miniatur|Firmensitz von Dolby Laboratories in San Francisco Dolby Laboratories, Inc. ist ein US-amerikanisches Unternehmen, das früher Kompandersysteme zur Rauschunterdrückung im analogen Audiobereich entwickelt hat, die bei Kassettenrekordern und im Bereich des Kinotons (Lichtton) in den 1970er und 1980er Jahren Quasi-Standards waren. Seit den 1990er Jahren hat sich das Unternehmen auf die Entwicklung digitaler Mehrkanal-Tonsysteme für den Kino- und Heimkino-Bereich spezialisiert. Das System Dolby Digital wurde 1995 zum Standardtonformat bei DVDs, die jüngste Entwicklung ist Dolby Atmos. Mit dem HDRV-Format Dolby Vision ist es auch im Markt für digitale Videotechnik präsent. Das Unternehmen wurde im Mai 1965 von Ray Dolby in England gegründet, 1976 verlagerte er es in die Vereinigten Staaten von Amerika.
Analoge Rauschunterdrückungsverfahren Bei allen analogen Dolby-Rauschunterdrückungsverfahren handelt es sich um spiegelbildlich, also bei Aufnahme und Wiedergabe, arbeitende Systeme („Kompander“). Insbesondere die Mitten und Höhen werden vor der Aufnahme auf das Speichermedium (meist Tonband) angehoben und bei der Wiedergabe um dasselbe Maß wieder gesenkt. Auf dem Medium wird keine Information über die Veränderung gespeichert. Bei der Wiedergabe mit aktiviertem Kompander wird das Original wiederhergestellt und dabei das Bandrauschen mit gesenkt. Die professionellen Verfahren Dolby A und Dolby SR wurden vor allem an Bandmaschinen in Tonstudios eingesetzt, ebenso – als Teil der Mehrkanalformate Dolby Stereo und Dolby Stereo SR – beim analogen Lichttonverfahren in Kinos, darüber hinaus auch für die Magnettonpisten von 70-mm-Filmkopien.
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 ergänzt. Dolby S, erschienen zu Beginn der 1990er-Jahre, sollte als Ergänzung zu B und C der Standard für höherpreisige HiFi-Tapedecks im Heimbereich werden. Durch den Siegeszug der Digitaltechnologie brach dieses Marktsegment jedoch weitgehend weg, so dass Dolby S keine nennenswerten Marktanteile mehr erreichen konnte. Dolby HX Pro ist keine Rauschunterdrückung, sondern verbessert die Aufnahmequalität.
Dolby A
Dolby A ist das erste von Dolby entwickelte Kompressionssystem 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 zusätzliche 5 dB.
Ab 1972 hat Dolby A den Kinoton (Lichtton) entscheidend in Dynamikumfang und Frequenzgang verbessert.
Dolby B, Dolby „NR“
mini|Frontplatte eines HiFi-Kassettendecks aus den 1980er Jahren. Rechts unter der Aussteuerungsanzeige die Tasten zum Einschalten des Rauschunterdrückungssystems Dolby B oder C Das 1968 auf den Markt gebrachte Dolby B wirkt im oberen Frequenzbereich ab etwa 1 kHz (beim von JVC entwickelten, Dolby-kompatiblen ANRS ab 500 Hz) bis in den Höhenbereich. Während der Aufnahme wird das Signal frequenz- und pegelabhängig verstärkt auf das Tonband aufgespielt und bei der Wiedergabe um den gleichen Betrag abgeschwächt. Bei der Wiedergabe wird so auch das hinzugekommene störende Bandrauschen vermindert. Das Rauschverminderungssystem muss sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe eingeschaltet sein. Frequenz- und pegelabhängige Komprimierung und Expandierung bedeutet, dass der Grad der Bearbeitung im Frequenzbereich direkt oberhalb 1 kHz geringer und im oberen Hochtonbereich stärker ausgeprägt ist. Diese Veränderungen finden nur bei mittleren bis kleinen Pegeln statt. Besonders wichtig ist bei Dolby B, dass sich die Frequenzgrenze, oberhalb der eine Absenkung stattfindet, dynamisch verschiebt (sliding-band). Das verbessert die Absenkung des durchhörbaren Rauschens bei gleichzeitig geringen Störeffekten deutlich. Andere Systeme verändern nur die Stärke der Beeinflussung in einem gleichbleibenden Frequenzbereich. Das wiederum erzeugt leichter Pumpen und/oder Rauschfahnen, oder erfordert (um eben das zu vermeiden) zwingend eine aufwändige Bearbeitung in mehreren Frequenzbereichen.
