Dolby

Dolby Laboratories, Inc.
Rechtsform	Incorporated
ISIN	US25659T1079
Gründung	1965
Sitz	San Francisco, Vereinigte Staaten
Leitung	Kevin J. Yeaman, Präsident und CEO Peter Gotcher, Vorsitzender
Mitarbeiter	1.308 (2011)
Umsatz	955,50 Mio. US-Dollar (2011)
Branche	Audiotechnik
Website	www.dolby.com

Dolby Laboratories, Inc. ist ein Unternehmen, das früher Kompandersysteme zur Rauschverminderung im analogen Audiobereich entwickelt hat, und mittlerweile auf digitale Mehrkanal-Tonformate spezialisiert ist. Das Unternehmen wurde 1965 von Ray Dolby in England gegründet, 1976 verlagerte er es in die Vereinigten Staaten von Amerika.

Analoge Kompressoren (Rauschverminderungsverfahren)

Doppelkassettendeck von JVC mit Dolby B, C und HX Pro

Bei den analogen Dolby-Verfahren werden bei der Aufnahme leise Töne in der Lautstärke angehoben und bei der Wiedergabe um den gleichen Betrag wieder gesenkt. Dabei wird gleichzeitig das Bandrauschen mit abgesenkt. Das hat nichts mit der statischen Prä- und Deemphase zu tun.

Dolby A und Dolby SR werden vor allem im professionellen Bereich eingesetzt, zum Beispiel beim analogen Lichttonverfahren.

Das verbreitetste Dolby-Verfahren bei handelsüblichen Kassettenrekordern heißt Dolby B. Dieses wird in höherwertigen Geräten, die früher zum Standardumfang einer Stereoanlage gehörten, durch die Weiterentwicklung Dolby C und manchmal Dolby HX Pro ergänzt. Dolby S, erschienen zu Beginn der 1990er Jahre, sollte als Ergänzung zu B und C der Standard für höherpreisige HiFi-Tapedecks für den Heimbereich werden. Durch den Siegeszug der Digitaltechnologie brach dieses Marktsegment jedoch weitgehend weg, so dass Dolby S keine nennenswerten Marktanteile mehr erreichen konnte.

Dolby A

Dolby A ist das erste von Dolby entwickelte Kompressionsystem für Studio-Magnettonbandgeräte von 1966. Es besteht aus vier voneinander unabhängig arbeitenden Kompressoren. Kompressor 1 arbeitet unterhalb von 80 Hz, Kompressor 2 zwischen 80 Hz und 3 kHz und Kompressor 3 oberhalb von 3 kHz. Kompression ist 10 dB. Der vierte Kompressor arbeitet oberhalb von 8 kHz und liefert in diesem Frequenzbereich weitere 5 dB.

Ab 1972 hat Dolby A den Kinoton (Lichtton) entscheidend in Dynamikumfang und Frequenzgang verbessert.

Dolby B, Dolby "NR"

Das 1968 auf den Markt gebrachte Dolby B wirkt von mittleren Frequenzen ab etwa 1 kHz (beim von JVC entwickelten, Dolby-kompatiblen ANRS ab 500 Hz) bis in den Höhenbereich. Während der Aufnahme wird das aufzunehmende Signal frequenz- und pegelabhängig verstärkt auf das Tonband aufgespielt und bei der Wiedergabe um den gleichen Betrag abgeschwächt. Dadurch wird bei der Wiedergabe auch das Bandrauschen mit abgeschwächt. Das Rauschverminderungssystem muss sowohl bei der Aufnahme wie auch bei der Wiedergabe eingeschaltet sein. Frequenz- und pegelabhängige Komprimierung und Expandierung bedeutet, dass das Musiksignal während Aufnahme und Wiedergabe nicht gleichmäßig bearbeitet wird. Der Grad der Bearbeitung ist im unteren Frequenzbereich ab 1 kHz geringer und im Hochtonbereich stärker ausgeprägt und beginnt erst ab einem Pegel unterhalb von 0 dB. Bei vielen Kassettengeräten ist in der Aussteuerungsanzeige in diesem Bereich das Dolby-Zeichen (Doppel-D-Symbol) zur Orientierung angebracht. Alle Pegel, die schwächer sind als diese Markierung, werden vom Dolby-System bearbeitet. Je leiser sie sind, desto stärker ist diese Bearbeitung. Daher ist es wichtig, das Musiksignal laut genug auszusteuern, natürlich unter Berücksichtigung der vom Tonbandhersteller empfohlenen Aufsprechpegel. Bei älteren Kassettengeräten, die ausschließlich über Dolby B verfügen, wird das Verfahren häufig auch als Dolby NR (NR für Noise Reduction) bezeichnet.

