WikiDer > Стерео Квадрафонический

Stereo Quadraphonic
Логотип SQ Quadraphonic

SQ Quadraphonic ("Stereo Quadraphonic") был матрица 4-канальный квадрофонический звук система для винил LP записи. Он был представлен CBS Records (известный в США и Канаде как Columbia Records) в 1971 году. Многие записи с использованием этой технологии были выпущены на LP в течение 1970-х годов.

Звукозаписывающие компании, принявшие этот формат, включают: Ангел, CTI, Колумбия (в Европе называется CBS Records), EMI, Эпос, Евродиск, Урожай, HMV, Серафима, Супрафон и Авангард.

В матричных форматах четыре звуковых канала (прямой левый, прямой правый, задний левый, задний правый) преобразуются (кодируются) в два канала (левый, правый). Затем они проходят через двухканальную среду передачи (обычно LP-запись), затем декодируются обратно в четыре канала и передаются на четыре динамика.

Кодировка SQ основана на работе Питер Шайбер и далее развит Бенджамин Бауэр. Его основная формула использовала 90 градусов сдвиг фазы схемы, позволяющие разрабатывать улучшенные матричные системы 4-2-4.[1][2] Этот процесс 4: 2: 4 не мог быть выполнен без некоторой потери информации. То есть четыре канала, созданные на заключительном этапе, не были полностью идентичны тем, с которых процесс начался.

В четырехканальном стереофоническом режиме с матрицей 4-2-4 задние динамики должны быть такого же или почти такого же размера и иметь такой же или почти такой же частотный диапазон, что и передние динамики.

использование

Ранние декодеры SQ не могли обеспечить более 3 дБ разнесения спереди назад. Ранние схемы «передняя-тыловая логика» были введены для увеличения разделения до 12 дБ, а более поздние схемы «полной логики» - 20 дБ, но обе обеспечивали низкую производительность, очень заметную накачку усиления и нестабильное «качающееся» звуковое поле.[3]

Система SQ также столкнулась с сопротивлением вещателей, поскольку, будучи по существу двухканальной системой и совместимой со стереозвуком, она могла иметь серьезные проблемы с монофонической совместимостью, что создавало серьезные проблемы для всех телевизоров и монофонических радиоприемников того времени. К тому времени, когда для SQ была представлена ​​самая продвинутая логическая система, Система направленного улучшения Тейт[4], Мартин Уиллкокс и Питер Шайбер, реализованный в превосходном декодере Tate II 101A компанией Джим Фосгейт, «четверка» уже считалась неудачной.

Харман Кардон имел декодер SQ, который мог изменять разделение между передними каналами, чтобы оно было таким же низким, как расстояние между передним и задним каналом.

Некоторые записи SQ были выпущены на Компакт-диск, особенно на ранних CD-изданиях, на которых исходный мастер-микс закодирован в SQ. Одним из примеров является концертный альбом 1974 года. Лотос к Сантана.

SQ совместим с двухканальным стерео, но есть некоторые проблемы. Передние каналы полностью совместимы, задние имеют меньшую ширину. Но самая большая проблема - это звуки между передней и задней частью. Они повернутся влево, и средняя точка комнаты перейдет только к левому динамику в 2-канальном стерео.

Базовая матрица кодирования SQ[5]Левый фронтСпереди справаЛевый защитникОбратно
Осталось Всего1.00.0-j0,70.7
Правый Итого0.01.0-0.7j0,7

j = фазовый сдвиг + 90 °[я]

Для обеспечения моносовместимости был предложен вариант этой матрицы:

Модифицированная матрица кодирования SQ[5]Левый фронтСпереди справаЛевый защитникОбратно
Осталось Всего1.00.00.7-j0,7
Право Всего0.01.0-j0,70.7

j = фазовый сдвиг + 90 °[я]

В этом предложении четыре канала кодировались и декодировались нормально, ноцентральный канал был закодирован по фазе и, следовательно, декодирован спереди по центру.[6]

Эта система имела смысл, поскольку в отсутствие четырехканального декодера записи с кодировкой SQ воспроизводились почти как обычные стереозаписи, и CBS заявили о своем желании поддерживать отличную совместимость между своими записями с кодировкой SQ и стандартными стереосистемами, но в На практике возникли проблемы совместимости: при воспроизведении на двухканальном стереофоническом оборудовании передние каналы звучат как обычные двухканальные стереоканалы; задние каналы уже передних. Проблема возникает со звуками, размещенными в центре задней части. Точка непосредственно за слушателем находится в противофазе при стереофоническом воспроизведении, что приводит к его исчезновению при одноканальном монофоническом прослушивании. Левая задняя и правая задняя точки на 3 дБ ниже при двухканальном стереофоническом прослушивании и на 6 дБ ниже при прослушивании в моно. (Источник: Kjell Stensson: 4-kanalstekniken ännu i startgroparna, в Stereo Hi Fi Handboken 74, Svenska HiFi. Institutet 1973, стр.31).

Дорожка записи SQ шире, чем обычная стереодорожка, поэтому максимальное время воспроизведения меньше, чем у обычной стереозаписи.

Записи

Колумбия /CBS Records имел каталог четырех канальных записей под названием QUADRAPHONIC с золотой рамкой на обложках альбомов. Эти записи были закодированы с помощью системы SQ. Но был также параллельный каталог QUADRAPHONIC с 8-дорожечная лента (в основном предназначено для автомобильной стереосистемы). Но эти квадрофонические ленты были сделаны в дискретном четырехканальном стерео. Это дало всему проекту CBS Quadraphonic более высокий статус.

