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Fernsehen

Fernsehen

Als Fernsehen (auch kurz TV, vom griechisch-lateinischen Kunstwort Television) bezeichnet man im Allgemeinen eine Technik zur Aufnahme, das heißt der Abtastung und Zerlegung von Bildern an einem Ort, deren Übertragung über einen Übertragungsweg an einen anderen Ort, sowie ihrer dortigen Wiedergabe, das heißt der Zusammensetzung mit Hilfe eines Fernsehgerätes. Im Speziellen bezeichnet Fernsehen heute eine Technik, bei der die Bilder bewegt sind und zusätzlich passender Ton übertragen wird. Letzterer wird mit Mikrofonen aufgenommen und meist mit Lautsprechern wiedergegeben.

Technik

Werden lediglich Helligkeitsunterschiede bei Aufnahme und Wiedergabe der Bilder berücksichtigt, so spricht man von Schwarz-Weiß-Fernsehen. Im Unterschied dazu wird vom Farbfernsehen gesprochen, wenn auch Farbinformationen aufgenommen und wiedergegeben werden. Falls die Bilder und Töne auf einem Speichermedium, etwa einer sogenannten "MAZ", aufgezeichnet werden, können sie auch zu einem späteren Zeitpunkt, gegebenenfalls nach einer Bearbeitung, über einen Übertragungsweg gesendet werden. Das sofortige Senden der aufgenommenen Daten wird als Liveübertragung bezeichnet. Die direkte Wiedergabe der Daten vom Speichermedium, z.B. Videokassette oder DVD, an einem Fernseher ohne Übertragung über einen (längeren) Übertragungsweg zählt man im Allgemeinen nicht zum Fernsehen. Für das Fernsehen werden üblicherweise Elektromagnetische Wellen oder Spannungen in Koaxialkabeln (Kabelfernsehen) genutzt. Die Übertragung über elektromagnetische Wellen kann dabei terrestrisch (Antennenfernsehen, auch terrestrisches Fernsehen genannt) über terrestrische Frequenzen oder aber mit Hilfe von Satelliten nicht-terrestrisch (Satellitenfernsehen) über Satellitenfrequenzen erfolgen. Im Bereich des Antennen- und Kabelfernsehens ist bis heute die analoge Übertragung der Informationen üblich (analoges Fernsehen), obwohl die Aufnahme und Bearbeitung der Bilder und Töne schon seit einigen Jahren digital erfolgt. Die Umstellung auf digitale Übertragung der Daten (digitales Fernsehen) ist aber beim terrestrischen Fernsehen bereits im Gange. Beim Satellitenfernsehen ist die Umstellung auf digitales Fernsehen schon weiter fortgeschritten. Die vollständige Umstellung im Bereich des Antennenfernsehens soll in Deutschland bis 2010 abgeschlossen sein. Zum Empfang wird dann ein zusätzlicher Digital-Decoder (eine so genannte Set-Top-Box) oder ein geeigneter Fernseher (in dem der Decoder genauso wie das heute übliche analoge Empfangsteil schon integriert ist) benötigt. Die Kabelnetzbetreiber des Kabelfernsehens zögern derzeit noch auf digitales Fernsehen umzustellen. Auf welche Weise die Bild- und Tondaten bei der Übertragung kodiert werden, wird von der Fernsehnorm festgelegt. Sie ist nötig, damit Sender und Empfänger "die gleiche Sprache sprechen". Es gibt weltweit eine verwirrende Vielzahl von Fernsehnormen, die jedoch auf wenige Grundparameter reduziert werden können; die Methode der Farbübertragung ist dabei der entscheidende Parameter, der oft schon alleine als "Fernsehnorm" bezeichnet wird. Die gebräuchlichsten Farbübertragungsnormen sind in Amerika, Japan und Südkorea NTSC und im Rest der Welt PAL und SECAM. Die Unterscheidung in mechanisches Fernsehen und elektronisches Fernsehen, die während der ersten Fernsehversuche entstand, ist heute unbedeutend: mechanische Aufnahme- und Wiedergabegeräte kamen nie zum Masseneinsatz. Mechanisches Fernsehen wurde sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe mit der Nipkow-Scheibe realisiert; elektronisches Fernsehen erstmals mit der Ikonoskop-Röhre bei der Aufnahme und der Kathodenstrahlröhre bei der Wiedergabe. Da die Ikonoskopröhre erst später als die Kathodenstrahlröhre entwickelt wurde, gab es zwischenzeitlich auch eine Mischform.

Nutzung

Aufgrund der anfangs begrenzten Anzahl von Übertragungskanälen und der teuren Aufzeichnungstechnik, sowie den bis heute ständig steigenden Ansprüchen an die Bild- und Tonqualität der Fernsehdaten und den damit einhergehenden Kosten der Produktion von Inhalten für das Fernsehen hat sich eine gesellschaftliche Struktur entwickelt, bei der wenige Programmanbieter einem Massenpublikum von bis zu mehreren Millionen Zuschauern gegenüberstehen. Daher zählt Fernsehen zu den Massenmedien. Die Kosten zur Produktion der Inhalte werden seitens der Programmanbieter auf verschiedenen Wegen eingenommen (siehe hierzu auch Duales Rundfunksystem). Die öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten (siehe hierzu auch Öffentlich-rechtlicher Rundfunk), die einen staatlich festgelegten Programmauftrag haben, an dem sich die Inhalte zu orientieren haben, finanzieren sich in Deutschland zu einem großen Teil aus staatlich festgelegten Gebühren (siehe hierzu auch Gebühreneinzugszentrale, abgekürzt GEZ) und Werbung. Einige weitere Einnahmequellen bestehen im Weiterverkauf oder in der Lizenzierung eigener Fernsehproduktionen. Die privaten Fernsehsender (siehe hierzu auch Privatfernsehen), finanzieren sich dagegen fast nur durch Werbung. Fernsehproduktionen werden in der Regel nur in Auftrag gegeben und ein Großteil der Programminhalte gekauft oder lizenziert. Bei den gekauften oder lizenzierten Produktionen der deutschen privaten Fernsehsender handelt es sich meist um umsatzträchtige US-amerikanische Serien oder Filme, teilweise ganze Fernsehformate. Neben den öffentlich-rechtlichen und den privaten Fernsehsendern gibt es noch so genannte Bezahlfernsehsender (engl. Pay-TV-Sender), die vom Zuschauer direkt bezahlt werden (z.B. Premiere). Diese verschlüsseln ihre Sendungen, die so nur mit speziellen Dekodern betrachtet werden können. Der Zuschauer bezahlt dann je nach System entweder pro Programm beziehungsweise Programmpaket oder pro Sendung. Für die Zukunft ist auch eine Bezahlung auf Bestellung geplant. Da Werbung vom Zuschauer meist als störend empfunden wird, verzichten Bezahlfernsehsender in der Regel auf Werbung zur Finanzierung. Dies gilt auch oft als Hauptargument, sich für ein Bezahlfernseh-Abonnement zu entscheiden. In Großbritannien existiert auch eine Zwischenform. Das dortige BSkyB ist zwar Bezahlfernsehen, es enthält jedoch trotzdem etwa soviel Werbung wie werbefinanziertes Privatfernsehen. Genutzt wird das Fernsehen seitens der Zuschauer hauptsächlich zur Unterhaltung und Feierabendgestaltung. Daneben dient es auch oft zur Informationsbeschaffung oder Bildung. Entsprechend unterteilt man die Fernsehsendungen auch in Unterhaltungssendungen, Nachrichtensendungen und Bildungsfernsehen. Letzteres wird in Deutschland, mit Ausnahme von Dokumentationen, gemäß ihres Bildungsauftrages fast nur von öffentlich-rechtlichen Fernsehanstalten angeboten. Zunehmend werden Bildung und Nachrichten mit Unterhaltung zum so genannten Infotainment vermischt. Diese Art von Sendungen wird auch zunehmend von privaten und Pay-TV-Sendern angeboten. Das Spektrum der Unterhaltungssendungen ist äußerst vielfältig und umfasst unter anderem Filme, Serien und Unterhaltungssendungen, die sich in weitere Sparten unterteilen lassen. Zur Rubrik Bildungsfernsehen gehören Dokumentationen, Politik-, Ratgeber- und Wissenschaftssendungen. Seitens der Wirtschaft wird das Fernsehen zur Werbung benutzt. In kurzen Werbespots werden einzelne Produkte und/oder Marken präsentiert und deren Kauf empfohlen. Neben den Werbespots gibt es auch so genannte Verkaufsshows oder Dauerwerbesendungen. Einige spezialisierte Sender, so genannte Home-Shopping-Sender zeigen den ganzen Tag nichts anderes als solche Verkaufsshows. Für die Werbeindustrie ist das Fernsehen eines der wichtigsten Medien, denn Fernsehen stellt eine der beliebtesten Freizeitbeschäftigung dar. Im Schnitt sieht der Bundesbürger mehrere Stunden am Tag fern, so dass auf diesem Weg viele Menschen erreicht werden können. Außerdem eignet sich das Fernsehen für die Werbeindustrie, weil man mit diesem Medium besonders gut Gefühle und Emotionen beim Konsumenten wecken kann. In Deutschland regeln gesetzliche Auflagen Dauer und Häufigkeit der Werbung pro Sendung beziehungsweise Sendezeit. Die Rechte zur Ausstrahlung von Werbung in den öffentlich-rechtlichen Fernsehanstalten sind stärker eingeschränkt. Sie dürfen beispielsweise nach 20 Uhr keine Werbung mehr ausstrahlen. Staat und Politik benutzen das Fernsehen hauptsächlich zur Information der Bevölkerung und Meinungsbildung. Das Spektrum der Inhalte reicht dabei von Hinweisen auf wichtige Ereignisse bis zu Katastrophenwarnungen. Politiker versuchen oft über das Fernsehen die Bevölkerung von ihren eigenen Ansichten zu überzeugen oder ihre Arbeit zu rechtfertigen. In vielen Staaten wird Fernsehen auch häufig seitens der Regierung zur Propaganda eingesetzt. Ein weiteres Anwendungsgebiet der Fernsehtechnik besteht in Videoüberwachung, die zunehmend günstiger wird, da die Technik einerseits qualitativ besser und gleichzeitig billiger wird, andererseits die besonders kostenintensive Herstellung von Inhalten entfällt. In der Weltraumforschung, die sowieso hohe Kosten für Missionen veranschlagt, wird die Fernsehtechnik ebenfalls eingesetzt. Allerdings werden hier selten bewegte Bilder aufgenommen. Stattdessen kommen Spezialkameras zum Einsatz, die oft besonders hohe Auflösungen besitzen und/oder Licht anderer Spektralbereiche, als die vom menschlichen Auge wahrgenommen, aufzeichnen und teilweise zeitversetzt zur Erde senden.

Rechtliche Regelung in Deutschland

Fernsehen wird in Deutschland vom Rundfunkrecht geregelt. Als meinungsbildendes Medium fällt es in die Kulturhoheit der Bundesländer und wird daher in erster Linie von ihnen geregelt und verwaltet. Um bundesweit einheitliche Regelungen zu schaffen, haben sich alle Bundesländer mit dem Rundfunkstaatsvertrag auf ein einheitliches Regelwerk geeignet. Dieses enthält insbesondere Regelungen für die Öffentlich-Rechtlichen Rundfunkanstalten, über die Zulassungsvoraussetzungen von privaten Rundfunksendern, Form und Dauer der Werbung, Jugendschutz, die Kurzberichterstattung und der Berichterstattung über Großereignisse.

Soziologische Betrachtung

Kurzberichterstattung Fernsehen ist ein Massenmedium und hat sich seit den 1950er Jahren in den Industriestaaten zum Leitmedium entwickelt. Im Jahr 2003 besaßen 94,4% der deutschen Haushalte ein Fernsehgerät. Für viele Menschen ist es Teil des Alltags geworden und strukturiert oft sogar den Tagesablauf. Es erfährt eine Zuwendung durch alle Schichten und Altersgruppen und tritt mit einer zuvor nicht gekannten Wirksamkeit an die Stelle aller Institutionen mit publizistischem Anspruch, ohne diese aber vollständig zu ersetzen. Fernsehen wirkt orientierend und nivellierend. Wichtiges Instrument dafür ist die ständige Wiederholung. Dadurch wird es zur Grundlage der allgemeinen Geschmacks- und Stilbildung und dient der gesellschaftlichen Kommunikation. Durch das verstärkte Aufkommen von Spartenkanälen verbunden mit der wachsenden Rolle des Internets im gesellschaftlichen Leben geht die stilbildende Funktion des Fernsehens allerdings wieder zurück. Jedermann kann in gewissen Grenzen sein eigener Programmdirektor werden. Dies bewirkt eine zunehmende Zersplitterung und Fragmentierung der gesellschaftlichen Wahrnehmung und Kommunikation. Damit sachgemäß umzugehen ist Aufgabe der Medienpädagogik. Fernsehsender erheben oft den Anspruch, dem Zuschauer einen Blick auf die komplexe Gesellschaft zu präsentieren. Immer mehr und unterschiedlichere Bereiche des gesellschaftlichen Lebens erfahren eine breiterwerdende mediale Beachtung. Aber der darzustellende Lebensbereich muss interessant, verständlich und optisch umsetzbar sein. Damit geht von vornherein eine Selektion einher, verbunden mit einer Reduktion der vielfältigen kommunikativen Codes und Zeichensysteme, sowie einer Spezialisierung und Perfektionierung akustisch-visueller Signale. Tatsächlich ist es in vielen Fällen sogar so, dass Fernsehen die Themen, über die Verständigung lohnenswert scheint, erst schafft. Auf der Suche nach neuen Themen, die die Zuschauer binden durchbrechen die Fernsehmacher oft Grenzen, die in den Augen vieler oft bis zum Tabubruch führen.

