vignette|Carte Dolby. Le filtrage audio Dolby ou Dolby NR désigne une série de filtres audio analogiques mis au point et commercialisés par les Laboratoires Dolby, destinés aux magnétophones. Le premier de ces appareils a été le Dolby A (1965), un boîtier professionnel à large spectre, plus particulièrement destiné aux studios d'enregistrement ; mais le boîtier le plus utilisé était le Dolby B (mis sur le marché en 1968), filtre à bande glissante pour l'audioélectronique grand public, qui a permis de réaliser des platines-cassettes à haute fidélité, malgré un support d'enregistrement (les cassettes audio) de qualité médiocre, à défilement lent. Il est presque toujours présent sur les platines-cassettes et les mini-cassettes actuelles, bien que Dolby ait arrêté de franchiser son invention pour les nouvelles platines depuis 2016. Parmi ces différentes cartes électroniques, les Dolby A et Dolby SR étaient destinées aux professionnels ; le Dolby B, le C et le S, à l'audioélectronique grand public. Hormis le Dolby HX, toutes les variantes du Dolby opèrent par compensation : comprimer la gamme dynamique du son à l'enregistrement, et la rétablir à l'écoute.

Principe L'enregistrement d'un signal sur bande magnétique s'accompagne d'un léger bruit de fond évoquant un souffle. On peut bien sûr tâcher d'y remédier en utilisant une cassette haut-de-gamme, favorisant le signal sonore au détriment du bruit. On peut également augmenter la vitesse de défilement de la bande, ou utiliser une bande magnétique plus large. Les cassettes étaient initialement conçues pour permettre d'enregistrer facilement la voix sur une bande miniaturisée, avec une vitesse de défilement aussi petite que , alors que les magnétophones professionnels de haute-fidélité utilisaient des bandes magnétiques défilant à ou à la rigueur (et seulement pour les moins performants). Étant donné la petite taille de la bande magnétique et sa petite vitesse de défilement, le souffle était l'un des principaux défauts des enregistrements sur cassettes.

vignette|Caractéristiques du filtre d'écriture pour les filtres Dolby B et C, pour un signal d'entrée de −. Le filtre de décodage pour l'écoute est l'exact inverse : la réponse en fréquence source/enregistrement présente un plateau uniforme. vignette|Analyse du spectre de bruit d'une platine-cassette Nakamichi 580M par une carte analogique Dolby B.

Le débruitage Dolby consiste à amplifier certaines fréquences à l'enregistrement (technique dite preemphasis), et à restituer l'intensité originale de ces fréquences à l'écoute (deemphasis) : cette combinaison permet d'améliorer le rapport signal sur bruit. Lorsque le son enregistré est intense, on ne remarque pratiquement pas le souffle, mais dans les plages de silence ou les mouvements exécutés « piano », il devient gênant. Par conséquent, si l'on amplifie suffisamment le niveau du son à l'enregistrement, le bruit peut être rendu imperceptible.

Mais on ne peut se contenter d'augmenter le volume à l'enregistrement : les bandes magnétiques ont en effet une capacité d'enregistrement d'intensité du son limitée : au-delà d'un certain volume, les fréquences les plus intenses saturent la plage, et le son est distordu. L'idée consiste à augmenter le volume du son original uniquement lorsque l'on est loin du seuil de saturation, et de rétablir le volume original à l'écoute, de sorte que le signal corresponde à la source enregistrée. En réduisant le volume à l'écoute, le niveau de bruit est réduit d'autant. Cette idée simple, consistant à augmenter le volume pour marginaliser le bruit, la préamplification, équipe de nombreux équipements Hi-Fi.

À cette amélioration, le Dolby en ajoute une autre, qui tient à la remarque que le bruit de souffle est surtout sensible à l'oreille humaine dans les fréquences supérieures à . Or ce sont souvent les basses (les percussions et la batterie) qui sont intenses : aussi, en ne compensant que certaines fréquences, on peut réduire la distorsion totale par rapport à l'original et limiter le traitement aux plages de fréquence (médiums et aigus) les plus significatives à l'oreille. Les principales différences entre les systèmes Dolby concernent le choix de ces plages de fréquence et le niveau d'amplification/désamplification qui leur est appliqué.

