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Farbfernsehgeräte, Computermonitore

Im Gegensatz zum Computermonitor ist das Fernsehgerät trotz seines komplizierten Innenlebens immer noch einigermaßen wartungsfreundlich. Die umfangreichen Strahlungsschutzmaßnahmen des Computermonitors machen das Innenleben oft nur schwer zugänglich und der mechanische Aufbau erschwert darüber hinaus Tests am laufenden Gerät. Vom Steuer- und Impulsteil her sind beide aber doch recht ähnlich aufgebaut, sodass es Sinn macht, sie zusammen zu behandeln. Natürlich, das Fernsehgerät besitzt noch ein Empfangsteil (HF+ ZF) in Form eines oder mehrerer Tuner, und der Computermonitor hat ein etwas komplizierteres Impulsteil, weil er Energiesparfunktionen besitzt und auch in unterschiedlichen Ablenkfrequenzen betrieben werden kann, aber die Fehlerbilder, die für den Laien noch auffindbar und somit reparierbar sind, sind weitgehend gleich. Auch er öffnet die Möglichkeit der direkten Bildschirmdiagnose bereits im Vorfeld der Reparatur gute Voraussetzungen für die Fehlerorteingrenzung in dem wohldefinierten Modulaufbau des modernen Farbfernsehempfängers und Monitors.

Aufbau des Farbfernsehbilds

Das traditionelle Fernsehbild setzt sich aus 625 x625 Einzelpunkten zusammen, die zeilenweise 25 mal pro Sekunde von drei parallelen Elektronenstrahlen als rot-grün-blaue Leuchtpunkte auf die Leuchtschicht der Bildröhre geschrieben werden. Aus den drei Grundfarben lassen sich durch additive Farbmischung alle Farben des sichtbaren Farbspektrums zusammensetzen. Um den Flimmereffekt klein zu halten, sieht die klassische Fernsehnorm vor, dass sich das Bild aus zwei übereinander projizierten Halbbildern zusammensetzt, die abwechselnd und jeweils nacheinander gesendet bzw. geschrieben wer den. Wollte man die Zeilen nummerieren, bestünde das erste Halbbild aus allen ungeraden und das zweite Halbbild aus allen geraden Zeilennummern. Drei Elektronenstrahlen huschen damit 50 mal (Vertikalfrequenz) pro Sekunde über die Bildfläche und schreiben beginnend von links oben in Lesrichtung je Halbbild 312,5 Zeilen, 1  also insgesamt 15.625 Zeilen (Horizontalfrequenz) pro Sekunde. Damit die Halbbilder exakt übereinander liegen und das Bild ruhig stehen kann, enthält das Fernsehsignal am Ende jeder Zeile und jedes Halbbilds spezielle Synchronisationsimpulse, die den Sprung des Elektronen-Strahls definiert an den Anfang der nächsten Zeile (Horizontalsynchronisation) bzw. des nächsten Bilds (Vertikalsynchronisation) sowie seine Unterdrückung (Austastung) in diesem Zeitraum veranlassen (vgl. Abbildung 2).

Bei 100 Hz-Fernsehgeräten sieht das vom Prinzip her genauso aus, nur dass das Bild hier nicht mehr aus zwei Halbbildern aufgebaut ist, sondern schlicht 100-mal pro Sekunde von links oben nach rechts unten geschrieben wird. Die digitale Technik ermöglicht es, durch Speicherung die alte Norm mit der neuen HDTV-Norm (eng!. Abk. High Definition Television) unter einen Hut zu bekommen und am gleichen Gerät darzustellen. HDTV sieht darüber hinaus die doppelte Zeilenzahl (1.250) und ein verändertes Bildseitenverhältnis

1 In der Tat endet das erste Halbbild in der Mitte der letzten Zeile und beginnt das zweite Halbbild  in der Mitte der ersten Zeile. Nur so lassen sich beiden Halbbilder ohne differenziert werden zu müssen exakt übereinander passen.

(16:9) mit entsprechend höherer horizontaler Punktedichte vor.2 Die höhere Zeilenzahl und größere Punktedichte des Signals ermöglicht einen geringeren Betrachtungsabstand und damit einen gegenüber dem herkömmlichen Fernsehen kinoähnlicheren Gesamtbildeindruck. Die dafür verantwortlichen Module haben allerdings mehr mit einem Computer als einem Fernsehgerät gemein und entziehen sich weitgehend den Reparaturmöglichkeiten des Hobbyisten. Interessanterweise ist die moderne Fertigungstechnik für digitale Technologien inzwischen aber so weit, dass in diesen Modulen kaum noch Fehler zu erwarten sind, die nicht bereits in der ersten, noch von der Garantie abgedeckten Zeit auftreten.

Die drei Elektronenstrahlen einer Farbbildröhre besitzen an sich noch keine „Farbe“. Sie regen eine aus 1,2 Millionen (bei HDTV in etwa die vierfache Menge) Leuchtpunkten be stehende Leuchtschicht an der Stirnseite der Bildröhre zum Leuchten an. Jeweils drei Leuchtpunkte der Farben Rot, Blau und Grün (RGB) stellen einen Bildpunkt dar. Eine einfache Elektronenoptik, bestehend aus einer Konvergenzeinheit, einer XY-Ablenkeinheit und einer Maske kurz vor der Leuchtschicht des Schirms ermöglicht, dass die drei parallel fokussierten Elektronenstrahlen in richtiger Anordnung auf die Leuchtschicht projiziert werden. Bei den ursprünglichen Lochmasken-Farbbildröhren waren für die exakte Parallel-Fokussierung noch recht aufwändige Konvergenzkorrekturen (und damit verbunden, routinemäßige Konvergenzeinstellungen durch den Servicetechniker) erforderlich — dieses Problem ist bei den inzwischen ausschließlich verwendeten selbstkonvergierenden Schlitzmaskenröhren durch eine waagrechte Kathodenanordnung und verbesserte Ablenkeinheiten herstellerseitig perfekt und wartungsfrei gelöst.