Geschichte

Im Jahr 1883 erfand Paul Nipkow das 'Elektrische Teleskop', welches mit Hilfe einer rotierenden Scheibe ('Nipkow-Scheibe'), die mit spiralförmig angeordneten Löchern versehen war, Bilder in Hell-Dunkel-Signale zerlegte beziehungsweise wieder zusammensetzte. Damit gelang ihm die erste elektrische Bildübertragung. Dieses Ereignis wird heute als Beginn des Fernsehens angesehen und Paul Nipkow als sein Erfinder bezeichnet. Die Technik zur Bildzerlegung und -Wiedergabe war aber mechanisch und damit nicht besonders leistungsfähig. In den 1920er Jahren ersetzte Lev Theremin die Löcher in der Nipkow-Scheibe durch Spiegelanordnungen und erreichte 1927 bereits Übertragungen bei Tageslicht und Bilder mit 100 Zeilen auf großflächigen Projektionen. Allerdings wurden seine Ergebnisse nicht publiziert, sondern vom sowjetischen Geheimdienst zur Personenüberwachung genutzt. (Der bekannte Weltrekord war damals 48 Zeilen.) Das erste elektronische Fernsehen entwickelte Manfred von Ardenne 1931 auf Grundlage der im Jahr 1897 von Ferdinand Braun zusammen mit Jonathan Zenneck entwickelten Kathodenstrahlröhre (auch Braunsche Röhre genannt). Diese ist die Grundlage für die bis heute am weitesten verbreitete Methode, Bilder für das Fernsehen darzustellen. Die ersten Anwendungen fand sie aber in Messapparaturen. Die für das Fernsehen entscheidenden Weiterentwicklungen der Kathodenstrahlröhre steuerte Wladimir Sworykin bei, der 1923 den ersten brauchbaren elektronischen Bildabtaster, die Ikonoskop-Röhre erfand, welche ab 1934 in Serie hergestellt wurde, heute aber keine Verwendung mehr findet. 1929 erfand Sworykin die Kineskop-Röhre zur Bildwiedergabe. Diese ist bis heute Vorbild in allen Fernsehgeräten, die auf der Kathodenstrahlröhre basieren. Damit ebnete Sworykin den Weg zum vollständig elektronischen Fernsehen. Das erste echte elektronische Fernsehbild sendete 1926 in Japan Kenjiro Takayanagi, der die Braunsche Röhre umgebaut hatte (s. Japanisches Fernsehen). Ab dem 22. März 1935 wurde in Deutschland das erste regelmäßige Fernsehprogramm der Welt ausgestrahlt (s. Haus des Rundfunks, Berlin). Ihren Höhepunkt erlebten die Sendungen im Dritten Reich, die nur wenige tausend Zuschauer in so genannten Fernsehstuben und Großbildstellen in Berlin und später Hamburg erreichten, mit den umfangreichen Übertragungen von den Olympischen Sommerspielen 1936. Obwohl die Nationalsozialisten auch das Fernsehen für ihre Zwecke zu nutzen versuchten, blieb das Radio (s. Hörfunk) wegen der Reichweite das wichtgste Medium für die nationalsozialistische Propaganda. Im Winter 1944 wurden die Fernsehsendungen im Deutschen Reich eingestellt. In der Bundesrepublik Deutschland sollte erst am 25. Dezember 1952 der Fernsehbetrieb wieder aufgenommen werden. Einer der Pioniere des Farbfernsehens war John Logie Baird, dem es 1941 gelang, erste farbige Fernsehbilder zu übertragen. Aber erst 1954 wurde in Nordamerika die NTSC-Norm für Farbfernsehen eingeführt. Damit waren die Amerikaner den Europäern weit voraus. Diese führten erst 12 bis 13 Jahre später mit der PAL-Norm von Walter Bruch das Farbfernsehen ein. Der Vorsprung der Nordamerikaner hatte aber auch seinen Preis. Die NTSC-Norm besitzt einige Schwächen, so dass es häufig zu Farbfehlern bei der Darstellung kommt. Daher wird die Abkürzung NTSC scherzhaft auch mit "Never The Same Color" übersetzt. Das Zeitalter des Satellitenfernsehens begann am 12. August 1960. An diesem Tag wurde mit Echo 1 der erste passive Kommunikationssatellit in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht. Die Qualität der übertragenen Fernsehbilder war allerdings sehr mäßig. Der erste aktive Fernmeldesatellit Telstar wurde am 10. Juli 1962 in seine Umlaufbahn gebracht. Mit seiner Hilfe wurde am 23. Juli die erste Live-Sendung für die Eurovision aus den USA gesendet. Am 26. Juli 1963 wurde mit Syncom 2 erstmals ein Kommunikationssatellit in eine fast vollständige geostationäre Umlaufbahn gebracht. Dies ermöglichte es, von einem festen Punkt auf der Erde ununterbrochen Signale an einen Satelliten zu senden oder von diesem zu empfangen.

Ausblick

geostationär geostationär]] Viele Bestrebungen, die technische Qualität zu verbessern, sind mangels Kooperation verschiedenster Interessengruppen gescheitert. Sicher ist die Ablösung des analogen durch das digitale Fernsehen, die beim Satelliten-Fernsehen schon weitgehend abgeschlossen ist. Deutschland hat sich per Rundfunkstaatsvertrag das Ziel gesetzt, bis 2010 auf die digitale Ausstrahlung der Fernsehprogramme umzustellen. 2003 wurde in Berlin bereits die terrestrische analoge Fernsehausstrahlung auf digitale auf Basis von DVB-T umgestellt. Erst in der Folge wird es wohl auch zu einer Verbesserung der Fernsehqualität, insbesondere bei der Auflösung der Bilder (HDTV) kommen, da mit der fortschreitenden Weiterentwicklung der Computertechnik Anpassungen an zukünftige Fernsehnormen auch softwareseitig möglich werden und dies den Zwang zum Kauf neuer Geräte vermeiden helfen könnte. Die heute überwiegend auf Kathodenstrahlröhren basierenden Fernsehgeräte werden bei sinkenden Preisen wohl langsam von den flachen und damit platzsparenden Plasmabildschirmen oder Flüssigkristallbildschirmen abgelöst. Eine weitere alternative aber noch nicht ganz ausgereifte Technik für Flachbildschirme sind OLED-Bildschirme, die gegenüber den beiden Erstgenannten mehrere Vorteile (Blickwinkelunabhängigkeit, weiter reduzierter Stromverbrauch, schnellere Schaltzeiten, biegsam) mit sich bringen könnten. Mit dem Internet entsteht eine völlig neue Verbreitungsmöglichkeit von bewegten Bildern und Ton, die in Konkurrenz zur klassischen Nutzungs- und Verbreitungsform des Fernsehens (siehe oben) treten könnte, aber deutlich weitergehende Möglichkeiten und Vorteile bietet. Dies könnte der klassischen Verbreitungsform von Fernsehen zunehmend das Publikum entziehen. Allerdings bleibt abzuwarten, ob und wie die Contentproduzenten dabei ihre Produktionskosten einfahren können und wie das klassische Fernsehen darauf reagieren wird.

Literatur


- Pierre Bourdieu: Über das Fernsehen. Frankfurt: Suhrkamp, 1998.
- Knut Hickethier: Geschichte des deutschen Fernsehens. Stuttgart: Metzler, 1998.
- Monika Bernold (Hrsg.), Screenwise : Film, Fernsehen, Feminismus ; Dokumentation der Tagung "Screenwise. Standorte und Szenarien Zeitgenössischer Feministischer Film- und TV-Wissenschaften", 15. - 17. Mai 2003, in Wien, Marburg : Schüren, 2004. ISBN 3-89472-387-4

Siehe auch


- Geschichte des Fernsehens
- Chronologie des Fernsehens
- Chronologie englischsprachiger Medien
- Japanisches Fernsehen, Fernsehen der DDR
- Fernsehen in der ehemaligen Sowjetunion
- Liste der Fernsehsender, Frequenzen der Fernsehkanäle, Fernsehdrama
- Privatfernsehen, Industrielles Fernsehen
- Fernsehpreis, Einschaltquote
- Fernseher, Kellfaktor (Technik)
- Medienmogul, Massenmedien

Weblinks


- [http://www.w-akten.de/themaderwoche/deutschland-tv.phtml Kleine Fernsehgeschichte]
- [http://bs.cyty.com/menschen/e-etzold/archiv/TV/tv.htm Vom Einheitsempfänger bis zum Taschen-Farbfernseher - Fernseher und Farbfernseher aus der Anfangzeit des Fernsehens und des Farbfernsehens]
- [http://www.zohnertheater.ch/de/independentTheatre/index.php?we_objectID=170 NO TV: Fernsehen ausschalten!] ! ja:テレビ ko:텔레비전 ms:Televisyen simple:Television th:โทรทัศน์

Informationsübertragung

Als Informationsübertragung bezeichnet man den Vorgang, Informationen von einem Sender (auch Informationsquelle) an einem Ort durch einen Kanal zu einem Empfänger (auch Informationssenke) an einem anderen Ort zu übermitteln. Es handelt sich also um einen technischen Ausdruck für Kommunikation nach dem Sender-Empfänger-Modell. Technisch wird dazu vom Sender eine physikalische Größe (beispielsweise elektrische Spannung oder die Frequenz elektromagnetischer Wellen) vom Sender zeitlich variiert und vom Empfänger gemessen. Man unterscheidet dabei analoge und digitale Informationsübertragung. Bei der analogen Übertragung von Information werden der physikalischen Größe die entsprechenden Daten kontinuierlich aufgeprägt. Jeder Wert ist dabei in einem festgelegten Intervall zulässig und zu jedem Zeitpunkt relevant. Die technische Unmöglichkeit den Nachrichtenkanal (das heißt die physikalische Größe) so gut von der Außenwelt abzuschirmen, dass dieser nicht von ihr beeinflusst wird, sowie die technische Unmöglichkeit die physikalische Größe exakt zu messen, führen mit der Zeit zum Informationsverlust, der auch nicht durch Verstärker verhindert werden kann. Bei der digitalen Informationsübertragung werden der physikalischen Größe die entsprechenden Daten diskret aufgeprägt. Hierbei sind mehrere disjunkte, nicht direkt aufeinander folgende Intervalle zulässig, die auch nur in bestimmten disjunkten, nicht direkt aufeinander folgenden Zeitintervallen relevant sind. Innerhalb der relevanten Zeitintervalle darf der Wert der physikalischen Größe nur innerhalb eines zulässigen Intervalls variieren. Der Empfänger misst dann einmal in jedem relevanten Zeitintervall die physikalische Größe. Die Intervallfolge der physikalischen Größe zu den relevanten Zeitintervallen enthält nun die Information. Verfahrensbedingt ist es durch ausreichende Abschirmung der physikalischen Größe von der Außenwelt, geeignete Wahl der Intervalle und Einsatz fehlerkorrigierender Codes möglich, die Wahrscheinlichkeit von Informationsverlusten zu Lasten der Übertragungsgeschwindigkeit beliebig weit zu reduzieren. Siehe auch: Informationstheorie, Kommunikation, Nachrichtentechnik Kategorie:Telekommunikation

Fernseher

Als Fernseher oder Fernsehgerät (ursprünglich auch Ferntonkino oder das Telehor 1928, von griechisch horao "sehen") bezeichnet man ein Gerät zum Empfang und zur Wiedergabe von Fernsehsignalen. Der erste elektrische Fernseher wurde bereits 1926 von dem Japaner Kenjiro Takayanagi erfunden, aber erst 1939 kamen die ersten Fernsehgeräte in den USA auf den Markt. Gebräuchlich ist auch die Bezeichnung Fernsehempfänger. In Anspielung auf das anfangs noch oft wahrnehmbare Flimmern der bewegten Bilder wird der Fernseher umgangssprachlich oft auch als Flimmerkiste bezeichnet. Die Wiedergabe der Bilder erfolgt üblicherweise auf einem Bildschirm. Die Nutzung von Projektoren als Fernseher ist unüblich, aber möglich. Auch ein Computer mit seinem Monitor kann mittels einer TV-Karte als Fernseher fungieren. Zur Wiedergabe der Töne werden Lautsprecher benutzt, die auch außerhalb des eigentlichen Gerätes liegen können. Man unterscheidet Farbfernseher, die Bilder in Farbe darstellen können und Schwarz-Weiß-Fernseher, die lediglich Graustufen-Bilder darstellen können. Letztere haben heute nur noch wenig Bedeutung, können Sendungen in Farbe aber ebenfalls auswerten und ihren Fähigkeiten entsprechend darstellen. Weltweit haben sich für das analoge Fernsehen diverse unterschiedliche Fernsehnormen mit verschiedenen Bildauflösungen etabliert, die mit Einzelbuchstaben von A bis N bezeichnet werden; dazu kommen noch die drei verschiedenen Farbübertragungs-Normen PAL, SECAM und NTSC. Im deutschsprachigen Raum werden im Moment die Fernsehnormen B für VHF-Sender und G für UHF-Sender sowie der PAL-Standard für die Farbübertragung verwendet; zusammenfassend spricht man von PAL-B/G. Beim Digitalfernsehen sind diese Normunterschiede außer der Bildauflösung nicht mehr von Bedeutung. Bei den sogenannten 100-Hz-Fernsehern wird das 1. Halbbild jedes Bildes gespeichert, und dann erst mit dem 2. Halbbild zusammen dargestellt; danach werden beide noch einmal wiederholt, während bereits das 1. Halbbild des nächsten Bildes empfangen wird. Im Endeffekt wird somit jedes Bild zweimal gezeigt, dadurch verringert sich das Flimmern erheblich. Bei schnell bewegten Bildern ist jedoch eine recht aufwändige digitale Nachbearbeitung der Bilder im Gerät nötig (sogenanntes Deinterlacing), um Artefakte durch den so veränderten Zeitablauf der Bilddarstellung zu vermeiden; von günstigen 100-Hz-Geräten wird dies oft nicht geleistet. Bedient wird der Fernseher heutzutage fast ausschliesslich über eine IR-Fernbedienung. Mit einem häufig vorhandenen Hotelmodus lassen sich bestimmte Einstellmöglichkeiten blockieren.

