ステレオ 4チャンネル

SQ クアドラフォニック

SQ クアドラフォニック ロゴ
メディアタイプ	蓄音機レコード
エンコーディング	アナログ信号
容量	4つのオーディオチャンネル
読み取り メカニズム	フォノカートリッジ
使用法	オーディオストレージ

SQ Quadraphonic（ステレオ・クアドラフォニック）^[1]は、ビニールLPレコード用のマトリックス4チャンネルクアドラフォニックサウンドシステムです。1971年にCBSレコード（米国とカナダではコロンビアレコードとして知られています）によって導入されました。この技術を使用した多くの録音が1970年代にLPでリリースされました。

このフォーマットを採用したレコード会社には、Angel、CTI、Columbia (国際的にはCBS Recordsと呼ばれています)、EMI、Epic、Eurodisc、Harvest、HMV、Seraphim、Supraphon、Vanguardなどがあります。

マトリックス形式では、4 つのサウンド チャネル (前方左、前方右、後方左、後方右) が 2 つのチャネル (左、右) に変換 (エンコード) されます。次に、これらは 2 チャネル伝送媒体 (通常は LP レコード) を通過し、4 つのチャネルにデコードされて 4 つのスピーカーに提供されます。

SQエンコーディングはピーター・シャイバーの研究に基づいており、ベンジャミン・バウアーによってさらに発展させられました。彼の基本的な方式では、90度位相シフト回路を使用して、強化された4-2-4マトリックスシステムの開発を可能にしました。^{[2] [3]}この4:2:4プロセスは、ある程度の情報の損失なしには実現できませんでした。つまり、最終段階で生成された4つのチャンネルは、プロセスの開始時のものと完全に同一ではありませんでした。

4-2-4 マトリックス 4 チャンネル ステレオでは、リア スピーカーはフロント スピーカーと同じかほぼ同じサイズの品質で、同じかほぼ同じ周波数範囲を持っている必要があります。

初期のSQデコーダーは、前後の分離を3dB以上生成できませんでした。初期の「フロントリアロジック」回路は分離を12dBまで高め、その後「フルロジック」^[4]回路は20dBまで高めましたが、^[5]どちらもパフォーマンスが低く、非常に目立つゲインポンピングと不安定な「揺れる」音場を提供しました。^[5]

SQシステムは、本質的に2チャンネルシステムでステレオ互換であるにもかかわらず、モノラル互換性に重大な問題があり、当時のすべてのテレビやモノラルラジオで深刻な問題を引き起こしたため、放送局からの抵抗にも直面しました。最も先進的なロジックシステムであるマーティン・ウィルコックスとピーター・シャイバーによるテイト指向性強化システム^[6]がSQに導入され、ジム・フォスゲートによって優れたテイトII 101Aデコーダーとして実現された頃には、「クワッド」はすでに失敗作と見なされていました。

ピンク・フロイドの『狂気』について、エンジニアのアラン・パーソンズは次のように回想している。「アルバムをレコーディングしたとき、バンドは間違いなくクアッドでミックスするつもりだった。『マネー』や他のトラックのすべてのエフェクトは4トラックで録音されたので、最終レコードでは真のクアッドで聞くことができた…しかし、ミックス段階になったとき、クアッドは期待されたようなメディアとして普及していなかったので、少し期待外れだった。そして、ご存知のとおり、すべてが失敗に終わった。」^[7]

Harman Kardonには、フロント チャンネル間の分離をフロント チャンネルとリア チャンネル間の分離と同じくらい低く変更できる SQ デコーダーがありました。

一部の SQ 録音はコンパクト ディスク、特に初期の CD 版でリリースされており、オリジナルのマスター ミックスが SQ でエンコードされています。一例として、サンタナの1974 年のライブ アルバムLotus が挙げられます。

SQ は 2 チャンネル ステレオと互換性がありますが、いくつか問題があります。フロント チャンネルは完全に互換性がありますが、リア チャンネルの幅は狭くなります。しかし、大きな問題は、フロントとリアの間の音です。2 チャンネル ステレオでは、音が左に向き、部屋の中央点は左のスピーカーにしか届きません。

j = + 90°位相シフト^[i]

単一互換性を提供するために、このマトリックスのバリエーションが提案されました。

j = + 90°位相シフト^[i]

この提案では4つのチャンネルは通常通りエンコードおよびデコードされましたが、バックセンターチャンネルは位相でエンコードされたため、フロントセンターでデコードされました。^[10]

このシステムは理にかなっていた。クアッドデコーダーがない場合、SQエンコードされたレコードはほぼ通常のステレオレコードとして再生され、CBSはSQエンコードされたレコードと標準ステレオシステムとの優れた互換性を維持したいと述べていたが、実際には互換性の問題があった。2チャンネルステレオ機器で再生すると、フロントチャンネルは通常の2チャンネルステレオチャンネルのように聞こえ、リアチャンネルはフロントチャンネルよりも狭く聞こえる。センターリアに配置されたサウンドに問題が発生する。リスナーの真後ろのポイントはステレオ再生では位相がずれているため、1チャンネルモノラルリスニングでは消えてしまう。左後方と右後方のポイントは、2チャンネルステレオリスニングでは3dB低く、モノラルリスニングでは6dB低くなる。^[11]