Die Funktion erfordert eine Kalibrierung.
Dolby besteht darauf, dass das System nicht einfach als Dolby, sondern als Dolby NR (NR für Noise Reduction) bezeichnet wird. Heutzutage bedeutet DOLBY nicht mehr DOLBY B, wie bis in die 1990er-Jahre hinein, sondern bezieht sich auf Dolby Digital (Fernsehton) oder 5.1-surround (DVD).
Da Kompaktkassetten auch unter Dolby-B-NR nicht die Qualität von guten Spulengeräten erreichten, und später die Einführung der CD die Hi-Fi-Qualitätsansprüche nochmals anhob, verstärkte sich die Forderung nach einer Weiterentwicklung dieses Rauschverminderungsverfahrens. Auch wenn das Sliding-band-Prinzip bei Dolby B Rauschfahnen weitgehend verhinderte, war die Rauschverminderung insgesamt nicht ausreichend. Das besonders, wenn wegen der Hochtonprobleme bei der Kompaktkassette nur moderat ausgesteuert wurde. Der erste Nachfolger war Dolby C. Jedoch erreichte keiner der Nachfolger eine so weltumspannende Nutzung wie Dolby-B-NR. Wohl auch deshalb, weil im Handel erhältliche, bereits bespielte Musikkassetten (als Alternative zu Schallplatten) fast immer Dolby B verwendeten. Zudem klingen mit Dolby B erstellte Aufnahmen auch noch akzeptabel, wenn das Wiedergerät nicht über Dolby B verfügt.
Eine besondere Verwendung des Dolby-B-Verfahren erfolgte im UKW-Rundfunk. Dolby FM mit 25 µs Präemphase und angepasstem Kompander-Frequenzgang wurde ab 1971 von einer Reihe UKW-Rundfunkstationen in den USA eingesetzt.C. P. Gilmore: Look and Listen. In Popular Science. Bd. 199, Nr. 3, September 1971, S. 38. Dazu gab es Empfänger mit Dolby-B-Expandern sowie Kassettenrekorder, deren Dolby-B-Schaltung in einer „Pass-Through“-Betriebsart dafür extern nutzbar gemacht werden konnte. 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.IRT (30. Dezember 1981). IRT Technical Report 55/81. Prüfung eines modifizierten HIGH COM-Kompanders für den Einsatz bei der RF-Übertragung im UKW-Hörfunk.Ernst F. Schröder: Die Geschichte von HIGH COM.E.-J. Mielke: Einfluß des Dolby-B-Verfahrens auf die Übertragungsqualität im UKW-Hörrundfunk. In: Rundfunktechnische Mitteilungen. Bd. 21, 1977, , S. 222–228.
Dolby C
mini|Doppelkassettendeck von JVC mit Dolby B, C und HX Pro mini|Das Oberklassegerät Aiwa XK-S 7000 von 1991 war neben Dolby B und C auch mit dem damals relativ neuen Dolby S ausgestattet Dolby C ist eine 1980 der Öffentlichkeit vorgestellte Weiterentwicklung von Dolby B. Es arbeitet mit zwei kaskadierten Kompressoren sowie einer Antisättigungsschaltung. Der erste Kompressor entspricht genau dem Dolby-B-Kompressor. Der zweite 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 eine Übersättigung des Bandmaterials durch übermäßige Aussteuerung des Nutzsignals, indem es die Pegel leicht reduziert.