Fernseher-Typen

Hotelmodus]] Folgende Bildschirm-Typen werden als Fernseher eingesetzt:
- Kathodenstrahlröhrenbildschirm (Röhren-Fernseher)
- Flüssigkristallbildschirm (LCD-Fernseher)
- Plasmabildschirm
- Rückprojektionsbildschirm
- Videoprojektor Bisher wurde unter dem Begriff Fernseher ein so genannter Röhren-Fernseher verstanden, wobei sich der Begriff Röhre auf das Hauptbauteil, die Kathodenstrahlröhre bezieht. Diese wird auch oft als Braunsche Röhre bezeichnet (nach ihrem Erfinder Karl Ferdinand Braun) und besteht aus einem luftleeren, trichterförmigen Glasbehälter, in dem je nach der gewünschten Helligkeit eines Bildpunktes mehr oder weniger Elektronen von der Kathode (eine Glühwendel ähnlich wie in herkömmlichen Glühbirnen) an der Rückseite des Fernsehers mittels Hochspannung herausgelöst und zur weiter vorn liegenden Anode hin beschleunigt werden. Die Hochspannung an der Anode wird durch einen sogenannten Zeilentrafo erzeugt und beträgt je nach Bildschirmgröße 20.000 bis 30.000 Volt. Diese Spannung kann sehr leicht tödlich sein und besteht auch nach dem Abschalten noch tagelang weiter, weshalb Arbeiten im Inneren von Röhrenfernsehern auch von sonst versierten Elektrobastlern besondere Vorsicht erfordern. Die Anode hat ein Loch, durch welches die Elektronen hindurchfliegen können. Sie werden durch die magnetischen Felder der vertikalen und horizontalen Ablenkspulen auf einen bestimmten Bildpunkt hin abgelenkt und treffen dann dort auf eine fluoreszierende Schicht auf der Rückseite der Mattscheibe, wodurch es zu einem Lichtblitz kommt; je nach der Elektronenmenge fällt dieser heller oder dunkler aus. Normalerweise wird der Elektronenstrahl zeilenweise von links nach rechts und oben nach unten über den Bildschirm gefahren und ergibt so aus den unterschiedlichen Helligkeiten das Bild. Die Wiederholrate eines kompletten Vorgangs (z.B. des Bildaufbaus) wird in Hertz (Hz) angegeben (100 Hz = 100 mal pro Sekunde). Bei Farbfernsehgeräten gibt es drei leicht gegeneinander versetzte Kathoden für die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau; eine Maske in Form eines feinen Metallgitters knapp hinter der Mattscheibe sorgt in diesem Fall dafür, dass die Elektronen von jeder Kathode nur auf Fluoreszenzpunkte "ihrer" Farbe treffen können. Die übrigen Elektronen bleiben in der Maske hängen. Die fluoreszierende Schicht besteht in diesem Fall aus nebeneinanderliegenden kleinen Punkten der drei Grundfarben, wie man leicht erkennen kann, wenn man nahe an den Bildschirm herangeht. Diese konventionellen Fernseher werden heute zunehmend von Flachbild-Fernsehern abgelöst, welche im wesentlichen auf den Panel-Techniken LCD und Plasma basieren. Entsprechend spricht man von einem LCD-Fernseher oder Plasma-Fernseher. Diese neuen Flachbild-Fernseher haben zwar prinzipielle Nachteile gegenüber dem Röhrenfernseher. So
- lässt sich bei ihnen kein dem gewohnten Fernsehbild vergleichbarer Schwarzwert darstellen, daher ist statt echtem Schwarz nur ein dunkles Grau möglich,
- ist der Farbraum (Anzahl der darstellbaren Farben) begrenzt, das Resultat ist Blässe des Bildes,
- zeigen sich bei schnellen Bewegungen mitunter Nachzieheffekte oder Bewegungsartefakte,
- verbrauchen Plasmafernseher sehr viel Strom, können flimmern und altern schneller als andere Fernseher,
- ist bei LCD-Fernsehern eine meist leichte, bei Rückprojektions-Fernsehern eine meist starke Abhängigkeit des Bildeindrucks (Helligkeit, Kontrast, Farbe) vom Winkel des Betrachters zum Fernseher zu beobachten,
- arbeiten alle heutigen massenproduzierten Flachbild-Fernseher intern mit 60Hz Bildauffrischungsrate und Vollbildern, für die europäische Fernsehnorm mit ihren 50Hz und Halbbildern ist eine Umsetzung (Deinterlacing) im Gerät nötig, die prinzipiell nicht perfekt sein kann und gerade bei billigeren Modellen deutlich sichtbare Unschärfen und/oder Bildfehler erzeugt. Dafür sind viele Flachbild-Fernseher grundsätzlich fähig, HDTV-Signale entgegenzunehmen, während dies bisher bei Röhren-Fernsehern nur auf einige Modelle zutrifft. Die meisten Flachbild-Fernseher können jedoch weit weniger als die vollen 1080 Zeilen des HDTV-Formats 1080i dann auch tatsächlich darstellen. HDTV ist die weltweit eingeführte Norm für hochauflösendes Fernsehen, das bisher nur in Europa noch nicht verbreitet ist. HDTV-fähige Röhren-Fernseher gibt es in Deutschland derzeit (April 2004) von JVC und Samsung, über weitere zukünftige Modelle existieren Gerüchte. Mit Sharp hat bereits der erste Hersteller die Produktion von Röhrenfernsehern eingestellt. Andere, z. B. Panasonic, haben ihre Modellpalette im Produktbereich Röhren-Fernseher erheblich verkleinert. Andere Hersteller wie Samsung und Philips, entwickeln allerdings neuartige, flachere Bildröhren, um den größten Vorteil von Flachbildschirmen zumindest etwas zu relativieren. Die Bildqualität und die korrekte Bildjustierung von Fernsehern lassen sich mit Hilfe von Testbildern beurteilen.

Siehe auch


- Fernsehen
- Videokunst
- Bildröhre
- Geschichte des Fernsehens
- Elektronikschrott
- Geruchsfernseher

Weblinks


- [http://www.fvss.de/facharbeiten/fernsehtechnik/index.html Jahresarbeit Physik - Fernsehtechnik]
- [http://bs.cyty.com/menschen/e-etzold/archiv/TV/tv.htm Vom Einheitsempfänger bis zum Taschen-Farbfernseher: Fernseher und Farbfernseher aus der Anfangzeit des Fernsehens]
- Bewertungs- und Kaufkriterien für (Röhren-) [http://www.hifi-regler.de/fernseher/fernseher.php Fernseher]
- [http://stsboard.de Reparaturtipps für Fernseher] Kategorie:Fernsehtechnik Kategorie:Gerät simple:Television

Bewegte Bilder

Bewegte Bilder nennt man eine Folge von Bildern, die durch Anzeigen in kurzen Zeitabständen mit geeigneter Technik für den Betrachter die Illusion der Bewegung erzeugen. Die ersten "bewegten Bilder" waren der Film und seine vielen Vorläufer wie z. B. das Praxinoskop. Für die menschliche Wahrnehmung genügen ungefähr 12 bis 15 Bilder pro Sekunde, um eine "ruckelfreie" Illusion der Kontinuität zu erzeugen, sofern sich die Einzelbilder nicht zu sehr voneinander unterscheiden. Technisch bedingt kommt es aber vor allem bei den optisch-mechanischen Wiedergabetechniken hierbei noch zum Flimmern der Bilder, da die Momentaufnahmen kurz ausgeblendet (abgedunkelt) werden müssen, um das nächste Bild zur Wiedergabe bereitzustellen. Die "Trägheit des Auges", der so genannte Nachbild- oder Phi-Effekt, sorgt dafür, dass die eigentlich verschiedenen Einzelbilder als identisch und kontinuierlich empfunden werden, indem diese Dunkelphase nur als Flimmern empfunden wird. Die Bewegungswahrnehmung entsteht durch die Unterschiede im Inhalt aufeinanderfolgender Bilder, die im Gehirn als Positionsänderung und davon abgeleiteter Geschwindigkeit interpretiert werden. Eine flimmerfreie Darstellung ist ab ungefähr 48 Bildern pro Sekunde möglich, bei denen die meisten Menschen das Flimmern nur noch unbewusst wahrnehmen. Allerdings können sehr helle und kontrastreiche Bilder auch hier noch zum Flimmern führen. Dies kann sich nach längerer Zeit der Betrachtung bewegter Bilder durch Ermüdung der Augen oder Kopfschmerzen bemerkbar machen. Bei 100 Bildern pro Sekunde ist die Gefahr solcher Wirkungen weitgehend reduziert. Um nicht tatsächlich 50 oder 100 Bilder pro Sekunde aufnehmen zu müssen, wurde beim Film schon früh der Trick angewandt, jedes der aufgenommenen Bilder quasi zweimal wiederzugeben. Aus 24 aufgenommenen Filmbildern pro Sekunde werden so 48 gezeigte, was einen Kompromiss zwischen ruckelfreier Darstellung, minimaler Datenmenge und als flimmerfrei empfundener Vorführung darstellt. Bei Video und Fernsehen werden in Europa 25 Bilder bzw. 50 Halbbilder pro Sekunde gezeigt, da dies der in europäischen Stromnetzen üblichen Wechselstromfrequenz von 50 Hertz entspricht. Zur Wiedergabe bewegter Bilder gibt es verschiedene Techniken. Die wichtigsten sind:
- Kathodenstrahlröhrenbildschirme,
- Plasmabildschirme,
- Flüssigkristallbildschirme,
- OLEDs,
- Filmprojektoren und
- Beamer. Plasma-, Flüssigkristall-Bildschirme und OLEDs sind aufgrund ihrer Funktionsweise nicht vom Flimmern betroffen. Insbesondere Flüssigkristall-Bildschirme haben aber oft noch deutlich zu langsame Reaktionszeiten und eignen sich daher nur bedingt für die Wiedergabe von bewegten Bildern. Falls gleichzeitig mit den bewegten Bildern auch noch Klänge wiedergegeben werden, so handelt es sich dann um eine audiovisuelle Sequenz. Siehe auch: Filmkunst Kategorie:Filmtechnik Kategorie:Wahrnehmung

Mikrofon

Als Mikrofon bezeichnet man einen Sensor (Messfühler) im Schallfeld, der mit seiner Membran akustische Schwingungen als Schalldruck (Schallwechseldruck) oder Schalldruckdifferenz (Schallschnelle) aufnimmt und je nach der Schalleinfallrichtung in Abhängigkeit von der Mikrofonrichtcharakteristik in elektrische Spannungs-Signale umwandelt.
Umgangssprachlich wird das Gerät auch Mikro oder Mik/Mic genannt.

