component.ru: Библиотека
Назад в раздел | Оглавление библиотеки | На главную страницу

Подмагнитимся динамически

Константин Нехорошев

Когда речь заходит о записи звука на магнитную ленту, первое, с чем ассоциируется «кассетная дека», пожалуй, будет слово DOLBY — имя Рея Долби, изобретателя самых популярных в истории звукозаписи систем шумопонижения, написанное на подавляющем большинстве аппаратов, выпущенных во всех странах мира (естественно, за исключением СССР — ведь здесь, как известно, законодателем был киевский «Маяк»). И если с шумоподавлением более-менее все ясно, то системы расширения динамического диапазона при записи или просто динамическое подмагничивание, как показывает наша почта, у многих читателей вызывают вопросы. Попробуем внести ясность.

Как известно, в процессе записи сигнал, прошедший частотную коррекцию в усилителе записи объединяется в записывающей головке со специальным высокочастотным сигналом подмагничивания (Bias). Наличие этого сигнала необходимо для компенсации нелинейности записи, вызванной явлением гистерезиса магнитной ленты (интересующихся более подробно отошлем к школьному учебнику физики как минимум). И все бы ничего, однако, к сожалению, проблемы возникают с выбором величины подмагничивания — для разных частот, величина оптимального подмагничивания различна (владельцы магнитофонов с ручной регулировкой подмагничивания хорошо знают, что при снижении тока подмагничивания происходит подъем высоких частот с одновременным снижением отдачи на средних частотах и ростом нелинейных искажений). На практике всегда выбирается некий компромисс между отдачей на высоких частотах и нелинейными искажениями. В этом случае, однако, резко снижается перегрузочная способность на высших частотах рабочего диапазона. Именно поэтому, кстати, все измерения частотных характеристик проводятся на уровне -20 дБ от номинального. До недавнего времени положение спасало то, что энергетический спектр большинства музыкальных произведений в области высших частот также не отличался высоким уровнем. Однако с бурным развитием цифровой записи (в том числе и цифрового мастеринга) положение изменилось в худшую сторону. К счастью, и решение проблемы, как часто бывает, не заставило себя ждать. И предложил его в июне 1979 года признанный авторитет в магнитной записи звук! Рей Долби, основная идея которого — регулировать уровень подмагничивания в зависимости от спектра записываемого сигнала. Система, реализованная на этой основе, была названа Dolby HX (от английского Headroom eXtention — расширение перегрузочной способности) и не получила широкого (да вообще никакого!) распространения. И корифеи иногда ошибаются! В данном случае злую шутку с господином Долби сыграло желание максимально упростить свою систему, использовав в ней элементы системы шумопонижения Dolby В. Однако, как оказалось, параметры системы динамического подмагничивания (время срабатывания, частотные свойства фильтров и др.) и системы шумопонижения значительно отличаются. Предпринятые попытки адаптировать характеристики не увенчались успехом, только усложнив схемотехнику. Не исключено, что не последнюю роль в этом сыграла лицензионная политика фирмы — вполне понятное желание продавать лицензии на использование устройств в единой связке. Решение проблемы пришло два года спустя с холодных берегов северной Европы — эффектный выход нашли инженеры датской фирмы Bang and Olufsen — их предложение оказалось настолько простым и элегантным, что даже господин Долби вошел в долю (никуда не денешься, снова патенты!). Новая система получила название Dolby HX Pro, Основная идея новой системы состояла в предположении (кстати, блестяще подтвержденном в дальнейшем) о явлении самоподмагничивания и взаимного подмагничивания, когда вес составляющие сигнала подмагничивают друг друга независимо от их частоты. Тем самым было введено понятие эффективного тока подмагничивания, представляющего собой сумму всех составляющих записываемого сигнала и собственно ВЧ- подмагничивания. Именно его-то датские инженеры и предложили фиксировать на постоянном уровне. Тем самым при появлении в спектре записываемого сигнала высокочастотных составляющих большого уровня ток ВЧ-подмагничивания снижается до такой величины, чтобы их сумма осталась постоянной.

Схемотехническая реализация системы имеет несколько преимуществ: во-первых, она абсолютно независима и может использоваться как в паре с любой системой шумопонижения, так и без них, сама по себе. Во-вторых, стабилизируя эффективный ток подмагничивания, HX Pro построена по принципу обратной связи, а стало быть, способна компенсировать любые долговременные нежелательные воздействия (температурная нестабильность, колебания питающих напряжений, старение радиоэлементов и др.). Но и это еще не все. В отличие от Dolby HX, в которой регулирование производилось совместно в обоих стереоканалах (поэтому, если, например, в левом канале раздавался резкий удар по тарелкам — то в правом в этот момент вполне мог записаться хрип — для оправдания этого эффекта была даже разработана целая теория разделения стереоканалов и корреляции сигналов на высоких частотах), у НХ Pro каналы полностью независимы друг от друга. Кроме того, в структуру НХ Pro можно очень просто ввести элементы оптимизатора тока подмагничивания (ручного — практически задаром), причем опять же независимо для каждого из каналов это подтверждает появление оптимизаторов даже у моделей средней ценовой категории.

Однако в магнитной записи есть еще один крайне неприятный эффект, о котором большинство энтузиастов даже не подозревают. Заметить его тем не менее очень просто — достаточно записать высокочастотный сигнал (16—18 кГц), например с измерительного CD, с уровнем близким к 0 дБ. Воспроизведя запись, помимо ВЧ- сигнала, вы услышите неприятный низкочастотный гул. Это интермодуляционные искажения, вызванные взаимодействием ВЧ-сигнала с сигналом подмагничивания (в качестве аналогии можно привести обычный супергетеродинный приемник, где роль гетеродина играет ВЧ-подмагничивание). На музыкальном сигнале они будут проявляться как «шумоподобные», «грязные», «непрозрачные» высокие частоты.

Обычно для уменьшения этого эффекта частоту подмагничивания стремятся сделать как можно более высокой. Кроме того, в конце семидесятых годов получила известность система Dyneq норвежской фирмы Tandberg. В ней высокочастотная коррекция в усилителе записи сознательно уменьшалась для ВЧ- сигналов высокого уровня.

В профессиональных системах часто используют специальные лимитеры, ограничивающие ВЧ-сигналы в тех областях, где возможны интермодуляция или превышение максимального уровня записи (MOL).

НХ Pro и здесь оказывает положительное воздействие, уменьшая интермодуляционные искажения и повышая линейность передаточной характеристики. Справедливости ради надо заметить, что наибольший эффект даст комбинированное использование НХ Pro с лимитером в усилителе записи, что и наблюдается у наиболее продвинутых аппаратов.

В общем система НХ Pro значительно (по некоторым данным до 15 дБ) увеличиает перегрузочную способность канала записи, резко улучшая качество звука, особенно при записи с цифровых носителей, отличающихся высокой спектральной плотностью высших частот звукового диапазона.

Типовая амплитудная характеристика канала магнитной записи

Журнал «Stereo&Video» N10 1997 г.


Назад в раздел | Оглавление библиотеки | На главную страницу

Яндекс.Метрика