Marktanteil von über 50%, und es wird nicht mehr lange dauern bis die alten Elektronenstrahlröhren ausgedient haben.

Digitales Fernsehen

Ihr habt bestimmt alle schon einmal vom digitalen Fernsehen gehört, aber ihr wißt vielleicht noch nicht was eigentlich dahinter steckt.
Prinzipiell ist dazu zu sagen, daß das aufgenommene Analogbild von der Kamera zuerst zu einem Zentrum für das digitale Fernsehen Dino (Digital Network Operation Center) z.B. in Betzdorf übertragen wird. In diesem Zentrum werden die Analogsignale von einem AD - Wandler in Digitale Signale umgewandelt. Wenn man diese Datenmengen so wie sie sind verschicken wollte, bräuchte man dazu riesige Rechner und man müßte als Anbieter außerdem sehr viel bezahlen um die nötigen Datenübertragungskanäle bei dem Satellitenanbieter zu mieten. Um dies zu vermeiden werden die digitalisierten Signale komprimiert, wobei sie nach der Komprimierung nur noch 2% der Größe des Ausgangssignals einnehmen. Doch auch dieser Schritt reicht noch nicht aus, der Anbieter verändert zum Beispiel den Tonumfang, da von dem Menschen ja sowie so nicht alle Töne in einem Film wahrgenommen werden. So werden zum Beispiel die höchsten, die tiefsten Töne und die überdeckten Töne herausgefiltert. Diese Operation reduziert die Tondaten von 1,4 auf 0,1 Mbp (Megabit pro Sekunde). Außerdem werden g leichbleibende Teilbilder nur 2mal pro Sekunde gesendet statt 25mal pro Sekunde. Zu allerletzt werden die Bilder noch in Teile zu je acht mal acht Bildpunkten zerlegt. Diese Teile werden von speziellen Superrechnern dann einer >>diskreten Cosinus - Transformation<< kurz DCT unterzogen, wobei bestimmte Teile des Bildes eliminiert werden. Die Richtlinien für diese Vorgänge stammen von einer Internationalen Expertengruppe Namens Motion Picture Expert Group kurz MPEG.
Nachdem die Signale also digitalisiert, komprimiert und “gepackt” wurden sind sie fertig zum “verschicken”. Dazu werden die Signale über Glasfaserkabel zur Astra Uplinkstation in Luxemburg übertragen. Dort werden die Programme dann zum Astra 1F Satelliten für Telekommunikation upgelinkt. Diese Programme sollen bald aber auch über Glasfaserkabel zu erhalten sein.
Damit auf dem Weg kein Signalteil verloren geht, werden einige Rechner dazu benutzt um Störfaktoren vorauszusagen. Dazu sind sie zum Beispiel mit dem Großrechner des Wetteramtes verbunden, um Sende- oder Empfangsprobleme durch Atmosphärische Störungen zu vermeiden. Wenn der/ die Rechner aber ein Problem Voraussagen, dann werden einige Datenpakete doppelt gesendet, wobei der Empfänger (Receiver) das richtige Datenpaket benutzt. Das ganze muß natürlich in wenigen Millisekunden vor sich gehen. Dadurch können nur sehr schnelle und teuere Rechner verwendet werden, wodurch das digitale Fernsehen noch teurer wird.

Da es aber so teuer ist, sollen es auch nur die sehen können, die bezahlen wollen oder können. Um das zu erreichen codieren die Anbieter zuerst und sendet sie erst dann. Um die verschlüsselten Bilder bzw. Töne wieder hör- und sichtbar zu machen, werden sogenannte Set - top - boxes verwendet. Diese Geräte, die ungefähr so groß wie ein Videorecorder sind, entschlüsseln das Ganze dann wieder. Um diese Einrichtungen aber gut kontrollieren zu können, muß man als Benutzer noch eine SmartCard benutzen. In dieser Karte ist ein kleiner Speicherbaustein integriert, in welchem der Entschlüsselungscode “steht”. Bei einigen Anbietern muß man zum Bezahlen auch gleich die Checkkarte ins Gerät stecken. So kann der Sender sicher gehen, daß der Benutzer bezahlt. Trotz dieser Tatsache gibt es aber immer noch Sender, die ohne zusätzliche Gebühren gesehen werden können. Zu diesen Programmen gehören natürlich auch die ARD, das ZDF, Sat1 sowie RTL. Die zu bezahlenden Programme benutzen unterschiedliche Verrechnungen, so gibt es z.B. Programme bei denen man für einzelne gesehene Sendungen (Pay per View) zahlt oder das man das Programm 24 Stunden empfangen kann (Pay per Channel). Mit dieser Technik soll/ist es dann möglich viel mehr Programme zu sehen (bis zu 1000!!) oder beim Sport das Geschehen aus verschiedenen selbst ausgewählten Blickwinkeln und Tönen zu sehen. Es soll sogar soweit verbessert werden, daß der Zuschauer seinen eigenen Film wählen kann, wobei man noch nicht weiß wie man das realisieren soll. Dazu benötigt man natürlich, die entsprechende schon oben erwähnte Set - top - box, welche einem in Verbindung mit de SmartCard den Zugang zum Programm ermöglicht. Zur Zeit gibt es zum Beispiel von Loewe ein Multimedia - Terminal, welches den Zugang zum Internet, zum digital TV ermöglicht. Außerdem besitzt dieses Gerät ein CD - Rom - Wechsler und einen Chipkartenleser (für die SmartCard) und ein 16:9 Breitbild - Bildschirm.