Geschichte des Mikrofons

Es scheint keine genaue Klarheit darüber zu bestehen, wann genau und von wem das Mikrofon erfunden wurde. Je nach Quelle werden verschiedene Daten und Personen genannt. Das Kohlekörner-Mikrofon, wahrscheinlich 1849 von Wilkins entwickelt, gilt als erstes Mikrofon. Danach gab es weitere Systeme zu diesem Prinzip, die sogar das später erfundene elektromagnetische Prinzip wieder ablösten Die Entwicklung des Mikrofons ging Hand in Hand mit der Entwicklung des Telefons. Emile Berliner erfand eines der ersten Mikrofone am 4. März 1877, doch das erste brauchbare Gerät wurde 1876 von Alexander Graham Bell als "Telefon" entwickelt. Anderen Quellen ist zu entnehmen, dass bereits im Jahre 1861 Philipp Reis vor der "Physikalischen Gesellschaft" ein funktionstüchtiges Telefon vorgestellt hat, welches zum Senden eine Membran aus Schweinsdünndarm benutzte, die über Platinkontakte die Signale überträgt (Kontaktwandler). Weitere Namen, die in der Entwicklung des Mikrofons auftauchen, sind: Thomas Alva Edison, David Edward Hughes und Georg Neumann. Die Erkenntnis, dass Kohlekörner die Schwingung der Membran besonders gut in elektrische Impulse umsetzen können, führte zur Entwicklung des Kohlemikrofons. Das Prinzip des Kohlemikrofons ist ein druckabhängiger Übergangswiderstand oder klarer ausgedrückt: "Prinzip Wackelkontakt". Das führte zu einer Steigerung der Übertragungsqualität, so dass am 1. April 1881 das erste öffentliche Fernsprechamt in Berlin eröffnet werden kann. Georg Neumann entwickelt im Jahr 1923 das Kohlemikrofon bedeutend weiter. Dadurch wurde die Klangqualität besonders bei tiefen Frequenzen stark verbessert. Mit seinem Kondensatormikrofon (Neumannflasche) gründet er 1928 eine Firma, die auch noch heute zu den führenden Mikrofonherstellern gehört.

Mikrofonrichtcharakteristik (Richtcharakteristik)

Ein reiner Druckempfänger besitzt keine Richtwirkung, also eine kugelförmige Richtcharakteristik (omnidirektional). Ein Druckgradientenempfänger in seiner reinen Form (z.B. Bändchenmikrofon) liefert als Richtcharakteristik die Form einer Acht. Die beiden Richtcharakteristiken Kugel und Acht können in beliebigen Verhältnissen gemischt werden und liefern die Zwischenformen "breite Niere", "Niere", "Superniere" und "Hyperniere". Die Richtcharakteristik "Keule" wird nicht aus der Überlagerung von Kugel und Acht gewonnen, sondern durch das Prinzip des Interferenzrohres.

Verschiedene Mikrofonkategorien

Richtcharakteristik Mikrofone können in unterschiedliche Kategorien eingeteilt werden:
- Nach dem Wandlerprinzip:
  - Dynamische Mikrofone: Tauchspulenmikrofon, Bändchenmikrofon
  - Kondensatormikrofon (48 Volt gespeist), Elektretmikrofon (ca. 5 Volt für Impedanzwandler)
  - Grenzflächenmikrofon
- Nach der Bauform der Mikrofonkapsel (Richtwirkung):
  - Druckgradientenmikrofon (gerichtet)
  - Druckmikrofon (vorwiegend ungerichtet)
  - Grenzflächenmikrofon (halbgerichtet)
- Nach der Größe der Membran (Kleinmembran - Großmembran, Grenze 1 Zoll)
- Nach der äußeren Bauform:
  - Handmikrofon
  - Schwanenhalsmikrofon
  - Klemmmikrofon
  - Lavaliermikrofon Zwei Mikrofone zusammen bilden ein Mikrofonsystem für Stereoaufnahmen, die damit einen ganz bestimmten Aufnahmebereich für die Hörereignisrichtung auf der vollen Stereo-Lautsprecherbasis einfangen. Mikrofone sollten innerhalb des Hallradius aufgestellt werden. Siehe hierzu: Laufzeitstereofonie, Intensitätsstereofonie, Äquivalenzstereofonie, ORTF-Stereosystem, NOS-Stereosystem und Decca Tree. Ist der Klang der Mikrofonaufnahme zu trocken, so muss mit hinzugemischten Raummikrofonen oder mit digitalem Nachhall nachgeholfen werden.

Anmerkung

Im Gegensatz zu Lautsprechern spielt die Membrangröße bei Mikrofonen bezüglich deren Tiefenwiedergabe wirklich keine Rolle, da Mikrofone wie die menschlichen Ohren lediglich als Sensoren wirken, und nicht wie Lautsprecher Luft im tieffrequenten Bereich zu verdichten haben. Unter den Ton-Amateuren ist die Redewendung gebräuchlich, dass man mit einem Mikrofon den Schall abnimmt. Ein Mikrofon ist jedoch ein Schallaufnehmer, denn es steht im Schallfeld und nimmt dort den einwirkenden Schall als empfindlicher Sensor auf. Darum sollte man den falschen Begriff der Schallabnahme in Zusammenhang mit akustischen Instrumenten oder mit Gesangsstimmen vermeiden, weil dies zu unklaren Vorstellungen bei der akustischen Tonaufnahme im Raum führt.
Siehe dagegen: Tonabnehmer für nicht akustische Musikinstrumente. Das "Abnehmen" von Körperschall gehört zum Jargon bei der PA-Beschallung. Die schwierige Aufgabe ist dabei nicht die Tonaufnahme akustischer Instrumente und Gesangsstimmen in natürlicher akustischer Umgebung.

Kunstkopf

Zu Messzwecken und manchmal auch bei Audioaufnahmen werden Mikrofone in einem Kunstkopf benutzt. Der Kunstkopf bildet die menschliche Anatomie nach und zeichnet ein binaurales Klangbild auf, das über Kopfhörer abzuhören ist. Dabei fällt besonders dem Ohrabstand eine hohe Bedeutung zu.

Siehe auch

Empfindlichkeit (Technik) | Übertragungsfaktor | Stereofonie | Mikrofonrichtcharakteristik | Phantomspeisung | Phasenverschiebung | Aufnahmebereich | Dynamisches Mikrofon | Nahbesprechungseffekt |

Weblinks


- [http://www.sengpielaudio.com Forum für Mikrofonaufnahme und Tonstudiotechnik]
- [http://www.sengpielaudio.com/AlleMikrofonRichtcharakteristiken.pdf Alle Mikrofonrichtcharakteristika und weitere Mikrofonparameter - pdf]
- [http://www.sengpielaudio.com/UnterschiedHyperniereSuperniere.pdf Unterschied zwischen Hyperniere und Superniere - pdf]
- [http://www.sengpielaudio.com/Rechner-sensitivity.htm Mikrofon-Lautstärke: Umrechnung von Empfindlichkeit in dB re 1 V/Pa in Übertragungsfaktor in mV/Pa] Kategorie:Akustik Kategorie:Elektroakustik Kategorie:Messgerät Kategorie:Nachrichtentechnik Kategorie:Schallwandlung ja:マイクロフォン

Lautsprecher

Ein Lautsprecher ist ein Gerät, das elektrische Impulse in Schallimpulse wandelt. Lautsprecher sind verbreitet in vielfältigsten Formen, sie finden sich unter anderm in Boxen und in Kopfhörern. Hier wird der der Lautsprecher auch als Treiber bezeichnet.

Geschichte des Lautsprechers

Kopfhörer Bereits am 26. Oktober 1861 stellte der Volksschullehrer Johann Philip Reis das von ihm erfundene Telefon beim Physikalischen Verein in Frankfurt vor. Es gelang ihm aber nicht, seiner Umwelt die Bedeutung seiner Erfindung zu vermitteln. Als um 1870 Thomas Alva Edison die ersten Experimente mit seinem Phonographen durchführte und Alexander Graham Bell - nach eigenem Bekunden - auf der Erfindung von Reis aufbauend das Telefon zur Marktreife weiterentwickelte, ahnte wohl keiner der Beteiligten, dass die Schallwandler, die sie ganz nebenbei erfunden hatten, Vorläufer eines Bauteils waren, das mehr als ein Jahrhundert später immer noch gut für kontroverse Diskussionen sein sollte und dessen technischer Horizont in der Morgendämmerung des dritten Jahrtausends gerade erst zu erahnen ist. Die mechanischen Lautsprecher von Thomas Alva Edison und Emile Berliner kamen noch ohne elektrischen Strom aus. Werner von Siemens hat 1878 ein Patent erhalten für den noch heute gebräuchlichen elektrodynamischen Lautsprecher. Diese Konstruktion war schon sehr ausgereift, mit feststehendem (Hufeisen-)Magnet, beweglicher Schwingspule und beweglicher NAWI-Membran. Sein Pech war das Fehlen geeigneter Verstärker. Als Begründer der modernen Lautsprecher gilt in England der an der Universität Birmingham lehrende Physikprofessor Sir Oliver Lodge, der im Jahre 1898 die Gesetze des Elektromagnetismus anwandte, um eine Versuchsanordnung aufzubauen, die durch elektrischen Strom hervorgerufene Laute erzeugt. Für die im heutigen Sinne naturgetreue Wiedergabe von Klängen taugte der primitive elektromagnetische Lautsprecher mit feststehender Spule und beweglichem Eisenkern natürlich noch nicht, aber immerhin war ein Anfang gemacht. 27 Jahre sollte es noch dauern, bis die erste Funkausstellung in Berlin im Jahre 1925 mit dem Blatthaller den ersten elektrodynamischen Lautsprecher präsentierte, eine abenteuerliche Konstruktion von gut einem Meter Länge, die ein feststehendes Magnetsystem und einen beweglichen stromdurchflossenen Leiter besaß. Im gleichen Jahr hatten Edward Kellog und Chester Rice von der amerikanischen Firma Western Electric den elektrodynamischen Lautsprecher entwickelt, wie er im Prinzip heute noch in weit über 90 Prozent aller Lautsprecherboxen eingebaut wird. Er besitzt eine bewegliche Schwingspule, die mit einer Konusmembran verbunden ist und sich im Takt des durch sie hindurchfließenden Stroms von dem sie umgebenden Magnetfeld gewissermaßen abstößt. Größtes Problem war in dieser Zeit der äußerst geringe Lautsprecher-Wirkungsgrad, der riesige Hörner zur Schallverstärkung erforderlich machte. Bei der Kinobeschallung, für die diese Hornlautsprecher eingesetzt wurden, waren die enormen Abmessungen aber kein Problem. Eine andere technische Klippe galt es erst noch zu umschiffen: Dauermagnete mit ausreichender Kraft (magnetischer Induktion bzw. magnetischem Fluss) gab es zu Anfang des 20. Jahrhunderts noch nicht, und deshalb erzeugten damals Elektromagnete das erforderliche Magnetfeld. Der Brite Paul G. A. H. Voigt zählt zu den Pionieren der Lautsprecher mit Permanentmagnet; nachdem er mit seiner 1927 gegründeten Firma Lowther Voigt Ltd. zunächst Schallwandler mit "Energized Magnet" hergestellt hatte, präsentierte er im Jahr 1936 den ersten Prototypen eines Lautsprechers mit "Permanent Magnet". Aber erst die Militärforschung des zweiten Weltkriegs erbrachte leistungsfähige Magnetmaterialien aus Legierungen von Metallen der Seltenen Erden, die ab 1945 die Lautsprecher mit Feldspule auf breiter Front verdrängten. Die Ära des modernen Lautsprechers beginnt mit den Arbeiten des Australiers Neville Thiele und des Amerikaners Richard Small, die ab 1951 die Wechselwirkungen zwischen dem Lautsprecher und seinem Gehäuse auf eine theoretisch fundierte Grundlage stellten (Thiele-Small-Parameter) und die Voraussetzungen dafür erarbeiteten, dass relativ kleine Lautsprecherboxen heute erstaunlich tiefe Frequenzen abstrahlen können. So verwundert es nicht, dass die Mehrzahl der heute aktiven Lautsprecherhersteller sich erst in den sechziger und frühen siebziger Jahren gründeten.

Antriebsformen

Thiele-Small-Parameter Thiele-Small-Parameter Schallwandler können auf unterschiedliche Weise angetrieben werden. Die überwiegende Bauform ist dabei der elektrodynamische Lautsprecher mit zentralem Antrieb. Elektrostatische und magnetostatische Lautsprecher werden auf Grund der großen strahlenden Flächen auch als Flächenstrahler bezeichnet. Deren Merkmale sind die bipolare Abstrahlung sowie hohe Bündlungsfaktoren schon bei mittleren Frequenzen.

Elektrodynamischer Lautsprecher

Bei elektrodynamischen Lautsprechern wird die Membran durch die Wechselwirkung zwischen elektrischem Strom und einem magnetischen Gleichfeld angetrieben. Elektrodynamische Lautsprecher nutzen als Kraftquelle die Lorentzkraft aus. Dazu bedarf es einem möglichst konstanten Statorfeldes, meist durch einen Permanentmagneten gebildet, mit der magnetischen Induktion \vec B und einer Leiterschleife der Länge \vec l, durch die der elektrische Strom \vec I fließt (Achtung: l und I nicht verwechseln!) Dabei entsteht eine Kraft \vec F von :: \vec F = \left(\vec B \times \vec l\right) \cdot \vec I Um die Kraft zu maximieren, muss man die drei Größen \vec B, \vec l und \vec I orthogonal (senkrecht) aufeinander stellen und sie müssen überall die gleiche Orientierung haben. \vec B \times \vec l ist eine wichtige Konstante, sie beschreibt das Umsetzungsverhältnis von Strom in Kraft, häufig als Bl bezeichnet. Der klassische elektrodynamische Lautsprecher hat eine zentrale Schwingspule, andere Formen arbeiten mit dezentralen Antrieben. Diese werden als Magnetostaten bezeichnet und sind eine Form von Flächenstrahlern. magnetischen Induktion Eine stromdurchflossene Spule (Schwingspule, engl. Voice coil) befindet sich im magnetischen Gleichfeld eines Permanentmagneten (oder Elektromagneten) (Magnet). Die Spule befindet sich auf einem Schwingspulenträger, der wiederum an der Membran (Cone) befestigt ist. Die Membran besteht aus äußeren Bereichen (fehlen weitgehend bei Kalotten) und inneren Bereichen (häufig als Abdeckkappe/Staubkappe (engl. Dust Cap) bezeichnet, obwohl dieser Bereich essentiell für die Wiedergabe am oberen Frequenzende ist). Spule und Membran können sich im Magnetfeld vorzugsweise in der Richtung senkrecht zur Membran hin- und herbewegen. Eine Zentrierspinne (engl. Spider) und die Sicke (engl. Surround) sind für die Rückführung der Membran in die Ruhelage sowie für die Zentrierung der Schwingspule verantwortlich. Die Sicke verhindert weiterhin einen direkten Luftaustausch zwischen Vorder- und Rückseite. Leitet man einen Wechselstrom durch diese Spule, so wird durch die Lorentzkraft eine Kraft auf die Membran ausgeübt, die diese zum Schwingen veranlasst.