Die Verwendung nur einer Bearbeitungsstufe bei Dolby B führte mit der Qualitätszunahme aller anderen Hi-Fi-Komponenten zur Notwendigkeit der Weiterentwicklung dieses Rauschverminderungsverfahrens. Unter bestimmten Aufnahmebedingungen, wie etwa eines einzelnen Schlagzeug-Beckens oder Klanghölzern, also quasi bei kurzen, stakkatohaften Geräuschen, waren aufgrund der Trägheit der damals zur Verfügung stehenden Schaltkreise und der Bearbeitung eines vergleichsweise breiten Frequenzspektrums durch Dolby B deutliche Rauschfahnen nach Ende des eigentlichen Tons zu hören. Dieses Problem wurde bei der Entwicklung des Nachfolgers Dolby C berücksichtigt.

Eine Abwandlung des Dolby-B-Verfahren namens Dolby FM mit 25 µs Präemphase und angepassten Kompander-Frequenzgang wurde ab 1971 von einer Reihe UKW-Rundfunkstationen in den USA eingesetzt. Dazu gab es auch Empfänger mit entsprechenden Expander-Schaltungen sowie Kassettenrekorder, deren Dolby-B-Schaltkreise in einer „Pass-Through“-Betriebsart dafür extern nutzbar gemacht werden konnten. Schon 1974 wurde das System praktisch wieder aufgegeben. Ein später zwischen 1979 und 1981 in Deutschland vom IRT erprobtes Telefunken High Com FM-Verfahren wurde nie kommerziell eingeführt.

Dolby C

Dolby C arbeitet mit zwei kaskadierten Kompressoren sowie einer Antisättigungsschaltung. Der erste Kompressor entspricht genau dem Dolby-B-Kompressor. Der zweite Kompressor arbeitet bei 20 dB geringeren Pegeln mit einem Einsatzpunkt, der reichlich zwei Oktaven tiefer liegt (5-dB-Punkt: 200 Hz statt 1 kHz). Das Antisättigungsnetzwerk verbessert die Höhenaussteuerbarkeit bei 10 kHz um etwa 4 dB und verhindert bei kurzzeitig auftretenden zu hohen Pegeln durch übermäßige Aussteuerung des Nutzsignals eine Übersättigung des Bandmaterials, indem die Pegel automatisch leicht reduziert werden.

Dolby C wurde 1980 der Öffentlichkeit vorgestellt.

Dolby S

Dolby S ist eine abgerüstete Version des professionellen Dolby SR, des Dolby-A-Nachfolgers, verfügt über drei Kompressorstufen und wirkt zusätzlich zu Dolby B und C im Bassbereich. Außerdem sind die drei Frequenzbänder so aufgeteilt, dass Aufnahmen mit Dolby S auch auf Geräten mit Dolby B in akzeptabler Qualität wiedergegeben werden können. Die ersten Geräte mit Dolby S erschienen 1990 auf dem Markt.

Während die einfache Idee der Komprimierung und Expandierung die Stärke der Dolby-Rauschverminderung ist, so ist sie auch gleichzeitig ihre Schwäche: Voraussetzung für ein einwandfreies Funktionieren des Systems ist nämlich eine genaue Kalibrierung des Kassettengerätes auf das verwendete Bandmaterial. So ist es nicht nur wichtig, den Tonkopf exakt rechtwinklig auf den Bandlauf auszurichten, auch die Vormagnetisierung und besonders der Aufsprechpegel müssen genau eingestellt sein. Damit ist nicht nur die Grobeinstellung auf die verwendete Bandsorte Normal, Chromdioxid oder Metall gemeint, denn auch innerhalb dieser Klassen gibt es feine Nuancen. So kann es vorkommen, dass ein mit 0 dB aufgenommener Pegel aufgrund der geringen Empfindlichkeit des Tonbandmaterials bei der Wiedergabe weniger als 0 dB beträgt. Dadurch kommt es in der Signalverarbeitung des Dolby-Systems zu Ungenauigkeiten, die sich durch eine dumpfe Wiedergabe der Höhen oder Pumpgeräusche äußern können. Aufgrund dieser Problematik hat die Dolby-Licensing-Corporation bei der Einführung von Dolby S strikte Lizenzbedingungen vorgegeben. Kassettengeräte, die Dolby S einsetzen wollen, müssen einen exakt ausgerichteten Tonkopf und eine von außen zugängliche Vormagnetisierungseinstellung haben.

