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Hier die Einleitung aus dem Hifi Testjahrbuch 1973

Der Chefredakteur der Hifi-Stereophonie - Karl Breh - hatte in jedem Hifi-Jahrbuch und auch in den Testjahrbüchern sehr anschauliche und allermeist auch verständliche Einleitungen geschrieben.

Die Quadrofonie

Weniger in Europa als vielmehr in Japan und den USA hat die Quadrofonie in den letzten zwei Jahren eine recht stürmische Entwicklung durchlaufen. Wer zuvor noch glauben mochte, Vierkanal-Stereofonie würde sich vielleicht gar nicht erst durchsetzen, muß heute feststellen, daß dies im Prinzip bereits geschehen ist.

Zwar herrscht noch keineswegs Klarheit darüber, auf welches Verfahren sich die Geräte- und Schallplattenhersteller weltweit einigen werden, trotzdem hat sogar die sehr vorsichtig disponierende deutsche Industrie beschlossen, spätestens zur Internationalen Funkausstellung im Herbst 1973 in Berlin Quadrofonie in ihrem Geräteangebot zu berücksichtigen.

Bevor die heutige Situation im Bereich der Geräte und der Programmträger geschildert und ein Ausblick auf mögliche Entwicklungen gegeben werden kann, sei zunächst einmal erläutert, was es mit der Vierkanal-Stereofonie auf sich hat.

Die ideale Quadrofonie

Beginnen wir mit der einfachsten und gleichzeitig idealen Form der Quadrofonie. Bei der Aufnahme im Studio oder Konzertsaal werden nicht wie bisher zwei Mikrofone oder Mikrofongruppen eingesetzt, sondern vier (Bild 1).
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Die Quadro-Aufnahme

Zwei Mikrofone fangen ganz normal den aufzunehmenden Schall so ein, als ob es um eine Stereoaufnahme ginge. Wir nennen diese Mikrofone Lf und Rf (links Front und rechts Front) und zeichnen deren Signal auf zwei Spuren eines Halbzoll-Vierspur-Tonbandgerätes auf. Die Mikrofone Lr und Rr sind etwas weiter vom Klangkörper entfernt oder sogar von diesem abgewandt aufgestellt und fangen hauptsächlich den von den Begrenzungsflächen des Aufnahmeraums mehrfach reflektierten Schall ein.
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Die 4-Kanal Speicherung

Die von diesen Mikrofonen aufgenommenen Signale werden auf den zwei restlichen Spuren der Vierspur-Tonbandmaschine gleichzeitig mit den Signalen der Frontmikrofone aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe werden diese vier Signale auf vier Mono-Endverstärker oder zwei Stereoendstufen oder eben einen Vierkanal-Verstärker gegeben und getrennt verstärkt.
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Die Quadro-Wiedergabe

Sodann werden die vier verstärkten Signale ebensovielen Lautsprecherboxen zugeführt, wovon wir die beiden vorderen wieder Lf und Rf und die beiden hinteren entsprechend Lr und Rr nennen. Die beiden vorderen dem Zuhörer gegenüber befindlichen Boxen geben das normale Stereosignal wieder, in dem der von der Schallquelle ausgegangene Direktschall relativ stark vertreten ist, und die hinteren strahlen das von den Rückmikrofonen aufgenommene Stereosignal ab, das einen hohen Prozentsatz reflektierten Schalls enthält. Es ist ohne weiteres verständlich, daß im reflektierten Schall praktisch alle Information über den Raum des Aufnahmestudios enthalten ist.

Wie man das nun nennt

Diese Rauminformation wird bei der geschilderten vierkanaligen Wiedergabe "vollständiger" ??? verarbeitet als bei der zweikanaligen Stereoaufnahme, die mit Rücksicht auf die Durchsichtigkeit des Klanggeschehens zu einem viel höheren Anteil den Direktschall aufgezeichnet hat. Ein solches Quadro-fonieverfahren, bei dem vier getrennte Aufnahmekanäle getrennt aufgezeichnet, getrennt gespeichert, wenn nötig getrennt vervielfältigt und endlich auch getrennt wiedergegeben werden, nennt man ein Diskretverfahren. Man symbolisiert es durch die Zahlenfolge 4,4,4.

