Das -Verfahren [], kurz PAL, ist ein Verfahren zur Farbübertragung beim analogen Fernsehen. Es wurde mit dem Ziel entwickelt, störende Farbton-Fehler, die im NTSC-Verfahren nur manuell und unbefriedigend ausgeglichen werden können, automatisch zu kompensieren. Grundlage des Verfahrens ist der Gedanke, dass zwei aufeinander folgende Bildzeilen mehr Ähnlichkeit als Unterschied aufweisen, weil Bilder aus Flächen bestehen. Der technische Kniff, das rote Farbdifferenzsignal jeder zweiten Bildzeile zur vorhergehenden um 180° phasenverschoben (darum der Name) zu übertragen, ermöglicht es, auf der Empfängerseite durch Verrechnung der beiden Zeilen einen eventuell auftretenden Farbton-Fehler vollständig aufzuheben, lediglich ein kleiner Farbsättigungs-Fehler bleibt. Ein Fehler der Farbsättigung ist für den Menschen allerdings wesentlich schwerer wahrzunehmen als ein Farbtonfehler. Dadurch, dass jeweils zwei Bildzeilen zur Farbinformationsgewinnung herangezogen werden, reduziert sich die vertikale Farbauflösung auf die Hälfte. Da die räumliche Auflösungsfähigkeit des menschlichen Sehsinnes für Farbinformationen gegenüber derjenigen für Helligkeitsinformationen jedoch geringer ist, nimmt man diesen Nachteil in Kauf.

PAL wurde vor allem in Europa benutzt, aber auch in Australien und vielen Ländern in Afrika, Asien und Südamerika. Details siehe im Abschnitt Verbreitung. Es wurde durch die Einführung digitaler Fernsehstandards abgelöst.

Umgangssprachlich wird mit dem Kürzel PAL nicht nur das Farbcodierverfahren, sondern häufig die Gesamtheit aller Parameter der Fernsehnorm verwendet. Im Bereich der digital übertragenen oder gespeicherten Fernsehsignale wird das Kürzel ebenfalls weiterhin benutzt, um den Bildaufbau aus 576 sichtbaren Zeilen (SDTV) in Halbbildern im Zeilensprung mit 50 Hz zu beschreiben, obwohl hier das eigentliche PAL-Verfahren gar nicht existiert.

mini|hochkant=2.0|Weltkarte mit der Verteilung der analogen Fernsehverfahren vor der Digitalisierung (spätestens bis 2005): Länder mit PAL-Standard sind grün.

Geschichte Die Anfänge des Fernsehens waren unbunt. Es wurden nur die Helligkeitswerte des Bildes übertragen, keine Farben. Um bereits vorhandene Schwarz-Weiß-Fernsehapparate nach Einführung des Farbfernsehens weiterhin nutzen zu können, wurden die Farbfernsehsysteme abwärtskompatibel entwickelt. Mit einem Schwarz-Weiß-Fernseher konnte man bei geringfügig verschlechterter Bildqualität auch Farbausstrahlungen, auf einem Farbfernseher auch Schwarz-Weiß-Ausstrahlungen empfangen.

PAL wurde Anfang der 1960er Jahre von Walter Bruch bei Telefunken in Hannover entwickelt, am 31. Dezember 1962 zum Patent angemeldet und am 3. Januar 1963 erstmals vor Experten der Europäischen Rundfunkunion (EBU) vorgeführt.

Auf die Frage, warum er dem unter seiner Leitung entwickelten Verfahren den Namen „PAL“ gab, antwortete er sinngemäß: „Ein Bruch-System wäre wohl schwer verkäuflich gewesen.“

In Großbritannien hatte man bereits am 1. Juli 1967 auf BBC 2 mit der Ausstrahlung in Farbe im PAL-System begonnen, da man nach Tests mit dem amerikanischen NTSC-System nicht zufrieden war.

Das Farbfernsehen in der Bundesrepublik Deutschland wurde auf der 25. Großen Deutschen Funkausstellung in West-Berlin durch den Vizekanzler der Bundesrepublik Deutschland Willy Brandt am 25. August 1967 mit einem Druck auf einen roten Knopf gestartet. In dieser Szene wurde die Farbe wenige Sekunden zu früh zugeschaltet; der rote Knopf war eine Attrappe. Um 9:30 Uhr übertrugen die Fernsehsender ARD und ZDF die Begrüßungsmoderation durch Edith Grobleben vom Sender Freies Berlin (SFB) in Farbe.

Bereits am 5. August 1967 entschied sich die Schweiz für die Einführung des PAL-Farbfernsehsystems, begann aber erst später mit der Übertragung in Farbe.

Als ein möglicher, abwärtskompatibler Nachfolger und Zwischenschritt zum digitalen Fernsehen wurde PALplus in den 1990er Jahren entwickelt, hat sich jedoch nicht weit verbreitet.