2 Dies gilt auch für das PALplus-Verfahren, eine Kombination aus einem verbesserten PAL-Verfahren und dem Bildseitenverhältnis von 16:9. Die Verbesserung besteht im Wesentlichen aus einer Vorfilterung des PALplus-Signals, sodass der PALplus-Empfänger gegenüber dem PAL-Empfänger eine höhere Luminarzbandbreite gewinnt. Dieses Verfahren heißt Motion Adaptive Colour Plus. Dadurch kann ein 16:9-Bild mit einer gegenüber einem 4:3-Bild benötigten höheren Frequenzbandbreite ausgestrahlt werden. Die Vorfilterung reduziert außerdem drastisch die Cross Colour-Störung. Das PALplus-Signal ist zum PAL-Verfahren kompatibel. Die 575 Zeilen des aktiven Bildinhalts werden in ein sogenanntes Kernbildsignal von 430 Zeilen und in ein Helpersignal mit 144 Zeilen aufgeteilt. Auf herkömmlichen Femsehempfängem werden die 430 Zeilen im Letter Box-Format wiedergegeben. Die Verwendung des PALplus-Coders auf der Senderseite ist auch bei der Ausstrahlung von 4:3-Sendungen möglich. Dabei wird nur das Colour-Plus-Verfahren eingesetzt, mit dem einige Verbesserungen der Bildqualität verbunden sind.

Aufbau des Monitorbilds

 

Das Farbbild eines Monitors mit Bildröhre entsteht in exakt der gleichen Weise, wie das eines Farbfernsehgeräts, mit dem Unterschied, dass die Elektronenoptik bei besseren Geräten noch wesentlich feiner fokussiert ist, um ein besonders scharfes Bild zu ergeben. Computermonitore haben zum Teil recht hohe Maximalauflösungen (typisch bis 1600x 1200 Bildpunkte, bessere Geräte erreichen sogar bis zu 2000x 1600 Punkte) und werden normalerweise im Abstand von etwa 80 cm betrachtet. Die Rasterung ist aber so fein (typisch 0,28 mm je Bildpunkt, der seinerseits aus drei Farbpunkten besteht), dass das Auge selbst in wenigen Zentimetern Abstand kaum einzelne Punkte ausmachen kann.

Obwohl die Monitore zur Erreichung höherer Auflösungen auch den so genannten Interlaced Modus beherrschen, der dem Prinzip der bereits erwähnten zeitversetzt geschriebenen Halbbilder folgt, werden Sie nahezu ausschließlich in Modi betrieben, die mindestens 70 vollständige Bilder pro Sekunde darstellen.

Impulsteil — horizontale und vertikale Ablenkung

In modernen Fernsehgeräten und Computermonitoren ist der Impulsteil inzwischen voll ständig digital aufgebaut. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, die Bildgeometrie in weiten Grenzen variabel zu halten und über ein eingeblendetes Menü zu verändern, sondern auch als Parametersatz flur einen Betriebsmodus abzuspeichern. Bei älteren Geräten, die die Impulsaufbereitung noch mit rein analogen Mitteln (Filtern und RC-Gliedern) bewerkstelligen, gibt es hierfür noch an verschiedener Stelle im Chassis verstreute Trimmer, Regler (Kerne von Spulen) und Potis.

Die Auslenkung der drei durch die Bildröhrenhochspannung beschleunigten Elektronen strahlen (3 Kathoden, 1 Anode) geschieht durch spezielle, rechtwinklig zueinander wirkende und veränderliche Magnetfelder, die den am Bildröhrenhals befindlichen Ablenkspulen (Horizontal- und Vertikalablenkspule) entstammen. Die dafür nötigen, sägezahnförmigen Ablenkspannungen werden vom Fernsehgerät in einer Vertikalstufe und einer Horizontalstufe selbst erzeugt (Vertikal- und Horizontaloszillator) und mit der aus dem Fernsehsignal gewonnenen Synchronisationsinformation synchronisiert (Amplitudensieb und Synchronisationsstufen, vgl. Abbildung 2). Damit wird das Fernsehbild auch dann aufgebaut — „Rauschen“ ist ja auch ein Bild — wenn kein Sendersignal verfügbar ist, nur eine Synchronisation findet nicht statt. Monitore beziehen ihre horizontale und vertikale Synchronisation hingegen im „Reinformat“, über eine oder zwei zusätzliche Leitungen. (Bei nur einer Leitung ist gleichfalls eine Impulstrennung erforderlich.) Sie tasten das Bild dunkel, wenn keine Synchronisationssignale mehr erkannt werden und gehen in den Energiesparmodus bzw. Standby-Betrieb über.

Modularer Aufbau und grober Signalfluss in einem Fernsehempfänger

Abb.:1

Während die Vertikalablenkung in der Praxis als weitgehend unabhängige Stufe aufgebaut ist, gewinnt man über die Horizontalstufe — sozusagen als „Nebeneffekt“3 — gleichzeitig die Hochspannung für den Betrieb der Bildröhre und die Fokussierung der Elektronen strahlen sowie einige weitere Betriebsspannungen. Dieses energietechnisch sehr vorteilhafte Konzept hat sich vor vielen Jahren als Standard in der Fernsehtechnik durchgesetzt und verleiht der Horizontalstufe eine zentrale Funktion — nicht nur für den Bildaufbau.

Abb. 2: Aufbau des Fernsehsignals nach der europäischen Fernsehnorm (PAL) — links Halbbild mit Bildwechsel- und Zeilensynchronimpulsen; rechts Zeile mit Zeilensynchronimpulsen und Burstsignal für Farbinformation

Kissenkorrektur

Die Geometrie der Bildröhre würde das Bild bei normaler Projektion an den Bildschirm- rändern kissenff5rmig verzerren. Daher besitzt jedes Fernsehgerät und jeder Monitor eine vertikal wirkende Nord-Süd-Kissenkorrektur und eine horizontal wirkende Ost-West Kissenkorrektur. Die dafür zuständigen Einheiten überlagern die Ströme der Ablenkspulen durch so genannte Parabelströme und entzerren so das Bild.