Вариации

Универсальный SQ

В 1976 г. Бенджамин Бауэр интегрированные матричные и дискретные системы в USQ или Universal SQ (другие сделали это и со своими счетверенными системами).

Это была иерархическая дискретная матрица 4-4-4, которая использовала матрицу SQ в качестве основной полосы для дискретных квадрофонических FM-трансляций с использованием дополнительных разностных сигналов, называемых «T» и «Q». Для USQ FM-трансляции была добавлена ​​дополнительная модуляция «T». размещен на 38 кГц в квадратуре к стандартному разностному стереосигналу, а модуляция «Q» была размещена на несущей на 76 кГц. Для стандартных 2-канальных широковещательных передач SQ Matrix CBS рекомендовала разместить дополнительный пилот-сигнал на частоте 19 кГц в квадратуре к обычному пилот-тону для обозначения сигналов, закодированных SQ, и активации логического декодера слушателей. CBS утверждало, что система SQ должна быть выбран в качестве стандарта для квадрафонической FM, потому что в тестах прослушивания FCC различных предложений четырехканального вещания система 4: 2: 4 SQ, декодированная декодером CBS Paramatrix, превосходила 4: 3: 4 (без логики), а также все остальные системы 4: 2: 4 (с логикой) были протестированы, что с очень небольшим запасом приблизилось к производительности дискретной мастер-ленты. В то же время «сворачивание» SQ в стерео и моно было предпочтительнее стерео и моно «сворачивания» 4: 4: 4, 4: 3: 4 и всех других систем кодирования 4: 2: 4.

Tate DES (Система улучшения направленности)

Система улучшения направленности, также известная как Tate DES, была усовершенствованным декодером для SQ (хотя ее можно было заставить работать с любой матрицей или системой ядра) и увеличивала направленность базовой матрицы SQ.

Сначала он матрично преобразовал четыре выхода декодера SQ для получения дополнительных сигналов, затем сравнил их огибающие, чтобы определить преобладающее направление и степень доминирования. Секция процессора, реализованная вне микросхем Tate IC, применяет переменную синхронизацию атаки / затухания к управляющим сигналам и определяет коэффициенты матриц «B» (Blend), необходимые для повышения направленности. На них действовали настоящие аналоговые умножители в ИС матричного умножителя, чтобы умножить входящую матрицу на матрицы «B» и получить выходы, в которых была усилена направленность всех преобладающих звуков. Поскольку DES мог распознавать все три направления энергетической сферы одновременно и улучшать разделение, он имел очень открытое и «дискретное» звуковое поле.

Кроме того, улучшение было выполнено с достаточной дополнительной сложностью, чтобы все недоминантные звуки сохранялись на должном уровне.

Dolby использовала микросхемы Tate DES IC в своих театральных процессорах примерно до 1986 года, когда они разработали Pro Logic К сожалению, задержки и проблемы удерживали ИС Tate DES от продажи до конца 1970-х годов, и только два потребительских декодера использовали их; Audionics Space & Image Composer и Fosgate Tate II 101A.

В Fosgate использовали более быструю обновленную версию ИС, названную Tate II, и дополнительную схему, которая обеспечивала усиление разделения вокруг полного звукового поля на 360 °, используя Эффект Хааса. Чтобы поддерживать высочайший уровень качества, Fosgate использовала отсортированные вручную ИС и компоненты с допуском 1%, и каждый декодер был оптимизирован вручную. В отличие от более ранних логических декодеров с полным согласованием волн для SQ, которые изменяли выходные уровни для повышения направленности, Tate DES отменил перекрестные помехи сигнала SQ в зависимости от преобладающей направленности, сохраняя недоминантные звуки и реверберацию в их надлежащих пространственных положениях в их точках. правильный уровень. Позже 101A был заменен на 3601. Fosgates были аудиофильскими устройствами с довольно высокой стоимостью и ограниченной доступностью.

Записи SQ могут давать некоторый квадрофонический эффект при воспроизведении на QS Обычная матрица декодер, хотя только точное декодированное воспроизведение осуществляется через правильно спроектированный декодер SQ. Квадрафонический часто - но не всегда - использовалась как синоним системы SQ. Иногда систему SQ (и другие подобные матричные системы) называли Фазовая матрица в отличие от QS и подобных систем, которые назывались Обычная матрица.

Аппаратное обеспечение

Некоторые декодеры SQ включают:[7]

Примечания

^ я Фазовый сдвиг на 90 ° применяется к каждой частоте записи с Преобразование Гильберта.

Рекомендации

  1. ^ Шайбер, Питер (Декабрь 1969 г.). «К более точной пространственной среде». Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 17 (6): 690, 691.
  2. ^ Шайбер, Питер (Ноябрь 1971 г.). «Анализ фазово-амплитудных матриц». Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 19 (10): 835–839.
  3. ^ http://www.ka-electronics.com/images/pdf/CBS_Motorola_SQ_Decoders.pdf
  4. ^ Уиллкокс, Мартин Э. Г. (март 1974 г.), "Система направленного улучшения для квадрафонических декодеров". ГБ 1514162  или же США 3944735 .
  5. ^ а б http://www.4channelsound.com/encode.htm
  6. ^ Бауэр, Бенджамин Б .; Budelman, Gerald A .; Граверо, Даниэль В. (февраль 1973 г.). «Методы записи на квадрафонические диски с матрицей SQ». Журнал Общества звукорежиссеров. AES. 21 (1): 19–26.
  7. ^ http://www.4channelsound.com/logic.htm