Wie funktioniert ein Fernseher? (Mit Bildern)
Ein Fernseher erzeugt eine Reihe winziger Punkte auf einem Bildschirm, die als Ganzes betrachtet als Bild erscheinen. Ältere Fernsehgeräte verwenden eine Kathodenstrahlröhre, um Bilder zu erzeugen, und arbeiten mit einem analogen Signal. Mit dem technologischen Fortschritt und dem Übergang von analogen zu digitalen Rundfunksignalen wurden Plasma- und LCD-Fernseher (Liquid Crystal Display) entwickelt. Diese Fernsehgeräte sind kompakter und haben schärfere Bilder als ihre Gegenstücke mit Kathodenstrahlen, da sie ein dünnes Pixelraster verwenden, um Bilder zu erstellen, anstatt eine Vakuumröhre zu verwenden.
Die Augen und das Gehirn
Die meisten Arten von Fernsehen funktionieren nach dem gleichen Grundprinzip. Die winzigen Lichtpunkte, die auf dem Fernsehbildschirm erzeugt werden und als Pixel bezeichnet werden, blinken nach einem bestimmten Muster, das vom Videosignal bereitgestellt wird. Die Augen einer Person übertragen dieses Muster auf das Gehirn, wo es als erkennbares Bild interpretiert wird. Das Fernsehgerät aktualisiert diese Muster hunderte Male pro Sekunde - schneller als das menschliche Auge sehen kann - was die Illusion von Bewegung hervorruft.
Die Kathodenstrahlröhre
Die Kathodenstrahlröhre (CRT), die älteste Version des Fernsehers, besteht aus einer Vakuumröhre mit einem schmalen und einem breiten Ende. Das schmale Ende enthält eine Ionenkanone, die eine Reihe geladener Elektrizitätspartikel herausschießt. Eine Reihe von Elektromagneten leiten die Partikel zu bestimmten Punkten am breiten Ende der Röhre, dem Bildschirm, auf den der Betrachter schaut. Phosphore, Substanzen, die aufleuchten, wenn ein geladenes elektrisches Teilchen auf sie auftrifft, bedecken die innere Oberfläche des Bildschirms. Die Ionenkanone sprüht im Wesentlichen das Bild auf den Bildschirm, ähnlich wie eine Farbkanone Farbe auf eine Oberfläche sprüht.
Verschiedene Arten von Leuchtstoffen erzeugen unterschiedliche Farben, aber für das Farbfernsehen werden nur Rot, Blau und Grün benötigt. Die Verwendung dieser Farben in verschiedenen Kombinationen und Intensitäten kann alle Farben erzeugen, die das menschliche Auge sehen kann. Während die Energie von der Ionenkanone zu den Leuchtstoffen wandert, wird sie gefiltert, um genau den Punkt auf dem Bildschirm zu treffen, der zur Erzeugung eines bestimmten Farbtons erforderlich ist. In Kombination erzeugen alle diese farbigen Pixel ein Farbbild.
Kathodenstrahlröhren sind aufgrund der großen Menge an Glas, die sie enthalten, ziemlich schwer und relativ ineffizient, insbesondere wenn sie in Großbildfernsehgeräten verwendet werden. Aus diesem Grund wurden neue Technologien entwickelt, um hellere Sets mit gestochen scharfen Bildern zu erstellen. Darüber hinaus hat die Entwicklung von digitalen HD-Rundfunksignalen größere Bildschirme populärer gemacht, da die Bilder von höherer Qualität waren. Plasma- und LCD-Fernseher wurden als Reaktion erstellt.
Der Plasma-Bildschirm
Ein Plasma-Fernseher besteht aus einer Reihe winziger Zellen, die mit Neon- und Xenongasen gefüllt sind. Jede Zelle ist mit einer Elektrode verbunden, die beim Brennen die in der Zelle enthaltenen Gase erregt. Die Gase emittieren ähnlich wie die Ionenkanone Ladungsteilchen, die mit Leuchtstoffen interagieren, die das Glas in jeder Zelle bedecken. Die Leuchtstoffe leuchten auf und erzeugen das Bild, das auf dem Fernsehbildschirm zu sehen ist. Die große Anzahl von Zellen in einem Plasmabildschirm sorgt für eine große Anzahl von Pixeln, wodurch das Bild klarer und heller wird.
Plasma-Fernseher produzieren im Vergleich zu anderen Technologien einige der tiefsten Schwarztöne, was bedeutet, dass das Kontrastverhältnis sehr hoch ist. Sie haben auch sehr hohe Bildwiederholraten, sodass Bilder mit viel Bewegung nicht so unscharf werden wie auf anderen Fernsehgeräten. Bleibt das Bild jedoch statisch, kann es in den Bildschirm einbrennen und eine dauerhafte Verfärbung verursachen. Dies ist häufiger bei älteren Plasma-Fernsehgeräten der Fall und kann auch bei CRT-Bildschirmen auftreten. Plasmabildschirme können sehr hell eingestellt werden, was viel Strom erfordert. Sie sind auch tendenziell dicker als LCD-Fernseher, obwohl viel dünner als CRTs.
Der LCD-Bildschirm
LCD-Fernseher verwenden auch Zellen, um Bilder zu erstellen. Anstatt Gase wie bei Plasma-Fernsehgeräten anzuregen, enthalten die Zellen jedoch einen Satz roter, blauer und grüner Filter, die von einer Schicht Flüssigkristalle zwischen zwei Glasstücken bedeckt sind. Je nach Anzeigetyp ist jede Zelle entweder mit Elektroden oder Dünnschichttransistoren (TFT) verbunden, die die für die Erstellung des Bildes erforderlichen Zellen auslösen. Eine Hintergrundbeleuchtung - meistens eine Kaltkathoden-Leuchtstofflampe - beleuchtet den Bildschirm, damit das Bild sichtbar ist.
LCDs sind zwar sehr leicht und dünn, unterliegen jedoch "toten" Pixeln, bei denen sich eine oder mehrere Zellen auf dem Bildschirm nicht ändern. Das Betrachten von LCD-Bildschirmen aus einem Winkel kann ebenfalls die Bildqualität beeinträchtigen. Sie haben auch langsamere Reaktionszeiten als Plasma- oder CRT-Fernseher, so dass Bilder in der Bewegung "gespenstisch" oder unscharf werden können.
Neuere Versionen des LCD-Fernsehers verwenden Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquelle anstelle von Kaltkathoden-Leuchtstofflampen. LED-Fernseher benötigen weniger Strom als normale LCD-Bildschirme und nehmen noch weniger Platz ein. Außerdem strahlen LEDs im Allgemeinen ein helleres weißes Licht aus, wodurch diese Bildschirme besonders lebendig werden.