Signalteil — der Weg des Fernsehsignals

Die eigentliche Bild- und Toninformation ist dem hochfrequenten Fernsehsignal als Zusammensetzung mehrerer quasi-übereinanderliegender Signale aufmoduliert (VHF Bereich 1: 41 — 68 MHz, VHF-Bereich III: 174 — 223 MHz, UHF Bereich: 470 — 800 MHz, darüber die verschiedenen Satelliten-Frequenzbänder). Die Fernsehnorm ist, was

3 Energetisch gesehen spielt der Betrieb der Horizontalablenkspulen eine untergeordnete Rolle und verdient

es eher, als „Nebenprodukt“ bezeichnet zu werden. Bei einigen Modellen übernimmt die 1-lorizontalendstufe

sogar die Funktion des Schaltnetzteils mit und erzeugt alle im Gerät benötigten Betriebsspannungen.

den Signalaufbau betrifft, recht unorthodox und erklärt sich eigentlich nur aus dem historischen Kontext heraus. Für das Sendesignal stehen pro Kanal im VHF-Bereich eine Bandbreite von 7 MHz und im UHF-Bereich von 8 MHz zur Verfügung. Dies ist nicht viel, bedenkt man, dass bereits 5 MHz (15 625 *312,5) für ein Schwarz/Weißbild erforderlich sind. Dazu kommt nun noch das Tonsignal (inzwischen natürlich Stereo) und die Farbinformation. Bei hochauflösenden oder digitalen Fernsehnormen wird es noch komplizierter.

Wie auch immer, spezielle Modulationstechniken und -tricks machen es möglich, dass das so genannte Leuchtdichtesignal (eigentliches Schwarz/Weißbild- oder Y-Signal) in Amplitudenmodulation die beiden Farbsignale R-Y und B-Y mit Hilfe einer zusätzlichen 4,43 MHz-Farbhilfsträgerfrequenz (Burst) und das Tonsignal in Frequenzmodulation gerade noch ausreichend nebeneinander Platz finden. Bei den hochauflösenden analog orientierten Fernsehnormen muss natürlich noch trickreicher moduliert werden. Die seit einigen Jahren ausschließlich von Satelliten abgestrahlten digitalen Fernsehnormen ziehen endlich einen Schlussstrich unter diese verworrene Technologie und kommen nicht zuletzt aufgrund der verwendeten Kompressionsverfahren auf wesentlich schmalere Bandbreiten je Kanal, bei weitaus größerem Umfang an Bild- und Toninformation.

Die Aufgabe des Signalteils im herkömmlichen analogen Fernsehempfänger besteht nun hauptsächlich darin, das „Signalknäuel wieder zu entwirren“. Abbildung 1 verdeutlicht seine modulare Gliederung. Das Antennensignal wird im Tuner in der entsprechen den Bandbreite herausgeschnitten, verstärkt und in einer Mischstufe mit der Zwischenfrequenz 38,9 MHz versetzt, welche eine kräftige Verstärkung durch die ZF-Stufe mit spezieller Bandfiltercharakteristik ermöglicht. Am Ausgang der ZF-Stufe können Bild- und Tonsignale durch 5,5 MHz-Bandfilter (5,5 MHz ist der sog. Tonabstand im Fernsehsignal und gilt für die meisten in Westeuropa verwendeten Fernsehnormen) voneinander geschieden und getrennt demoduliert werden. Die Verarbeitung des Tonsignals hält sich an das Prinzip des klassischen UKW-Radioempfängers, auch was die weitergehende Stereo Dekodierung betrifft. Das Bildsignal (FBAS) erfordert dagegen eine weitere Auftrennung in einen Farbanteil F (RGB-Signale), einen Leuchtdichteanteil B (Y-Signal) und einen Austast- und Synchronisationsanteil (AS-Signale). Letzterer enthält übrigens zusätzlich noch die Informationen für Videotext. Der Leuchtdichteanteil wird schlicht durch Heraus- sieben des 4,43 MHz Farbanteils in einer Bandbreite von 1,3 MHz gewonnen. Damit ist klar, dass die reine Farbinformation eine viel geringere Auflösung als die Helligkeitsinformation besitzt und sich eine Farbpunktinformation auf ca. 4 Bildpunkte bezieht. Da bei reinen Schwarz/Weiß-Sendungen keine Farbinformation gesendet werden muss, besteht

4 Eine hohe Amplitude (75%) bedeutet einen schwarzen Bildpunkt und eine niedrige Amplitude (10%) einen weißen Bildpunkt.

Dazwischen liegt Grau. Die Synchronisationsimpulse sind als spezielle „Schwarzschultern“ (100 %) definiert.

5 G-Y wird aus Y, R-Y und B-Y rekonstruiert.

die Möglichkeit, bei solchen Sendungen über eine automatische Abschaltung (Farbabschalter) der 4,43 MHz-Falle im Leuchtdichteverstärker eine größere Bildschärfe zu er zielen, eine Technik, von der Fernsehstationen heutzutage keinen Gebrauch mehr machen.

Das Leuchtdichtesignal wird schließlich im Y-Verstärker noch einmal kräftig verstärkt und allen drei Kathoden mit einer Spannung von gut 100 V SS entweder direkt (bei Farbdifferenzansteuerung der Bildröhre) oder indirekt (bei RGB-Ansteuerung als gemeinsamer Y-Summand für die Signale R-Y, B-Y und G-Y) zugeführt.

