Una cosilla que he podido comprobar el fin de semana (primero más o menos intensivo de pruebas) es que, efectivamente, la tele hace un downmix de los canales de sonido al enviarlo al equipo de sonido.

Esto es, por ejemplo: PS3 envía 5.1 a la TV por HDMI, la TV envía estéreo al equipo de sonido.

La solución en mi caso es conectar la PS3 por HDMI a la tele y óptico al equipo. Me parece un poco fuera de lugar a estas alturas que una tele de este calibre (y precio) no haga una transmisión tal cual y tenga que poner más cables.