Von der Multi Media Betriebs Gesellschaft (MMBG) gibt es die Mediabox, welche von Philips, Thomson und anderen Herstellern entwickelt wurde. Sie bietet eine einfache Bedienung und besitzt eine parallele Computerschnittstelle. Sony wollte Ende 1996 eine Set - top - box anbieten. Dieses Gerät soll einen Zugang zum Internet per TV ermöglichen. Dies wird durch die Software WebTV erreicht. Diese Software bietet auch die Möglichkeit Digitale Nachrichten (e-mails) zu versenden und zu empfangen, ohne den Computer. Auch Philips bietet einen digital TV Decoder an, der mit allen europäischen Zugangsprogrammen betrieben werden kann und am Besten für Astraübertragungen geeignet ist. Der “intelligente” Grundig Digital Receiver hebt die in den letzten Tagen besonders oft gesehenen Programme besonders hervor. Außerdem soll dieses Gerät mit integriertem Modem auch als PC Karte käuflich sein, so daß dies eine gute Alternative mit exzellentem Bild und Ton zu momentanen TV Karten werden soll. Als Fazit kann man sagen, daß es lohnenswert, aber auch teuer ist, ein Gerät für Digital TV zu kaufen.

Ihr habt bestimmt alle schon einmal vom digitalen Fernsehen gehört, aber ihr wißt vielleicht noch nicht was eigentlich dahinter steckt.
Prinzipiell ist dazu zu sagen, daß das aufgenommene Analogbild von der Kamera zuerst zu einem Zentrum für das digitale Fernsehen Dino (Digital Network Operation Center) z.B. in Betzdorf übertragen wird. In diesem Zentrum werden die Analogsignale von einem AD - Wandler in Digitale Signale umgewandelt. Wenn man diese Datenmengen so wie sie sind verschicken wollte, bräuchte man dazu riesige Rechner und man müßte als Anbieter außerdem sehr viel bezahlen um die nötigen Datenübertragungskanäle bei dem Satellitenanbieter zu mieten. Um dies zu vermeiden werden die digitalisierten Signale komprimiert, wobei sie nach der Komprimierung nur noch 2% der Größe des Ausgangssignals einnehmen. Doch auch dieser Schritt reicht noch nicht aus, der Anbieter verändert zum Beispiel den Tonumfang, da von dem Menschen ja sowie so nicht alle Töne in einem Film wahrgenommen werden. So werden zum Beispiel die höchsten, die tiefsten Töne und die überdeckten Töne herausgefiltert. Diese Operation reduziert die Tondaten von 1,4 auf 0,1 Mbp (Megabit pro Sekunde). Außerdem werden gleichbleibende Teilbilder nur 2mal pro Sekunde gesendet statt 25mal pro Sekunde. Zu allerletzt werden die Bilder noch in Teile zu je acht mal acht Bildpunkten zerlegt. Diese Teile werden von speziellen Superrechnern dann einer >>diskreten Cosinus - Transformation<< kurz DCT unterzogen, wobei bestimmte Teile des Bildes eliminiert werden. Die Richtlinien für diese Vorgänge stammen von einer Internationalen Expertengruppe Namens Motion Picture Expert Group kurz MPEG.
Nachdem die Signale also digitalisiert, komprimiert und “gepackt” wurden sind sie fertig zum “verschicken”. Dazu werden die Signale über Glasfaserkabel zur Astra Uplinkstation in Luxemburg übertragen. Dort werden die Programme dann zum Astra 1F Satelliten für Telekommunikation upgelinkt. Diese Programme sollen bald aber auch über Glasfaserkabel zu erhalten sein.
Damit auf dem Weg kein Signalteil verloren geht, werden einige Rechner dazu benutzt um Störfaktoren vorauszusagen. Dazu sind sie zum Beispiel mit dem Großrechner des Wetteramtes verbunden, um Sende- oder Empfangsprobleme durch Atmosphärische Störungen zu vermeiden. Wenn der/ die Rechner aber ein Problem Voraussagen, dann werden einige Datenpakete doppelt gesendet, wobei der Empfänger (Receiver) das richtige Datenpaket benutzt. Das ganze muß natürlich in wenigen Millisekunden vor sich gehen. Dadurch können nur sehr schnelle und teuere Rechner verwendet werden, wodurch das digitale Fernsehen noch teurer wird.