Magnetostatischer Lautsprecher

Unter Magnetostaten versteht man Lautsprecher, deren Antrieb nicht in Form einer Schwingspule lokal konzentriert ist, sondern auf der ganzen Membran verteilt ist (Folien-Magnetostaten) oder selbst die Membran (klassisches Bändchen) darstellt. Magnetostatischer Lautsprecher finden vor allem im oberen Frequenzbereich als Hochtöner oder teilweise als Mitteltöner Anwendung (z.B. bei einigen Modellen der Firma Elac), es gibt aber auch schrankgroße Vollbereichsmagnetostaten (Lautsprecher(-gehäuse)) bei z.B. Magnepan bzw. Vollbereichsmagnetostaten mit zusätzlichem Subwoofer für die ganz tiefen Frequenzen. Bändchen-Magnetostaten Als Membranmaterial findet bei Bändchen meist Aluminium Anwendung. Es hat (abgesehen von einigen Alkali- und Erdalkali-Metallen) die höchste massespezifische elektrische Leitfähigkeit und weist durch die Bildung einer Oxidschicht einen gewissen Eigenschutz vor Umwelteinflüssen auf. Zusätzliche Beschichtungen können trotzdem sinnvoll sein. Entgegen allgemeiner Meinung kommt es bei Bändchen-Magnetostaten zu signifikanten Partialschwingungen, sobald die Wellenlänge des Schalls in Luft kleiner als der halbe Leiterbahnenabstand wird. Für 17 kHz sind daher maximal Abstände von 1 cm zulässig. Zum Erreichen einer horizontalen Abstrahlung ist das Bändchen vertikal orientiert, dabei ist zum Erreichen einer breiteren Abstrahlung unter gleichzeitiger Reduzierung von Boden- und Deckenreflexionen deutlich höher als breit (Hochtöner 25 mm x 80 mm, Mitteltöner 60 mm x 200 mm) und häufig leicht konvex gekrümmt. Diese Krümmung sowie eine häufig anzutreffende leichte Strukturierung geben der sehr dünnen (ca. 10 µm, Schokoladenpapier ist dagegen schon Blech) und sehr empfindlichen Membran eine gewisse mechanische Stabilität. Diese Folie wird vertikal von elektrischen Strom durchflossen und befindet sich in einem starken Magnetfeld (Statorfeld) eines Permanentmagneten, dessen Feldlinien horizontal verlaufen. Die resultierende Lorentzkraft bewegt die Membran vor und zurück und führt zur Schallabstrahlung. Man unterscheidet Eintakt- und Gegentaktaufbau. Beim Eintaktaufbau weist das Statorfeld große Asymmetrien auf, die schon bei mittleren Schwingungsamplituden zu [http://de.wikipedia.org/wiki/Lautsprecher#Nichtlineare_Wiedergabefehler Nichtlinearitäten] führen, beim Gegentaktaufbau ist allerdings auch der Frontschall durch den Magneten zu führen, was vor allem bei höheren Frequenzen zu Fehlern im Frequenzgang führt. Blick von oben (# Magnetmaterial, N Nordpol, S Südpol, -- Bändchen) Eintaktaufbau: #### ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## #### Magnet mit akustischen Durchbrüchen ### ### ####N ------------------------------ S#### Gegentaktaufbau: #### ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## #### Magnet mit akustischen Durchbrüchen ### ### ####N ------------------------------ S#### ### ### #### ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## #### Magnet mit akustischen Durchbrüchen Auf Grund der geringen Leiterlänge ist die Impedanz sehr niedrig (0,2 Ohm bis max. 1 Ohm), es sind entweder spezielle High Current-Verstärker oder Transformatoren notwendig. Vergrößerungen der Impedanz sind durch die fehlenden Freiheitsgrade der Topologie (es gibt keine isolierenden Membranteile) sehr begrenzt. Folien-Magnetostaten Die Membran ist eine Kunstoffolie, auf der Leiterbahnen aufgebracht sind. Auch hier ist Aluminium üblich. Die Impedanz liegt im normalen Bereich zwischen 4 und 8 Ohm, da mit dieser Technik längere und dünnere Leiterbahnen möglich sind. Es sind deutlich mehr Bauformen als bei Bändchen-Magnetostaten möglich. Folien sind deutlich robuster als Bändchen, auf denen die Landung einer Stubenfliege schon Schäden verursachen kann. Allerdings gibt es häufig Probleme mit der Dauerhaftigkeit der Verbindung der Leiterbahnen mit der Folie. JET-Strahler Auch Air-Motion-Transformer (AMT) Blick von oben (# Magnetmaterial, N Nordpol, S Südpol, +-+ Membran, ox Leiterbahnen) #### ## ## ## ## ## ## ## ####### #### SS SS SS SS SS SS SS SS #### Magnet mit akustischen Durchbrüchen ### +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ ### ### o x o x o x o x o x o x ### gefaltete Membran mit Alu-Mäander NNN--+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +--NNN SSSSSS SSS SS S S SS SSS SSSSSS geblechte Pole mit akustischen Durchbrüchen ### +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ ### ### o x o x o x o x o x o x ### gefaltete Membran mit Alu-Mäander ###--+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +--### NNNNNN NNN NN N N NN NNN NNNNNN Typ Heil AMT 4-Pi-Strahler Rotationssymmetrisch, vertikaler Schnitt durch die Achse (# Magnetmaterial, N Nordpol, S Südpol, +-+ Membran, ox Leiterbahnen) Symmetrieachse | ######### ##################### N#######################N o ##################### x o ##################### x o ##################### x o ##################### x o ##################### x o ##################### x o ##################### x o ##################### x S#######################S ######################### Die Folie ist vertikal leicht geriffelt, damit die Membran atmen kann. Prinzip, welches bei Magnepan verwendet wird (Eintaktaufbau) NNN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NNN Magnet mit akustischen Durchbrüchen ##-x--o--x--o--x--o--x--o--x--o--x--o--x--o--x--o-## Membran mit Alu-Mäander Das Magnetfeld weist starke Inhomogenitäten auf, schon bei mittleren Membranauslenkungen kommt es zu starken Verzerrungen. Ein SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS Magnet mit akustischen Durchbrüchen NN-x-SS-o-NN-x-SS-o-NN-x-SS-o-NN-x-SS-o-NN-x-SS-o-NN Membran mit Alu-Mäander verringert zwar diese Inhomogenitäten, der nun große Abstand zwischen den einzelnen Bahnen führt aber in der Praxis schon im Präsensbereich zu starken Partialschwingungen. Weitere Möglichkeiten Gegentaktaufbau: NNN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NNN Magnet mit akustischen Durchbrüchen ##-x--o--x--o--x--o--x--o--x--o--x--o--x--o--x--o-## Membran mit Alu-Mäander NNN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NN SS NNN Magnet mit akustischen Durchbrüchen JET-Gegentaktaufbau: ### S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S ### Magnet mit akustischen Durchbrüchen ### +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-### ### o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o x o ### gefaltete Membran mit Alu-Mäander ###-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ ### ### N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N ### Magnet mit akustischen Durchbrüchen

Elektrostatischer Lautsprecher

Elektrostatischer Lautsprecher nutzen nicht die Lorentzkraft (F = I \cdot l \times B), sondern die elektrostatische Anziehungskraft (F = Q \cdot U/d, Q = C \cdot U \Longrightarrow F = C \cdot U^2/d). Wie man sieht, ist die Kraft nicht linear zum Strom, sondern quadratisch zur Spannung. Zum Erreichen einer brauchbaren Wiedergabe ist damit eine Vorspannung notwendig. Die Vorspannung führt dazu, dass Eintaktlösungen durch Ruhekräfte instabil sind. Daher sind nur Gegentaktlösungen machbar. Weiterhin weisen Kraft und Feld in die gleiche Richtung, was zu eine einzigen Lösung führt: = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = feste, mechanisch stabile Gitterelektrode 1 --------------------------------------------- dünne, schwingfähige, elektrisch leitfähige Membran = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = feste, mechanisch stabile Gitterelektrode 2 Die Ansteuerung erfolgt folgendermaßen. Die beiden Gitterelektroden werden vorgespannt (z.B. mit +2000 V und -2000 V, meist durch zusätzliches Netzteil erzeugt). Die Tonfrequenzwechselspannung wird an die Membran angelegt und darf sich zwischen diesen beiden Vorspannungen bewegen. Diese hohe Spannung wird entweder durch (hier sehr sinnvolle) Röhrenverstärker erzeugt oder mittels Transformator (z.B. von 20 V auf 1000 V) hochtransformiert. Die Membran muss weiterhin mechanisch vorgespannt werden, da die Ruhelage labil ist (bei Magnetostaten ist sie indifferent). Kraft auf die Elektrode in der Ruhelage:
- Vorspannung: U
- NF-Spannung: U_b
- Abstand zwischen einer GE und Membran: d
- Spannung zwischen GE1 und Membran: U_1 = U + U_b
- Spannung zwischen GE2 und Membran: U_2 = U - U_b
- Kapazität zwischen einer GE und Membran: C = \epsilon \cdot A / d
- Kraft zwischen GE1 und Membran: F_1 = \epsilon \cdot A/d^2 \cdot (U + U_b)^2
- Kraft zwischen GE2 und Membran: F_2 = \epsilon \cdot A/d^2 \cdot (U - U_b)^2
- Resultierende Kraft auf die Membran: F = 4 \cdot U \cdot U_b \cdot \epsilon \cdot A/d^2 Die entstehenden Kräfte sind verglichen mit elektrodynamischen Lautsprechern (in denen bei Vollaussteuerung Werte bis 50 N üblich sind), sehr klein. Werte von U = 2000 V, U_b=1000 V, d = 4 mm, A = 1,5 m \times 0,4 m = 0,6 m² führen zu gerademal F = 2,6 N. Wirkungsgrad und Endschalldruck von Elektrostaten (ohne Horn) sind sehr begrenzt. Trotz Gegentaktansteuerung erzeugen größere Schwingamplituden hörbaren Klirr (die beiden Abstände zu den festen Elektroden sind nicht mehr identisch, damit heben sich quadratische Anteile nicht mehr wie in der Rechnung oben heraus). Das Designproblem ist, dass für größere Schwingamplituden notwendige größere Abstände der Elektroden den Wirkungsgrad drastisch reduzieren. Im Bassbereich kommt als weiteres Problem hinzu, dass es durch Druckausgleich zwischen Vorder- und Rückseite zum Akustischen Kurzschluss kommt, was die Basswiedergabe weiter verringert und die Schwingsamplitude weiter erhöht. Daher ist dieses Wandlerprinzip für die Basswiedergabe nicht sonderlich geeignet und wird häufig im Bass von zusätzlichen elektodynamischen Wandlern unterstützt.