Das Farbartsignal erfährt noch weitere Behandlung, die je nach Fernsehnorm (PAL oder SECAM) unterschiedlich ausfällt. Zunächst wird recht aufwändig die senderseitig unter drückte 4,43 MHz-Trägerfrequenz erzeugt und synchronisiert — die Synchroninformation lässt sich dem AS-Anteil am Ende einer jeden Zeile entnehmen (vgl. Abbildung 2 rechts). Das über einen Bandfilter aus dem FBAS-Signal herausgesiebte Farbartsignal kann dann im Zusammenspiel mit der regenerierten Farbhilfsträgerfrequenz in zwei um 90° phasenverschobene Teile zerlegt werden, die die Grundlage für das R-Y- und B-Y Signal bilden. Das in Deutschland verwendete PAL-Verfahren sieht nun vor, dass, z.B. im Gegensatz zum amerikanischen NTSC-Verfahren6 , die Farbechtheit der so gewonnenen Information trotz Einflüssen durch ungünstige Empfangsbedingungen (Phasenverschiebungen) gewährleistet bleibt. Die PAL-Kodierung des Farbartsignals nutzt geschickt einen „physikalischen Trick“ aus, der darin besteht, dass die R-Y-Farbinformation je zweier aufeinanderfolgender Zeilen eines Halbbilds zueinander jeweils um 180° phasenverschoben gesendet werden — d.h. eine Zeile trägt die „richtige“ Farbinformation und die nächste genau die im Rotanteil komplementäre (Rot wäre also Grün, Hellgrün Orange und Gelb sowie Blau unverändert)7 Aus je zwei Zeilen lässt sich dann durch geschickte elektrische Addition exakt der senderseitig „gemeinte“ Farbton herstellen. Damit es möglich ist, zwei nacheinander gesendete Zeilensignale gleichzeitig zu verwenden, besitzt jede PAL Farbstufe als typisches Merkmal ein 64 µs-Verzögemngsglied in Form eines Kristalls mit Ultraschallgeber- und -nehmersystem. Nachdem der HF-Anteil herausgefiltert ist, wird das R-Y-Signal jeder zweiten Zeile umgepolt (PAL-Schalter) und der „Dematrix“ zugeführt, wo durch elektrische Addition aus den schließlich phasenrichtigen Signalen R-Y und B-Y das Signal G-Y rekonstruiert werden kann.8

Drei identisch aufgebaute Signalverstärker in der RGB-Endstufe, die nun wiederum auch wieder in Monitoren zu finden sind, verstärken die Farbinformationen schließlich je nach verwendetem Ansteuerungsverfahren entweder unverändert oder unter Addition des Y Signals so, dass die Elektronenstrahlen der drei Bildröhrenkathodensysteme geeignet damit geregelt werden können.

6 Für das ältere NTSC-Verfahren hat sich daher die unrühmliche Akronym-VerwörtlichungNever The Same Color“ (niemals die gleiche Farbe) eingebürgert.

7 Das Prinzip lässt sich am besten anhand eines Farbkreises nachvollziehen, bei dem ein rechtwinkliges Koordinatensystem eingetragen ist. Eine Achse beschreibt das R-Y-Signal und die andere das B-Y-Signal).

8Der Rekonstruktion liegt die Summenformel R+B+GY zugrunde.

 

Fehlerbilder von Fernsehgeräten und Monitoren

Die Fehlerdiagnose beginnt mit der genauen Analyse des Fehlerbilds. Wir unterscheiden zwischen Impulsfehlern und Signalfehlern. Impulsfehler machen sich durch einen fehlenden, fehlerhaften oder verzerrten Bildaufbau (Geometrie) bemerkbar, während sich Signalfehler in schlechter, gar keiner oder farblich veränderter Bildwiedergabe bei korrektem Bildaufbau äußern.

Fehlerbilder des Impulsteils

Wir beginnen mit dem „einfacheren“ Impulsteil, da er fehleranfälliger ist. Gut 70% der Fehler rühren von einem Defekt in der Zeilenendstufe her, die wegen ihrer Funktion als energetisches Zentrum und der hohen Spannungen, die sie zu erzeugen hat, besonders anfällig für Alterung und Halbleiterdefekte ist. Seltener, etwa zu 20%, weist das Netzteil einen Defekt auf. Weitere häufig vorkommende Ausfälle gehen auf das Konto der Ost-West-Kissenentzerrung und der Vertikalendstufe. Sie sind anhand der typischen Fehlerbilder leicht zuzuordnen.

Achtung Vorsicht!!!

An der Bildröhre eines Fernsehgeräts oder Monitors liegen hohe Spannungen da der Zeilentrafo Strom speichert auch nach Tagen noch an. Die Beschleunigungsspannung zwischen Kathoden und Anode beträgt 25 kV (=25000V). Um den Anschluss zu finden, verfolgen Sie den Hochspannungsausgang des Zeilentrafos. Beachten Sie, dass die Isolation dieses Kabels spröde sein kann und tödliche Schläge zu befürchten sind. An der Steckerfassung der Bildröhre hingegen findet man (meist hinter einer Isolierung oder Einfassung) die Fokusspannung, die etwa 5 kV beträgt und mit der gleichfalls nicht zu spaßen ist.

 

 

Fehlerbild

Keine Funktion, kein Bereitschaftslicht.

mögliche  Ursachen 

Stromzuführung, Sicherungen, Einschalter.

Abhilfe    

Überprüfen Schaltnetzteile, Computernetzteile.

Fehlerbild 

Keine Funktion, Sicherung fällt nach Austausch sofort wieder.

mögliche Ursachen 

Netzteil (Gleichrichterdioden) oder Kurzschluss in Zeilenendstufe oder Hochspannungsgleichrichtung (Kaskade).

Abhilfe           

Netzteil und Zeilenendstufe überprüfen Schaltnetzteile, Computernetzteile.

Fehlerbild         

Keine Funktion, aber Bereitschaftslicht vorhanden, Gerät reagiert auf manuelle Bedienung.

Mögliche Ursachen 

Fernseher Fernsteuerung defekt oder Batterien leer (Sende Monitor Grafikkarte des Computers liefert kein (Sync-)Signal.

Abhilfe    

Batterie überprüfen, manuelle Bedienung verwenden.

 

mögliche Ursachen

Fernseher Fernsteuerungsempfänger defekt.

Abhilfe

Fachbetrieb.

Fehlerbild

Keine Funktion, Bereitschaftslicht vorhanden, Gerät reagiert nicht auf manuelle Bedienung.

mögliche Ursachen

Einschaltrelais, Stand by Schaltung defekt (Stromversorgung?).

Abhilfe

Schaltkontakte und Schaltstufe des Relais prüfen.

mögliche Ursachen

Schaltnetzteil defekt.

