Dopiero nowy system Dolby Digital koduje wszystkie kanały w jednym cyfrowym sygnale i zrywa już związki z transmisją dwukanałową.

Sercem systemu THX jest dekoder Dolby Pro Logic lub Dolby Digital, za pomocą którego odpowiednio z dwóch (w pierwszym z nich) albo jednego sygnału (w drugim), uzyskujemy cztery (w pierwszym z nich) bądź sześć (w drugim) niezależnych już sygnałów.

Tak działa zarówno domowy, jak i kinowy system THX. Jednak domowy system musi zostać rozbudowany o kolejne funkcje, które upodobnią dźwięk uzyskiwany w "kinie domowym" do dźwięku w prawdziwym kinie, jak również wezmą pod uwagę inne właściwości stosowanych głośników (rysunek poniżej).

Pierwszą z tych funkcji jest podział częstotliwości w zwrotnicy (THX crossover). Głośniki główne (lewy, centralny, prawy) zostają odciążone od najniższych częstotliwości które skumulowane są w kanale subwoofera. W systemie Dolby Pro Logic kanał basowy powstaje dopiero w zwrotnicy częstotliwościowej, czerpiąc sygnał dla siebie z trzech pierwotnych kanałów głównych, w systemie Dolby Digital kanał basowy występuje już na wyjściu dekodera, a w zwrotnicy jest poddawany tylko dodatkowej obróbce częstotliwościowej. W systemie Dolby Pro Logic wspólny dla obydwu głośników surround sygnał jest już w dekoderze pozbawiony najniższych tonów, dalej biegnie omijając zwrotnicę częstotliwościową, natomiast w systemie Dolby Digital niezależne sygnały surround lewy i prawy filtrowane są w zwrotnicy tak jak pozostałe.
W jednym i drugim systemie głośniki główne, nie przetwarzające najniższych częstotliwości, nie muszą być w związku z tym bardzo duże. Bez straty dla pasma przenoszenia całego systemu, jego mocy i dynamiki, mogą być to głośniki średniej wielkości, co ułatwia ich ustawienie i obniża koszty. Widać jednak również, że subwoofer w systemie THX nie jest dodatkiem, ale jego niezbędną, integralną częścią.

Drugą funkcją obwodu THX jest taka korekcja charakterystyki częstotliwościowej sygnałów do głośników głównych, aby upodobnić brzmienie do otrzymywanego w studiu realizacyjnym i salach kinowych (THX Re-Equalization). Stwierdzono, że bez odpowiedniej korekcji dźwięk w małym pomieszczeniu mieszkalnym jest zbyt jasny.

Znajduje to swoje wytłumaczenie m.in. w tym, że sala kinowa jest silnie wytłumiona widownią, która pochłania dużą część promieniowania wysokich tonów. W pokoju odsłuchowym duża powierzchnia płaszczyzn odbijających, a nie absorbujących (ściany, sufit), daje zupełnie inną akustykę i równowagę brzmienia. Korekcja polega więc na kilkudecybelowym obniżeniu poziomu wysokich częstotliwości.

Innym zabiegom poddany zostaje sygnał do kanałów surround. Najpierw następuje zestrojenie brzmienia z kanałami głównymi (Timbre Matching). W dużej sali kinowej głośniki kanału surround umieszczone są w wielu miejscach. W "kinie domowym" tylko w dwóch. Odbierana przez zmysł słuchu charakterystyka brzmienia zależy nie tylko od właściwości samych głośników, ale również od kierunku, z jakiego dobiega dźwięk. Wynika to z kształtu głowy i ucha zewnętrznego. Stosując nawet identyczne głośniki we wszystkich kanałach, nie uzyskamy tylko dzięki temu jednorodności brzmienia, ponieważ jesteśmy względem różnych głośników w różnej pozycji. Jednorodność brzmienia jest kluczowym zagadnieniem dla jakości odbioru wrażeń dźwiękowych. Wiele pozornych źródeł dźwięku może przesuwać się, zgodnie z zamierzeniami realizatora ścieżki dźwiękowej, z przodu do tyłu i na boki. Jednak charakter brzmienia nie powinien się zmieniać, gdyż zabuży to również odbiór efektów przestrzennych. Charakterystyka częstotliwościowa kanału surround jest więc poddawana odpowiedniej korekcji, upodobniając tonalne zrównoważenie wszystkich kanałów odbierane przez słuchacza.

W systemie Dolby Pro Logic na wyjściu dekodera otrzymujemy tylko jeden sygnał surround. Ponieważ w salach kinowych stosuje się w tym kanale wiele głośników (w najlepszych kinach nawet do 20), które znajdują się w różnej odległości od widza - słuchacza, powstające stąd przesunięcia fazowe w korzystny sposób uniemożliwiają rozpoznanie monofonicznego źródła dźwięku. W "kinie domowym" są tylko dwa głośniki surround, i znajdujący się dokładnie między nimi słuchacz odbierałby pozorne źródło dźwięku jako zlokalizowane dokładnie pomiędzy nimi. Aby uprzestrzennić dźwięk, sygnał surround musi zostać zróżnicowany. Dzieje się to w kolejnym obwodzie systemu (Decorrelation). Zmieniana jest faza jednego głośnika surround względem drugiego, co rozbija monofonię sygnału surround.

W systemie Dolby Digital już na wyjściu dekodera otrzymujemy zróżnicowane sygnały surround, o ile tak zostały zakodowane. W trakcie realizacji ścieżki dźwiękowej w tym systemie, realizator może wielokrotnie zmieniać tryb działania kanału surround - albo będzie zróżnicowany, gdy realizuje specjalne efekty przestrzenne, albo nie, gdy wytwarza tylko "pogłos". Działający w systemie Dolby Digital układ Adaptive Decorrelation, (lub według innych źródeł - Dynamic Decorrelation) jest "inteligentny" - gdy docierają do niego sygnały różniące się, nie ingeruje - gdy są identyczne, działa w taki sam sposób jak w systemie Dolby Pro Logic różnicując sygnały.

Ostatecznie na wyjściu układu THX, czy to zrealizowanego na podstawie Dolby Pro Logic, czy Dolby Digital, otrzymujemy sześć różnych sygnałów - trzy kanałów głównych (lewy, centralny i prawy), dwa surround i jeden subniskotonowy.