Ferroelektrischer Lautsprecher

Ferroelektrische Lautsprecher verwenden den inversen piezoelektrischen Effekt eines Ferroelektrikums, um eine elektrische Spannung in mechanische Schwingungen zu verwandeln. Wenn man eine tonfrequente Spannung an ein geeignetes Ferroelektrikum anlegt, beginnt dieser im Rhythmus der Spannung sich zu verformen. Diese Verformungen des Ferroelektrikum werden auf eine Membran übertragen. Diese schwingende Membran strahlt (direkt oder über ein Horn) Schallwellen ab. Ferroelektrische Lautsprecher stellen für den Verstärker eine weitgehend kapazitive Last dar (deswegen wird die Belastbarkeit nicht, wie bei anderen Lautsprechern in Watt, sondern in Volt angegeben), die durch Masse und Elastizität des Ferroelektrikums sich ergebende Resonanzfrequenz begrenzt das Arbeitsbereich nach unten. Daher haben Ferroelektrische Lautsprecher eine eingebaute 6 dB-Weiche und man kann sie ohne Frequenzweiche betreiben. Zusätzliche Weichen erhöhen aber auch hier die Belastbarkeit. Typische Ferroelektrische Lautsprecher haben Resonanzfrequenzen im Bereich zwischen 1 und 5 kHz, für Ultraschallanwendungen auch bis 50 kHz. Auf Grund dieser Tatsache kann diese Lautsprecherart nur für den Mittel-Hochtonbereich (1 kHz\ldots100 kHz) verwendet werden. Aufgrund zahlreicher Resonanzmoden von ferroelektrischen Lautsprechern und ihrer geringen inneren Dämpfung, sind diese für Hifi-Anwendungen ungeeignet. Betreffs maximaler Belastbarkeit gibt es 3 begrenzende Faktoren:
- Spannungsfestigkeit: Oberhalb einer maximal zulässigen Spannung kommt es zu Durchschlägen des Ferroelektrikums, welches zur Zerstörung führt. Bei gängigen piezoelektrischen Lautsprechern beträgt die Belastbarkeit typischerweise um die 25 Volt.
- Temperaturerhöhung: Durch dielektrische Verluste kommt es zu Temperaturerhöhungen. Ab einer gewissen Grenzbelastung kommt es zu Strukturschäden im Lautsprecher. Weiterhin sind die Parameter eines Ferroelektrischen Lautsprecher stark temperaturabhängig, je nach Material verliert das Ferroelektrikum zwischen 80°C und 150°C vollständige seine ferroelektrischen Eigenschaften.
- mechanische Zerstörung: Eine Polarität der Ansteuerspannung führt zu Zugkräften im Ferroelektrikum, welches diesen bei Überschreitung einger Grenzkraft zerstört. Die entgegengesetzte Polarität, die Druckkräfte verursacht, ist meist um einen Faktor von 10 belastbarer. Dies kann man durch Gegentaktansteuerung ausnutzen. Diese Ansteuerung ist aber aufwendig und ist daher kaum in Lautsprechern zu finden, da Ferroelektrische Lautsprecher eher eine Domaine von Billiglautsprechern ist.

Magnetischer Lautsprecher

Magnetische Lautsprecher wurden häufig in der Anfangszeit der Audiotechnik verwendet, sind aber heutzutage fast ausgestorben. Ein überlagertes Gleichfeld und das NF-Wechselfeld treibt eine ferromagnetische Membran an. ################ ################## oo###xx xx###oo Dauermagnet mit Spule oo###xx xx###oo ooNNNxx xxSSSoo -------------------------------------- ferromagnetische Membran Die Nachteile dieser Konstruktion sind:
- hoher Klirr, da Kraft zum einen abstandsabhängig und zum anderen nicht exakt linear vom Strom abhängig.
- ungeeignetes, schweres, resonantes Membranmaterial notwendig, welches zu blechernem Klang führt
- Auch im Ruhezustand wird eine Kraft ausgeübt, daher ist muss die Membran schwer und steif sein, was zu schlechter Tiefton (hohe Resonanzfrequenz) und Hochtonwiedergabe (schwere membran) führt. Dieses Prinzip wird noch bei magnetischen Mikrofonen (auch ausgestorben) und magnetischen Kopfhörern (auch ausgestorben) verwendet. Moving Iron-Schallplattenabtastern (MI) werden dagegen noch verwendet.

Plasmahochtöner

Beim Ionenlautsprecher oder Plasmahochtöner (Plasmatweeter, Ionenhochtöner) wird die Tatsache ausgenutzt, dass sich Luft beim Erwärmen ausdehnt. Dazu wird mit einem Hochspannungsverstärker zwischen einer Messing-Anode und einer Messing-Kathode in einem Glasröhrchen ein leuchtendes Luftplasma erzeugt, dessen Volumen sich im Takt der Musik verändert. Es werden auch Ionen-Hochtöner gebaut, die mit Hochfrequenz arbeiten, die Entladung geht von einer Wolframspitze direkt in die Luft. Der Ionenhochtöner gehört zu den besten Hochtönern der Welt, da seine Membran (Luft) so gut wie massefrei arbeitet und bei ihm auch keine Partialschwingungen (Verbiegungen) auftreten können, die zu den klanglichen Verfärbungen normaler Membranmaterialien führen. Ausgeführt ist der Hochtöner entweder als Rundstrahler (Magnat, entwickelt vom Physiker Dr. Siegfried Klein) oder mit einem Hornvorsatz für einen höheren Schalldruck (Version Corona etc.) Der Ionenlautsprecher erzeugt keine Vor- und Nachschwinger. Der lineare Frequenzgang ist messbar von 5000 Hz bis 100.000 Hz (weiter gehen die üblichen Meßmikrofone nicht; Schätzungen gehen bis 800.000 Hz). Schwierig ist es, zu diesem Hochtöner einen von der Qualität entsprechenden Spielpartner im Mittelton und im Bass zu finden, sodass ein homogenes Klangbild entsteht. [http://mitglied.lycos.de/hearbeert/hpbimg/pl12.jpg] Problematisch ist, das durch das starke, ionisierende Feld nicht nur Schall, sondern auch größere Mengen Stickoxide erzeugt werden, die in Wechselwirkung mit dem Luftsauerstoff Ozon freisetzen.

Ultraschalllautsprecher

Es gibt zwei Anwendungen für Ultraschalllautsprecher. Zum einen zum Abstrahlen von Ultraschall zur Reinigung, Materialbearbeitung oder Datenübertragung. Eine weitere mögliche Anwendung ist die Ausnutzung von nichtlinearen Effekten zum Erzeugen von hörbarem Schall aus gut bündelbarem Ultraschall.

Fehler bei der Schallreproduktion

Wiedergabefehler sind entgegen landläufiger Meinung sehr wohl messbar und deren Auswirkungen auf das Hörereignis sind abschätzbar. Das Hauptproblem ist, dass Hörgewohnheiten und subjektive Vorlieben in die Qualitätseinschätzung mit aufgenommen werden. Lautsprecherboxen interagieren zudem mit dem Hörraum, sodass eine akzeptable Raumakustik eine Voraussetzung für guten Klang ist.

Lineare Wiedergabefehler

Lineare Wiedergabefehler sind im wesentlichen pegelunabhängige Fehler, sie treten bei geringen wie bei hohen Lautstärken auf. Weiterhin entstehen keine im Original nicht vorhandenen Frequenzen. Lineare Verzerrungen sind etwa Unlinearitäten im Amplitudenfrequenzgang, d.h. unterschiedliche Frequenzen werden trotz identischem Eingangssignalpegel vom Lautsprecher unterschiedlich laut wiedergegeben. Je nach Art und Ausprägung dieser Unlinearitäten führt dies bei der Wiedergabe zu Klangverfärbungen (zu laute Bässe, zu wenig Mitten etc.). Im Idealfall sollte ein Lautsprecher alle Frequenzen im Hörbereich (20-20000 Hz) gleich laut wiedergeben, in der Praxis sind Abweichung bis +-0,5 dB unhörbar, Abweichungen bis ca. +-2dB, sofern sie nur schmalbandig sind, als nicht störend zu bezeichnen. Je breitbandiger diese Verfärbungen sind, desto eher sind sie hörbar/störend, wobei Anhebungen einzelner Frequenzbänder hörbarer/störender sind als Absenkungen. Abweichungen der Frequenzgänge (Paarabweichungen) der beteiligten Lautsprechern untereinander führen zu Ortungsunschärfen und zu Klangänderungen von bewegten Quellen (letztes ist besonders bei Videowiedergabe störend). Das ergibt vor allem bei sogenannten Center-Lautersprechern Probleme, weil diese meist anders konstruiert und anders aufgestellt sind als die zugehörigen Frontlautsprecher. Die Empfindlichkeit ist unterschiedlich:
- Fehler vorn sind deutlicher hörbar als hinten
- Am empfindlichsten ist das Ohr gegenüber Links-Rechts-Abweichungen, Vorn-Hinten oder Oben-Unten-Fehler sind weniger deutlich. Hörbare Abweichungen treten im Bereich 250 Hz bis 2 kHz ab 0,5 dB auf, maximale Unterschiede von 0,25 dB sind daher anzustreben. Neben den Verfärbungen auf der idealen Abstrahlachse des Lautsprechers (Hörachse), ist für den Höreindruck jedoch auch entscheidend, wie der Schall jenseits dieser Achse abgegeben wird, weil über die Hörraumakustik auch dieser Schall zum Hörer zurückreflektiert wird. Idealerweise sollte ein Lautsprecher in jede Raumrichtung alle Frequenzen identisch laut wiedergeben, wobei nur der Gesamtpegel abweichen darf (Schallbündelung, je stärker, desto stärker bündelt der Lautsprecher). In der Praxis ist diese Bündelung aber oft ebenfalls abhängig von der Frequenz, was zumindest im Mittelhochtonbereich vermieden werden sollte (Constant Directivity, Verstetigung des Abstrahlverhaltens). Die Verzerrungen des Phasenganges (in Abhängigkeit von der Frequenz) sind hingegen in weiten Grenzen nicht problematisch, da das Gehör für innere Phasendrehungen sehr unempfindlich ist.

Nichtlineare Wiedergabefehler

Nichtlineare Wiedergabefehler sind im wesentlichen pegelabhängige Fehler, sie treten im wesentlichen bei hohen Lautstärken auf. Es entstehen dabei zusätzliche Frequenzen, die im Original nicht vorhanden sind. Hauptursache ist die Nichtlinearität des elektromechanischen Wandlers. Der Einfluss der nicht als konstant anzunehmenden Dichte der Luft bei hohen Schallpegeln wird bisher nicht beachtet.
- Klirrfaktor Klirrfaktor :Der Klirrfaktor ist zwar die bekannteste und am einfachsten zu messende nichtlineare Verzerrung, aber in der Praxis die unproblematischste. Im Hochtonbereich (ab ca. 1 kHz) liegt der Klirrfaktor häufig selbst bei thermischer Grenzbelastung unter 1%. Hintergrund sind die sehr geringen Membranauslenkungen bei hohen Frequenzen, die zu tiefen Frequenzen um Größenordnungen zunehmen.
- Intermodulation
- Differenzton
- Dynamikkompression

Korrekturtechniken


- Motional Feedback

Weblinks


- http://www.sennheiser.com/sennheiser/icm.nsf/root/press_archiv_2_2001_aesconvention110_1 Kategorie:Schallerzeuger Kategorie:Akustik Kategorie:Elektroakustik Kategorie:Schallwandlung Kategorie:Messgerät Kategorie:Nachrichtentechnik ja:スピーカー

Farbfernsehen

Als Farbfernsehen bezeichnet man eine Art des Fernsehens, bei der (im Unterschied zum Schwarz-Weiß-Fernsehen) nicht nur Helligkeitsunterschiede bei Aufnahme und Wiedergabe der Bilder berücksichtigt werden, sondern auch die für den menschlichen Betrachter relevanten Farbinformationen. Bei der Einführung des Farbfernsehens war eine Bedingung, dass die neue (Farb-)Fernsehnorm kompatibel zur Norm des alten Schwarz-Weiß-Fernsehens sein musste - die in der Bevölkerung vielfach schon vorhandenen Schwarz-Weiß-Geräte sollten also auch die neuen Farbsendungen anzeigen können, wenn auch natürlich nicht farbig. Dies wurde zunächst 1954 in den USA durch das NTSC-Verfahren gelöst, ein ingeneurstechnischer Geniestreich mit nur einem kleinen Schönheitsfehler: Bei einem NTSC-Empfänger muss der Farbton von Hand eingestellt werden. Der Betrachter orientiert sich dabei an der Natürlichkeit der menschlichen Haut- und Gesichtsfarbe. Infolge von Störungen auf dem Übertragungsweg musste diese Einstellung aber von Hand oft mehrmals während einer Sendung vorgenommen werden, was viele Zuschauer verärgerte, die dazu aufspringen mussten, um die Einstellung am Gerät vorzunehmen. Deshalb wurden die ersten Farbfernseher auch spaßeshalber als "Slimming machines" (Abmagerungsmaschinen) bezeichnet. Dieser Umstand führte zur spöttischen Bemerkung: "Never The Same Color", was sich in der Umgangssprache als Ausschreibung für die Abkürzung NTSC verbreitete. Mit der Einführung der Ultraschall-Fernbedienung 1957 und der Farbtonkorrektur vom Sessel aus wurde erst ein entspannter Fernsehgenuss möglich. Die Verfahren PAL und SECAM, die in Europa gebräuchlich sind, wurden erst Mitte der 1960er Jahre eingeführt (zehn Jahre später als in den USA), besitzen aber bei der damals einzig existierenden terrestrischen analogen Übertragung deutlich bessere Qualität bei der Farbtondarstellung. Sie kommen ohne manuellen Farbtonabgleich aus. PAL zum Beispiel, entwickelt durch den Ingenieur und Fernsehpionier Walter Bruch, kompensiert Störungen, indem es zu einer Farbtonabweichung deren negative Kopie addiert, was sich in der Summe gegenseitig aufhebt. Analog zur Neuinterpretation von NTSC gibt es auch für die Abkürzung PAL eine scherzhafte Erklärung: "Pay Additional Luxury" (Bezahle für zusätzlichen Luxus). Der Start des Farbfernsehens in der Bundesrepublik Deutschland erfolgte durch den berühmten Druck auf den roten Knopf (der eine Attrappe war) durch den damaligen Vizekanzler der Bundesrepublik Deutschland Willy Brandt anlässlich der Internationalen Funkausstellung (IFA) am 25. August 1967 um 10.57 h. Dabei geschah ein kleines Missgeschick: bevor der Kopf schon ganz gedrückt war, schalteten die Techniker bereits das Farbsignal auf Sendung - man begründete es anschließend mit einem sehr empfindlichen Taster. Am gleichen Abend zeigte das ZDF seine erste farbige Fernsehshow mit der 25. Ausgabe "Der goldene Schuss", die ARD folgte am folgenden Tag mit dem "Galaabend der Schallplatte", präsentiert von Dietmar Schönherr. Den Massendurchbruch schaffte das Farbfernsehen in Deutschland mit der Fußball-Weltmeisterschaft 1974.
- Zur technischen Realisierung des Farbfernsehens siehe Farbübertragung.

