Wie funktioniert ein Fernseher?
Ein Fernseher erzeugt eine Reihe winziger Punkte auf einem Bildschirm, die als Ganzes als Bild erscheinen. Ältere Fernseher verlassen sich auf eine Kathodenstrahlröhre, um Bilder zu erzeugen, und arbeiten mit einem analogen Signal. Mit fortschreitender Technologie und dem Übergang der Rundfunksignale von analog zu digital wurden Plasma- und LCD-Fernseher (Liquid Crystal Display) entwickelt. Diese Fernseher sind kompakter und haben schärfere Bilder als ihre Kathodenstrahl-Gegenstücke, da sie ein dünnes Pixelraster verwenden, um Bilder anstelle einer Vakuumröhre zu erzeugen.
Die Augen und das Gehirn
Die meisten Arten von Fernsehen arbeiten nach dem gleichen Grundprinzip. Die winzigen Lichtpunkte, die auf dem Fernsehbildschirm erzeugt werden, Pixel genannt, blinken nach einem bestimmten Muster, das vom Videosignal bereitgestellt wird. Die Augen einer Person übertragen dieses Muster an das Gehirn, wo es als erkennbares Bild interpretiert wird. Der Fernseher aktualisiert diese Muster hunderte Male pro Sekunde – schneller als das menschliche Auge sehen kann —, was die Illusion von Bewegung erzeugt.
Die Kathodenstrahlröhre
Die Kathodenstrahlröhre (CRT), die älteste Version des Fernsehers, besteht aus einer Vakuumröhre mit einem schmalen Ende und einem breiten Ende. Das schmale Ende enthält eine Ionenkanone, die eine Reihe geladener Elektrizitätsteilchen ausschleust. Eine Reihe von Elektromagneten führt die Partikel zu bestimmten Punkten am breiten Ende der Röhre, dem Bildschirm, auf den der Betrachter schaut. Leuchtstoffe, Substanzen, die aufleuchten, wenn ein geladenes elektrisches Teilchen auf sie trifft, beschichten die innere Oberfläche des Bildschirms. Die Ionenkanone sprüht das Bild im Wesentlichen auf den Bildschirm, ähnlich wie eine Farbpistole Farbe auf eine Oberfläche sprüht.
Verschiedene Arten von Leuchtstoffen erzeugen unterschiedliche Farben, aber für das Farbfernsehen werden nur Rot, Blau und Grün benötigt. Durch die Verwendung dieser Farben in verschiedenen Kombinationen und Intensitäten können alle Farben erzeugt werden, die das menschliche Auge sehen kann. Wenn Energie von der Ionenkanone zu den Leuchtstoffen gelangt, 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 Großbildfernsehern verwendet werden. Aus diesem Grund wurden neue Technologien entwickelt, um leichtere Sets mit schärferen Bildern zu erstellen. Darüber hinaus machte die Entwicklung von hochauflösenden (HD) digitalen Rundfunksignalen größere Bildschirme populärer, da die Bilder von höherer Qualität waren. Plasma- und LCD-Fernseher wurden als Antwort erstellt.
Der Plasmabildschirm
Ein Plasmabildschirmfernseher besteht aus einer Anzahl winziger Zellen, die mit Neon- und Xenongasen gefüllt sind. Jede Zelle ist mit einer Elektrode verbunden, die beim Abfeuern die in der Zelle enthaltenen Gase anregt. Die Gase emittieren Ladungspartikel, ähnlich wie die Ionenkanone, die mit Leuchtstoffen interagieren, die das Glas in jeder Zelle beschichten. Die Leuchtstoffe leuchten auf und erzeugen das auf dem Fernsehbildschirm gesehene Bild. Die große Anzahl von Zellen in einem Plasmabildschirm sorgt für eine große Anzahl von Pixeln, wodurch ein klareres und helleres Bild entsteht.
Im Vergleich zu anderen Technologien erzeugen Plasmafernseher einige der tiefsten Schwarztöne, was bedeutet, dass das Kontrastverhältnis sehr hoch ist. Sie haben auch sehr hohe Bildwiederholraten, sodass Bilder mit viel Bewegung nicht wie bei anderen Fernsehgeräten unscharf werden. Wenn das Bild jedoch statisch bleibt, kann es in den Bildschirm einbrennen und eine dauerhafte Verfärbung verursachen; dies ist häufiger bei älteren Plasma-TVs, und kann auch mit CRT-Bildschirmen auftreten. Plasmabildschirme können sehr hell eingestellt werden, was viel Strom erfordert. Sie neigen auch dazu, dicker als LCD-Fernseher zu sein, obwohl sie viel dünner als CRTs sind.
Der LCD-Bildschirm
LCD-Fernseher verwenden auch Zellen, um Bilder zu erstellen. Anstatt Gase wie Plasmafernseher zu erregen, enthalten die Zellen jedoch einen Satz roter, blauer und grüner Filter, die von einer Schicht aus Flüssigkristallen bedeckt sind, die zwischen zwei Glasstücken angeordnet sind. Je nach Anzeigetyp ist jede Zelle entweder mit Elektroden oder Dünnschichttransistoren (TFT) verbunden, die die notwendigen Zellen auslösen, um das Bild zu erzeugen. Eine Hintergrundbeleuchtung – meistens eine Kaltkathoden-Leuchtstofflampe – beleuchtet den Bildschirm, sodass das Bild sichtbar ist.
Während LCDs sehr leicht und dünn sind, unterliegen sie „toten“ Pixeln, bei denen sich eine oder mehrere Zellen auf dem Bildschirm nicht ändern. Das Betrachten von LCD-Bildschirmen aus einem Winkel kann auch die Bildqualität beeinträchtigen. Sie haben auch langsamere Reaktionszeiten als Plasma- oder CRT-Fernseher, so dass Bilder in Bewegung „geistern“ oder verschwimmen können.