Como funciona o Dolby Surround e Prologic (ART967)

A qualidade do som das reproduções de cinema é fundamental para se ter realismo neste tipo de mídia. Da mesma forma, para os que gostam de ver filmes em casa, um Home Theater deve ter recursos especiais de som. O Dolby Surround e o Dolby Prologic consistem nos sistemas usados atualmente para se obter o som espetacular do cinema e do Home Theater. Veja neste artigo como eles funcionam.(1999)

Na década de 70 quando o sistema de som estéreo se tornou mais popular, principalmente na TV, muitos aparelhos que não possuíam este recursos passaram a usar uma simulação denominada "surround".

Nesta simulação, o canal de áudio único dos televisores era aplicado a um filtro que o dividia em duas faixas de frequências diferentes. Desta forma, aplicando os sinais de cada uma destas faixas em amplificadores e alto-falantes diferentes era possível conseguir uma sensação de estéreo sem a necessidade de decodificadores.

Até hoje temos alguns equipamentos de som e TV que fazem uso deste recurso para simular o estéreo.

 

No entanto, este sistema denominado Surround, não é o mesmo usado no cinema conhecido como Dolby Surround Sound.

 

DOLBY SURROUND SOUND

O sistema Dolby Surround Sound parte da gravação dos dois canais de som na própria fita de cinema, conforme mostra a figura 1.

 

 

O sistema Dolby Stereo dos cinemas
O sistema Dolby Stereo dos cinemas

 

 

Os canais são separados tanto em função da faixa de frequências que devem reproduzir como da posição dos alto-falantes utilizando-se para isso um circuito processador especial denominado "Dolby Stereo Cinema Processor".

Este processador fornece 5 canais de som para amplificadores independentes.

Assim, temos um canal de baixas frequências ou graves que corresponde ao Subwoofer que em alguns casos é opcional.

Como o ouvido humano não consegue separar muito bem os canais de baixas frequências, não é necessário ter dois canais de graves no sistema mesmo sendo estéreo. O único alto-falante de graves (subwoofer) é então posicionado junto à tela.

Depois temos dois canais estéreo frontais convencionais que alimentam dois alto-falantes dianteiros junto à tela.

Um canal adicional é para o centro, e alimenta mais um alto-falante junto à tela.

Finalmente temos os alto-falantes que envolvem todo o ambiente ou "surround" e que dão nome ao sistema que se espalham pelas laterais e por trás do ambiente reproduzindo uma faixa de médios e agudos eventualmente com um bom grave.

Os alto-falantes "surround" reproduzem o mesmo som dos canais frontais, mas com um retardo de aproximadamente 20 milissegundos para dar justamente a sensação de volume, como se o som tivesse um "eco" na parte de trás do ambiente. Isso dá a sensação de um ambiente grande (mesmo quando ele não é, no caso do Home Theater) que os cinemas têm.

Uma observação adicional importante que deve ser feita em relação a este sistema quando comparado ao estéreo comum é do porque do uso de três canais dianteiros e não apenas dois como nos sistemas domésticos.

O que ocorre é que no cinema a tela é muito larga e um espectador que tivesse muito perto teria uma separação muito acentuada do som que levaria a problemas quando, por exemplo, um ator estivesse falando no centro. Ele simplesmente ouviria o mesmo ator falando dois lados da tela.

Na figura 2 temos um diagrama de blocos que mostra como funciona um decodificador Dolby Stereo Surround.

Diagrama de blocos de um decodificador Dolby Stereo de cinema
Diagrama de blocos de um decodificador Dolby Stereo de cinema

 

 

Os sinais vindos das duas trilhas sonoras do filme são levados a um pré-amplificador e depois a um sistema de redução de ruído padronizado.

Dos circuitos redutores de ruídos o sinal é levado a uma matriz de adaptação que fornece os sinais dos quatro canais principais e mais o sinal combinado para a linha de retardo.

Os sinais da matriz que correspondem aos canais passam então por circuitos equalizadores que levam a curva de resposta de cada um aos níveis padronizados pelo sistema.

O sinal da linha de retardo passa por um filtro passa baixas de 7 kHz e depois por um decodificador especial que também modifica a característica do sinal conforme o padrão.

É importante observar que as trilhas dos canais direito e esquerdo das fitas de cinema já são gravadas de tal forma que possibilitam a decodificação pelo sistema. Isso significa que estas pistas de áudio possuem uma codificação especial e que, portanto, o sistema não funciona com fitas estéreo comuns.

 

SISTEMA PASSIVO DOLBY SURROUND

Uma maneira barata de se obter som de home theater a partir de gravadores de videocassete comuns é com a utilização de um decodificador passivo.

Utilizando-se um número apropriado de amplificadores é possível obter um som de cinema em casa com pouco custo.

Na figura 3 mostramos o diagrama de blocos de um desses decodificadores.

