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SCART - Die europäische AV-Schnittstelle

Inhaltsverzeichnis

1. Ursprünge

Abb. 1: Anschlussfeld eines modernen TV-Gerätes
Abb. 1: Anschlussfeld eines modernen TV-Gerätes

SCART ist ein europäischer Standard für Steckverbinder in der Unterhaltungselektronik. Die Bezeichnung SCART leitet sich von Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorécepteurs et Téléviseurs, der französischen Vereinigung der Hersteller von (Hör-)Rundfunkempfängern und Fernsehapparaten, ab. Andere verbreitete Bezeichnungen für SCART sind Péritel (hauptsächlich im französischen Sprachraum), EuroAV und CENELEC-Verbinder.

SCART, oft auch Scart geschrieben, wurde Mitte der 1979er Jahre (angeblich aus protektionistischen Gründen) in Frankreich eingeführt und ab 1980 für alle neuen TV-Geräte, die Frankreich verkauft werden sollten, verpflichtend.
Vor der Einführung von SCART gab es in Europa keine einheitliche Lösung um Videosignale in Geräte einzuspeisen. In Deutschland waren hauptsächlich eine Übertragung per HF über den Antennenanschluss oder über ein Videokabel mit runden DIN-Steckern üblich. In Übersee waren hauptsächlich BNC und  RCA (Cinch)-Verbinder in Gebrauch.
Mit der zu der Zeit vermehrt einsetzenden Verwendung von grafischen Benutzeroberflächen (Bedienmenüs) und Bildschirmanwendungen (BTX, Videotext) stieg auch der Bedarf an einer qualitativ hochwertigen Videosignalübertragung per RGB. Eine Komplettverkabelung aus Einzelkabel für Video, Audio und RGB ist äußerst unpraktisch. SCART vereinfacht die Verkabelung von TV-Geräten, Videorecordern, Set Top-Boxen und Spielkonsolen. Gegenüber der Videozuspielung über HF (Antennenkabel) bringt die Verwendung von SCART einen erheblichen Qualitätsgewinn.

Mit dem Einzug der digitalen Medien in die Unterhaltungselektronik nimmt die Bedeutung von SCART zunehmend ab weil über SCART nur analoge AV-Signale übertragen werden können, die Bandbreite für HDTV nicht ausreicht und ein Kopierschutz (wie z.B. HDCP bei HDMI) nicht implementiert werden kann.

Technische Voraussetzungen

Eine technische Vorrausetzung für die Einführung von SCART war die Entwicklung von neuartigen Sperrwandlerschaltungen im Netzteil, die eine galvanische Trennung der Geräteelektronik ("Chassis") vom Stromnetz erlaubten. Diese Netzteile stellten ein berührungssicheres Massepotential als Bezug bereit, was das aufwändige Zwischenschalten von Übertragern (Transformatoren) oder Koppelkondensatoren in den Signalwegen überflüssig machte.

2. Der mechanische Aufbau

Abb. 2: SCART-Stecker
Abb. 2: SCART-Stecker

Ein SCART-Stecker verfügt auf einer Fläche von 43 mm x 13 mm 20 flache Kontaktzungen. Einen weiteren Kontakt bildet das den Stecker umgebene Abschirmblech, das mit der Gesamtabschirmung des Kabels verbunden ist. Die Form des Steckers ist asymmetrisch um ein falsches Einsetzen des Steckers in die SCART-Buchse zu verhindern.
Eine Sicherung oder zusätzliche Fixierung des Steckers in der Buchse ist nicht vorhanden. Der Stecker wird allein durch die Federkraft der Kontaktklemmen in der Buchse an seinem Platz gehalten. Da ein SCART-Verbindungskabel recht steif ist, kann der Stecker, wenn das Gerät bewegt wird, leicht ganz oder nur teilweise aus der Buchse gezogen werden, was zum Fehlen von Bild oder Ton oder beidem führt.

Abb. 3: SCART-Stecker geöffnet
Abb. 3: SCART-Stecker geöffnet

3. Pinbelegung und Signale

Abb. 4: Pinbelegung SCART-Buchse
Abb. 4: Pinbelegung SCART-Buchse

Der SCART-Standard führt alle analogen AV-Signale in einem Verbinder zusammen: Composite Video (FBAS), RGB, S-Video (Y/C), RGB, Stereo-Audio sowie Umschaltsignale und Datenleitungen. Da die übertragenen Signalpegel recht hoch sind, sind die Signale relativ unempfindlich gegen Rauschen.
Abhängig von der gewählten Betriebsart eines angeschlossenen Gerätes können unterschiedliche Signalkonfigurationen wirksam werden. Dabei können gleiche Pins auch unterschiedliche Signaltypen übertragen.

