Quadrifonia 

FASE E DOLBY SURROUND E HOME-THEATER 

L+R= CENTER 

Não vamos desenvolver aqui um estudo detalhado sobre a quadrifonia, todavia pretendemos oferecer ao leitor um principio do funcionamento deste sistema. Em princípio acreditamos já ser de bom conhecimento o sistema estereofônico de dois canais em uso já bem difundido. A quadrifonia ou quadrafonia ou ainda sistema quadrafônico, iniciou-se em fita magnética, ainda em 1954 em função direta dos múltiplos canais usados nas gravações de estúdio. Ela se iniciou comercialmente por volta de 1972, em discos e fitas magnéticas mas não teve sucesso absoluto principalmente pelo fato de haverem dois sistemas propostos o CD4 e o SQ. O primeiro. Foi proposto pela RCA e o segundo pela CBS.

O CD4 usava um sistema de subportadora de alta freqüência gravada no disco que comandava os canais traseiros do sistema de áudio enquanto a SQ trabalhava por um sistema de matrizes de fase. O CD-4 exigia uma grande precisão na gravação dos discos que logo se deterioravam pelo fato da agulha não poder responder á alta freqüência durante muitas passadas do disco. O sistema SQ perdurou mais um tempo e evoluiu em 1979 no dolby surround que utiliza os mesmos princípios básicos. Em função da compatibilidade do sistema de fases com os processos de transmissão em radio FM e televisão , gravação em vinil e CD, (só não funciona com o MP3 que pela própria natureza elimina muitas informações de gravação), vamos nos deter apenas ao sistema matricial para melhor conhecimento.

O processo é basicamente desenvolvido para quatro canais, mas podemos aumentar este numero indo ate sete ou mesmo nove conforme vamos demonstrar.

Este capitulo é uma espécie de centro deste nosso trabalho de divulgação técnica onde pretendemos demonstrar novamente a superioridade dos circuitos valvulados quando operando com transformadores de saída devidamente projetados para as funções. Na terceira página demonstramos ligações com os enrolamentos de saída da série “Volná” que oferece a quadrafonia diretamente em ciscuitos estereofônicos convencionais.

 Iniciamos o comentário explicando como é o principio de resultados e efeitos da quadrifonia matricial.  Para tal preparamos a figura abaixo.

Fig 1

Temos aqui uma demonstração do atual surround

L+R= CENTER=DIÁLOGO

Os canais direito e esquerdo respondem normalmente como qualquer estéreo. O canal central chamado também de diálogo sempre responde quando ambos os canais esquerda e direita estão em fase. Todos os canais responderão quando houver um desvio de fase de 90° entre o esquerdo e direito quando os canais entram em defasagem de 180° funciona o Surround, eventualmente operando o woofer do canal central. E importante saber que todo este sistema só funciona no espectro que vai de 100Hz ate 7kHz, que são as direcionalmente mais sensíveis para o ouvido humano. As demais são tratadas de maneira diversa, os graves abaixo dos 100 Hz são distribuídos igualmente entre as caixas, pois o ouvido não consegue discernir sua origem e os agudos acima de 7 kHz recebem o tratamento original estereofônico.

Antes de chegar a este nível, os primeiros sistemas operavam inicialmente com apenas três caixas conforme mostra a figura baixo.

Fig 2

Neste processo vinham os dois canais normais e o sinal vivo de ambos alimentava a terceira caixa que respondia quando havia diferencial entre as fases ou de intensidade em ambos os canais.

No próximo segmento mostraremos os circuitos apropriados para cada sistema.

Fig 3

O processo imediatamente evoluiu para uma quarta caixa frontal excitada por um novo amplificador de potencia que misturava ambos os canais em sistema de monofonia (veja Bass Amplifier). Este sistema era chamado de quadrifonia de configuração diamante. Pela posição das caixas.

Logo se desenvolveu uma matriz de resistores para alterar a fase dos falantes e entramos na quadrifonia propriamente dita que consagrou o processo SQ (veja parte 2 deste segmento).

Fig 4

Esta foi então a configuração básica da matriz SQ.

A partir de então, varias formas foram propostas neste mesmo circuito como vemos a seguir.

Fig 5

Fig 6 e Fig 7

Em 5, 6 e 7 temos configurações quadrifônicas com efeitos diferenciados.

Com a conjugação do canal de mistura ao sistema quadrifônico já aprovado e posteriormente o canal traseiro da configuração diamante teremos as formações mostradas nos diagramas abaixo.

Isto é, simplesmente conjugando as matrizes das Fig. 3 e Fig. 4 num único sistema.

Fig 8 e Fig 9

Interconectando as duas matrizes.

Com o novo canal de graves teríamos, portanto sete canais de áudio a partir do sinal estereofônico.

Fig 10

Com sete canais

Matriciando-se novamente iríamos a nove canais que é o Maximo possível em termos de percepção e acuidade auditiva.

Fig 11

Com nove canais.

Para que se ouça o efeito diferenciado é necessário que as gravações sigam critérios de matriciação como demonstramos nas matrizes abaixo. As gravações em estéreo convencionais não seguem este critério, por isto são gravadas sem preocupação quanto as fases . Estas variações de fase, contudo existem sem que sejam especificamente programadas. Quando reproduzidas em sistemas de quadrifonia, elas darão uma enorme sensação de amplitude embora não representem a verdade do palco de gravação.

Matrizes de gravação:

SQ 1° tipo:

L’f = 1.06Lf + 0.5Rf + 0.9Lb – 3Rb

R’f = 1.06Rf + 0.5Lf + 0.9Rb – 3Lb 

L’b = 1.06 Lb – 0.988Rb + 0.578Lf – 0.38Rf

R’b = 1.06 Rb – 0.988Lb + 0.578Rf – 0.38Lf

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SQ 2° tipo:

Lf = Lf + 0.25Rf + Lb – 0.5Rb

Rf = Rf + 0.25Lf + Rb – 0.5Lb

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Surround

L_Matrix   =   L  + 0.707 Dialog + 0.707 j Surround
R_Matrix  =   R + 0.707 Dialog – 0.707 j Surround

Onde j = raiz de -1

Este fator corresponde á rotação de 90° no sinal de áudio.

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Os raios a 45° à esquerda e direita representam as bobinas do fonocaptor e a agulha assente no LP.

Simplificando:

·         O som vindo do centro do palco (canal de diálogo) obriga a agulha a vibrar horizontalmente.

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·         O som vindo da esquerda do palco (canal esquerdo) obriga a agulha a vibrar a 45° à esquerda  da superfície do disco.

·        

·         O som vindo da direita do palco (canal direito) obriga a agulha a vibrar a 45° à direita da superfície do disco. Esta vibração é perpendicular à vibração do canal esquerdo. 

·        

·         O som vindo da audiência (canal surround) obriga a agulha a vibrar verticalmente.  

·        

·         O som vindo de todas as partes (reverberação natural) ,vai estar em todos os canais, obriga a agulha a vibrar em movimento circular.

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A seguir daremos os circuitos respectivos para obtenção dos sinais diferenciados.

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