 


 

 

 

Os sinais da pista sonora do filme são levados a um circuito de processamento que consiste num controle de balanço de entrada.

Da saída deste circuito o sinal tem dois percursos possíveis.

De um lado ele é levado a um mixer que mistura os dois sinais e depois de um processamento por um filtro especial os aplica a uma linha de retardo de 20 milissegundos.

O sinal é então levado a um circuito de redução de ruído e depois a um controle mestre de volume.

O outro percurso corresponde aos canais direito e esquerdo que são aplicados diretamente ao controle de volume mestre.

Da saída do controle de volume temos três canais que podem ser usados então para alimentar os amplificadores. Estes sinais passam antes por controles de balanço e ajustes finos de envolvimento.

Como no caso do Home Theater a tela é pequena, o alto-falante central não é necessário.

Um recurso que pode ser acrescentado a este circuito é um filtro de graves com um amplificador potente que alimente um subwoofer. Este subwoofer deve ser posicionado na frente da sala, junto ao televisor.

 

DOLBY PRO-LOGIC

O sistema Dolby Pro-Logic é mais recente tendo sido introduzido pela primeira vez em 1987 consistindo agora praticamente no padrão mais usado para os sistemas de Home Theaters.

A vantagem deste sistema é uma sensação melhor de volume em relação aos sistemas anteriores.

A ideia básica do sistema, como os demais é detectar as posições das fontes sonoras no filme e fazer com que a reprodução seja a correspondente jogando com os volumes dos canais disponíveis.

Assim, diferentemente de um sistema estéreo comum, no processamento do sinal a matriz detecta o que se denomina de "domínio do sinal" ajustando o volume para que a reprodução seja tal que a impressão que se tenha é que o som venha de determinada direção.

Se um ator fala num canto da tela e o outro fala em outra extremidade detecta-se isso pelos níveis de sinal das duas trilhas originais e joga-se para que a sensação na reprodução seja a mesma.

Na figura 4 temos um diagrama de blocos que nos permite entender como o Dolby Pro-Logic funciona.

 

Diagrama funcional do M65830P – Chip de retardo digital
Diagrama funcional do M65830P – Chip de retardo digital

 

 

Veja que a diferença entre este sistema e o passivo descrito no item anterior está na existência de uma matriz adaptativa que possui os circuitos que detectam as dominâncias dos sinais atuando então sobre três canais em lugar de apenas dois como no sistema anterior.

Os circuitos típicos de Dolby Pro-Logic com esta estrutura conseguem uma separação de até 30 dB entre os canais o que proporciona uma excelente sensação de direção.

 

CIRCUITOS PRÁTICOS

Existem circuitos integrados que podem servir de base para o projeto de decodificadores Dolby Pro-Logic como o M69032P e o M65830P ambos produzidos na Austrália para projeto publicado na revista Silicon Chip e vendido em kit pela Jaycar Electronics, da Austrália. Os leitores interessados em mais informações podem acessar o site da Silicon Chip no endereço:

 

http://www.siliconchip.com.au

 

O M60932P consiste num decodificador Pro-Logic Surround completo que é capaz de processar os sinais de áudio vindo de duas entradas a partir de um videocassete ou projetor de cinema e fornecer as saídas para a excitação de amplificadores de potência de um Home Theater ou mesmo de um Cinema.

O outro chip que é usado nos projetos consiste na linha de retardo digital que pode ser ajustada entre 0,5 e 32 ms para fornecer o efeito de "grande ambiente" quando seus sinais são aplicados aos alto-falantes traseiros e laterais.

Este circuito utiliza o processo de modulação adaptativa Delta (ADM) na conversão dos sinais de analógico para digital. Sua memória interna tem uma capacidade de 16 kbits.

É desta memória que os sinais convertidos para a forma digital e retardados no tempo desejado são lidos e novamente convertidos em informação analógica para aplicação à saída.

O tempo de retardo pode ser ajustado pelas entradas REQ, SCK e DATA. No entanto, nos circuitos simples o retardo não depende dos sinais externos mas é fixado em 20 ms.

 

IMPORTANTE

O sistema Dolby Pro-logic Surround funciona com qualquer sinal estéreo como, por exemplo, um televisor estéreo ou videocassete estéreo. No entanto, para se obter o efeito surround (envolvimento) o sinal original da fita ou DVD precisa estar codificado. A presença de um duplo D na fita ou DVD indica a codificação do sinal.

 

Os chips citados acima não podem ser encontrados no Brasil, pois foram desenvolvidos originalmente para um kit da Austrália. No entanto, existem empresas da Inglaterra que o vendem mas somente junto com o kit completo do decodificador. Uma dessas empresas é a Magenta Electronics, 135 Hunter St. Burton-on-Trent, Staffs DE14 2ST.

 

 


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