3.1. Videobetrieb

Im Video-Modus wird ein Composite Videosignal (FBAS) übertragen. Der Übertragungsweg für Composite Video und Audio ist bidirektional ausgelegt. Da im SCART-Kabel die Verbindungsleitungen für Audio und Video überkreuzt sind lassen sich auch zwei Videoquellen wie Videorecorder und DVD-Player direkt miteinander verbinden.

Tabelle 1: Pinbelegung und Pegel einer SCART-Buchse
Tabelle 1: Pinbelegung und Pegel einer SCART-Buchse

Für den Anschluss einer Set Top-Box, wie z.B. einen analogen Pay TV-Decoder, liefert ein TV-Gerät normalerweise immer das Video- und Audiosignal des zuletzt gewählten TV-Programms vom Tuner an die jeweiligen Ausgangspins (Video: Pin 19, Audio: Pins 1 und 3) der SCART-Buchse. Eine angeschlossene Set Top-Box kann so das Signal verarbeiten (z.B. entschlüsseln) und (entschlüsselt) wieder an den Fernseher über die gleiche SCART-Buchse (Video: Pin 20, Audio: Pins 2 und 6) zurückspielen. Die Umschaltung des TV-Gerätes auf das zurückgespielte Signal erfolgt automatisch über die AV-Schaltspannung.

AV-Schaltspannung

Die Funktionen der AV-Schaltspannung (Pin 8) wurden im Laufe der Jahre erweitert. War zunächst nur eine automatische Umschaltung von TV- auf AV-Betrieb vorgesehen, kam später die Einschaltfunktion hinzu. Mit dem Aktivieren einer Videoquelle kann ein über SCART angeschlossenes Gerät aus dem Standby-Betrieb in den AV-Vollbetrieb geschaltet werden. Wird die Videoquelle deaktiviert schaltet das TV-Gerät wieder in den Standby-Modus zurück.
Mit der Einführung des 16:9-Formates in die Unterhaltungselektronik wurde die AV-Schaltspannung auch zur Formatumschaltung eingesetzt.
Steigt bei aktuellen Geräten die Spannung am Pin 8 über 2 V schaltet das Gerät aus dem Standby in den AV-Vollbetrieb. Das Seitenverhältnis des dargestellten Bildes ist 16:9. Überschreitet die Spannung am Pin 8 die Schwelle von 8 V schaltet das Bildformat auf 4:3 um. Unterschreitet die Schaltspannung die 8V-Schwelle schaltet das Gerät wieder auf 16:9. Fällt die Schaltspannung unter 2V schaltet das Gerät wieder in den Standby-Modus. 

3.2. RGB-Betrieb

Diente der breitbandige RGB-Signalweg (Pins 7, 11 und 15) zunächst nur zum Anschluss von externen Videotext- und BTX- (in Frankreich Antiope- und Minitel-) Decodern, wurde dieser später auch für die Anzeige von Menüsteuerungen von Videorecordern, Pay-TV-Decoder usw. verwendet. Hochwertige DVD-Player und digitale Videorecorder nutzten dann auch RGB zur Übertragung von Videosignalen in hoher Qualität. Die Synchronisation von RGB-Video erfolgt über Synchronimpulse am Pin 20 oder ein zusätzlich ausgegebenes FBAS-Videosignal.
Die Umschaltung des TV-Gerätes von Composite Video auf RGB erfolgt über die RGB-Austastung (Fast Blanking = schnelle Austastung) am Pin 16. Mit Schaltfrequenzen von bis zu 3 MHz zwischen den Eingangssignalen lassen sich auch transparente RGB-Einblendungen ins Composite-Bild vornehmen.
Der RGB-Signalweg ist nur unidirektional ausgelegt.

