Die bei der Farbfernsehübertragung im wesentlichen verwendeten Verfahren NTSC, PAL und SECAM unterscheiden sich nur hinsichtlich der Modulation des Farbträgers. Das nach dem „National Television System Committee" benannte NTSC-Verfahren bildet die Grundlage für die verbesserten Varianten PAL und SECAM.

Das NTSC-Verfahren ist durch die bisherigen Ausführungen über die Modulation des Farbträgers und das FBAS-Signal im Prinzip bereits beschrieben worden. Abweichend von dem bisher Gesagten werden aber beim Original-NTSC-System (US-Norm) nicht die reduzierten Farbdifferenzsignale U und V übertragen, sondern die auf ein um 33° gedrehtes Koordinatensystem bezogenen Komponenten, die „I-Komponente" und die „Q-Komponente" (BILD 53).

Die I-Achse entspricht im Farbdreieck der Achse maximaler und die Q-Achse der Achse minimaler Farbauflösung des menschlichen Auges (BILD 54). Man erreicht dadurch eine günstigere Übertragung von Farbübergängen.

Die Modulationssignale sind jetzt

I = V • cos 33° -U • sin 33°, (25)
Q = V • sin 33° +U • cos 33° (26)

oder mit den Matrixgleichungen aus den Farbwertsignalen

I = 0,60 • R - 0.28 • G - 0,32 • B, (27)
Q = 0,21 • R - 0,52 • G + 0,31 • B. (28)

Die beiden Signale I und Q werden mit unterschiedlicher Bandbreite übertragen, nämlich das I-Signal mit 1,3 MHz und das Q-Signal mit 0,5 MHz.

BILD 55 zeigt das vollständige Blockschaltbild eines NTSC-Coders. Die Funktion eines entsprechenden Decoders ist, abgesehen von der 33°-Phasendrehung, im wesentlichen durch Bild 48 erläutert.

Das menschliche Auge reagiert sehr stark auf Farbtonverfälschungen. Der Farbton des von der Bildröhre wiedergegebenen Farbbildes wird bestimmt durch den Phasenwinkel des Farbartsignals, bezogen auf die Phase des Farbsynchronsignals. Bei der Bildung des FBAS-Signals im Studio kann es vorkommen, daß das Farbartsignal von verschiedenen Quellen her unterschiedliche Signallaufzeiten und damit verschiedene Phasendrehungen gegenüber dem Burst aufweist.

Das Farbartsignal erleidet zum Beispiel beim Durchlaufen einer Verstärkerstufe mit vorgeschaltetem Schwingkreis auf Grund des über den Y-Anteil des FBAS-Signals unterschiedlichen Arbeitspunktes auf der Übertragungskennlinie eine differentielle Amplitudenänderung (wegen der unterschiedlichen Steilheit entlang der Kennlinie) und eine differentielle Phasenänderung (wegen der vom Emitterstrom und damit vom Arbeitspunkt abhängigen Eingangskapazität des Transistors). Während die Amplitudenänderung durch eine Gegenkopplung weitgehend eliminiert werden kann, ist die Phasenänderung nur durch Einengung des Aussteuerbereichs zu reduzieren. BILD 56 zeigt diesen Einfluß auf das FBAS-Signal und die Auswirkung in der Vektorskop-Darstellung.

Zur phasenrichtigen Umpolung der Fy-Komponente im Empfänger beziehungsweise des Referenzträgers für den (R-Y)-Synchrondemodulator wird mit dem Farbsynchronsignal eine zusätzliche Kennung übertragen. Das Farbsynchronsignal wird dazu in zwei Komponenten aufgespalten, von denen eine in der 180°-Phasenlage und die andere zeilenweise abwechselnd phasenrichtig mit der Fv-Umpolung mit ±90°-Phasenlage gesendet wird. Dadurch ergibt sich der sogenannte „alternierende Burst" mit 180° ±45° (BILD 58). Die eigentliche Bezugsphase des Burst erhält man durch Mittelwertbildung zu 180°.