Dolby S
Dolby S ist eine einfachere Version des professionellen Dolby SR, des Dolby-A-Nachfolgers. Es verfügt über drei Kompressorstufen und wirkt gegenüber Dolby B und C zusätzlich auch im Bassbereich. Außerdem sind die drei Frequenzbänder so aufgeteilt, dass mit Dolby S erstellte Aufnahmen auch auf Geräten mit Dolby B oder ganz ohne Dolby in akzeptabler Qualität wiedergegeben werden. Während mit Dolby C gefertigte Aufnahmen ohne diese Schaltung im Wiedergabegerät wenig anhörbar sind, klingen Dolby-S-Aufnahmen nur etwas weniger dynamisch – ähnlich einer mit einem Kompressor behandelten Aufnahme. Die ersten Geräte mit Dolby S erschienen 1990 auf dem Markt. Zunächst wurde diese Rauschunterdrückung mit drei Chips realisiert, dann 1991 eine Einchipvariante. Damit ergab sich in Deutschland ein Aufpreis gegenüber Dolby C von etwa 300 DM. (PDF, 2 MB), abgerufen am 13. April 2020. Die Tonqualität mit Dolby S wurde in einem Beitrag des SWR 2013 höher als bei digitalen Medien bezeichnet., abgerufen am 16. September 2020.
Dolby-Pegel, Dolby-Kalibrierung mini|Technics-Kassettendeck von 1977 mit Dolby B. Auf dem vu-Meter ist bei etwa +3 dB das Dolby-Symbol aufgedruckt, das den Dolby-Pegel markiert. Die einfache Idee der Komprimierung und Expandierung ist die Stärke der Dolby-Rauschverminderung und auch gleichzeitig ihre Schwäche: Voraussetzung für ein einwandfreies Funktionieren des Systems ist die exakt spiegelbildliche Arbeitsweise bei Aufnahme und Wiedergabe. Hierzu ist es nötig, dass alle Kompressoren und Expander einen Pegel gleich einstufen. Darüber hinaus ist eine genaue Kalibrierung auf das verwendete Bandmaterial notwendig. Weiterhin ist es wichtig, den Tonkopf exakt rechtwinklig auf den Bandlauf auszurichten (Azimut), auch die Vormagnetisierung (Frequenzgang) 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 herstellerbedingt Unterschiede.
So kann ein mit 0 dB aufgenommener Pegel je nach Empfindlichkeit des verwendeten Tonbandmaterials bei der Wiedergabe schwächer oder stärker als 0 dB sein. Dadurch kommt es in der Signalverarbeitung des Dolby-Systems zu Ungenauigkeiten, die sich meist durch eine dumpfe, in selteneren Fällen auch zu helle Wiedergabe der Höhen und leichten Pumpgeräusche äußern können. Mit einem Dolby-System bespielte Kompaktkassetten können daher nur dann auf beliebigen Wiedergabegeräten die volle Klangqualität entwickeln, wenn alle beteiligten Geräte gleich kalibriert sind, damit die Wiedergabe-Expansion exakt spiegelbildlich zur Aufnahme-Kompression arbeitet. Hierzu hat Dolby einen Testton mit spezifizierter Bandmagnetisierung festgelegt.
Aufgrund dieser Problematik hat die Dolby-Licensing-Corporation bei der Einführung von Dolby S besonders 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 kein Rauschverminderungssystem wie Dolby A, B, C und S, sondern eine Einrichtung, die die Höhenaussteuerbarkeit erweitert. Mittelbar wird dadurch auch die Hörbarkeit des Rauschens verringert. Entwickelt und vorgestellt wurde es 1982 von Bang & Olufsen, ein Jahr später von Dolby als HX Pro vermarktet (Dolby hatte vorher bereits eine einfachere Schaltung entwickelt: Dolby HX).
Funktion: Ein normales Kassettendeck besitzt einen Wahlschalter für bis zu vier Bandsorten. Dieser Schalter stellt (unter anderem) die Vormagnetisierung in groben Stufen passend für diese Bandsorten ein. Nun wirken laute Töne im aufzunehmenden Musiksignal mit starkem Hochtonanteil ebenfalls wie eine Vormagnetisierung. Diese addiert sich zur ursprünglichen Vormagnetisierung. So wird das Band nicht optimal ausgenutzt (zu viel Vormagnetisierung verschlechtert die Aufnahmequalität im Hochtonbereich deutlich, andererseits erhöht zu wenig die Verzerrungen im unteren und mittleren Frequenzbereich). Ein HX-Schaltkreis misst nun ständig die Hochtonpegel im Signal des Aufnahmekopfes. Steigt der Anteil von hohen Frequenzen im Signal, wird die Vormagnetisierung angepasst (Dolby HX). Bei Dolby HX Pro wird die gesamte wirksame Vormagnetisierung laufend auf einen Sollwert geregelt, was zu deutlich zuverlässigeren Ergebnissen führt als beim einfachen HX.