Ein solches Diskret-Vierkanal-Verfahren, das auch hinsichtlich der Übertragungsgüte keinerlei Einschränkungen unterliegt . . . . .

. . . . bietet folgende Vorteile:

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A. Bei konventioneller Musik - Hörer und Klangkörper sind einander gegenübergestellt:
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  • 1. Ohne Verlust an Durchsichtigkeit wesentliche Steigerung des Räumlichkeitsempfindens bei natürlichem Hallanteil
  • 2. Die für große Klangkörper meist ungeeignete Akustik des Hörraums wird durch die viel günstigere des Aufnahmeraumes weitgehend majori-siert. Dieser Vorteil wirkt sich gerade in kleinen Hörräumen unter oder um 20 m2 besonders auffallend aus, denn als Folge von 2 hängt
  • 3. die Wiedergabequalität weniger kritisch von der Größe und Qualität der Lautsprecherboxen ab, zumindest was die Rückboxen betrifft und
  • 4. wird die Baßwiedergabe bei gegebenen Lautsprecherboxen beim Umschalten von Stereo- auf Quadrowiedergabe erheblich verbessert. Die Bässe wirken substantieller, sie können sich dank der günstigeren Akustik des Aufnahmeraums, die ja die Eigenakustik des Hörraums quasi verdrängt, besser entfalten.

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B. Bei Unterhaltungs- und Popmusik sowie bei für Quadrofonie komponierter moderner E-Musik:
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  • 1. Der Hörer kann in den geometrischen Schwerpunkt des Klangkörpers versetzt werden
  • 2. Die einzelnen Komponenten des Klangkörpers können in bezug auf den Hörer zu diesem und untereinander in Bewegungen versetzt werden, d. h. es sind Effekte möglich, die gänzlich an dieses neue Medium gebunden sind und live nicht erzeugt werden können.
  • 3. Für A und B gültig. Das Lästigkeitsempfinden gegenüber Lautstärke wird bei quadrofoner Wiedergabe zu höheren Pegeln hin verschoben, d. h. man kann ohne Lästigkeitsempfinden auch in kleinen Räumen große Klangkörper mit der ihnen angemessenen, subjektiv als hifigerecht empfundenen Lautstärke abhören.

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Diese Aussagen beruhen auf meinen eigenen Beobachtungen bei quadrofoner Wiedergabe von Industrieaufnahmen auf Halbzoll-Vierspurband über eine Studiomaschine in einem normalen, als durchschnittlich zu bezeichnenden Hörraum. Dieser Qualitätsstandard bezeichnet das erreichbare Höchstmaß.
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Alle derzeitigen Quadroverfahren

Alle derzeit miteinander im Wettstreit liegenden Quadroverfahren sind, verglichen mit dem echten 4-Kanal Diskretverfahren vom Studioband, mit mehr oder weniger ausgeprägten qualitativen Abstrichen verbunden. Diese rühren einfach daher, daß die für das Publikum bestimmten Verfahren die Schallplatte als Tonträger* voraussetzen müssen, da sie sich sonst kaum durchsetzen könnten.

Mit allen wichtigen Quadroverfahren konnte ich mich in den zurückliegenden zehn Monaten eingehend beschäftigen. Welche Qualitätseinschränkungen in bezug auf den oben aufgeführten Idealfall des Halbzoll-Studiobands als Träger bei den verschiedenen Verfahren zu machen sind, kann ich daher aus der praktischen Hörerfahrung heraus beurteilen.

Grob in zwei Gruppen unterteilt (Stand 1973)

Die heute miteinander konkurrierenden Verfahren kann man grob in zwei Gruppen unterteilen.

Gruppe 1

Die eine Gruppe wird derzeit eigentlich nur durch ein einziges Verfahren repräsentiert: das CD-4-Verfahren von Nivico (Victor Company of Japan, JVC). Dabei handelt es sich um ein Diskretverfahren, d. h. die vier Tonkanäle werden in die Einzelschallrille einer Langspielplatte geschnitten.