Abhilfe

Dioden und Leistungstransistoren durchmessen und Trafoanschlüsse auf kalte Lötbetten überprüfen Schaltnetzteile, Computernetzteile).

mögliche Ursachen

Überlastschutz hat angesprochen oder Strombegrenzung aktiv wegen Kurzschluss oder Unterbrechung in Lastkreis (meist in Zeilenendstufe); Leistungswiderstand oder Sicherungswiderstand defekt (meist in Zeilenendstufe).

Abhilfe

Suche auf Endstufen konzentrieren; Sichtkontrolle und Durchmessen von Leistungswiderständen und von Widerständen mit kleinem Wert (kleiner etwa 15

Fehlerbild

Wiederholtes Anschwingen des Schaltnetzteils.

mögliche Ursachen

Kaskade defekt oder sonstiger Kurzschluss — fast immer in der Zeilenendstufe (Halbleiter oder Kondensator durchgeschlagen).

Abhilfe

Dioden, Transistoren (bzw. Thyristoren) und Kondensatoren in Zeilenendstufe überprüfen, auch Glimmerscheiben (Isolierscheiben) auf Durchschläge untersuchen.

Fehlerbild

Kein Bild; Programmanzeige normal, Ton normal — Prüfung mit der Hand über Bildfläche ergibt kein typisches Kn kein Zeilenpfeifen hörbar.

mögliche Ursachen

Zeilenendstufe arbeitet nicht: Unterbrechungen in der Stromzuführung oder keine Impulsansteuerung der Endstufe (oft ist der Fehler auch in Treiberstufe gelegen, dann meist an einem kalten Lötbett des Überträgers). Bei Thyristorendstufe: Kurzschluss des Hinlaufthyristors.

Abhilfe

Stromzuführung und Impulsansteuerung (zuerst Treiberstufe, dann Horizontaloszillator) überprüfen, nach kalten Lötstellen und durchgeschlagenen Isolierscheiben suchen.

Fehlerbild

Kein Bild; Programmanzeige normal, Ton normal — Prüfung mit der Hand über Bildfläche ergibt kein typisches Knistern, Zeitenpfeifen schwach hörbar.

mögliche Ursachen

Kaskade oder Hochspannungswicklung des Zeilentrafos defekt, oder es fehlt eine Betriebsspannung.

Abhilfe

Dioden und Sicherungswiderstände in Zeilenendstufe, Wicklungen des Zeilentrafos überprüfen.

Fehlerbild

Gerät schaltet sich mittendrin (eventuell kurzzeitig) ab oder auf Programm 1 zurück.

mögliche Ursachen

Funkenüberschlag in Hochspannungsteil und/oder Kontaktschwäche in Zeilenendstufe.

Abhilfe

Funkenüberschlag bei Dämmerlicht lokalisieren und Lötstellen überprüfen.

mögliche Ursachen

Kaskade gealtert (meist) oder Hochspannungsspule hat lsolationsdefekt (selten).

Abhilfe

Wenn die Kaskade separat von Zeilentrafo, kann ein Austausch lohnen, bei einem Defekt des Zeilentrafos (50 bis 100 €) lohnt sich die Sache oft nicht mehr.

mögliche Ursachen

Dämpfungsglied in Endstufe defekt, oder Glimmerscheibe (Isolierscheibe) hat lsolationsschaden

Abhilfe

Überprüfen und ggf. austauschen.

Fehlerbild

Unangenehmes Zeilenpfeifen (nach einiger Zeit meist verschwindend oder erst auftretend).

mögliche Ursachen

Dieser Fehler ist häufig unkritisch: Bauteile in Zeilenendstufe schwingen hörbar (meist Zeilentrafo).

Abhilfe

Bauteile mechanisch fixieren, Zeilentrafo beispielsweise durch Heißkleber, Schrauben nachziehen, Bleche besser befestigen.

Fehlerbild

Seitlich verzerrtes Bild trotz guten Antennensignals

mögliche Ursachen

Horizontalsynchronisation arbeitet fehlerhaft (Amplitudensieb)

Abhilfe

Fehler schwierig zu finden, evtl. IC versuchsweise austauschen.

Fehlerbild

Seitlicher Bilddurchlauf ( Abbildung 3a)

mögliche Ursachen

Horizontalsynchronisation gestört, Fehler liegt meist am Amplitudensieb, evtl. auch ZF-Fehler oder starker Nachbarsender.

Abhilfe

Fehler schwierig ohne Oszilloskop zu lokalisieren, evtl. Amplitudensieb IC versuchsweise austauschen, Fachbetrieb.

Fehlerbild

Bild seitlich weggekippt (vgl. Abbildung 3b).

Mögliche Ursachen

Horziontalfrequenz verstellt, (meist wegen Fehler in Zeilenendstufe —Zeilentrafo, Kapazität etc.), Horizontale Synchronisation ausgefallen. Monitor Abgleich per Menü versuchen, gegebenenfalls auch Grafikkarte defekt oder Monitorkabel/-stecker hat Unterbrechung

Abhilfe

Einstellung versuchen, falls das nicht klappt, Hochvolt-Kondensatoren in Zeilenendstufe versuchsweise austauschen, ansonsten dürfte der Fehler schwierig zu beheben sein.

Fehlerbild

Kein Bild, sondern heller Strich — Strich gerade (vgl. Abbildung 3c).

mögliche Ursachen

Vertikalendstufe ausgefallen (meist) oder Vertikalansteuerung fehlt (oft hat Bild-Einstell-Trimmer Kontaktprobleme) oder Betriebsspannung für Vertikalendstufe fehlt (Sicherung, Netzteil defekt)

Abhilfe

Versorgungsspannung der Vertikalendstufe sicherstellen und Bauteile durchmessen (Transistoren, Spulen, Lötstellen), Bildeinstelltrimmer leicht verdrehen (vor oder bei Einschalten des Geräts Helligkeit zurück drehen, um Bildröhre zu schonen), Vertikaloszillator versuchsweise austauschen.

Fehlerbild

Kein Bild, sondern heller Strich — Strich leicht wellig (vgl. Abbildung 3d).

Mögliche Ursachen

Kurzschluss in Vertikalablenkspule.

Abhilfe

Kurzschluss nachweisen — Reparatur nur durch Fachbetrieb, lohnt aber meist nicht.