Dolby HX Pro

Dolby HX Pro (HX steht für „Headroom eXtension“) ist per se kein Rauschunterdrückungssystem wie Dolby A, B, C und S, sondern eine Einrichtung, die die Höhenaussteuerbarkeit erweitert. Entwickelt und vorgestellt wurde es 1982 von Bang & Olufsen, ein Jahr später von Dolby als HX Pro vermarktet. Funktion: Ein normales Kassettendeck besitzt einen Wahlschalter für bis zu vier Bandsorten. Dieser Schalter stellt (unter anderem) die fest vorgegebene Vormagnetisierung dieser Bandsorten ein. Nun bewirken laute, hohe Töne im aufzunehmenden Musiksignal ebenfalls bereits eine Vormagnetisierung. Diese addiert sich zur ursprünglichen Vormagnetisierung, und so wird das Band nicht optimal ausgenutzt (zu viel Vormagnetisierung begrenzt die Aufnahme hoher Töne, zu wenig erhöht andererseits die Verzerrungen). Der HX-Pro-Schaltkreis misst nun ständig die Pegel der höheren Frequenzen (das Signal vom Aufnahmeverstärker), die dem Tonkopf zugeführt werden. Steigt der Anteil von hohen Frequenzen im Signal, wird die Vormagnetisierung entsprechend verringert, was letztlich zu einer verbesserten Hochtonaussteuerbarkeit führt oder anders ausgedrückt: Eine gleichmäßige Aufzeichnung des ganzen Frequenzspektrums wird garantiert. So erhöht HX Pro die Dynamikbandbreite von Kassetten und ermöglicht damit klarere Aufnahmen. (Quelle: The Audio Professional von Bang und Olufsen, 1982) Auf der Decoderseite, also im Abspielgerät, ist keine besondere Logik vonnöten.

Play Trim

Zusammen mit NAD entwickelte Dolby die Play-Trim-Regelung, mit deren Hilfe ein fehlerhafter Hochtonfrequenzgang Dolby-codierter Kassettenbänder vor der Dynamikexpansion näherungsweise korrigiert werden kann, so dass auch solche Bänder ganz passabel klingen. Ein fehlerhafter Hochtonfrequenzgang kann durch falsche Vormagnetisierung, Nichtverwendung von HX Pro, Bandalterung oder Azimutfehler des Wiedergabetonkopfes entstehen.

Dolby SR

Dolby-SR-Steckkarte für Mehrkanalton von 1986

Dolby SR ist ein seit 1987 gebräuchliches Rauschunterdrückungsverfahren für die Tonaufzeichnung für analogen Lichtton auf 35-mm-Film und auf analogen Tonbändern. SR steht für spectral recording und heißt so, weil es eine für das Gehör angepasste, spektrale Kompressorfunktion besitzt.

Das Verfahren ist das am höchsten entwickelte Audio-Rauschunterdrückungsverfahren und markiert vermutlich auch den Abschluss der Entwicklung dieser Verfahren, da für digitale Systeme keine Rauschunterdrückung mehr benötigt wird. Der bei dieser Technik erzielbare Dynamikbereich entspricht rechnerisch in etwa dem einer 16-bit-Digitalaufnahme, in der Praxis sind aufgrund der Eigenschaften analoger Aufnahmetechnik sogar noch bessere Werte möglich.

Analoge Mehrkanal-Tonformate

• Dolby Stereo 6-Track: 6-Kanal-Magnetton bei 70-mm-Kinofilmen (wird nicht mehr hergestellt)
• Dolby Stereo A: professionelles Kinotonsystem mit matrizierten vier Kanälen und Dolby A-Rauschunterdrückung
• Dolby Stereo SR Matrizierung wie Dolby Stereo A, aber mit verbesserter Dolby SR-Rauschunterdrückung
• Dolby Surround: Heimanwenderpendant zu Dolby Stereo
• Dolby Pro Logic: wie Dolby Surround, aber verbesserte En- und Dekodiertechniken (Erweiterungen: Pro Logic II, Pro Logic IIx und Pro Logic IIz)

Digitale Mehrkanal-Tonformate

Dolby E Encoder und Decoder in Form von 19"-Geräten, wie sie in der Abwicklung bei Fernsehanstalten eingesetzt werden

• Dolby Digital: digitales 6-Kanal-System (5.1), auch bekannt als AC-3 (Erweiterung: Dolby Digital EX)
• Dolby Digital Plus
• Dolby Virtual Speaker: System zur Emulation von Rundumklang bei nur zwei Lautsprechern
• Dolby E
• Dolby TrueHD
• Dolby Atmos

Video

• Dolby Contrast: Ein Videoformat für verbesserten Kontrast bei LCD-Geräten
• Dolby 3D: Ein 3D-Projektionsverfahren

Literatur

• Hubert Henle: Das Tonstudio Handbuch. 5.Auflage, GC Carstensen Verlag, München, 2001, ISBN 3-910098-19-3
• Gustav Büscher, A. Wiegemann: Kleines ABC der Elektroakustik. 6. Auflage, Franzis Verlag, München, 1972, ISBN 3-7723-0296-3
• Roland Enders: Das Homerecording Handbuch. 3. Auflage, Carstensen Verlag, München, 2003, ISBN 3-910098-25-8

Weblinks

 Commons: Dolby – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Über Dolby & Co. und die Technik der Kassettenrecorder – Ein paar Hintergrundinfos (deutsch)
• Die Funktionsweise von Dolby B, C und S