Software Encoder/Decoder

La Quadrifonia, introdotta nel 1970, ha avuto una storia abbastanza travagliata a causa delle varie tecniche di codifica adottate per la produzione dei dischi in vinile. I 4 segnali con opportune tecniche venivano codificati in 2 canali stereo, per poter essere poi decodificati in sede di ascolto nelle 4 tracce originali. Per compiere queste operazioni venivano adoperate tecniche matriciali. I decoder, a bordo degli amplificatori, erano ovviamente costituiti da circuiti elettronici poiché i computer ad uso domestico, i circuiti embedded o Arduino sarebbero arrivati molti anni dopo. Per nostra fortuna i PC al giorno d’oggi sono molto diffusi, nonché potenti, e l’Ing. Stephan Hotto ha sviluppato due programmi, uno per la codifica e l’altro per la decodifica, per i vari sistemi di quadrifonia che erano operativi in quegli anni :

  1. SQ
  2. QS
  3. Electro-Voice Stereo-4
  4. Dynaquad

Quadrophonic Matrix Encoder e Quadrophonic Matrix Decoder & Player

Prima di utilizzare i due programmi in oggetto è necessaria l’installazione del JAVA Runtime Environment, pena il non funzionamento dei 2 software eseguibili che hanno estensione .jar.

L’Encoder si occupa di codificare, nei formati quadrifonici sopra descritti, i quattro canali che dovremo fornire come coppia di files. Il primo è relativo ai 2 canali frontali LF (Left Front) e RF (Right Front), il secondo riguarda i due canali posteriori LB (Left Back) ed RB (Right Back). Dopo aver scelto il tipo di codifica (SQ / QS / Electro-Voice Stereo-4 / Dynaquad), il nome e la posizione del file in uscita, non dobbiamo fare altro che cliccare sul pulsante Encoding. Avremo così un file quadrifonico ridotto a 2 tracce stereo secondo la codifica matriciale che abbiamo scelto. Bisogna, a questo punto, fare una doverosa premessa, poiché il Decoder & Player per poter essere utilizzato in quadrifonia deve essere interfacciato con un sistema audio che consenta di avere i 4 canali in uscita. Sto ancora lavorando per risolvere il problema, ma potrebbe essere necessario il ricorso a due schede audio.

Il Decoder & Player può essere adoperato in due modi che comunque generano in uscita i 4 canali originali.

  1. Tramite l’opzione “Audio Input Device” fornendo in ingresso al sistema il segnale analogico stereo (codificato in quadrifonia) di un player esterno otteniamo la decodifica in tempo reale dei 4 canali originali che vengono inviati alle 4 uscite per la successiva amplificazione.
  2. Possiamo utilizzare il Player interno al programma e dopo opportuna decodifica i segnali vengono inviati alle 4 uscite per la successiva amplificazione.

La prima opzione permette di avere a portata di mano un Decoder quadrifonico con 4 formati diversi, dal momento che è molto difficile reperirli sul mercato dell’usato. Da quello che mi pare di capire, questo software sarà sicuramente d’aiuto per le persone che hanno un giradischi con relativa testina quadrifonica, ma non dispongono del decodificatore. Ovviamente sarà necessario preamplificare il segnale e verificare se sia necessaria l’applicazione di qualche qualche curva di equalizzazione, per capirci del tipo RIAA per i dischi stereo. Agendo invece in prospettiva attuale, essendo il file in uscita dall’Encoder in formato .vaw, la tentazione è quella di masterizzarlo su un CD riscrivibile. Successivamente si potrà collegare l’uscita stereo del CD Player all’ingresso del sistema per una decodifica quadrifonica in tempo reale. Credo che in questo modo sia possibile creare un CD quadrifonico. Sto lavorando attivamente in questo senso e quando avrò qualche risultato concreto relazionerò prontamente sulle pagine di questo sito.Qualcuno si domanderà del perché utilizzare una tecnica del genere datata anni ’70, quando è possibile codificare in AC-3 (Dolby® Digital) su 5.1 canali discreti (indipendenti) con software freeware o open source senza spendere un centesimo. D’altro canto sono pienamente attuali e parecchio diffusi gli impianti Home Theater, per cui non c’è neanche da impazzire per la decodifica. Francamente non lo so … probabilmente è una grande voglia di appropriarmi della Quadrifonia che per questioni economiche dovetti guardare con grande tristezza dalla finestra. Essendo inoltre uno sperimentatore curioso e  incallito, un altro fronte che mi fa ben sperare è quello delle trasmissioni radio quadrifoniche, che per un breve periodo furono utilizzate in alcuni paesi. Stavo pensando di provare ad applicare queste tecniche alle trasmissioni che è possibile effettuare in FM o via WebRadio e per estensione anche ai sistemi Bluetooth, come terreno fertile per la sperimentazione quadrifonica. Ovviamente bisogna fare una doverosa premessa.

Attenzione : le trasmissioni radio sono regolate dalle leggi del paese in cui vengono effettuate le emissioni. I circuiti impiegati in queste pagine hanno quindi solamente finalità di studio delle tecnologie esposte.

Una sperimentazione che mi incuriosisce è la Quadrifonia FM. Ho acquistato, per fare sperimentazione e misure, alcuni trasmettitori FM Stereo dalla Cina (anche se con pre-enfasi di 75 μs) per una cifra irrisoria. L’idea è quella di trasmettere un file quadrifonico, codificato con uno dei metodi descritti sopra, utilizzando i due canali, L & R, del trasmettitore. Oltre al minijack di ingresso audio, questo trasmettitore può ricevere il segnale audio stereo tramite il cordone di alimentazione connesso a una porta USB del nostro PC. 

In ricezione dobbiamo quindi fare uso del programma di decodifica che veicolerà il segnale quadrifonico alle 4 uscite del sistema audio.

Ugualmente dovrebbe essere possibile la trasmissione quadrifonica via WebRadio utilizzando i due normali canali stereofonici.

Un’applicazione interessante potrebbe essere quella di trasmettere via Bluetooth un file quadrifonico nei due canali della normale stereofonia. Chiaramente in ricezione possiamo usare una scheda Bluetooth stereo a cui dobbiamo far seguire il decoder quadrifonico su PC collegato al sistema audio a quattro uscite.

Per evitare di usare il PC con la scheda audio per la decodifica quadrifonica, sarebbe interessante riuscire a realizzare un decoder quadrifonico hardware per una certa decodifica matriciale, utilizzando amplificatori operazionali e circuiti integrati vari … ma qui ci sarà molto da studiare.