SQ Quadraphonic («Стерео Квадрафонический») - матричная 4-канальная квадрофоническая звуковая система для виниловых пластинок . Он был представлен CBS Records (известным в Соединенных Штатах и Канаде как Columbia Records ) в 1971 году. Многие записи, использующие эту технологию, были выпущены на LP в течение 1970-х годов.
Звукозаписывающие компании, принявшие этот формат, включают: Angel , CTI , Columbia (в Европе называется CBS Records ), EMI , Epic , Eurodisc , Harvest , HMV , Seraphim , Supraphon и Vanguard .
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 представляются четырем динамикам.
Кодирование SQ основано на работе Питера Шайбера и доработано Бенджамином Бауэром. Его основная формула использовала схему фазового сдвига на 90 градусов, что позволило разработать улучшенные матричные системы 4-2-4. [1] [2] Этот процесс 4: 2: 4 не мог быть выполнен без потери некоторой 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 тыловые громкоговорители должны быть такого же или почти такого же размера и иметь такой же или почти такой же частотный диапазон, что и передние громкоговорители.
Применение
Ранние декодеры SQ не могли обеспечить более 3 дБ разделения 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 «покачивающееся» 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 совместимости с монофоническим звуком, 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 Tate , [4] Мартин Уиллкокс и Питер Шайбер , реализованная в превосходном декодере Tate II 101A Джимом Фосгейтом , «квадроцикл» уже считался неудачным. .
У Harman Kardon был декодер SQ, который мог изменять разделение так, чтобы оно было таким же низким между передними каналами, как разделение между передним и задним каналом.
Некоторые записи SQ были выпущены на компакт-дисках , особенно на ранних выпусках компакт-дисков, на которых исходный мастер-микс закодирован в SQ. Одним из примеров является концертный альбом Сантаны Lotus 1974 года .
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 фронт | Правый передний | Левый защитник | Обратно |
---|---|---|---|---|
Осталось Всего | 1.0 | 0,0 | -j0,7 | 0,7 |
Правый Итого | 0,0 | 1.0 | -0,7 | j0,7 |
j = фазовый сдвиг + 90 ° [i]
Для обеспечения моносовместимости была предложена разновидность этой матрицы:
Модифицированная матрица кодирования SQ [5] | Левый фронт | Правый передний | Левый защитник | Обратно |
---|---|---|---|---|
Осталось Всего | 1.0 | 0,0 | 0,7 | -j0,7 |
Правый Итого | 0,0 | 1.0 | -j0,7 | 0,7 |
j = фазовый сдвиг + 90 ° [i]
В этом предложении четыре канала кодировались и декодировались нормально, но задний центральный канал кодировался синфазно и, следовательно, декодировался в переднем центре. [6]
Эта система имела смысл, поскольку в отсутствие четырехканального декодера записи с кодировкой SQ воспроизводились почти как обычные стереозаписи, и CBS заявила 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 ее 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 монофоническом прослушивании. (Источник: Кьелл Стенсон: 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
У Columbia / CBS Records был каталог записей четырех каналов 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-трековой лентой (в основном предназначенный для автомобильной стереосистемы). Но эти квадрофонические кассеты были сделаны в дискретном четырехканальном стерео. Это придало всему проекту CBS Quadraphonic более высокий статус.
Вариации
Универсальный SQ
В 1976 году Бенджамин Бауэр интегрировал 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 вещания USQ FM дополнительная модуляция "T" была размещена на частоте 38 кГц в квадратуре к стандартному разностному стереосигналу, а модуляция "Q" была размещена на несущей на частоте 76 кГц. Для стандартных 2-канальных трансляций SQ Matrix CBS рекомендовала разместить дополнительный пилот-сигнал на частоте 19 кГц в квадратуре относительно обычного пилот-тона, чтобы указать сигналы, закодированные в SQ, и активировать логический декодер слушателей. CBS утверждала, что система SQ должна быть выбрана в качестве стандарта для квадрофонической FM, потому что в тестах прослушивания FCC различных предложений четырехканального вещания система 4: 2: 4 SQ, декодированная с помощью декодера CBS Paramatrix, превзошла 4: 3: 4 (без логики), а также все другие протестированные системы 4: 2: 4 (с логикой), приближаясь к производительности дискретной мастер-ленты с очень небольшим запасом. 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 улучшала направленность базовой матрицы SQ.
Сначала он матрично преобразовал четыре выхода SQ-декодера 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.
Компания Dolby использовала микросхемы Tate DES IC в своих кинотеатральных процессорах примерно до 1986 года, когда они разработали систему Pro Logic . К сожалению, задержки и проблемы удерживали ИС Tate DES от продажи до конца 1970-х, и только два потребительских декодера использовали их; Audionics Space & Image Composer и Fosgate Tate II 101A.
В Fosgate использовалась более быстрая обновленная версия ИС, названная Tate II, и дополнительные схемы, которые обеспечивали усиление разделения по всему звуковому полю на 360 ° с использованием эффекта 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 как функцию преобладающей направленности, сохраняя недоминантные звуки и реверберацию в их надлежащих пространственных положениях в их 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 декодере QS Regular Matrix , хотя только точное декодированное воспроизведение осуществляется через правильно спроектированный декодер SQ. Слово Quadraphonic часто - но не всегда - использовалось как синоним системы SQ. Иногда систему SQ (и другие подобные матричные системы) называли фазовой матрицей в отличие от QS и подобных систем, которые назывались регулярной матрицей .
Аппаратное обеспечение
Некоторые декодеры SQ включают: [7]
- Sony SQD-1000
- Реалистичный SQ-II
- Sony SQD-2050
- Лафайет SQ-L
- Модуль Marantz SQA-2
- Sony SQD-2020/2010
- Fosgate / Tate II 101a
- Тесла AZQ 100
Заметки
- ^ i Фазовый сдвиг на 90 ° применяется к каждой частоте записи с преобразованием Гильберта.
Рекомендации
- ^ Шайбер, Питер (декабрь 1969). «К более точной пространственной среде». Журнал Общества звукорежиссеров . AES . 17 (6): 690, 691.
- ^ Шайбер, Питер (ноябрь 1971). «Анализ фазово-амплитудных матриц». Журнал Общества звукорежиссеров . AES . 19 (10): 835–839.
- ^ http://www.ka-electronics.com/images/pdf/CBS_Motorola_SQ_Decoders.pdf
- ^ Willcocks Мартин EG (март 1974 г.), "Направленный Enhancement System для квадро декодеров". ГБ 1514162или US 3944735.
- ^ а б http://www.4channelsound.com/encode.htm
- ^ 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.
- ^ http://www.4channelsound.com/logic.htm