Ein mögliches Ende des PAL-Systems ist – wie auch das der anderen analogen Farbsysteme – an das Ende des analogen Fernsehens insgesamt gekoppelt. Abgesehen von Nischenanwendungen (Anschluss von Retro-Spielekonsolen) und Bestandssystemen wie z. B. Verteilnetze und Leihgeräte in Krankenhäusern oder Hotels und geschlossenen Systemen (z. B. DVD-Player an einem älteren Fernseher) ist analoges Fernsehen abgeschafft und neue Geräte kaum noch verfügbar. Im Bereich der Tuner sind aus Gründen der Abwärtskompatibilität auch neue Geräte mit PAL-System noch begrenzt verfügbar (z. B. eine Set-Top-Box von Freenet TV). Einige wenige DVD-Player, deren Entwicklungszeit schon länger zurückliegt, werden noch mit SCART- bzw. AV-(Cinch)-Ausgang ausgeliefert. Darüber hinaus sind Neugeräte mit analoger Signalverarbeitung selten oder inzwischen vollständig vom Markt verschwunden, sodass das Ende des PAL-Systems „marktgetrieben“ und schleichend stattfindet und im Jahr 2025 kaum noch von Bedeutung ist.

Vergleich mit NTSC PAL hat die grundlegenden Konzepte der Signalübertragung vom amerikanischen Farbübertragungssystem NTSC übernommen. Es benutzt, wie NTSC, die Quadraturamplitudenmodulation für die Farbübertragung. Als Verbesserung treten die bei NTSC-Übertragung typischen Farbartschwankungen nicht mehr auf, allerdings wird dies mit erheblichem Mehraufwand bei der Schaltung und (meist kaum) sichtbaren Schwankungen in der Farbsättigung erkauft. Es kann jedoch bei beiden Systemen zu Cross-Color- und Cross-Luminance-Störungen kommen, die sich als störende farbige Muster (Moiré-Effekt) oder als Unruhe an Farbübergängen äußern. Moiré tritt besonders bei feinen Strukturen im Bild auf, zum Beispiel bei kleinkarierten Hemden. Mit erhöhtem Schaltungsaufwand können diese Störungen reduziert werden (Kammfilter). Zusätzlich verschlechtert sich bei PAL im Vergleich zu NTSC die vertikale Farbauflösung.

Das französische Farbfernsehsystem SECAM unterscheidet sich wesentlich stärker von NTSC als PAL.

Bildübertragung: Fernsehnormen mit PAL-Farbcodierungsnorm (Systeme B, CN, D, G, H, I, K, M, N)

Im PAL-Farbsystem selbst ist keine Zeilen- oder Bildfrequenz definiert. Stattdessen gibt es verschiedene Fernsehnormen. Aus historisch gewachsenen Gründen wurden Bildformate und Farbcodierung zu gemeinsamen Normen verschmolzen, beispielsweise PAL-Normen mit 25 Vollbildern (außer PAL-M) und NTSC stets mit 30 Vollbildern pro Sekunde.

In Deutschland wird üblicherweise ein Videoformat mit 625 Zeilen pro Bild verwendet. Diese werden halbbildweise übertragen, d. h., es wird erst ein Halbbild mit 312½ ungeraden und dann ein Halbbild mit 312½ geraden Zeilen übertragen, das sogenannte Zeilensprungverfahren. Pro Sekunde werden damit 50 Halbbilder (beziehungsweise 25 Vollbilder) übertragen. Durch die relativ hohe Halbbild-Frequenz verbunden mit dem Nachleuchten des jeweils vorausgehenden Halbbildes erreicht man bei geringer Bandbreite des Fernsehsignals ein flimmerarmes Bild.

Das PAL-System wurde zusammen mit den Fernsehnormen B, G, H, I und N definiert, auch wenn das Farbsystem selbst technisch gesehen auch auf alle Übertragungsnormen angewendet werden könnte, die NTSC oder SECAM codieren (und umgekehrt). Einige osteuropäische Staaten, die ihre Fernsehnorm von SECAM D und K auf PAL umgestellt haben, verwenden PAL D/K, wobei es einige Ausnahmen gibt, in denen die Länder komplett auf PAL B/G umgestellt haben. In Brasilien wird PAL in Verbindung mit 525 Zeilen und 29,97 Bildern pro Sekunde (System M) und einer fast identischen Farbträgerfrequenz wie NTSC benutzt. Alle anderen Länder, die das Übertragungssystem „M“ benutzen, verwenden NTSC für das Farbfernsehen. In Argentinien, Paraguay und Uruguay wird PAL mit den normalen 625 Zeilen verwendet, jedoch mit einer Farbträgerfrequenz, die fast mit der für NTSC identisch ist. Diese Abart der PAL-Norm wird PAL-N und PAL-CN genannt.

