Videotechnik - Grundbegriffe und Einführung

(Beitrag vom 18.06.2004 korrigiert am 17.03.2012)

 

1. Grundlagen.

Die Videotechnik basiert auf den Prinzipien der Fernsehtechnik und den dort angewandten
physikalischen Verfahren.

  • Bilddarstellung über einen Kathodenstahl über eine definierte Ablenkung in Zeilen und Spalten
  • Halbbilddarstellung
  • Bild und Farberregung über Signalsplitting (Bildsignal und Farbsignal durch Amplitudenmodulation)

Videotechnik ist damit eine analoge Verfahrenstechnologie. Alle Funktionen zur Bildübertragung und Bilddarstellung sind zeitabhängig.

 


 

Bildaufbau:
Fernsehbild ist in Zeilen und Spalten aufgeteilt. Die Zeilenanzahl ist mit 625 Zeilen für jede Bildgröße definiert und kann nicht verändert werden! Ursache ist die Begrenzung der maximal möglichen Auslenkung des Kathodenstrahls.
Die Anzahl der Bildpunkte oder Spalten ist beliebig oder auch besser ein Maß für de Qualität des Bildes (allg. Bezeichnung: TV-Linien).

wie entsteht nun für den Menschen sichtbar ein Bild:

der Katodenstrahl schreibt  zeitlich zuerst das erste Halbbild beginnend in der Bildmitte
und endet auch in der Bildmitte, zeitlich danach erfolgt dann das Schreiben des 2.Halbbildes
Beide Bilder werden mindestens in 1/25 sek. geschrieben.
Damit wird das Bild so schnell aufgebaut , daß das menschliche Auge das Schreiben
des Kathodenstahls nicht verfolgen kann.

Dieses Grundprinzip wird nun in die Aufnahmetechnik übertragen, d.h. genau so funktioniert
ein CCD-Element (Circuit-Crystal-Device) – nur logischer weise umgekehrt – da ja dort das Bild anliegt und ein " Elektronenstrahl" muß erzeugt werden. Das Chip wird als zeilen- und spaltenweise abgefragt!
Auf dem Chip sind wieder 625 Zeilen und eine beliebige Anzahl Spalten. Jeder Bildpunkt wird
abgefragt und letztendlich über eine entsprechende Verstärkertechnik in übertragungsfähige
elektrische Signale verwandelt. Als jeder Bildpunkt wird einzeln und nacheinander übertragen.

Prinzip der Übertragung:

an einem Punkt des CCD (des Fernsehbildes) ist ein Bild vorhanden – dann ist diese Punkt
erregt, d.h. der Punkt gibt Spannung ab (nimmt Spannung auf) – d.h.  man verstärkt diese
Spannung auf + 1Volt im umgekehrtem Fall als kein Bild:  0 V !
Genau diese Spannung wird kabel - und gerätemäßig übertragen

Damit:  kein Bild wird allgemein als schwarz definiert!
Also hat am Chippunkt x eine Erregung stattgefunden wird der Kathodenstrahl genau
an diesem Punkt auf dem Bildschirm wieder eine Erregung erzeugen und wenn keine
Erregung stattfand dann wird der Kathoden diesen Punkt zwar überstreichen aber
ohne Elektronenfluß!  also keine Erregung als kein Bild!


Fernsehübertragung:

beim Fernsehen wird diese Spannung auf elektromagnetische Hochfrequenz phasenmäßig
moduliert – also: es wird auf eine feste Welle eine Zusatzwelle als Information aufgetragen, die
dann dem HF-Teil des Fernsehers sagt ,  das der oder der Bildpunkt +1 V oder 0 V haben muß.
Damit ist das Antennensignal nicht mit einem  Videosignal vergleichbar!

Kabel/Geräte-Übertragung:

Es wird kabel - technisch immer 2-polig gearbeitet. d.h. ein Leiter der die +1V transportiert und ein Leiter der 0 V transportiert – das erreicht man, in dem man zu einem Leiter eine beliebige Isolation als Null definiert – oder wie früher sehr häufig mit  Breitbandkabel. Heute sehr verbreitet Koaxial (Koachsial).
Für Breitbandkabel wird eineindeutig über einen Differenzausgleich immer 0V und 1V dargestellt.
Bei Koaxialkabel ist  nur die Qualität der Isolation entscheidend .d.h. 0 V ist real  - 0,2V bis -0,8V
damit ist +1 V real +0,2V bis + 0,8 V.
Für modernen Videotechnik ist dies kein Problem  – da die Erkennbarkeit der Signale
(Sinuswellenausschlag) elektronisch gefiltert wird.
Ein Maß für die Qualität der Koaxialkabel ist der potentielle Kabelleitwiderstand, der in Ohm
angegeben wird. Minderwertige Qualitäten  ca. 50 Ohm werden für Computertechnik eingesetzt, da die Erkennbarkeit der Differenzen immer gegeben ist – ab 75 Ohm sind die Kabel für Video
bestens geeignet . Eine Funktion ist aber schon ab 15 Ohm gegeben ! Alle technischen Bauelemente aus der Übertragung besitzen wesentlich höhere potentielle Widerstände.

Bildqualität und Übertragung

Das Kabel ist für die Bildqualität nicht primär verantwortlich, da die Bildpunkterregung entscheidet.
Entscheidend ist die Bildpunktanzahl am Chip und am Monitor(TV-Lin).
Ist die Bildpunktanzahl gleich, beeinflußt das Videokabel die Bildqualität erst ab ca. 2.500 m, da ab dieser Strecke erste Spannungsverluste auftreten (Kompensation durch Verstärker) .
Verbindungen beeinflussen die Qualität ebenfalls nicht!

Bildübertragungsstandards

es werde 4 Standards unterschieden:

  • VHS -  (video-home-standard)              -> F-BAS-Signale (frequenz basissignal)
  • S/VHS –(super –home –standard)        -> Y/C – Signale  (Y= Bildsignal; C= Chroma [farb]-Signal)
  • Beta- (erster Professioneller Standard) -> RGB rot,grün,blau als Einzelsignal in FBAS
  • beta sc (high-end-video)                       -> RGB rot,grün,blau als Einzelsignal in FBAS mit time-base
                                 (allgemein in HD-TV, wie Werbung ect)

entsprechend dieser Standards werden definierte Kabel eingesetzt:

  • VHS:  Standardvideokabel 75Ohm Koax.
  • SVHS: Hosidenkabel  35Ohm (2 Koaxialkabel: 1x für Bild und 1x für Farbe
  • RGB: Standardvideokabel 75Ohm Koax. 3x für je eine Farbe
  • Beta Standardvideokabel 75Ohm Koax. 3x für je eine Farbe und 1x Steuerkabel
  • beta sc Standardvideokabel 75Ohm Koax. 3x für je eine Farbe und 2x Steuerkabel

Kabel und Verbinder

jeder Übertragungsstandard besitzt eigene Systeme:
für VHS: in der Technik  wird allgemein BNC-Verbindung realisiert, weil damit sehr sichere und beständige Verbindungen hergestellt werden können (Bajonett)  im Bereich der angewandten Videotechnik (Home-Video und Professionell)  werden immer häufiger Stecksystem angewandt:

Euro-AV (Scard),   da in einem Geräteeingang Ton und Video übertragen werden können Cinch ,  Steckersystem  für Home-Video eine Adapterung beider System ist verlustfrei jederzeit mit entsprechenden Bauelementen realisierbar.

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