3.3. S-Video-Modus

Abb. 5: Hosiden- (oder S-) Buchse
Abb. 5: Hosiden- (oder S-) Buchse

Das S-Video-Format, oft auch als Y/C bezeichnet, wurde erstmalig 1987 mit der Einführung von S-VHS-Videorecordern in der Unterhaltungselektronik eingesetzt. S-VHS bot gegenüber dem VHS eine wesentlich höhere Auflösung in der Luminanz (> 4MHz) und eine verbesserte Farbqualität. Um die Vorzüge zu bewahren wurden Luminanz und Chroma über getrennte Leitungen zum Fernsehgerät übertragen. Auf diese Weise wurde  die bandbreitenbegrenzende Farbtrennstufe, die bei der Verarbeitung eines Composite (FBAS) Signals notwendig ist,  umgangen. Standardverbinder war die vierpolige Hosiden-Buchse (auch Mini-DIN- oder S-Buchse genannt) vorgesehen, die so klein war, dass man sie auch in Camcorder einbauen konnte.

Der SCART-Standard konnte bei seiner Schaffung die Signalform S-Video nicht mit berücksichtigen. Da aber aus handelspolitischen Gründen SCART-Verbindungen auch S-Video-tauglich gemacht werden mussten, suchte man nach einem Kompromiss. Die meisten UE-Hersteller einigten sich darauf, das Luminanzsignal auf Pin 20 (Luminanz In) und Chroma auf Pin 15 (RGB Rot In) der SCART-Buchse zu übertragen. (Einige Hersteller verwenden zur Übertragung des Chroma-Signales allerdings den Pin 11 (RGB Grün In)).
Eine Schaltspannung, die ein Gerät automatisch in den S-Videomode schaltet, ist nicht vorgesehen. Daher zeigen die meisten TV-Geräte zunächst nur ein Schwarz-Weiß-Bild bis man manuell auf S-Video umgeschaltet hat. Später entwickelte Videoprozessoren verfügen oft über einen zusätzlichen Eingang, der den Pin 15 der SCART-Buchse auf das Vorhandensein eines Farbträgers hin überprüft. Wird ein Farbträger detektiert, kann das Gerät automatisch auf S-Video umschalten.
Durch die doppelte Belegung des Pin 15 mit RGB Rot und Chroma ist ein Parallelbetrieb von beiden Signalformen nicht möglich. Dieses macht auch Menüs mit transparenten Einblendungen auf farbigen S-Video-Hintergrund technisch unmöglich.
Wie RGB ist der S-Video-Signalweg nur unidirektional ausgelegt. Die S-Buchse ist oft ein eigener AV-Eingang, kann aber der SCRT-Buchse parallel geschaltet sein. Dann kann entweder die S-Buchse oder die SCART-Buchse als S-Videoeingang genutz werden.

3.4. YPbPr-Modus

YPbPr oder Komponentenvideo (Component Signal) ist ein unverschlüsseltes analoges Videosignal, das früher zur Übertragung von HDTV-Signalen eingesetzt wurde. Es besteht aus einem breitbandigen Luminanzsignal (Y) und zwei schmalbandigen Farbdifferenzsignalen (Pb und Pr). YPbPr wird über drei getrennte Leitungen übertragen.
Mittlerweile ist YPbPr praktisch vollständig durch das digitale HDMI bzw. DVI abgelöst worden, da diese Übertragungsformate neben einer besseren Übertragungsqualität auch die Möglichkeit der Verschlüsselung zwecks Kopierschutz bietet.
YPbPr ist nie für SCART standardisiert worden. Dennoch haben einige UE-Hersteller eigene Implementierungen bei denen Y auf Pin 11 (RGB Grün In), Pb auf Pin 7 (RGB Blau In) und Pr auf Pin 15 (RGB Rot In) übertragen werden. Die Anwahl des YPbPr-Modes über SCART muss manuell in den Konfigurationsmenüs von Abspiel- und TV-Gerät aktiviert werden.