Sonstiges


- Heinz Reincke spielte die Hauptrolle in der allerersten Fernsehserie, die in Deutschland in Farbe ausgestrahlt wurde: "Adrian der Tulpendieb" [http://german.imdb.com/title/tt0058875/combined] (gedreht bereits 1966), die schon während des Versuchsprogramms ausgestrahlt wurde. Kategorie:Fernsehtechnik

Weblinks


- [http://www.novia.net/~ereitan/ Ed Reitan's Color Television History (Englisch)]
- [http://www.ev1.pair.com/colorTV/colortv-revolution.html The Color Television Revolution (Englisch)]
- [http://www.ahok.de/dt/palplus.html Vom Kupferstich zu PALPlus - Geschichte und Grundprinzipien des Farbfernsehens]
- [http://zeus.zeit.de/text/archiv/1966/11/Zt19660311_047_0094_WW Die Zeit (1966): Warten auf die bunte Scheibe]
- [http://bs.cyty.com/menschen/e-etzold/archiv/TV/rca/ctc5e.htm NTSC-Farbfernseher von 1956]
- [http://bs.cyty.com/menschen/e-etzold/archiv/TV/telefunken/palcolor708.htm PAL-Farbfernseher von 1967]

Magnetaufzeichnung

Eine Magnetische Aufzeichnung, kurz MAZ, ist eine elektronische analoge oder digitale Aufzeichnung von Inhalten visueller, akustischer oder abstrakter Natur auf magnetische Medien, meist Magnetbändern. Magnetbändern Ähnlich wie bei der "Floppy" wurde die ursprünglich für den Informationsträger (also das Magnetband) gedachte Bezeichnung im alltäglichen Sprachgebrauch für das Aufzeichnungsgerät zweckentfremdet. In Fernsehsendern und Fernsehproduktionsfirmen sind MAZen üblicherweise Videoplayer bzw. Videorekorder, die für Schnitt oder Sendeabwicklung verwendet werden. Wenn auch technisch fragwürdig, so wird selten eine VHS-Maschine ernsthaft als MAZ bezeichnet. MAZen im umgangssprachlichen Gebrauch zeichnen sich v.a. dadurch aus, dass sie TimeCode-fähig sind, framegenau von einer Schnittsteuerung gesteuert werden können, framegenau Schnitte ausführen können, und professionelle Standards für die Signalübertragung nutzen (symmetrische Audio-Verkabelung via XLR, Übertragung des Bildes in FBAS (Composite), Komponente (YUV),oder Serial Digital Interface (SDI) über Koaxialkabel). Die Signalübertragung kann allerdings auch komplett mit SDI (embedded-Audio) erfolgen. Dabei werden das Bild-, und Ton Signal über ein einziges Kabel übertragen. Typische MAZen des beginnenden 21. Jahrhunderts passen in 19-Zoll-Schränke, sind von 2 Personen tragbar und zeichnen die Daten in Kassetten gekapselte Magnetbänder auf. Neue MAZen sind Bandlos und nutzen Festplatten als Speichermedien. Typische MAZen vor der Zeit der Kassetten zeichneten auf große offene Spulen gewickeltes Magnetband auf und verbrauchten jeweils mindestens genausoviel Fläche wie ein 19-Zoll-Schrank. Zur Vereinfachung des Transports waren sie rollbar. Im beginnenden 21. Jahrhundert gebräuchliche MAZ-Formate sind: Betacam SP, Digital Betacam, IMX, DVCAM, DV, D9, DVCpro.

Videobandformate

Bei der magnetischen Band-Aufzeichnung werden variierende Spannungen genutzt um Magnetmuster auf ein Magnetband zu übertragen. Videobänder werden beispielsweise in Videokameras und Videorekordern verwendet. Manche der genannten Formate wurden nur von einzelnen wenigen Rekordern unterstützt. Kategorie:Fernsehtechnik

DVD

Die DVD ist ein digitales Speichermedium, das optisch einer CD ähnelt, aber über eine deutlich höhere Speicherkapazität verfügt und vielfältiger nutzbar ist. Das Kunstwort DVD geht ursprünglich auf die Abkürzung von Digital Video Disc und später Digital Versatile Disc (englisch für digitale, vielseitige Scheibe) zurück, ist seit 1999 aber nach Angaben des DVD-Konsortiums ein eigenständiger Begriff und unabhängig von einer Langform. In der Alltagssprache wird der Ausdruck DVD im Zusammenhang mit Filmen häufig verwendet im Sinne des logischen Formats DVD-Videos. Dieser Artikel gibt Überblicksinformationen zur DVD in Geschichte, Varianten und Herstellung. Speziellere Details finden sich in den Artikeln DVD-Video, DVD-Audio, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD±R und DVD±RW.

Geschichte und Verbreitung

Anfang der 1990er konnte sich die Compact-Disc als Massenspeicher-Medium bei Computern durchsetzen. Dadurch wuchsen nicht nur die Anwendungsfelder, sondern auch die Bedürfnisse der Verbraucher und der Unterhaltungsindustrie. Gewünscht wurde ein Medium, mit dem Videos ähnlich komfortabel gehandhabt werden können wie Musik- und Sprachaufnahmen mit der CD. Zwar gab es dies bereits als Video-CD (kurz: VCD), jedoch konnten auf der VCD maximal 74 Minuten Videomaterial in knapp VHS-Qualität untergebracht werden. Dies führte bei Spielfilmen dazu, dass die VCD mitten im Film gewechselt werden musste, ähnlich wie früher eine Musikkassette oder Langspielplatte. Aufgrund des hohen Anschaffungspreises eines VCD-Players (damals bei ca. 1000 DM), der wenigen Anbieter solcher Geräte und dem daraus resultierendem Mangel an Preiskampf, sowie des über Jahre geringen Angebotes an VCD-Filmen mit überdurchschnittlich hohen Preisen im Vergleich zu VHS-Versionen, konnte sich die VCD außer in China nie wirklich durchsetzen. Als Träger von kopierten Filmen ist sie jedoch insbesondere in Asien noch verbreitet. Die Unterhaltungsindustrie arbeitete bereits daran, die Kapazität der CD zu erhöhen. Hierbei gab es zwei unterschiedliche Konzepte: Sony und Philips betrieben die Entwicklung der Multimedia-CD (kurz: MMCD), Toshiba und Time Warner favorisierten die Super Density CD (kurz: SD). Auf Druck der Film-Industrie, die, in Erinnerung an die Markteinführung der Videorekorder, nicht mehrere Standards unterstützen wollte, einigten sich die zwei Lager gegen Ende 1995 auf einen gemeinsamen Standard. Da die DVD zunächst als reines Speichermedium für Videodaten gedacht war, stand DVD anfangs für „Digital Video Disc“. Dies wurde jedoch revidiert, als andere Verwendungsmöglichkeiten abzusehen waren; man einigte sich auf „Digital Versatile Disc“ (versatile = vielseitig). Es dauerte jedoch noch über ein Jahr, bis die ersten Abspielgeräte und DVD-Medien in den Handel kamen. Unstimmigkeiten wegen zu verwendender Kopierschutz-Verfahren waren der Grund. Zudem gelang es der Film-Industrie, mit einem Regionalcode Marktkontrolle zu gewinnen. Mit dem Code soll verhindert werden, dass z.B. eine DVD aus den USA auf einem europäischen Gerät abspielbar ist. Die Film-Industrie fürchtete hier Umsatzeinbußen, da Filme in den USA oft schon auf dem Videomarkt erhältlich sind, während sie in Europa noch gar nicht im Kino gezeigt wurden. Als Marketingstrategie ist auch bekannt, dass mit der regionalen Beschränkung der Anwendbarkeit von Produkten Käufern globales Einkaufen vergällt wird und deswegen in unterschiedlichen Regionen unterschiedliche Preise (sogenannte "Marktpreise") erzielbar sind. Sowohl der verwendete Wiedergabeschutz Content Scrambling System als auch der Regionalcode sind mittlerweile zwar leicht zu umgehen, jedoch reagierte die Industrie darauf einerseits mit rechtlichen Maßnahmen und andererseits mit dem Druck auf die Hersteller von DVD-Laufwerken, die Abfrage des Regionalcodes gerätetechnisch zu implementieren. 1999 kamen die ersten DVD-Brenner in den Handel, die Preise lagen jedoch bei weit über 2.500 €. Seit 2001 werden in Deutschland mehr Spielfilme auf DVD verkauft als auf vorbespielten VHS-Kassetten (siehe [http://www.heise.de/newsticker/data/sha-08.11.01-000 Artikel bei heise.de]). Mittlerweile wird an einigen DVD-Standards gearbeitet, bei der durch Abtastung der noch enger gesetzten Pits und Lands mit einem blau-violetten Laserstrahl noch höhere Datenmengen untergebracht werden können. Mögliche Nachfolgeformate sind die so genannte Blu-ray Disc (kurz: Blu-ray) und die High Density DVD (kurz: HD-DVD).

DVD-Formate

Finalized Versatile Disc Die DVD gibt es in zahlreichen Varianten, welche als DVD-Formate bezeichnet werden. Alle acht DVD-Formate lassen sich in zwei Gruppen kategorisieren:
- Drei spezielle DVD-Formate, die für bestimmte Verwendungszwecke optimierte Datenstrukturen aufweisen (und ursprünglich nur einen Lesezugriff erlaubten): DVD-Video, DVD-Audio und DVD-ROM.
- Fünf für den Konsumenten beschreibbare DVD-Formate: DVD-RAM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW und DVD+RW. Diese fünf Formate lassen sich mit dem bloßen Auge von den drei erstgenannten anhand ihrer Rückseite unterscheiden. Die vom Konsumenten selbst beschreibbaren DVDs besitzen keine graue Rückseite (wie die CD), sondern sind farbig wie etwa blau, violett oder braun. Die DVD-RAM hat außerdem charakteristische aufgedruckte Sektormarken.

DVD-Datenstrukturen

Die DVD wird für folgende drei Verwendungszwecke eingesetzt, für die jeweils eigene DVD-Formate für spezielle Datenstrukturen geschaffen wurden:
- DVD-Video ermöglicht die Wiedergabe von Bewegtbildern und Ton mit DVD-Video-fähigen Abspielgeräten.
- DVD-Audio ermöglicht die Wiedergabe von Standbildern und Ton in sehr hoher Qualität mit DVD-Audio-fähigen Abspielgeräten.
- DVD-ROM ermöglicht das Lesen von allgemeinen Daten (Computerdaten). Daneben gibt es auch sogenannte Hybrid-DVD, welche wie ein „Mischling“ die Eigenschaften einer DVD-Video, DVD-Audio oder DVD-ROM in einer DVD kombiniert. Eine solche Hybrid-DVD enthält Videos, Musik und Computerdaten und präsentiert im DVD-Player, DVD-Rekorder oder DVD-Laufwerk des Computers die jeweils abspielbaren Inhalte. Technisch ist eine Hybrid-DVD sehr einfach möglich, weil die DVD-Video und DVD-Audio auf der DVD-ROM basieren. Die DVD-ROM speichert alle Inhalte als Dateien nach dem UDF-Dateisystem ab. Für die DVD-Video und DVD-Audio mussten dann nur zwei weitere Festlegungen vorgenommen werden: Die erlaubten Dateiformate und der Ablageort auf der DVD. Für die Hybrid-DVD ist besonders der Ablageort interessant. Wird eine DVD-Video oder Hybrid-DVD zum Beispiel in einem DVD-Rekorder eingelegt, so sucht dieser die Filmdateien im Unterverzeichnis VIDEO_TS. Nach dem gleichen Schema sucht ein DVD-Player die Audiodaten im Unterverzeichnis AUDIO_TS. Im DVD-Laufwerk eines Computers sind hingegen alle Dateien einer DVD ersichtlich, weil dieses jede DVD als eine DVD-ROM behandelt.