Fehlerbild

Bildhähe verändert — ein wenig (vgl. Abbildung 3e).

mögliche Ursachen

Einstellung falsch.

Abhilfe

Möglichst ein Testbild einstellen, Bildhöhe mit Trimmwiderstand BH oder per Menü justieren, evtl. auch Bildlinearität mit Trimmwiderstand BL nachstellen.

Fehlerbild

Bild stark verkleinert und verzerrt (z.B. nur halbe Höhe), evtl. überlagert (vgl. Abbildung 3f).

Mögliche Ursachen

Transistor in Vertikalendstufe defekt (meist), Feinschluss in Ablenkspule (selten).

Abhilfe

Endstufentransistoren oder 10 auf Kurzschluss überprüfen, Vertikalablenkspulen trennen und Widerstand vergleichen.

Fehlerbild

Bild stark vergrößert (vgl. Abbildung 3g).

Mögliche Ursachen

Gegenkopplung in Vertikalendstufe fehlt oder ist vermindert.

Abhilfe

Einstellung versuchen, Gegenkopplungsglied überprüfen, gegebenen falls IC versuchsweise austauschen.

Fehlerbild

Bild läuft nach oben oder unten (vgl. Abbildung 3h; kommt bei moderneren Geräten nur noch selten vor).

Mögliche Ursachen

Vertikalfrequenz falsch eingestellt.

Abhilfe

Einstellregler für Bilddurchlauf justieren.

Fehlerbild

Bild läuft nach oben oder unten, Einstellung nicht möglich.

Mögliche Ursachen

Vertikalsynchronisation fehlerhaft.

Abhilfe

Amplitudensieb überprüfen, IC versuchsweise austauschen.

Fehlerbild

Bild ist seitlich eingedrückt (vgl. Abbildung 3i); Ost-West-Kissen sichtbar.

mögliche Ursachen

Ost-West-Kissenentzerrung verstellt (OW- Trimmer) oder defekt (meist Diode bei Zeilentrafo defekt, evtl. auch Sicherungswiderstand).

Abhilfe

OW- Einstellung versuchen, Stromversorgung ab Zeilentrafo untersuchen (Gleichrichterdiode und Sicherungswiderstand), OW- Leistungstransistor durchmessen; IC versuchsweise austauschen.

Fehlerbild

Bild oben und unten eingedrückt (vgl. Abbildung 3j), Nord-Süd Kissen sichtbar.

mögliche Ursachen

Nord-Süd-Kissenentzerrung verstellt (NS-Trimmer) oder schadhaft, meist jedoch Diode defekt.

Abhilfe

NS-Einstellung versuchen, Stromwege in Richtung Horizontalablenkspule (ab Zeilentrafo) untersuchen; 10 versuchsweise austauschen.

Fehlerbild

Senkrechte helle ausgefranste Striche (vgl. Abbildung 3k).

Mögliche Ursachen

Zeilentrafo oder Kaskade hat lsolationsschaden.

Abhilfe

Austausch durch Fachbetrieb, lohnt aber meist nicht.

Fehlerbild

Bild verschwommen (verändert sich oft zeitlich).

mögliche Ursachen

Fokusspannung falsch eingestellt oder Kaskadenstufe defekt.

Abhilfe

Bildschärfe am Fokusregler einstellen, wenn das nicht hilft, wird es wohl an der Kaskade oder Bildröhre liegen.

Abb. 3: Bildfehler — hervorgerufen durch Impulsteil

Schwieriger ist es dagegen, Fehler im Signalteil zu lokalisieren. Für die Selbstreparatur mit „Hausmitteln“ scheiden sich hier sehr schnell die Geister. Einfach zu diagnostizieren und zu beheben sind eigentlich nur noch (die allerdings vergleichsweise häufigen) Defekte in den RGB- Endstufen. Bei der Fehlersuche kommt einem der identische Aufbau der drei Verstärkereinheiten sehr entgegen. Das Fehlerbild macht sich durch eine Blau-, Rot-, oder Grün-Verfärbung oder ein Fehlen dieser Farben im Schwarz/Weißbild bemerk bar. Falls der Fehler zeitabhängig auftritt, hilft ein Kältespray gut weiter.

Achtung Vorsicht

 An der Bildröhre eines Fernsehgeräts oder Monitors liegen hohe Spannungen an. Die Beschleunigungsspannung zwischen Kathoden und Anode beträgt 25 kV. Um den Anschluss zu finden, verfolgen Sie den Hochspannungsausgang des Zeilentrafos. Beachten Sie, dass die Isolation dieses Kabels spröde sein kann und tödliche Schläge zu befürchten sind. An der Steckerfassung der Bildröhre hingegen findet man (meist hinter einer Isolierung oder Einfassung) die Fokusspannung, die etwa 5 kV beträgt und mit der gleichfalls nicht zu spaßen ist.

 

Sicherheitshinweise

Die Bildröhren von Farbfemsehempfängern benötigen eine Betriebsspannung von bis zu 25.000 Volt eine Spannung, die absolut lebensgefährlich ist Vermeiden Sie deshalb jede Annäherung an die hochspannungsführenden Teile (Hochspannungstransformator, Hochspannungskaskade, Hochspannungskabel, Bildröhrenanode, auch alle anderen Bildröhrenanschlüsse) während des Betriebs. Insbesondere die als Kondensator wirkende Anode der Bildröhre (Hochspannungsanschluss), aber auch andere Kondensatoren können selbst einige Zeit nach Abschalten des Geräts noch erhebliche Restladungen aufweisen und kräftigst „Schläge“ austeilen (vor Austausch der Kaskade, Entladung über geeigneten Wider stand gegen Erdpotenzial vornehmen oder mehrere Stunden warten). Messungen am laufenden Fernsehgerät dürfen Sie nur vornehmen, wenn die Potenzialfreiheit durch ein schutzisoliertes Schaltnetzteil, einen Netztransformator oder besser noch durch einen vorgeschalteten Trenntransformator gewährleistet ist. Schaltnetzteile fuhren selbst grundsätzlich Netzpotenzial (z.B. auch am Kühlblech des Leistungs-Schalttransistors), und eine Netztrennung besteht erst sekundärseitig. Am vor Ihnen ausgebreiteten Chassis lokalisieren Sie nun unter Beachtung der Platinenaufschriften folgende Einheiten und Module (bei den meisten Geräten sind Signalteil und Impulsteil örtlich gut getrennt):