Fernsehgeräte mit PAL Neuere PAL-Fernsehempfänger können fast alle PAL-Varianten (außer PAL-M und PAL-N) verarbeiten und korrekt wiedergeben. Viele davon können auch fehlerfrei SECAM darstellen, das in Osteuropa und im Nahen Osten verbreitet ist. Allerdings funktionieren sie im Regelfall nicht mit der Variante des SECAM-Systems, die in Frankreich verwendet wird; davon ausgenommen sind Geräte französischer Herkunft. Viele dieser neueren Geräte kommen auch problemlos mit NTSC-M-Signalen zurecht, die von Videorekordern, DVD-Spielern oder Spielkonsolen erzeugt und über die Videobuchse oder die SCART-Buchse ins Fernsehgerät eingespeist werden (sogenannte Basisband-Signale). Allerdings treten häufig Probleme auf, wenn es um die Verarbeitung von NTSC-Signalen geht, die von Fernsehstationen ausgestrahlt werden oder über Kabelnetze übertragen werden und die über die Antennenbuchse ins Fernsehgerät eingespeist werden (hochfrequent aufmodulierte Signale).

Konvertierung Kinofilme wurden traditionell mit 24 Bildern pro Sekunde gedreht, dadurch ergibt sich bei Wiedergabe mit 25/50 Hz eine Laufzeitverkürzung um 4 %, da statt 24 Bildern 25 Bilder in der Sekunde wiedergegeben werden. Dieser schnellere Ablauf des Filmes (Fachbegriff: PAL-Beschleunigung) wird kaum wahrgenommen, die damit einhergehende höhere Tonwiedergabe (weniger als ein Halbton) fällt aber häufig auf, insbesondere wenn man darin vorkommende Musikstücke von anderen Quellen (z. B. CDs) kennt. Das Problem ergibt sich durch die gewählte Bildfrequenz, hat aber nichts mit der PAL-Farbkodierung zu tun; folglich tritt es bei PAL-60 nicht auf.

Technik mini|PAL-Burst nach der Zeilensynchronisation PAL baut wie NTSC und SECAM auf dem Schwarz-Weiß-Fernsehen auf. Aus Gründen der Kompatibilität müssen die Farbkomponenten „versteckt“ innerhalb des S/W-Luminanzsignals (Grauwert) mit übertragen werden. Weil dieses bereits aus allen drei Farbkomponenten zusammengesetzt ist, reicht die Übertragung von zwei Farbdifferenzsignalen für Rot (R-Y) und Blau (B-Y) aus. Diese beiden Signale werden aus der Differenz von Farb- und Luminanzsignal (schwarz-weiß-Signal) gebildet. Im Empfänger können aus den drei Signalen R-Y, B-Y und Y die drei Farbsignale R, G und B wieder erzeugt werden. (Dies beschreiben die Artikel YUV und Farbübertragung.) Durch die additive Farbmischung können mit den drei Einzelfarben Rot, Grün und Blau alle anderen Farben zusammengesetzt werden, begrenzt durch den Farbraum der Farbbildröhre.

Ebenso wie NTSC verwendet PAL für die Übertragung der beiden Farbdifferenzsignale Rot minus Helligkeit (R-Y) und Blau minus Helligkeit (B-Y) die Quadraturamplitudenmodulation (QAM). Da bei der QAM der Träger unterdrückt ist, dieser für die Demodulation aber benötigt wird, wird er im Empfänger durch einen quarzgesteuerten Hilfsträgeroszillator neu generiert. Dieser wird durch den „Burst“, eine ca. 10 Perioden lange Schwingung, die auf der hinteren Schwarzschulter des FBAS-Signals übertragen wird, mit dem Sendersignal synchronisiert.

PAL korrigiert automatisch Phasenfehler auf dem Übertragungsweg, die zu einer falschen Farbdarstellung führen. Hierzu wird der R-Y-Anteil des Farbsignals nach jeder übertragenen Zeile um 180° phasenverschoben (also einfach „umgepolt“) und tritt dann im Farbartsignal mit Phasenverschiebungen von +90°, bzw. −90° auf (siehe Falschfarben). Die Information, welche Phasenlage das R-Y-Signal gerade hat, wird im Burst mit übertragen. Bei +90° ist die Phase des Bursts +135°, bei −90° entsprechend −135°. Das B-Y-Signal hat dabei immer die Phasenlage 0°.

Datei:fbas.png

Darstellung des FBAS-Signals bei PAL, eine Bildzeile. Der PAL-Burst befindet sich an Punkt 5.

mini | rechts | Spektrum und Spektrogramm eines PAL-Signals: Links erkennt man den Bildträger mit dem Schwarzweiß-Signal. Rechts ist der Farbhilfsträger mit dem Farbsignal zu erkennen

Vermeidung der Farbfehler