Pour chaque plage de fréquence, le niveau de préamplification appliqué dépend du niveau du signal d'entrée : par exemple, pour le débruitage en Dolby B, un signal faible sera amplifié de , tandis que les sons déjà au « niveau Dolby » + sont inchangés. Entre ces deux limites, une amplification intermédiaire est appliquée. À l'écoute, on applique la procédure inverse : le son est atténué en fonction du niveau de puissance au-delà de . En diminuant l'intensité de cette portion du signal, on produit une atténuation progressive des aigus, ce qui réduit ipso facto le niveau constant du bruit de fond sur la bande enregistrée, et précisément là où il serait le plus gênant.

Ces deux phases (préamplification/désamplification) sont censées se compenser l'une l'autre par rapport à la source enregistrée. La compensation s’effectue à l’écoute : le bruit apparent est réduit, et l’auditeur ne devrait percevoir aucune autre différence par rapport à la source ; en revanche, si le niveau enregistré n’est pas désamplifié par l’appareil d’écoute, cela rend un son plus éclatant et métallique.

La calibration correcte des étages d’enregistrement et d’écoute est primordiale dans la fidélité de l’enregistrement. Cette calibration peut se trouver compromise par l'emploi d’une bande magnétique de mauvaise qualité, par des têtes d’enregistrement (ou de lecture) encrassées ou désalignées, par une sélection inappropriée de niveaux de mixage, ou par une vitesse de défilement inadaptée lors de la reproduction en série de la matrice d'enregistrement. Une telle situation se traduit à l'écoute par une espèce de chuchotement de fond, ou bruit de souffle, dont l'intensité relative dépend du volume.

Certaines chaînes Hi-Fi haut-de-gamme comportent un dispositif de calibration automatique du Dolby. À l’enregistrement, on peut se servir d'un son étalon « de niveau Dolby », et vérifier la conformité du même son enregistré, à + sur le VU-mètre, comme le proclame le logo Dolby. Ce niveau Dolby correspond, pour les chaînes Hi-Fi, à , et il existait dans le commerce des bandes-amorce de calibration pour permettre à l'amateur éclairé de faire lui-même son réglage. Pour le contrôle de précision de l'enregistrement au rematriçage sur les magnétophones à triple-tête, il faut pré-amplifier et compenser le signal en temps réel : les boîtiers permettant cette opération sont vendus sous la rubrique « Double Dolby. »

Dolby A Le Dolby A-(1965) est le premier étage anti-bruit mis sur le marché par Dolby. Destiné aux studios d’enregistrement professionnels, il devint un équipement courant et apprécié au moment où l’enregistrement multipiste s'imposait à toutes les sociétés d'édition musicales. Il consistait à découper le spectre du signal d'entrée en quelques plages de fréquence sonore, traitées séparément par des filtres de par octave, avec les fréquences de coupure ( de moins) suivantes: filtre passe-bas à ; filtre passe-bande de ; un filtre passe-haut au-delà de , suivi d'un autre filtre passe-haut à (cette cascade deux filtres était du meilleur effet dans les aigus). Le circuit de compensation présente un seuil de −, avec un taux de compression/décompression de 2:1 à . Il procure une réduction de bruit de , pouvant aller jusqu'à à , selon les publications d' de Ray Dolby publiées par l'Audio Engineering Society et par la revue Audio (juin-).

Comme pour le Dolby B, la compensation précise des phases de compression et de décompression est primordiale. La calibration de l'étage de décompression (du décodeur) pour les bandes magnétiques met en œuvre un champ de magnétisation de , c'est-à-dire le même niveau que celui utilisé dans les bandes magnétiques à usage industriel comme l'Ampex ; il correspond au niveau de signal sur les platines de chaîne Hi-Fi et au « Niveau Dolby » indiqué sur les boîtiers de débruitage. En mode d'enregistrement (compression ou encodage), un son de référence (le Dolby Tone) est émis pour caler le zéro () de l'étage de débruitage de l'appareil d'enregistrement, et coder la bande avec un champ de .