Der Referenzträgeroszillator im Empfänger stellt sich über die Phasenregelung auf 90° gegenüber dem Mittelwert der Burst-Phase ein. Das Kennsignal für die Synchronisierung des PAL-Umschalters wird dem Burst-Phasendiskriminator entnommen (siehe Bild 62). Beim PAL-Verfahren werden die reduzierten Farbdifferenzsignale U und V direkt übertragen, ihre Bandbreite beträgt 1,3 MHz. Eine Begrenzung der Seitenbänder des modulierten Farbträgers auf unterschiedliche Breite wirkt sich infolge der Phasenfehlerkompensation nicht mehr störend aus.

Dazu ist es zweckmäßig, aus dem PAL-Decoder zunächst die Funktionsgruppe Laufzeit-Decoder herauszunehmen. Im Gegensatz zum NTSC-Decoder wird nämlich beim PAL-Decoder das Farbartsignal nicht den beiden Synchrondemodulatoren gleichzeitig zugeführt, sondern es findet bereits vorher eine Aufspaltung in die Fx- und Fy-Komponente statt. Diese Aufgabe übernimmt der Laufzeit-Decoder (BILD 60).

Das ankommende Farbartsignal wird an dessen Eingang dreifach aufgeteilt. Es gelangt über ein Laufzeitglied mit 64us Signalverzögerung (1 Zeilendauer) sowie direkt und um 180° in der Phase gedreht an die beiden Ausgänge. Dort findet jeweils eine Signaladdition statt. Am Ausgang Fy addieren sich das Farbartsignal der vorangehenden Zeile (Fn) und das der gerade ablaufenden Zeile (Fn + 1). Aufeinanderfolgende Zeilen beinhalten die Fy-Komponente mit um 180° wechselnder Phasenlage, so daß sich die Fy-Komponente über zwei Zeilen hinweg aufhebt. An diesem Ausgang kann somit ständig die Fx-Komponente des Farbartsignals abgenommen werden. Dem Ausgang Fy wird das Eingangssignal um 180° phasenverschoben zugeführt. Durch die Addition mit dem verzögerten Farbartsignal ergibt sich eine Aufhebung der Fy-Komponente, und es erscheint an diesem Ausgang die Fy-Komponente des Farbartsignals, allerdings zeilenweise in der Phasenlage um 180° wechselnd. Die Funktion des Laufzeit-Decoders läßt sich sehr anschaulich an Hand der Zeigerdiagramme gemäß BILD 61 erklären.

Nachdem die beiden Farbdifferenzsignale getrennt übertragen werden, kann die Modulationsart frei gewählt werden. Beim SECAM-Verfahren arbeitet man mit der wenig störanfälligen Frequenzmodulation. Die Bezugsfrequenz des FM-Demodulators muß jedoch sehr konstant gehalten werden, damit keine Verfälschung der demodulierten Farbdifferenzsignale auftritt.

BILD 64 zeigt das vereinfachte Blockschaltbild eines SECAM-Coders und -Decoders. Im Coder werden zeilenweise abwechselnd das (B-Y)- und das (R-Y)-Signal an den Frequenzmodulator angelegt. Damit im Decoder die Zuordnung der demodulierten Farbdifferenzsignale synchron zur Sendeseite erfolgt, werden während neun Zeilen der Vertikal-Austastlücke nach dem V-Impuls Identifikationsimpulse in Form des modulierten Farbträgers übertragen.

Bei der Frequenzmodulation des Farbträgers wird dieser selbst nicht unterdrückt. Insbesondere bei wenig gesättigten Farben würde sich dadurch bei einem Schwarzweiß-Empfänger trotz Farbträgeroffset ein Störmuster am Bildschirm zeigen. Es wird deshalb der Farbträger sendeseitig durch eine Preemphase abgesenkt und empfangsseitig durch eine Deemphase im Farbkanal wieder angehoben. Den Einfluß von Rauschstörungen vermindert man durch eine videofrequente Pre- und Deemphase.