Aus Analog mach Digital

Ist unsere Welt „analog“ oder „digital“? Was bedeutet „digital“ und „analog“?

Etwas zu digitalisieren bedeutet zunächst einmal, einen Zustand bzw. einen Wert und das daraus resultierende Signal in Zahlen- bzw. Wertekombinationen aufzulösen. Der Mensch machte sich die Technik des Digitalisierens bereits unbewusst früh zu eigen, da die Übertragung eines digitalen Signals störungsfrei und einfach ist. Versuchen Sie doch einmal einem Kollegen eine Farbe zu beschreiben ohne Rückgriff auf Begriffe wie „rot“, „grün“, „blau“, „schwarz“ oder „weiß“ zu nehmen. Anstatt eine Farbe in einzelne Bereiche aufzuteilen können Sie auch die „analoge“ Übertragungsart wählen. In dem Beispiel würden Sie Ihrem Kollegen einen Gegenstand zeigen, der in etwa so ähnlich koloriert ist. In der Übertragungstechnik ist Genauigkeit äußerst wichtig. Ein Wert wie eine Farbe wird daher in seine theoretischen Einzelbestandteile zerlegt. Die bekannteste dazu ist die des Aufteilens in Rot-Grün-Blau Werte. Die Grafikkarte eines PC stellt eine Farbe mit Werten von 0-255 für jede dieser drei Farbkomponenten zusammen (vereinfacht ausgedrückt). So ergeben sich maximal 16,7 Millionen Farben, die bekannte 24 bit Farbtiefe. Ein weißer Punkt wird also durch 255xRot, 255xGrün und 255xBlau dargestellt.

Die analoge Übertragungstechnik (VGA – HD15) stellt nun jeden Wert durch ein entsprechendes Spannungspotential dar. Parallel dazu erfolgt ein Vertikales Synchronisationssignal, das den Beginn einer neuen Bildschirmseite, und ein horizontales Synchronisationssignal, das den Start einer neuen Bildschirmzeile markiert. Das Vertikale Synchronisationssignal (VSYNC) erfolgt bei 75Hz (75 Bilder pro Sekunde) also 75mal pro Sekunde, das Horizontale Synchronisationssignal (HSYNC) bei einer Auflösung von 1024x768 also 768x75=57600mal (=57,6kHz) pro Sekunde. In Abhängigkeit vom Videokabel (Qualität und Länge) kommen die Signale auch noch so am Monitor an, wie ursprünglich von der Grafikkarte gedacht. Sinkt der Spannungspegel, leidet die Helligkeit und/oder der Kontrast, der am Monitor dann nachjustiert werden kann. Ist das am Monitor ankommende Signal zu schlecht, kann der Monitor nicht mehr synchronisieren. Die Folge ist, dass das Bild durchläuft oder der Monitor ganz dunkel bleibt.

Die digitale Übertragungstechnik (DVI-D) überträgt eine Folge von Nullen und Einsen für alle Komponenten. Ist das Kabel zu lang oder zu schlecht gelingt die digitale Übertragung nicht mehr, da der Empfänger nicht mehr zwischen Null und Eins unterscheiden kann. Die Folge ist, dass im Grenzbereich (zu langes Kabel oder zu schlechtes Signal) die analoge Übertragung noch ein Bild auf den Monitor zaubert, aber ein matschiges oder dunkles, die digitale Übertragungstechnik kennt hier nur geht oder geht nicht mehr.

Ein Röhrenmonitor arbeitet analog, ein TFT Monitor arbeitet digital. Das analoge Signal wird vom Röhrenmonitor direkt in ein Bild gewandelt. Der moderne TFT Monitor arbeitet mit einer Matrix von Pixeln und kann jeden Pixel getrennt aufleuchten lassen. Ein analoges Signal muss daher zunächst im TFT Monitor digitalisiert werden um angezeigt werden zu können.

Bei der Digitalisierung des Signales ist es sehr entscheidend, dass an der richtigen Stelle digitalisiert wird. In der Realität ist das Spannungsbild am Oszilloskop nicht immer so rechteckig wie im Bild. Gerade bei dazwischengeschalteten Switchen, Extendern oder bei Kabelverlängerungen kommt es zur Abflachung der Flanken.
Das Auto-Adjust des TFT Monitors erlaubt eine grobe Justierung des Analog-Digital Konverters auf das ankommende analoge Videosignal.

Die richtige Stelle zur Digitalisierung des Signals wird gesucht und eingestellt.
Das Auto-Adjust des TFT Monitors ist daher sehr wichtig um ein gutes Bild zu erzeugen, wenn das ankommende Signal analog ist. Sehr bekannte Effekte bei fehlender oder mangelhafter Justierung sind flimmernde Buchstaben oder vertikale Streifen wie in den hier gezeigten Bildern:

Beispiel 1:

Hier stimmt die sog.“Phase“ nicht, d.h. die Digitalisierung findet am Anfang oder am Ende der sich aufbauenden oder abbauenden Spannung statt.

Beispiel 2:

Hier stimmt die Digitalisierung deswegen nicht, weil der Monitor von einer falschen Anzahl Pixel pro Zeile ausgeht.

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