3.5. Datenleitungen

Die Verwendung der Datenleitungen (Daten 1 auf Pin 10 und Daten 2 auf Pin12) ist im originalen SCART-Standard nicht definiert, was natürlich zu vielen unterschiedlichen Bus-Protokollen oder sogar Anwendungen führte. Eine frühe Implementierung war der D2B (Domestic Digital Bus), ein in den 1970er Jahren von Philips und Matsushita entwickelter (langsamer) serieller Bus zur Heimautomation. Praktische Anwendung fand dieser Bus z.B. in Satellitenreceivern zur Steuerung von Polarizern in Satellitenanlagen.
Eine weitere Verwendung fanden die SCART-Datenleitungen als DDC-Bus. Über diese Schnittstelle können z.B. ein PC und ein Bildschirm Informationen austauschen die eine automatische Konfiguration, z.B. die Einstellung der optimalen Auflösung, ermöglichen.
Die wohl letzte Entwicklung ist das auf dem CENELEC EN 50157-Standard basierende AV.Link (auch herstellerabhängig NextView-Link, Data Logic, Q-Link, ... genannt). Eine Weiterentwicklung des AV.Link ist der CEC-Bus (Consumer Electronic Control Bus) des HDMI (High Definition Multimedia Interface).
AV.Link verbindet Geräte indem sie hintereinander in Reihe geschaltet werden. Dieser Einleitungsbus (die Pins 10 und 12 sind dann DATA IN und DATA OUT) soll die automatische Steuerung von Geräten in Systemen mit SCART-Schnittstelle vereinfachen. Ziel ist es, dass die Geräte im System einander automatisch erkennen und miteinander kommunizieren können. Dadurch lassen sich dann auch alle Geräte im System über nur eine einzige Fernbedienung  oder ein Nahbedienfeld steuern. So kann z.B. ein Videorecorder automatisch die Senderkanäle vom TV-Gerät übernehmen oder VPS-gesteuert das TV-Gerät einschalten und einen vorgegebenen Programmplatz anwählen um das von TV-Tuner kommende AV-Signal aufzuzeichnen.

4. SCART-Kabel

DAS SCART-Kabel gibt es nicht! SCART-Kabel können in jeder Hinsicht unterschiedlich ausfallen. Unterschiede gibt es nicht nur in der elektrischen Beschaltung, sondern besonders in der mechanischen Ausführung. Die mechanische Ausführung der Stecker wirkt sich entscheidend auf die Qualität und Benutzbarkeit eines SCART-Kabels aus. Bei einem billigen SCART-Kabel kann durchaus einmal beim Ziehen des Steckers dessen Abschirmblech in der SCART-Buchse stecken bleiben oder es können einige Kontaktzungen des Steckers beim Einstecken in die Buchse in das Steckergehäuse zurückgeschoben werden. Auch die Sitzfestigkeit des Steckers in der Buchse ist ein Qualitätsmerkmal. Die Abschirmbleche guter SCART-Stecker weisen kleine Aufwölbungen auf, die für einen strammen Halt in der Buchse sorgt (siehe Abb. 3).
Ein wichtiges Qualitätsmerkmal eines SCART-Kabels liegt in der Beschaffenheit der einzelnen Signalleitungen.  In guten Kabeln ist jede einzelne Signalleitung von einer eigenen Abschirmung umgeben. Schlechte Kabel weisen nur eine Gesamtabschirmung auf. Bei diesen Kabeln kann es dann zum Übersprechen in benachbarte Signalleitungen kommen, was sich z.B. als Schnarren im Ton bei RGB-Betrieb bemerkbar machen kann.

Die heute vertriebenen SCART-Kabel sind meist voll beschaltet, da RGB-Betrieb und AV.Link eine Selbstverständlichkeit geworden sind. Um aus Kostengründen das Kabel an die Anwendung anpassen zu können, sieht der Standard eine Farbmarkierung der Kabel vor. So sollten vollbestückte Kabel schwarz, reine Videokabel (also nur Pins 17-20 und 21 bestückt) weiß, kombinierte Audio/Videokabel (Pins 1-4, 6, 17-20 und 21) grau, reine Audiokabel (Pins 14 und 21) gelb und reine Datenkabel (Pins 10, 12 und 21) grün gekennzeichnet werden.  Diese Markierung hat sich allerdings nie durchgesetzt, sodass man, besonders bei älteren Kabeln, nicht immer sicher sein kann, dass alle Pins eines Kabels bestückt sind. Besonders Kabel mit dünnem Durchmesser sind mit Vorsicht zu genießen.

Abb. 6: Teilbestücktes SCART-Kabel für Audio und Video
Abb. 6: Teilbestücktes SCART-Kabel für Audio und Video
Abb. 7: Teilbestücktes SCART-Kabel für Audio, Video, RGB und S-Video
Abb. 7: Teilbestücktes SCART-Kabel für Audio, Video, RGB und S-Video

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