Stellt man sich die Modulation in dem Zeigerdiagramm vor, so steckt beim jeweiligen Zeiger in der Phase (Richtung) die Farbart (der Farbton), in der Länge des Zeigers der Farbkontrast (die Farbsättigung). Treten Phasenfehler auf, würden diese sich bei einer einfachen Demodulation wie bei NTSC als Farbtonfehler zeigen. Jedoch wird bei PAL in jeder zweiten Zeile der Träger der Rotkomponente um 180 Grad gedreht. Bei der Demodulation wird dieser entsprechend wieder zurückgedreht. Ein eventuell aufgetretener Phasenfehler wird mitgedreht und mittelt sich über zwei aufeinanderfolgende Zeilen aus.

1. Zeigerdiagramm: Zeile n, schwarz Originalzeiger, blau Zeiger mit Phasenfehler
2. Zeigerdiagramm: Zeile n+1, Phase um 180 Grad gedreht
3. Zeigerdiagramm: Lage der Zeiger in der Zeile n+1 nach Rückdrehung
4. Zeigerdiagramm: schwarz: vektorielle Addition der beiden originalen Zeiger, in blau Addition der beiden phasenfehlerbehafteten Zeiger

Dabei geht man davon aus, dass sich von Zeile zu Zeile die Farbinformation ca. wenig ändert und der zu verdeckende Farbfehler sich ebenfalls von Zeile zu Zeile wenig ändert.

Über diesen Voraussetzungen wird der Farbtonfehler 1. Ordnung in einen Farbsättigungsfehler 2. Ordnung umgewandelt, der vom Auge wesentlich schwieriger wahrzunehmen und daher vernachlässigbar ist.

Da zur Dekodierung des PAL-Signals jeweils die Information der aktuellen sowie der vorherigen Zeile benötigt werden, durchläuft das eingehende PAL-Signal in dem Empfänger eine Verzögerungsleitung mit einer Laufzeit knapp der Länge einer Fernsehzeile (63,943 μs) zur Speicherung. Ausgegeben wird dann jeweils ein Mittelwert zwischen dem gerade einlaufenden und dem aus der vorigen Bildzeile gespeicherten Signal.

Moderne (digitale) PAL-Decoder arbeiten wesentlich aufwendiger:

• es werden vorherige und folgende Zeilen verrechnet, um Helligkeits- und Farbsignal besser zu trennen (2D Comb Filtering)
• es werden vorherige und folgende Bilder verrechnet, um Helligkeits- und Farbsignal besser zu trennen (3D Comb Filtering)
• es wird keine Mittlung von Zeilen zur Farbtonkorrektur benutzt, sondern auf Grundlage statistischer Größen eine Korrekturgröße für das Farbsignal berechnet

Für die Grundlagen der Farbübertragung siehe ebenda. Siehe auch: Fernsehsignal.

Zum Verständnis der PAL-Farbträgerfrequenzwahl wird zuerst die einfachere Wahl bei NTSC erklärt:

Die Farbträgerfrequenz wurde so gelegt, daß das durch sie hervorgerufene Stör-Moire (vor allem auf den bereits existierenden Schwarz-Weiß-Empfängern) möglichst unauffällig ist und gleichzeitig feinstrukturierte Helligkeitsinformationen (feinkarierte Hemden in dem Bild u.ä.) möglich wenig störende Farbbilder verursachen. Zugleich darf jedoch auch das Tonsignal nicht gestört werden.

Dazu wird:

• eine möglichst hohe Frequenz gewählt, die jedoch noch weit genug vom Tonsignal (4,5 MHz) entfernt sein muss
• die Anzahl der Farbträgerschwingungen pro Zeile so gelegt, daß nach benachbarte Zeilen die Phase des Farbtträgers um 180° gedreht ist (dies ist nicht das gleiche wie das Phasendrehen des fertigen Farbsignals bei PAL).

Das ergibt dann 4,5 MHz / 286 * 227,5 Perioden = 3,57954545 MHz für den Farbträger bei der NTSC-Farbmodulation. Es werden etwa 1,3 MHz des unteren Seitenbandes und 0,4 MHz des oberen Seitenbandes davon übertragen. Durch die Natur des Farbsignals treten dabei ganz bestimmte Frequenzen in diesen Seitenbändern wesentlich stärker auf als andere; in dem Empfänger genügt es diese Frequenzen aus dem Schwarz-Weiß-Bild wieder "herauszufischen", um eine ziemlich saubere Trennung von Helligkeits- und Farbinformation zu erreichen.

Die Farbträgerfrequenz wurde so gelegt, daß das durch sie hervorgerufene Stör-Moire möglichst unauffällig ist und gleichzeitig feinstrukturierte Helligkeitsinformationen möglich wenig störende Farbbilder verursachen.