Beschreibbare DVD-Formate

UDF-Dateisystem-Camcorder mit direkter Aufzeichnung auf eine 8cm DVD]] Der Endbenutzer kann nicht nur käufliche DVDs abspielen (die im Presswerk hergestellt wurden), sondern er kann mit einem DVD-Brenner auch eigene DVD-Videos, DVD-Audio oder DVD-ROMs erstellen. DVD-Brenner sind beispielsweise in Computern und Hifi-DVD-Rekordern eingebaut und benötigen beschreibbare DVD-Formate. Historisch haben sich aus Kostengründen die fünf verschiedenen DVD-Formate DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW und DVD-RAM entwickelt mit einfacher und doppelter Speicherkapazität (DL). Sie werden nach folgender Systematik bezeichnet: Die drei DVD-Formate, die vom DVD-Forum stammen, werden auch als Minus-Standard bezeichnet. Nur diese Formate dürfen auch das offizielle DVD-Logo tragen. Entsprechend werden die zwei DVD-Formate von der DVD+RW-Allianz mit einem „+” auch als Plus-Standard bezeichnet. Die DVD-Formate nach dem Plus-Standard sind technisch einfacher aufgebaut und die Lizenzgebühren für die Patentnutzung sind bedeutend niedriger. Diese anfänglichen Preisvorteile des Plus-Standards gibt es inzwischen durch den harten Wettbewerb mit dem Minus-Standard nicht mehr. Die Formatvielfalt führte anfangs zu einer Kaufzurückhaltung bei den Konsumenten, da unklar war, welches beschreibbare DVD-Format die größere Investitionssicherheit aufweist. Die Industrie reagierte seit 2003 darauf mit (preisgünstigen) Multi-Brennern, die sowohl das Minus- als auch das Plus-Format unterstützten. Seit 2004 werden einige dieser fünf DVD-Formate auch für den Konsumenten nicht nur mit einer, sondern mit zwei übereinandergeklebten beschreibbaren Schichten angeboten. Diese DVDs werden mit dem Kürzel „DL” für „Dual Layer” gekennzeichnet, wie zum Beispiel „DVD-R DL”, „DVD+R DL” und „DVD-RAM DL”. Bei RW-Rohlingen verhindern die zu geringen Reflexionseigenschaften den Einsatz einer zweiten Schicht. 2004 Die fünf beschreibbaren DVD-Formate lassen sich unterscheiden nach ihrer Veränderbarkeit und Datensicherheit. # Die fünf beschreibbaren DVD-Formaten lassen sich in zwei Gruppen einteilen nach ihrer Veränderbarkeit: #
- DVD-Rohlinge, die nur einmal beschreibbar sind: DVD-R und DVD+R. Bei diesen Medien wird die Information in einen sogenannten Dye geschrieben. Dies ist ein organischer Farbstoff, meist violetter Farbe. #
- DVD-Medien, die nachträglich veränderbar sind: DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM. Die RW-Medien verwenden als funktionelle Schicht anstatt des bei den DVD-Rohlingen verwendeten Dyes eine metallische Schicht. Bei den DVD-Medien ist die DVD-RAM 100 Mal öfter wiederbeschreibbar (circa 100.000 Mal) als die DVD-RW bzw. DVD+RW, die etwa 1.000 Schreibvorgänge überstehen. # Weiterhin ist die Datensicherheit ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal der einzelnen beschreibbaren DVD-Formate: #
- Die DVD±R reagieren aufgrund ihrer organischen Farbstoffe viel empfindlicher auf Sonnenlicht und Hitze als die DVD±RW mit ihren anorganischen Farbpigmenten. #
- Andererseits ist bei der DVD±RW erst nach mehrfachem Schreiben (2–10 mal) sichergestellt, dass die Daten stabil gespeichert bleiben, weil sich erst danach die chemischen Eigenschaften nicht mehr so leicht verändern. #
- Die DVD-RAM weist von allen beschreibbaren DVD-Formaten die höchste Datensicherheit auf, weil sie zusätzlich folgende zwei Eigenschaften aufweist: #
- # Sektorierung: DVD-RAM-Medien besitzen eine eingeprägte Sektorierung, die sich visuell als ein Muster von kleinen verstreuten Rechtecken auf der Unterseite einer DVD-RAM zeigen, siehe Abbildung. Sie dienen einer höheren Lese- und Schreibgenauigkeit. #
- # Defektmanagement: Die DVD-RAM besitzt dasselbe bewährte Defektmanagement wie Festplatten. Jede geschriebene Information wird von der Hardware kontrollweise gelesen (verifiziert) und ggf. verbessert. Es gibt daher keine versteckten Schreibfehler wie bei der DVD±R oder DVD±RW.

Technik

Zur Technik der DVD wird zuerst die Speicherkapazität und die Zugriffstechnik erläutert. Anschließend werden die Aspekte der DVD-Herstellung für die Hersteller beleuchtet. Die Technik zur Erstellung von DVDs durch den Konsumenten ist bereits unter dem Kapitel „beschreibbare DVD-Formate“ und DVD-Brenner dargestellt worden.

Speicherkapazität und Zugriffstechnik

Die Spezifikationen sehen die folgenden DVD-Typen in der Version 2 vor. Auf die Darstellung der seltenen Version 1 wird verzichtet. Für eine besser lesbare Tabelle erfolgt die Angabe der Brutto-Speicherkapazität in GiB bzw. GB statt in Byte. Die tatsächlich nutzbare Speicherkapazität hängt vom verwendetem Dateisystem der DVD ab. Zwei Gründe erklären die im Vergleich zur herkömmlichen CD erheblich größere Speicherkapazität der DVD:
- Zum einen sind die Datenspuren mit ihren Vertiefungen (Pits and Lands) schmaler und enger nebeneinander gereiht als auf einer CD. Zudem sind die möglichen Vertiefungslängen kleiner. Das bedeutet vor allem, dass auf weniger Raum mehr Daten gespeichert werden können, erhöht aber zugleich die Anfälligkeit gegenüber Kratzern oder anderen Verunreinigungen der Oberfläche.
- Zum anderen ist es möglich, auf einer (zweilagigen) DVD zwei Datenschichten übereinander zu lagern.

Neue Technologien

Zur Nutzung beider erweiterter Technologien braucht es höherfrequente (das heißt, die Farbe des Lasers ist in Richtung Blau verschoben) und genauere Laser als zum Auslesen einer CD. Um die zweite Datenschicht lesen zu können, muss der Laser dazu noch leicht anwinkelbar sein. Zusammen mit der veränderten Laserfokussierung ist es so möglich, die untere („verdeckte“) Schicht lesen zu können.

Datenkodierung

Die Binärdaten auf einer DVD werden nach der sogenannten „Eight-to-Fourteen-Modulation-plus” (EFMplus) geschrieben. Diese stellt sicher, dass alle 2 bis 10 Takte sich die Polarität des ausgelesenen Signals ändert. Das geschieht, wenn der Laser in der Spur einen Übergang von einer Vertiefung („pit”) zu einem Abschnitt ohne Vertiefung („land”) passiert oder umgekehrt. Der Hintergrund ist hierbei folgender: Die Abschnitte mit Vertiefungen bzw. ohne Vertiefungen müssen lang genug sein, damit der Laser die Veränderung erkennen kann. Würde man ein Bitmuster direkt auf den Datenträger schreiben, würden bei einem alternierenden Signal (1010101010101010...) falsche Werte ausgelesen werden, da der Laser den Übergang von 1 nach 0 beziehungsweise von 0 nach 1 nicht verlässlich auslesen könnte. Die EFMplus-Modulation bläht das Signal von 8 Bit auf 16 Bit auf und wählt die Füllbits so, dass die oben erwähnte Forderung, dass alle 2 bis 10 Takte sich die Polarität ändert, also ein Übergang von 1 nach 0 oder umgekehrt geschieht, erfüllt wird.

Brenner

Nachdem die ersten DVD-Brenner nur eine Datenmenge von 3,4 GB (Gigabyte) auf einen einmal beschreibbaren DVD-Rohling speichern konnten, wurde die Kapazität später auf die volle Größe einer DVD-5 (4,38 GB) angehoben und zusätzlich wiederbeschreibbare Medien mit diesem Fassungsvermögen vorgestellt. Seit Mitte 2004 beherrschen DVD-Brenner auch die Doppelschicht-Technik (dual layer), welche die Speicherung von Daten auf einem zweischichtigen Rohling ermöglicht. Der zweite Datenlayer besitzt weiter gesetzte Pits und Lands, um ein Lesen durch die untere Schicht hindurch zu ermöglichen und ist somit kleiner. So fasst ein solcher Rohling statt 9 GB (die Kapazität zweier DVD-5) lediglich 7,95 GB.

Duplikation


- DVD-Pressung: Die Herstellung einer DVD oder einer CD (ROM und Video) besteht aus vier Schritten nach Anlieferung der Master-DVD-R beziehungsweise eines Streamer-Tapes („DLT“-Format) an das Presswerk.
- Premastering: Zuerst wird geprüft, ob der Standard (das Book) erfüllt ist, das heißt ob der Datenträger den Spezifikationen entspricht. Danach wird mit der Berechnung des EDC (Error Detection Code) und ECC (Error Correction Code) begonnen. Dies dauerte ursprünglich zwischen 5 und 16 Stunden. Anschließend werden Time-Code, Inhaltsinformation der Tracks und TOC (Table of contents) usw. generiert und ein Image der DVD/CD erstellt. Die Daten können nun dem Mastering zugeführt werden.
- Mastering: Die aufbereiteten Daten aus dem Premastering werden auf einen Glasmaster (eine Glasscheibe) übertragen, indem ein modulierter Laserstrahl die darauf aufgetragene Substratschicht (ein Farbstoff) von innen nach außen belichtet. Im Entwicklungsbad werden dann die belichteten Stellen ausgewaschen, die Pits entstehen. Anschließend wird der Glasmaster mit einer 100 nm dicken Silberschicht bedampft. Im Anschluss daran folgt ein erstes Auslesen als Qualitätsprüfung. [Nur nebenbei: Die Kosten für die Glasmasterproduktion (zwischen 300 € und etwa 3.000 €) werden bei geringen Auflagen von den meisten Presswerken extra berechnet; darauf ist bei der Kalkulation zu achten!]
- Galvanik: Es werden nun Negative des Glasmasters erstellt, die für die Pressung als Stempel verwendet werden können.

Serienanfertigung

Generell werden die Disks aller DVD-Formate aus zwei einzelnen aus Polycarbonat gespritzten Kunststoffscheiben von etwa 0,6mm Dicke hergestellt. Dabei hat die untere "Halbscheibe" (Layer 0) einen Stapelring als Abstandshalter. Die obere "Halbscheibe" (Layer 1) trägt bei dem Format DVD-5 keine nutzbaren Informationen und wird daher als "Dummy" bezeichnet. Die eigentliche DVD entsteht, wenn beide Hälften mit unter UV-Licht aushärtendem Lack verklebt werden ("bonden", Schichtdicke etwa 50µm). Um eine gleichbleibende Qualität der hergestellten Scheiben zu gewährleisten sind in den Produktionsanlagen üblicherweise hochauflösende Kamerasysteme integriert. Stichprobenartig kommen auch offline-Messlaufwerke zum Einsatz. Bei dem Herstellvorgang gibt es große Unterschiede zwischen prerecorded discs ("Kauf-Videos") und recordable/rewritable discs ("Rohlinge"). prerecorded: Die Formate DVD-5,-9 und -10 können meist auf derselben Maschine hergestellt werden. Dabei werden die Informationen mit Matrizen ("Stamper") in das heiße Polycarbonat gepresst (Spritzprägen). Um die Daten für die Laufwerke lesbar zu machen, werden die Halbscheiben mit Metall beschichtet ("sputtern"). Bei DVD-5, DVD-10 und dem Layer 1 bei DVD-9 wird Aluminium voll reflektierend gesputtert (etwa 50nm). Da bei DVD-9 beide Informationsschichten von einer Seite gelesen werden, wird die untere ("Layer 0") halb-transparent mit Gold, Silizium oder Silber-Legierungen beschichtet (etwa 10-15nm). DVD-14 und DVD-18 erhält man, indem zwischen die Halbscheiben eine mit DVD-Strukturen versehene Folie eingebracht wird. recordable/rewriteable: In die späteren Datenebene wird eine spiralförmige Vertiefung ("Groove") eingedrückt, die zusätzliche Informationen für die Positionierung der Laufwerke enthält. Bei recordable discs (±R) kommt in diese Rille ein Farbstoff, bevor die reflektierende Silber- oder Gold-Schicht aufgebracht wird. Bei rewriteable discs (±RW) wird die Reflexions- und Datenschicht aus verschiedenen metallischen Werkstoffen durch sputtern hergestellt (Phase-Change-Technologie).

DVD-Brennen

Beim Brennen ist kein Glasmaster erforderlich, sondern nur ein Computer, ein DVD-Brenner und Brenn-Software. Für das Brennen benötigt man DVD-Rohlinge, die in unterschiedlichen Qualitäten als DVD-R, DVD+R, DVD-RW und DVD+RW erhältlich sind. Durch die verschiedenen DVD-Formate besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass die gebrannte DVD auf einigen DVD-Playern nicht abspielbar sein wird. Deswegen sollte man sich nach der Kompatibilität des Brenners und der gewünschten Abspielgeräte vor dem Kauf der Rohlinge genau erkundigen. Einige DVD-Brenner bieten die Möglichkeit, DVD+R und DVD+RW Rohlinge mit dem Booktype DVD-ROM zu kennzeichnen und dadurch deren Akzeptanz durch DVD-Abspielgeräte deutlich zu er