In der rechten Rillenflanke der 45°/45°-Schrift wird bei einem Übertragungsbereich von 20 Hz bis 15 kHz die Summe der Kanäle 1 und 2 geschnitten und in die linke Rillenflanke die Summe der Kanäle 3 und 4. Die Differenzsignale K1-K2 und K3-K4 werden einer Trägerfrequenz von 30 kHz bei einem Frequenzhub von +15 -10kHz und einem gegenüber dem Summensignal um 19 dB abgesenktem Pegel aufmoduliert (Bilder 2 und 3).

Dies setzt natürlich die Erweiterung des Übertragungsbereiches des magnetischen Tonabnehmers von 20 kHz auf 45 kHz voraus. Beim Schneiden der CD-4-Platten half man sich wegen der zu verarbeitenden hohen Frequenzen zunächst mit der zeitraubenden Lösung, bei einem Drittel der normalen Umdrehungszahl zu schneiden.

Heute (1973 !!) schneidet man schon bei halber Geschwindigkeit und man ist bei JVC dabei, Verfahren zu entwickeln, die das Überspielen bei voller Drehzahl erlauben.
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Für die Shibata-Nadel gemacht - die Platte schneiden

Was den Tonabnehmer betrifft, so hat Nivico für diesen Zweck einen Tonabnehmer mit Spezialnadel, die sogenannte Shibata-Nadel (Bild 4) entwickelt. Aufgrund ihrer speziellen Form übt die Shibata-Nadel auf die Rillenflanken bei gleicher Auflaqekraft geringere Drücke aus. Dank dieser verschleißhemmenden Maßnahme gelingt es, die mechanische Bewegungsabtastung bis über 80 kHz auszudehnen.

Anmerkung : Laut Herrn Brüggemann ist das mit den 80 kHz in der Vinyl-Rille eine rein ideelle Betrachtung und wäre selbst in 2012 nicht machbar.

Bei der Wiedergabe

Bei der Wiedergabe wird die dergestalt kodierte Vierkanalinformation auf einen Demodulator gegeben, dem eine Matrixschaltung folgt, in der die vier Signale voneinander getrennt werden. Dies geschieht im CD-4-Demodulator. Von da aus gehen die vier hochpegelig diskreten Signale auf Aux-Eingänge eines Vierkanal-Verstärkers.

Das CD-4-Verfahren gestattet bei gutem Signal-Fremdspannungsabstand so gute Übersprechdämpfungen zwischen den Frontkanälen, zwischen den Rückkanälen, aber auch zwischen den Front- und Rückkanälen, daß ein jeweils nur für einen Kanal bestimmtes Signal vom Hörer auch wirklich nur über den entsprechenden Lautsprecher gehört wird, während aus den anderen drei Lautsprechern nichts zu hören ist.

JVC-Vorführ-Beispiel :

So enthält z. B. eine JVC-Vorführplatte einen gleichzeitig in vier verschiedenen Sprachen gesprochenen Text, wobei jeweils eine Stimme einem der vier Lautsprecher zugeordnet ist. Die vier Stimmen sind klar voneinander getrennt hörbar.

Das CD-4-Verfahren kann daher jeden Punkt auf dem die vier Boxen umfassenden Kreis abbilden, in dessen Mittelpunkt der Hörer sich befindet. Bei klassischer Musik wird jedoch wohlweislich darauf verzichtet, einzelne Instrumente von hinten her hörbar zu machen. Vielmehr hat man nach wie vor den Eindruck, dem Klangkörper gegenüber zu sitzen, nur daß eben die seitlich allzu engen Begrenzungen des Hörraums zu verschwinden scheinen und die Hörperspektive auf einen sehr viel größeren, tiefer gestaffelten Hörraum freigeben.

