Als vor etwa drei Jahren (also etwa 1970) in Deutschland zum erstenmal über (analoge) Quadrophonie gesprochen wurde, konnte zu diesem Zeitpunkt noch niemand voraussehen, welche Entwicklung diese neue Technik für den Hardware- und Softwaresektor und nicht zuletzt für den Konsumenten nehmen wird.

Auch heute (in August 1973) läßt sich noch kein verbindliches Werturteil über die Quadrophonie fällen. Durch zahlreiche Publikationen und Vorführungen wurde aber das Interesse der Konsumenten geweckt, und auch auf der Internationalen Funkausstellung 1973 in Berlin wird die Quadrophonie bei vielen Firmen entscheidend im Mittelpunkt stehen.

Viele Systeme wurden inzwischen getestet und zumindest theoretisch für die Einführung der Quadrophonie in Erwägung gezogen. Heute nun sind die ersten Weichen gestellt, nachdem sich einer der großen deutschen Schallplattenhersteller nach langen Überlegungen für eines der Matrix-Verfahren entschieden hat. Diese Entscheidung hat bei den Geräteherstellern eine Fülle von Reaktionen ausgelöst, die alle darauf abzielen, eine gemeinsame Basis für die Verbreitung der Quadrophonie zu finden.

Der Rundfunk verhält sich zur Frage der Quadrophonie verständlicherweise noch zurückhaltend, wenn auch zwischenzeitlich verschiedene Untersuchungen angestellt wurden. Die Wahl eines für den Rundfunk geeigneten Systems wird besonders erschwert durch das im UKW-Bereich festgelegte Frequenzraster, durch die unter Umständen weitere Verringerung des Störabstandes und der Reichweite sowie nicht zuletzt durch zum Teil erhebliche zusätzliche Investitionskosten.

Hier böte sich ein Matrix-System als ideale Lösung an, zumal das Abspielen bereits codierter Tonträger jeden zusätzlichen technischen Aufwand auf der Senderseite entbehrlich machen würde. Die Probleme des Rundfunks sind also teilweise andere als die der Schallplatte, so daß die Schallplatten-Quadrophonie in diesem Stadium unabhängig von der Rundfunk-Quadrophonie betrachtet werden muß.

Sieht man von den sogenannten Pseudo- oder Quasi-Quadrophonie-verfahren (technische Kurzdarstellung 2-2-4) ab, bei denen aus den beiden Stereo-Signalen durch Modifikation zwei in Betrag und Phase abweichende hintere Kanäle abgeleitet werden, so kann man die Quadrophonieverfahren in zwei Gruppen unterteilen: in die diskreten Verfahren und in die Matrix-Verfahren. Dabei soll im folgenden kein Werturteil über die einzelnen Systeme abgegeben, sondern lediglich auf die rein technischen, systembedingten Grundlagen eingegangen werden.

Das Wort „diskret" bedeutet soviel wie „abgetrennt" (oder einfach nur getrennt). Unter einem diskreten System versteht man also die Speicherung oder Übertragung einer quadrophonen Information über vier getrennte Kanäle, die lediglich durch das Übersprechen elektrisch miteinander verknüpft sind.

Bei reinen Übertragungsaufgaben läßt sich ein solches System leicht anwenden, und auch bei der Speicherung auf Magnetband ergeben sich keine Schwierigkeiten, wenn man vier getrennte Spuren auf dem Band verwendet. Die vier Kanäle lassen sich bei den verschiedenen Bandspeichertypen (1/4"-Band, Compact-Cassette und Cartridge oder 8-Spur-Kassette) sehr einfach nach den im Bild 1 dargestellten Normen aufzeichnen.

Bei der Philips Compact-Cassette müssen dabei allerdings qualitative Abstriche gemacht werden, da die Spurbreite nur noch 0,25 mm beträgt. Größere Amplitudenschwankungen (besonders bei höheren Frequenzen) und geringere Dynamik sind die Folge. Hier könnten eventuell die Anwendung von Chromdioxidband in Verbindung mit dem Dolby-B-Verfahren und eine verfeinerte Mechanik bei den Geräten Verbesserungen bringen.

Wesentlich schwieriger sind die Verhältnisse bei der Speicherung auf (analogen) Schallplatten oder bei der Rundfunkübertragung. In beiden Fällen müssen die zusätzlichen Informationen einem oder mehreren Hilfsträgern auf moduliert werden. Wegen der geringen zur Verfügung stehenden Systembandbreiten ist die Anwendung derartiger Verfahren aber oft nur unter Verzicht auf ausreichenden Fremdspannungsabstand möglich.