Le système Dolby A a connu un regain d'intérêt au début de l'enregistrement optique pour les films.

Dolby B

vignette|400px|Trois musicassettes différentes codées en Dolby B, montrant les différentes appellations commerciales. You Don't Bring Me Flowers montre le logo Dolby simple ; Apurimac y ajoute la mention "B NR" (et "HX PRO"); Tour De Force complète le logo Dolby logo de la mention Dolby System.

Le boîtier Dolby B (1968) est un filtre analogique à bande glissante, apportant une atténuation du niveau de bruit de , destiné surtout aux cassettes. Moins sophistiqué que le Dolby A (donc moins coûteux à la fabrication), les enregistrements en Dolby B sont satisfaisants pour l'écoute sur tous les appareils ne disposant pas d'un décodeur Dolby B, comme les mini-cassettes, les radio-cassettes et les baladeurs. Dépourvues de la compensation de niveau pour l'écoute, les cassettes donnent un son plus éclatant, voire métallique, dans les aigus, ce qui a l'avantage de compenser la dynamique pauvre en aigus des haut-parleurs des mini-cassettes ; malgré tout, le Dolby B offre un débruitage moins efficace d'environ que le Dolby A.

Le Dolby B est efficace à partir de : la réduction du bruit est de à , à , à et de à . La largeur de bande d'amélioration est variable, dans la mesure où cette carte électronique a été conçue pour réagir à la fois à l'intensité et à l'enveloppe fréquentielle du signal. Il est ainsi possible d'obtenir une réduction de bruit sensible jusqu'à des fréquences assez graves sans amplifier le souffle. vignette|Logo Dolby (à gauche) sur une cassette haut-de-gamme aux oxydes de Chrome. À partir du milieu des années 1970, le Dolby B est devenu courant sur les cassettes musicales, même pour les matériels d'écoute premier-prix, dépourvus d'un décodeur Dolby. La plupart des cassettes préenregistrées utilisent cette technique. Les magnétoscopes VHS l'utilisaient sur leurs pistes audio.

Avant la mise sur le marché de nouvelles variantes pour les matériels grand-public (le Dolby C étant l'un des premiers), les cassettes supportant le Dolby B et celles encodées par ce procédé étaient simplement étiquetées "Dolby System", "Dolby NR", ou juste du symbole Dolby. Plusieurs labels et fabricants de support d'enregistrement ont continué d'y faire référence, même après l'apparition du Dolby C, encore peu connu.

Le boîtier ANRS de JVC, qui remplaçait le Dolby B sur les premières platines Hi-Fi de JVC, est compatible avec le Dolby B. JVC a finalement renoncé à son standard ANRS ; quelques platines JVC comportent encore un commutateur « ANRS / Dolby B. »

Dolby FM

Au début des années 1970, le Dolby NR était considéré comme normal dans les émissions radio FM ; quelques amplificateurs et tuners haut-de-gamme possédaient déjà un étage à décodeur Dolby, et même certaines platines-cassettes présentaient un commutateur Dolby B. En 1971, une radio périphérique de Chicago, WFMT, a commencé à émettre en Dolby NR, et il ne fallut pas longtemps pour que 17 autres stations lui emboitent le pas ; mais dès 1974 cette pratique était désuète. Le Dolby FM était une variante du Dolby B, avec une préamplification constante à et compensation sur une seule plage de fréquence.

L'Institut für Rundfunktechnik a expérimenté de à un dispositif similaire, le High Com FM, et l'a testé auprès des radios jusqu'en 1984. Il reprenait le filtre de compensation à large spectre Telefunken High Com, mais n'a pas trouvé de débouché commercial en FM. Un autre concurrent du Dolby était le FMX, fondé sur la carte CX.