Die Klangqualität erreicht fast Studioqualität

Die Klangqualität des Verfahrens und der Dynamikumfang sind ausgezeichnet und dürften recht nahe an das Ideal des Diskretverfahrens mittels Studioband herankommen. Sein Hauptnachteil besteht darin, daß es vom UKW-Rundfunk nicht ohne weiteres übernommen werden kann, obwohl L. Dorren ein Verfahren entwickelt hat, das Vierkanal-FM-Quadro-fonie auch bei der in Europa zur Verfügung stehenden Bandbreite und des hier eingeführten 100kHz Rasters ermöglicht.

In ersten Stellungnahmen des Instituts für Rundfunktechnik wird dies zwar nicht widerlegt, aber es werden nach wie vor starke Bedenken erhoben, die sich hauptsächlich auf den unvermeidlichen Verlust an Versorgungsreichweite beziehen. Es ist daher nicht damit zu rechnen, daß die Rundfunkanstalten der Bundesrepublik sich in absehbarer Zeit dazu entschließen könnten, die Vierkanal-Diskret-Quadrofonie einzuführen.

Die Gruppe 2

Der Hauptvorteil der zweiten Gruppe der Quadroverfahren besteht darin, daß sie ohne weiteres rundfunktauglich sind.

Diese Quadroverfahren lassen sich alle unter dem Stichwort „Matrix-Verfahren" zusammenfassen.

Die 4 Kanäle werden codiert

Gemeinsam ist allen diesen Verfahren, daß vier-kanalig aufgenommen wird, dann aber die vier Signale in einem Encoder auf zwei zu speichernde, zu vervielfältigende oder zu übertragende Signale reduziert werden. Erst bei der Wiedergabe und nach der Vorverstärkung des zweikanaligen Signals in einem normalen Stereo-Entzerrer-Vorverstärker wird dieses Signal auf einen Decoder gegeben, in dem die ursprünglich vorhandenen vier Signale wiedergewonnen werden.

Nach dem Decoder werden die nunmehr diskret vorliegenden vier Signale auf eine vierkanalige Endstufe und von da aus auf die vier Boxen gegeben (Bild 5).

Die Verfahren nennen sich 4.2.4

Allen diesen Matrix-Verfahren kommt daher gleichermaßen die symbolische Zahlenfolge 4,2,4 zu. Die Gruppe der Matrix-Verfahren zerfällt einerseits in das von CBS-Sony entwickelte SQ-Verfahren und andererseits in die anderen „Regular-Matrix" oder von den Japanern EIAJ genannten Verfahren, wobei „EIAJ" für "Electronic Industry Association of Japan" steht.

Und alle sind ein Bißchen kompatibel

Alle diese Verfahren sind untereinander mehr oder weniger kompatibel, ja, sie sind es sogar in gewissem Umfange mit dem Sony-SQ-Verfahren insoweit, als eine nach einem dieser zahlreichen Verfahren geschnittene Schallplatte, über einen anderen Decoder decodiert und abgehört, immer irgend einen quadrofonischen Effekt zeitigt. Es fragt sich nur, ob es der von den Toningenieuren bei der Aufnahme beabsichtigte ist.

Sansui nennt sein Verfahren QS, Toshiba QM, Kenwood QR, Denon QX-4, und Electro-Voice propagiert ein Verfahren, dessen Codierung und Decodierung Gemeinsamkeiten mit dem CBS/Sony SQ Verfahren aufweist.

Diese Aufzählung ist mit Sicherheit nicht vollständig. So propagiert auch Pioneer ein Regular-Matrix-Verfahren. Alle diese Verfahren setzen zum Ausbau einer vorhandenen Stereoanlage zur Vierkanalanlage die Anschaffung eines Decoders und einer zweiten Stereoendstufe voraus, sofern beim vorhandenen Vollverstärker Vorverstärker und Stereoendstufe aufgetrennt werden können.

Was wird für (echtes) Quadro benötigt ?