  1. Einschalter, Netzteil bzw. Schaltnetzteil, Sicherungen und Entmagnetisierung (Stromanschlusskabel verfolgen) — Schaltnetzteile sind gut am gedrungen wirkenden Überträger zu erkennen, bei kleinen Geräten dient oft der Zeilentransformator zur Netztrennung. Die meist im Netzteil sitzende Entmagnetisierungsschaltung  ist direkt an die Entmagnetisierungsspule angeschlossen, welche in halbem Radius am Bildröhrenglaskolben als „Kabelbaum“ entlangläuft.
  2. Zeilenendstufe mit Zeilentransformator, Kaskade und Endstufenstransistor bzw. - thyristoren auf großem Kühlblech (bei älteren Geräten meist in Käfig) — erkenntlich durch das an der Kaskade herausgeführte Hochspannungskabel, das seitlich in die Bildröhre führt. Bei älteren Geräten mit großer Bildschirmdiagonale sind Zeilentransformator und Kaskade getrennte Einheiten, ansonsten bilden sie meist eine einzige Einheit.
  3. Vertikalendstufe — erkennbar als typische Gegentaktendstufe mit zwei Endstufentransistoren auf Kühlkörper, evtl. auch IC.
  4. Ost- West-Kissenentzerrung — Aufschrift auf Platine beachten.
  5. RGB-Endstufen — das Modul befindet sich entweder direkt auf der Platine mit der Bildröhrenfassung oder lässt sich anhand des typischen Flachbandkabels mit rot-blau-grünen Adernisolationen erkennen.
  6. Tuner und ZF-Modul — erkenntlich als kleine Metallkästen in Zigarettenschachtelform (gesteckt), wobei der Antenneneingang unmittelbar in den Tuner führt.
  7. Luminanz- und Farbartmodul — gut erkennbar durch senkrecht herausstehendes nicht ganz streichholzschachtel-großes, meist grünes oder blaues PAL-Verzögerungselement.
  8. Tonmodul — erkenntlich am Lautsprecheranschluss
  9. Bedienmodul und Fernsteuermodul — das Bedienmodul sitzt normalerweise in der Nähe der Bedienelemente, das Fernsteuermodul fällt meist durch ein Relais auf. Bevor Sie loslegen, nehmen Sie eine grobe Klassifizierung des Fehlers anhand des Fehlerbilds und der Fehlerbildtabellen vor. Dann wenden Sie die auf Seite 446 beschriebene„formale Methode an. Wenn der Fehler damit nicht gefunden werden kann, besorgen Sie sich einen Schaltplan. Die nächste ernst zu nehmende Reparaturwerkstätte wird Ihnen vielleicht weiterhelfen; es gibt aber auch Betriebe, die sich auf das Geschäft des Hortens und Fotokopierens von Schaltplänen spezialisiert haben — zu zünftigen Preisen versteht sich (recht gut sortiert, aber nicht billig ist beispielsweise der Schaltungsdienst Lange, im Internet: http://www.schaltungsdienst.com).  Sie  können natürlich auch gezielt nach bestimmten Schaltplänen und Ersatzteilen, insbesondere für Computermonitore suchen, Einstellarbeiten, die am laufenden Gerät durchgeführt werden müssen, überlassen Sie entweder einem Fachbetrieb, oder Sie fuhren sie mit einem isolierten Schraubenzieher am gut gegen Umkippen gesicherten Chassis einhändig aus. Über einen Spiegel können Sie dabei das Bild beobachten. Verstellen Sie nur Einstellwiderstände, von denen Sie eindeutig wissen (etwa aufgrund der Platinenbeschriftung), welche Funktion sie haben.

Beachte

Betreiben Sie das Gerät grundsätzlich nur, wenn alle Module eingebaut sind und alle Stecker wieder an ihrem Platz sitzen. Entfernen Sie nie ein Modul oder einen Stecker während des Betriebs.

Kaskade prüfen und austauschen

Während in modernen Fernsehgeräten und Monitoren der Zeilentransformator und die Hochspannungsgleichrichtung zu einem Bauteil integriert sind, verwenden ältere Fernsehgeräte noch eine externe Kaskade zur Gleichrichtung der Hochspannung. Die Kaskade ist eine Spannungs-Vervielfacherschaltung, bestehend aus fünf Hochspannungsdioden und fünf Hochvoltkondensatoren, die die bei ca. 4,5 KV liegende Ausgangsspannung des Zeilentransformators auf 25 KV hochtransformiert und gleichrichtet. An einem Abgriff (UF) wird zusätzlich die Fokusspannung für die Bildschärfe gewonnen und durch einen regelbaren Spannungsteiler (Hochvolt-Potentiometer) auf etwa 4,8 KV eingestellt. Bei so großen Spannungen ist die Bauteilbelastung nicht unerheblich, daher sind Kaskadendefekte eine recht häufige Fehlerquelle. Eine kaputte Kaskade überlastet in den meisten Fällen die Zeilenendstufe dauerhaft oder kurzzeitig, bis eine Schutzschaltung anspricht und das Gerät abschaltet. Aus diesem Grund sind defekte Hochvolttransistoren in Zeilenendstufen oft auf eine defekte oder gealterte Kaskade zurückzuführen. Ein Kaskadendefekt, der zum Abschalten der Versorgungsspannung für die Zeilenendstufe führt (Sicherung, Schutzschaltung oder Schaltnetzteil), lässt sich durch einen Trick einfach diagnostizieren, sofern Zeilentrafo und Kaskade keine Einheit bilden: Man trennt die Verbindung zwischen Hochspannungswicklung des Zeilentransformators und dem Anschluss U an der Kaskade und schaltet das Gerät kurz ein. Wenn die Schutzschaltung nicht mehr anspricht und das Pfeifen des Zeilentransformators jetzt ertönt muss die Kaskade ausgetauscht werden. Vor dem Austausch der Kaskade muss sichergestellt sein, dass die Bildröhre keine Ladung mehr besitzt. Dieser Fall ist meist gegeben, wenn die Kaskade einen Totalausfall des Geräts verursacht. Funktioniert die Kaskade aber (teilweise) noch, muss die Bildröhrenanode entweder explizit geerdet werden (am besten über einen hochohmigen Widerstand) oder Sie warten einige Stunden, bevor Sie den Anodenanschluss mit einer gut isolierten Zange ziehen. Erden Sie keinesfalls über das Chassis — erstens führt es kein Erdpotenzial und zweitens zerstören Sie damit jede Menge der empfindlichen ICs. Ein in die Nähe des Hochspannungskabels (keinesfalls direkt an den Anodenanschluss) gehaltener Phasenprüfer müsste bei noch vorhandener Ladung kräftig leuchten. Vor dem Wideranschluss der Anode sollte die Bildröhre am Anodenanschluss noch einmal geeignet entladen werden, nicht zuletzt, um auch Defekten an den empfindlichen ICs vorzubeugen. Nach erfolgreichem Hochlaufen des Geräts muss die Fokusspannung noch auf größte Bildschärfe eingestellt werden.