Die Aufzeichnung selbst erfolgt nach der von der Stereo-Platte her bekannten CCIR-Schneidkennlinie (zum Beispiel nach DIN 45.547: 3180, 318, 75 ps), die bis 45 kHz mit 6 dB/Oktave verlängert wurde (Bild 5). Frequenzen bis 20 kHz folgen dieser Schneid- kennlinie, wobei allerdings die Spitzenschnelle v bei 1000 Hz auf 2,23 cm/s festgelegt wurde. Sie liegt damit um etwa 11 dB unter dem bei der Stereo-Platte üblichen Wert von 8 cm/s. Oberhalb 20 kHz wird ein Filter mit einer Grunddämpfung von 0 dB bei 30 kHz und einem Abfall von 6 dB/Oktave eingeschaltet, so daß die modulierten Differenzkanäle mit konstanter Schnelle aufgezeichnet werden. Der Pegel des unmodulierten Hilfsträgers wurde auf -19 dB festgelegt. Er liegt damit bei einer Schnelle von 3,54 cm/s also immer noch 4 dB über dem 1-kHz-Wert.

Trotz dieses kleinen Schnellewertes ergeben sich wegen der hohen Frequenzen gewisse Probleme sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabe. Bei der Abtastung mit üblichen elliptischen Nadeln, die wegen der kleinen aufgezeichneten Wellenlänge (5,4 um bei 45 kHz, 140 mm Plattendurchmesser und 33 1/3 U/min) erforderlich sind, kann es bei mehrmaliger Abtastung infolge zu hoher Beschleunigungskräfte zu einer Zerstörung der Aufzeichnung kommen.

Deshalb wurde für diese Aufzeichnungsart eine besondere Nadel, die sogenannte Shibata-Nadel entwickelt, deren spezielle Formgebung eine wesentlich geringere spezifische Belastung des Plattenmaterials bewirkt. Außerdem wird die Resonanzfrequenz zwischen Nadel und Plattenmasse nach höheren Frequenzen hin verschoben.

Bild 6 zeigt den Frequenzgang bei der Abtastung mit einer elliptischen Nadel (Kurve a) und einer Shibata-Nadel (Kurve b).

Weitere Besonderheiten des CD-4-Verfahrens sind die automatische Pegelregelung des Hilfs- trägers, eine Regel-Schaltung zur Geräuschunter- drückung (ähnlich dem Dolby-Verfahren), eine Lauf-Zeitverzögerung der Summenkanäle, eine Höhenvorverzerrung in den Differenzkanälen, die Einführung einer Phasenschwankungskomponente sowie eine Schaltung zur Kompensation der Abtastverzerrungen (ähnlich dem Tracing-Simulator-Verfahren, bekannt unter dem Handelsnamen „Royal Sound").

Auf diese Schaltungsfeinheiten soll aber hier nicht weiter eingegangen werden, da sie auf die grundsätzliche Funktionsweise keinen Einfluß haben.

Wegen der geforderten Kompatibilität zwischen der Quadro-Schallplatte und einer handelsüblichen Stereo-Platte wird man bei der Speicherung mehrkanaliger Toninformationen immer gezwungen sein, gewisse Kompromisse zu schließen. Hier bietet sich die in der Video- und Computertechnik angewandte Dichtspeichertechnik als geradezu ideales Verfahren an, die Informationen zu speichern.

Bei der mechanischen TED-Bildplatte der Teldec lassen sich auf einer Platte von 21 cm Durchmesser infolge Herabsetzung der Rillenbreiten auf 3,6 um Informationen mit einer Bandbreite von bis zu 4 MHz (Anmerkung : Das TED Bildplattensystem konnte nie 4MHz Bandbreite, nur in der Theorie.) mit einer Spieldauer von 10min unterbringen. Zur mechanischen Abtastung dient ein Piezo-Druckabtaster.

Bei dem von Philips entwickelten Bildplatten-Verfahren ist die Speicherdichte sogar noch größer. Hier erfolgt die Abtastung auf optischem Wege mittels eines Lasers. Die Geschwindigkeit des Trägers ist bei beiden Systemen 1.500 U/min, entsprechend der Fernsehnorm von 50 Bildern/s.

Unabhängig von den Aufnahme- und Wiedergabeverfahren lassen sich mit der Dichtspeichertechnik auf dem Informationsträger grundsätzlich auch schmalbandigere Informationen mit entsprechend längerer Spieldauer unterbringen.