Plattenspieler, Tonabnehmer und UKW-Stereo-Empfangsteil bleiben vom Ausbau unberührt. Natürlich müssen zwei zusätzliche Boxen angeschafft werden. Es gibt Geräteausführungen, bei denen Entzerrervorverstärker, Decoder, Synthesizer oder Quadralizer - oder wie diese Schaltungen alle genannt werden - sowie die vier Endstufen in einem Gehäuse zusammengefaßt sind. Bei manchen Fabrikaten ist sogar noch der UKW-Stereo-Empfangsteil im selben Gehäuse enthalten. Kauft man ein solches Gerät, so benötigt man zum Ausbau einer Vierkanal-Anlage nur noch einen normalen Stereoplattenspieler und vier geeignete Boxen. Aber es gibt auch andere Kombinationsmöglichkeiten.

Die Decoder sind nämlich auch als gesonderte Einheiten erhältlich oder in Verbindung mit einem Vorverstärker oder auch zusammen mit zwei Endstufen zum beliebigen Ausbau schon vorhandener Stereoanlagen. Alle diese Quadro-Decoder gestatten außerdem die sogenannte Quadrofonisierung jedes normalen Stereoprogramms. Dieses Verfahren nennt man Pseudo-Quadrofonie oder besser Quasiquadrofonie 2,2,4 (die Bezeichnung Pseudo-Quadrofonie sollte der Wiedergabe normaler Stereoquellen über vier Boxen vorbehalten bleiben).

Es beruht ganz einfach darauf, daß ja auch schon in einer ganz normalen Stereoaufnahme ein bestimmter Anteil reflektierten Schalls enthalten ist. Im Unterschied zum direkten Schall ereicht der indirekte die beiden Mikrofone mit einer bestimmten Phasenverschiebung. Bildet man daher hinter dem Ausgang des Entzerrer-Vorverstärkers durch eine geeignete Schaltung die Differenz zwischen dem linken und rechten Signal und gibt man diese Differenzsignale zueinander um 180° phasenverschoben auf die beiden rückwärtigen Boxen, wobei der Pegel dieser Boxen getrennt regelbar sein muß, so ergibt sich ein Klangbild, das je nach Eignung der abgespielten Stereoaufnahme ähnliche Eindrücke hervorruft wie echte Quadrofonie.

Solche Schaltungen sind in sogenannten Quadaptoren enthalten, die in Form kleiner Kästchen angeboten werden oder in manchen deutschen Verstärkern. Auch Verzögerungsglieder von rund 30ms kanalweise zwischen Front und Rückboxen geschaltet, führen zu vergleichbaren Ergebnissen.

Der Rundfunk könnte Quadrophonie senden

Da bei allen Matrix- oder (4,2,4)-Verfahren zwischen Aufnahme und Wiedergabe die vierkanalige Information durch Codierung auf eine zweikanalige reduziert wird, können derart codierte Schallplatten oder Stereo-Tonbänder von den Rundfunkanstalten ohne zusätzliche Komplikationen gesendet werden.

Die Nachteile der Gruppe 2

Das ist der größte Vorteil der Matrix-Verfahren, die in qualitativer Hinsicht dem CD-4-Verfahren als einem Diskretverfahren mehr oder weniger unterlegen sind. Dies beruht hauptsächlich auf der Tatsache, daß die Übersprechdämpfung zwischen den Front- und Rückkanälen bei den Matrixverfahren zu wünschen übrig läßt, beim SQ-Verfahren noch mehr als bei den Regular-Matrix-Verfahren.

Daher wurden von CBS sogenannte Logic-Schaltungen entwickelt, die eine Verbesserung der Übersprechdämpfung gewährleisten. Leider gehen aber diese Verbesserungen zu Lasten bestimmter Phasenbeziehungen.

Und das ist ein dickes Manko

Einen prinzipiellen Nachteil der Matrix-Verfahren zeigt Bild 6. Beide gestatten nicht die Ortung einer Schallquelle aus der Mitte zwischen den Rückboxen. Meine Hörerfahrung mit SQ-Platten von Electrola, QS-Platten von Command und QMS-Platten von Toshiba, über SQ- und QS-Decoder decodiert, lehren, daß die Verfahren beim Abhören von Pop-Musik praktisch kompatibel sind, weil es bei dieser Art Musik auf Raumempfinden und Effekte in erster Linie und auf die exakte Ortbarkeit von Instrumenten weniger ankommt.