Dazu wird:

• eine möglichst hohe Frequenz gewählt, der jedoch weit genug vom Tonsignal (5,5 MHz) entfernt ist.
• die Anzahl der Farbträgerschwingungen pro Zeile so gelegt, daß nach zwei Zeilen die Phase des Farbträgers um 180° gedreht ist. Alle zwei Zeilen deswegen, weil benachbarte Zeilen durch die 180° PAL-Phasenschaltung unterschiedlich aussehen, deswegen wird in dem Gegensatz zu NTSC das Diagonalraster nicht zwischen Nachbarzeilen, sondern zwischen Zeilen mit einem Abstand von 2 aufgebaut. Insgesamt wiederholt sich die Phasenlage also alle vier Zeilen.
• der Farbträger wird zusätzlich noch um 25 Hz erhöht, damit das Störraster zwischen den Halbbildern alterniert. Dies ist nötig, weil die Zeilenzahl 625 -- anders als die NTSC-Zeilenzahl 525 -- bei der Teilung durch 8 einen Rest von 1 ergibt, wodurch ein langsam wanderndes Störmuster entsteht, das auffälliger ist als ein schnell wanderndes, wie es bei einem Rest von 3 entsteht. Bei PAL-M, also PAL mit 525 Zeilen, wird diese Korrektur daher nicht benutzt. Auch die meisten DVD-Player, Spielkonsolen und digitalen Satelliten-Receiver erzeugen diese Korrektur nicht, da sie in Digitaltechnik ca. mit relativ aufwendigen - und daher teuren - Komponenten erzeugt werden kann. Es schaut ja kaum jemand DVDs auf Schwarzweiß-Fernsehern, und auf Farbgeräten sind die Störungen sowieso weniger stark sichtbar.

Das ergibt dann 15625 Hz * 283,75 Perioden + 25 Hz = 4,43361875 MHz für den Farbträger bei der PAL-Farbmodulation. Es werden etwa 1,3 MHz des unteren Seitenbandes und 0,65 MHz des oberen Seitenbandes davon übertragen.

Die benutzte Frequenz wird teilweise auch zur Baseband -Übertragung von NTSC benutzt und heißt dann NTSC-4.43. Ein solches Signal können auch die meisten neueren PAL-Fernseher problemlos anzeigen, weshalb es z.B. genutzt wird, wenn man eine NTSC-DVD auf einem PAL-Fernseher ansehen möchte. Die Störunterdrückung des Farbträgers (Trägerfrequenz ist das 281,78fache der Zeilenfrequenz, was nicht mehr halbzahlig ist) ist dann allerdings nicht mehr optimal.

Die Mittelung von benachbarten Zeilen bei der Dekodierung ist bei PAL, in dem Gegensatz zu SECAM, nicht grundsätzlich notwendig. Man kann jede Zeile auch für sich unabhängig dekodieren. Die Korrektur von Farbartfehlern funktioniert bei kleinen Fehlern stets noch ordentlich, die Mittelung wird bei kleinem Farbtonfehler (wie man sie heutzutage durch Kabelfernsehen und andere phasenfestere Ãœbertragungsmethoden häufig antrifft) problemlos durch das menschliche Auge übernommen. Dabei verringert sich die vertikalen Auflösung in dem Gegensatz zur klassischen PAL-Dekodierung mit Zeilenmittlung nicht. Bei Ãœbertragung von PAL via Y/C (Hosidenverbindung, S-Video) ist auch eine breitere Farbbandbreite möglich, es gibt keine Beschränkung auf 1,3 MHz Bandbreite mehr. Leider wird davon kaum Gebrauch gemacht.

Der Standard, der das PAL-System (und auch das NTSC-System) definiert, wurde 1998 von der International Telecommunications Union publiziert und hat den Titel "Recommendation ITU-R BT.470-6, Conventional Television Systems". Er ist nicht öffentlich in dem Internet zugänglich, kann aber bei der ITU gekauft werden.

Alles bisher beschriebene bezieht sich auf den Begriff PAL in der analogen Welt, also z.B. Analogfernsehen und Videorekorder. In der digitalen Welt, z.B. beim digitalen Satellitenfernsehen, neueren Spielkonsolen oder auf einer DVD, wird die Farbmodulation erst in dem Abspielgerät erzeugt und ist nicht auf dem Medium selbst gespeichert. Daher bedeutet PAL (nur noch) die Bildauflösung von 576 sichtbaren Zeilen je Vollbild bei 25 Vollbildern pro Sekunde. Zwischen PAL und SECAM besteht auf einem digitalen Medium kein Unterschied mehr -- ein PAL-DVD-Player erzeugt aus einer PAL-DVD ein PAL-Videosignal, ein SECAM-DVD-Player aus der gleichen PAL-DVD ein SECAM-Videosignal. Und das auch ca. bei Ansteuerung per FBAS/Composite Video/RCA oder S-Video/YC/Hosiden-Anschluss. Am RGB/SCART oder YUV-Anschluß tritt keine Farbnorm mehr auf. Einzig NTSC hat auf digitalen Medien eine etwas andere Bedeutung, nämlich die Auflösung von 480 Zeilen je Vollbild bei entweder 29,97 oder (für Spielfilme) 23,976 Vollbildern pro Sekunde. Fast alle PAL-DVD-Player können jedoch auch hieraus ein PAL-60 genanntes PAL-ähnliches Signal erzeugen, mit dem fast alle neueren PAL-Fernsehgeräte problemlos zurechtkommen.

Zusätzlich zu der oben genannten Ausformung des digitalen PALes gibt es auch noch eine weitere Form. Bei dieser Form wird das analoge Signal mit der 4-fachen Farbunterträgerfrequenz abgetastet. Die Abtastung geschieht syncron zu dem Burst . Es ist moderat einfach, durch Addition und Subtraktion nahestehender Abtastwerte die Farbdifferenzsignale zu erhalten. Dieses Verfahren wird besonders intern in videoverarbeiteten Geräten benutzt. Digitale Fernsehgeräte arbeiten hier häufig mit 7- oder 8-Bit Abtastwerten, bessere Geräte benutzen bis zu 10 Bit. Frühe digitale Videorekorder (zum Beispiel d2 ) nutzten ebenfalls dieses Verfahren.

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