SQ レコードのトラックは従来のステレオ トラックよりも幅が広いため、最大再生時間は従来のステレオ レコードよりも短くなります。

Columbia/ CBS レコードには、アルバム カバーに金色のフレームが付いた QUADRAPHONIC と呼ばれる 4 チャンネル レコードのカタログがありました。これらのレコードは SQ システムでエンコードされていました。しかし、8 トラック テープ(主にカー ステレオ機器向け) を備えた QUADRAPHONIC カタログも並行して存在していました。しかし、これらの quadraphonic テープは、個別の 4 チャンネル ステレオで作成されていました。これにより、CBS Quadraphonic プロジェクト全体の地位が高まりました。

1976 年、ベンジャミン バウアーはマトリックス システムと離散システムを USQ、つまりユニバーサル SQ に統合しました (他の企業もクアッド システムで同じことを行っていました)。

これは階層的な 4-4-4 離散マトリックスであり、SQ マトリックスを離散 4 チャンネル FM 放送のベースバンドとして使用し、"T" および "Q" と呼ばれる追加の差分信号を使用しました。USQ FM 放送では、追加の "T" 変調は標準ステレオ差分信号に対して直交する 38 kHz に配置され、"Q" 変調は 76 kHz のキャリアに配置されました。標準の 2 チャンネル SQ マトリックス放送では、CBS は、SQ エンコード信号を示し、リスナーのロジック デコーダーをアクティブ化するために、オプションのパイロット トーンを通常のパイロット トーンに対して直交する 19 kHz に配置することを推奨しました。 CBS は、FCC のさまざまな 4 チャンネル放送提案のリスニング テストで、CBS Paramatrix デコーダーでデコードされた 4:2:4 SQ システムが、4 チャンネル放送の標準として選択されるべきであると主張しました。これは、テストされた他のすべての 4:2:4 (ロジックなし) およびロジックありの 4:3:4 システムよりも優れており、わずかなマージンでディスクリート マスター テープのパフォーマンスに近づいたためです。同時に、ほとんどのテスト リスナーは、ステレオとモノラルへの SQ の「フォールド」を、4:4:4、4:3:4、および他のすべての 4:2:4 エンコード システムのステレオとモノラルの「フォールド」よりも好んでいました。

方向性強化システム (Tate DES とも呼ばれる) は、基本的な SQ マトリックスの方向性を強化する、SQ 用の高度なデコーダーでした (ただし、任意のマトリックスまたはカーネル システムで動作するように作成できます)。

SQ デコーダーの 4 つの出力をマトリックス化して追加信号を生成し、それらのエンベロープを比較して、優勢な方向と優勢の度合いを検出します。Tate IC チップの外部に実装されたプロセッサ セクションは、制御信号に可変のアタック/ディケイ タイミングを適用し、方向性を強化するために必要な「B」(ブレンド) マトリックスの係数を決定します。これらは、マトリックス マルチプライヤ IC のアナログ乗算器によって処理され、入力マトリックスに「B」マトリックスを乗算して、優勢なサウンドの方向性が強化された出力を生成します。DES は、エネルギー スフィアの 3 つの方向をすべて同時に認識して分離を強化できるため、非常にオープンで「離散的」なサウンド フィールドを実現しました。

さらに、すべての非支配的な音が適切なレベルに維持されるように、十分な追加の複雑さで強化が行われました。

Dolby は、1986 年頃まで劇場用プロセッサに Tate DES IC を使用していましたが、その頃Pro Logicシステムを開発しました。残念ながら、遅延や問題により、Tate DES IC は 1970 年代後半まで市場に出回らず、これを採用したコンシューマー デコーダは Audionics Space & Image Composer と Fosgate Tate II 101A の 2 つしか製造されませんでした。

Fosgateは、 Tate II と呼ばれるより高速で更新されたバージョンの IC と、ハース効果を使用して 360° の音場全体の分離を強化する追加回路を使用しました。最高の品質レベルを維持するために、Fosgate は手作業で分類された IC と 1% 許容誤差のコンポーネントを使用し、各デコーダーを手作業で最適化しました。出力レベルを変化させて方向性を高める以前の SQ 用 Full Wave-matching Logic デコーダーとは異なり、Tate DES は SQ 信号のクロストークを主な方向性の関数としてキャンセルし、非主要な音と残響を適切な空間位置と正しいレベルに保ちます。101A は後に 3601 に置き換えられました。Fosgate は、かなり高価で入手が限られたオーディオマニア向けのユニットでした。

SQ レコードは、 QS レギュラー マトリックスデコーダーで再生すると、ある程度のクアドラフォニック効果が得られますが、正しく設計された SQ デコーダーでのみ、正確にデコードされた再生が可能です。クアドラフォニックという言葉は、SQ システムの同義語としてよく使用されますが、常にそうであるとは限りません。SQ システム (および他の同様のマトリックス システム) は、 QS システムや、総称してレギュラー マトリックスと呼ばれる類似のシステムと区別するために、フェーズ マトリックスと呼ばれることがありました。

SQデコーダーには以下のものがある: ^[12]

• ソニーSQD-1000 ^[13]
• リアルSQ-II ^[14]
• ソニーSQD-2050 ^[15]
• ラファイエットSQ-L、SQ-W ^[16]
• マランツSQA-2モジュール^[17]
• ソニーSQD-2020/2010 ^[18]
• フォスゲート/テイトII 101a ^[19]
• テスラAZQ100 ^[20]

^i 90°の位相シフトは、ヒルベルト変換を使用して録音のすべての周波数に適用されます。