Auch symphonische Musik hört sich von Matrix-Quadroplatten wesentlich plastischer an als normal stereofon. Auch die Kompatibilität der Verfahren untereinander ist im wesentlichen vorhanden, wenn auch falsche Phasenbeziehungen gelegentlich zu einer gewissen Labilität der Ortbarkeit führen. Ob dies von der Mehrheit der interessierten Hörer als Nachteil empfunden wird, kann bezweifelt werden.

Unsere "Anstalten" halten nicht viel von Quadro

Alle anderen eingangs aufgezählten Vorzüge der Quadrofonie blieben nämlich erhalten. Was die Rundfunkfähigkeit der Matrix-Verfahren betrifft, so ist diese gegeben und mag vielleicht der eigentliche Grund dafür sein, daß sich CBS und EMI für SQ entschieden haben. Vorläufig scheinen jedoch die deutschen Rundfunkanstalten sich auch nicht für Matrix-Quadrofonie zu begeistern, denn neben der Anschaffung von Encodern würde die Einführung von Quadrosendungen die Umrüstung von Zweispurauf Vierspurbandmaschinen erforderlich machen und damit auch den Umbau der Regietische.

Stand 1973 - Wer macht jetzt was ?

RCA und die Warner-Elektra-Atlantic-Gruppe haben sich neben JVC für das CD-4 Verfahren entschieden. Bei JVC haben auch Polydor, Philips und andere Firmen CD-4 Platten für den japanischen Markt überspielen und pressen lassen. Command, die französische Decca, King, Toshiba und einige andere kleinere Firmen bieten QS-Platten an.

Was gibt es zur Zeit zu kaufen ?

Mit Stand 21. November 1972 gab es in Japan ein Gesamtangebot von 445 Quadro-Schallplatten - aufgeteilt in
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  • 127 CD-4-Platten,
  • 202 Regular-Matrix-Platten und
  • 116 SQ-Platten.

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Der Kampf um die Durchsetzung eines der Verfahren hält unvermindert an. Noch haben sich so wichtige Schallplattenhersteller wie Philips, DGG (Anmerkung : beides ist ein Konzern und Europas größter und mächtigster Konzern) und Decca nicht entschieden. Welches Verfahren sich endgültig durchsetzen wird, ist heute (wir haben 1973) noch nicht abzusehen. Vielleicht werden CD-4 und Matrix-Verfahren noch eine ganze Zeit nebeneinander existieren.

Die Konsequenzen für den (die) Kunden in 1973 . . . .

Welche Konsequenzen muß der HiFi-Interessent aus dieser Situation ziehen? Nun, wer schon eine HiFi-Stereoanlage sein Eigen nennt, sollte in aller Ruhe abwarten, bis endgültig entschieden ist, welches Verfahren sich durchsetzen wird. Dann kann er seine Stereo-Anlage durch Anschaffung eines Decoders, Quadralizers, Synthesizers, oder wie der Name sonst noch lautet, eines zusätzlichen Stereo-Verstärkers und zweier Boxen auf Quadrofonie ausbauen.

Wenn er in der Zwischenzeit die Vorteile der Quasiquadrofonie nutzen will, so kann er dies durch den Kauf eines Quadaptors und zweier zusätzlicher Boxen oder eines mit dieser Schaltung ausgestatteten Verstärkers tun. Wer nach der Entscheidung einer Mehrheit der Schallplattenhersteller angesichts der RCA-CD-4 Schallplatten für eines der Matrix-Verfahren universell sein möchte, kauft sich einen Vierkanal-Endverstärker, den richtigen Matrix-Decoder und den CD-4 Demodulator mit dem Shibata-Tonabnehmer, der natürlich auch zum Abspielen normaler Stereoplatten geeignet ist.

Karlsruhe, im Mai 1973 Karl Breh
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