Die formale Methode

1. Anamnese — bringen Sie die Hintergründe und Begleitumstände eines Ausfalls ge nauestens in Erfahrung. So können beispielsweise auf dem Gerät abgestellte Zimmer pflanzen und Bücherberge auf Feuchtigkeits- und Überhitzungsdefekte verweisen, oder ein vorangegangener Stromausfall durch Blitzeinschlag in das Stromnetz auf Überspannungsfehler (durchgeschlagene Halbleiter und Kondensatoren, unterbrochene Widerstände etc.) schließen lassen.

2. Differenzielle Diagnostik — beobachten und analysieren Sie das Fehlerbild gut. Gelegentliche oder sich ankündigende Ausfälle verweisen auf Wackelkontakte, thermische Instabilitäten oder mechanische Probleme. Meist kann aufgrund des Fehlerbilds bereits recht gut auf eine bestimmte Stufe geschlossen werden, vorausgesetzt der modulare Funktionsaufbau eines Geräts ist einigermaßen bekannt.

3. Stromversorgung sicherstellen — prüfen Sie zuerst, ob das Gerät korrekt angeschlossen ist, und die zum Gerät gehenden Strom- und Verbindungskabel keine Schäden haben (Haustierfraß, Quetschungen, Kurzschlüsse beispielsweise an Lautsprecherkabeln, abgerissene Stecker etc.).

4. Module ausmachen — ziehen Sie den Netzstecker und öffnen Sie das Gerät, damit Sie sich einen Überblick über die vorhandenen Module verschaffen können. Lokalisieren Sie das Netzteil, (alle) Sicherungen, Eingangs- und Ausgangsmodule sowie die Hauptmodule. Für die Binnengliederung helfen oft Aufschriften auf den Platinen weiter.

5. Bei Totalausfall auf Einschalter und Netzteil konzentrieren — wenn ein Totalausfall vorliegt, überprüfen Sie alle Sicherungen und konzentrieren sich zuerst auf die Stromversorgung (vgl. Abschnitt 18.2 „Netzteile“). Ist dort ein Ausfall vorhanden und behoben, sollten zusätzlich die Endstufen begutachtet werden.

6. Augendiagnostik — nehmen Sie in aller Ruhe bei gutem Licht und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Lupe eine ausgiebige Sichtkontrolle vor. Suchen Sie nach unnatürlichen Verfärbungen an Bauteilen, verdächtigen Lötstellen und Brandspuren, sowie Platinenbrüchen und Oxidationsspuren durch Feuchtigkeitseinwirkung.

7. Bewegte Teile testen — messen Sie die (Schalt-)Funktionen der mechanischen Bau teile, Schalter, Schaltleisten, Taster, Potentiometer, Relais durch.

8. Leistungsbauteile testen — Leistungsdioden (stabilere Bauformen), Leistungstransistoren (Transistoren mit Kühlkörper), Transformatoren (Lötanschlüsse auf Feinrisse untersuchen) und Widerstände haben die meisten Defekte. Selbst bei einem Fernsehgerät ist das in wenigen Minuten erledigt. Bei zwielichtigen Messergebnissen bauen Sie das Bauteil kurz aus und messen es im ausgelöteten Zustand noch einmal durch.

9. Thermische Probleme sichten — bei thermischen Problemen arbeiten Sie mit einem Kältespray und oder Fön am laufenden Gerät (Sicherheitshinweise von Abschnitt 15.4 beachten).

9. Wackelkontakte sichten — bei Wackelkontakten klopfen Sie mit dem Isoliergriff eines Schraubenziehers oder einem nichtmetallischen Werkzeug die Platine des laufenden Geräts vorsichtig ab und kreisen die sensible Stelle ein. Zu 90% wird eine kalte Lötstelle, ein Leiterbahnriss oder ein oxidierter Steckkontakt dafür verantwortlich sein. Manchmal sitzt ein Wackelkontakt auch in einem Bauteil und wird sich dann meist zusätzlich als thermischer Fehler bemerkbar machen. Wackelkontakte lassen sich auch mit der Piepsfunktion eines Messgeräts im spannungslosen Zustand gut auffinden.

Wackelkontakte

Für die Schnellsuche nach Wackelkontakten und Spannungsüberschlägen in Leistungsstufen schaffen Sie Dämmerlicht und warten Sie, bis sich Ihre Augen gut daran gewöhnt haben. Klopfen Sie die Platine des laufenden Geräts dann (unter strikter Beachtung eines Sicherheitsabstands) mit einem isolierten Schraubenziehergriff oder nichtmetallischem Werkzeug vorsichtig ab — die Kontaktschwäche wird sich durch kleine blaue Funken verraten.

10. Versuchsweiser Austausch — wenn ein Gerät gleicher Bauart als Ausschlachtopfer vorhanden ist oder die Analyse den Verdacht auf bestimmte nicht übermäßig teure Bauteile verdichtet hat, lohnt sich oft der versuchsweise Austausch.