Prinzip des Digitalfernsehens
Digitale Fernsehkamera und Sender
Ähnlich wie beim analogen Farbfernsehen werden rote, grüne und blaue Bildanteile getrennt voneinander aufgenommen und übertragen.
In einer (einfachen) modernen Kamera sitzt ein Bildsensor, der für die einzelnen Farben Filter besitzt.
Das sogenannte Bayer-Pattern hat doppelt so viele grüne wie blaue und rote Pixel (Pixel sind die einzelnen Bildpunkte; das Wort ist von der englischen Abkürzung "pic" für picture = Bild abgeleitet).
Eine professionelle Fernsehkamera besitzt normalerweise drei Bildaufnahmesensoren, die Farbaufteilung geht dort ähnlich wie auch bei einer alten professionellen Röhren-Farbfernsehkamera.
Unmittelbar nach dem Bildsensor, manchmal auch in ihm integriert, ist ein Anaolg-Digital-Wandler (A/D-Wandler), der aus dem analogen Bildsignal ein digitales macht.
Auch für den Ton ist ein A/D-Wandler eingebaut.
Die Signale werden zusammengewürfelt, digital verarbeitet und dem Sender zugeführt, der das Signal ähnlich wie beim analogen Fernsehen mit einem Hochfrequenzsignal mischt und der Sendeantenne zuführt.
Die digitalen Fernsehsignale müssen in der Signalverarbeitungseinheit komprimiert, also datenreduziert werden: Die zu übertragende Datenmenge wäre sonst enorm.
Digitaler Flachbildfernseher
Das über eine Antenne empfangene Signal muss dekodiert und verstärkt werden.
Eine Signalverarbeitungseinheit klamüsert die digitalen Bild- und Toninformationen auseinander und gibt Zeilen- und Spaltensignale des Bildes ans Display.
Das digitale Tonsignal geht auf einen Digital-Analog-Wandler, der das analoge Tonsignal dem Lautsprecher zuführt.
Ein moderner UHD-Fernseher hat unwahrscheinlich viele Zeilen und Spalten:
Die 3.840 x 2.160 Pixel geben 2160 Zeilen.
Da jede Spalte aus drei Farben besteht, sind dreimal so viele Spalten anzusteuern als die Auflösung angibt, nämlich 11 520 Spalten!
Da man nicht elftausend Kabel da hinlegen möchte, werden die Signale jeweils für zahlreiche Zeilen und Spalten gebündelt übertragen.
Man sagt Multiplexen dazu.
Direkt am Display sitzen sogenannte Demultiplexer, man könnte auch sagen: Auftrösler.
Sie sorteieren die Signale für die einzelnen Zeilen beziehungsweise Spalten auseinander und steuern das Display an.
Das Display: LCD, OLED, Mikro-LEDs oder Plasma
LCD
Das Display selbst ist heute meist mit Flüssigkristallen aufgebaut.
Flüssigkristalldisplays leuchten nicht selbst.
Vor jedem Pixel muss einen Farbfilter (rot, grün oder blau) sitzen, das Display wird von hinten mit weißem Licht beleuchtet.
Das Licht wird heute normalerweise von weißen Leuchtdioden erzeugt.
Früher waren kleine Leuchtstofflampen drin.
OLED
Daneben gibt es die qualitativ sehr hochwertigen OLED-Displays.
OLED stheht für Organische Licht emittierende Diode.
Mit organisch ist gemeint, dass die LED aus einer Kohlenstoffverbindung besteht.
OLED-Displays leuchten selbst und benötigen daher im Prinzip weniger Energie als LCDs.
Real geht diese Rechnung nicht ganz auf, da der Wirkungsgrad der Leuchtdioden in den OLED-Displays schlechter ist als der der LCD-Hintergrundbeleuchtung.
Mikro-LED-Display
Bei Mikro-LED-Displays werden winzige rote, grüne und blaue Leuchtdioden einzeln auf eine Platine bestückt.
Sie werden heute in Werbeanzeigen oder Fußballbanden eingesetzt.
Die Leuchtdioden sind inzwischen so klein, dass man auch Fernseher damit bauen kann.
Ob sich diese Technik für Fernseher im privaten Bereich durchsetzt, ist derzeit nicht absehbar.
Plasma-Display
Vor allem in der Anfangszeit der Flachbildfernseher kamen Plasma-Displays zum Einsatz.
Sie waren gasgefüllt und arbeiten über Gasentladungen in winzigen Glimmlämpchen.
Plasma-Displays verbrauchten verhältnismäßig viel Strom und erreichten meist nur SD-Auflösung oder die Auflösung 1280x720 (diese Auflösung wurde gerne mal als "HD Ready" bezeichnet).
Zudem waren diese Displays sehr schwer.
Unseres Wissens sind sie inzwischen weitestgehend vom Markt verschwunden.
LCD aus der Nähe
Tritt man näher an einen Flachbildfernseher heran, erkennt man leicht, dass das Bild gerastert ist, ähnlich wie auch beim Röhren-Farbfernseher.
Mit der Lupe oder einem Makro-Objektiv betrachtet sieht man die einzelnen Leuchtpünktchen.
Das Display des Samsung-Fernsehers des Autors hat jedes Farbpünktchen in drei Unterpixel unterteilt, um mehr Dynamik aus dem Display holen zu können.
Siehe auch
Autor: Rainer Specker
Fotos und Grafiken: Elektronikmuseum Tettnang Rainer Specker