Da es aber so teuer ist, sollen es auch nur die sehen können, die bezahlen wollen oder können. Um das zu erreichen codieren die Anbieter zuerst und sendet sie erst dann. Um die verschlüsselten Bilder bzw. Töne wieder hör- und sichtbar zu machen, werden sogenannte Set - top - boxes verwendet. Diese Geräte, die ungefähr so groß wie ein Videorecorder sind, entschlüsseln das Ganze dann wieder. Um diese Einrichtungen aber gut kontrollieren zu können, muß man als Benutzer noch eine SmartCard benutzen. In dieser Karte ist ein kleiner Speicherbaustein integriert, in welchem der Entschlüsselungscode “steht”. Bei einigen Anbietern muß man zum Bezahlen auch gleich die Checkkarte ins Gerät stecken. So kann der Sender sicher gehen, daß der Benutzer bezahlt. Trotz dieser Tatsache gibt es aber immer noch Sender, die ohne zusätzliche Gebühren gesehen werden können. Zu diesen Programmen gehören natürlich auch die ARD, das ZDF, Sat1 sowie RTL. Die zu bezahlenden Programme benutzen unterschiedliche Verrechnungen, so gibt es z.B. Programme bei denen man für einzelne gesehene Sendungen (Pay per View) zahlt oder das man das Programm 24 Stunden empfangen kann (Pay per Channel). Mit dieser Technik soll/ist es dann möglich viel mehr Programme zu sehen (bis zu 1000!!) oder beim Sport das Geschehen aus verschiedenen selbst ausgewählten Blickwinkeln und Tönen zu sehen. Es soll sogar soweit verbessert werden, daß der Zuschauer seinen eigenen Film wählen kann, wobei man noch nicht weiß wie man das realisieren soll. Dazu benötigt man natürlich, die entsprechende schon oben erwähnte Set - top - box, welche einem in Verbindung mit de SmartCard den Zugang zum Programm ermöglicht. Zur Zeit gibt es zum Beispiel von Loewe ein Multimedia - Terminal, welches den Zugang zum Internet, zum digital TV ermöglicht. Außerdem besitzt dieses Gerät ein CD - Rom - Wechsler und einen Chipkartenleser (für die SmartCard) und ein 16:9 Breitbild - Bildschirm. Von der Multi Media Betriebs Gesellschaft (MMBG) gibt es die Mediabox, welche von Philips, Thomson und anderen Herstellern entwickelt wurde. Sie bietet eine einfache Bedienung und besitzt eine parallele Computerschnittstelle. Sony wollte Ende 1996 eine Set - top - box anbieten. Dieses Gerät soll einen Zugang zum Internet per TV ermöglichen. Dies wird durch die Software WebTV erreicht. Diese Software bietet auch die Möglichkeit Digitale Nachrichten (e-mails) zu versenden und zu empfangen, ohne den Computer. Auch Philips bietet einen digital TV Decoder an, der mit allen europäischen Zugangsprogrammen betrieben werden kann und am Besten für Astraübertragungen geeignet ist. Der “intelligente” Grundig Digital Receiver hebt die in den letzten Tagen besonders oft gesehenen Programme besonders hervor. Außerdem soll dieses Gerät mit integriertem Modem auch als PC Karte käuflich sein, so daß dies eine gute Alternative mit exzellentem Bild und Ton zu momentanen TV Karten werden soll. Als Fazit kann man sagen, daß es lohnenswert, aber auch teuer ist, ein Gerät für Digital TV zu kaufen.