dbx-Geräuschreduzierungssystem – Vergangenheit und Gegenwart. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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In diesem Artikel untersucht der Autor die Merkmale des Designs, des Betriebs und der Anwendung eines der effektivsten Rauschunterdrückungssysteme – des dbx-Compander-Systems, das einst mit dem bekannten Dolby-A-System konkurrierte. Darüber hinaus entwickelte er auf der Grundlage einer gründlichen Analyse der Mängel solcher Systeme einen UWB-Compander, der praktisch keinen Hauptnachteil aufweist – eine spürbare Verzerrung der Fronten von Musiksignalen.

Viele Menschen kennen den Namen Ray Milton Dolby, zumindest unter den Namen der gängigsten Rauschunterdrückungssysteme – Dolby-B, Dolby-C und Dolby-S, die für den Einsatz in Haushaltsgeräten entwickelt wurden. Er entwickelte auch die Kompander Dolby-A (das erste kommerzielle Rauschunterdrückungssystem) und Dolby-SR für den professionellen Einsatz. Es genügt zu sagen, dass das Wort „Dolby“ manchmal im allgemeinsten Sinne verwendet wird, um Lärmminderungssysteme im Allgemeinen und nicht einen bestimmten Typ zu bezeichnen.

Bis heute haben Rauschunterdrückungssysteme in der professionellen Tonaufzeichnung aufgrund des Übergangs zur digitalen Technik zur Mehrkanalaufzeichnung und der Verdrängung analoger Tonbandgeräte ihre frühere Bedeutung verloren. Das einzige Rauschunterdrückungssystem, das derzeit in hochwertigen analogen Geräten verwendet wird, ist Dolby-S/SR.

Vor einem Vierteljahrhundert war die Situation jedoch anders. Das Unternehmen von Ray Dolby kam mit seinem Vier-Wege-System gerade erst auf die Beine¹, was den Lärm um nur 10 dB reduzierte. Dolby war recht komplex, teuer (300 US-Dollar pro Kanal) und erforderte vor allem eine präzise Einstellung der Tonbandgeräte (±0,2...0,3 dB). Das konnten sich nur erstklassige Studios leisten (London-Decca. Deutsche Grammofon Gesellschaft, etc.)². Es ist kein Zufall, dass der experimentelle Betrieb des Dolby-Systems genau im Decca-Studio in England und nicht in den USA begann.

Gleichzeitig gab es viele Orte, an denen neben einer geringeren Genauigkeit der Geräteeinstellungen auch eine Geräuschreduzierung von mehr als 10 dB erforderlich war.

Der erste Erfolg bei der Lösung dieses Problems gelang dem Amerikaner David Blackmore. Das von ihm 1971 entwickelte dbx-Rauschunterdrückungs-Kompandersystem (US-Patent Nr. 3,789,143)³ war einfach zu bedienen, kostengünstig und sorgte für eine Geräuschreduzierung von bis zu 30 dB. Als Hauptvorteil erwies sich jedoch, dass es für die Streuung der Übertragungskoeffizienten und den Frequenzgang von Aufnahme- und Wiedergabekanälen unkritisch ist.

Es sei daran erinnert, dass sich die meisten der damals (und auch später) vorgeschlagenen Lärmminderungssysteme für den praktischen Einsatz als wenig nützlich erwiesen. Ihre Hauptnachteile waren entweder eine übermäßige Empfindlichkeit gegenüber Defekten des Aufnahmemediums (Magnet- oder Filmbänder) oder die Einführung unzulässiger Verzerrungen des Tons.

Dolby konnte sich vor diesem Hintergrund durch den Einsatz eines komplexen Multiband-Geräts abheben; die Wahrnehmung von Verzerrungen wurde durch die Begrenzung seiner Regelung (0...10 dB im Bereich der Eingangssignalpegel von -40 bis -20) reduziert dB). Naturgemäß fiel die Geräuschunterdrückung gering aus.

Blackmer dachte anders. Da die Kritikalität der Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs im Dolby-System durch die Aufteilung des Signalspektrums in Bänder verursacht wird, muss der Kompander breitbandig ausgelegt werden, damit er das gesamte Frequenzband auf einmal verarbeitet⁴. Und da die Kritikalität der Pegelanpassung im Dolby-System durch die ungleiche Verarbeitung von Signalen mit unterschiedlichen Pegeln verursacht wird, muss der Kompander so ausgelegt sein, dass sein Betriebsalgorithmus nicht vom Signalpegel abhängt⁵.

Darauf aufbauend wurde ein Lärmminderungssystem entworfen, das den Grundstein für die Firma dbx (in Kleinbuchstaben geschrieben) legte – von David Blacmer Excellence (nach anderen Quellen Experience). Mittlerweile ist dieses Unternehmen eines der „Grands“ auf dem Markt für Studioausrüstung. Darüber hinaus wird Blackmers erfolgreiches VCA-Design (Voltage Controlled Amplifier) ​​auch heute noch in den meisten Studio-Audioverarbeitungsgeräten verwendet.

Das Blockdiagramm der Hauptversion des dbx-Rauschunterdrückungssystems ist in der Abbildung dargestellt und stammt aus proprietären Materialien. Der Rauschunterdrücker besteht aus zwei Teilen: dem Hauptkanal, durch den das verarbeitete Signal geleitet wird, und dem Steuerkanal.

Das Eingangssignal gelangt während der Aufnahme nach Durchlaufen des Eingangspassfilters, des Frequenzvorverzerrungsgenerators des Hauptkanals (Korrektor 1) und des spannungsgesteuerten Verstärkers (VCA) gleichzeitig am Ausgang des Gesamtgerätes ( d.h. am Eingang des Aufnahmeverstärkers) und am Eingang der Kanalverwaltung.

Der Steuerkanal besteht aus einem Eingangsfrequenzkorrektor (Korrektor 2), einem Phasenteiler, zwei RMS-Gleichrichtern, die mit einem gemeinsamen Glättungskondensator betrieben werden, und einem im Pufferdiagramm (Repeater) nicht dargestellten Steuerkanal, von dem die Steuerspannung geliefert wird das Steuergerät. Mit zunehmendem Pegel des Ausgangs- und dementsprechend des Eingangssignals nimmt somit der Übertragungskoeffizient der Steuereinheit ab. Dies führt zu einer Signalkomprimierung.

Während der Wiedergabe wird am Eingang des Steuerkanals das gleiche Signal empfangen wie am Eingang des Hauptkanals, die Polarität der Spannung, die den UNA steuert, wird umgekehrt (um eine Expansion, keine Kompression zu erreichen) usw. Schließlich ändert sich der Frequenzgang der Pre-Emphasis im Hauptkanal und spiegelt den Frequenzgang der Aufnahme wider.

Bei der Aufnahme befindet sich der Frequenzkorrektor im Hauptkanal vor der UNA und reduziert den Pegel tieffrequenter Signale um 12 dB (Wendepunkte 370 und 1590 Hz). Während der Wiedergabe schaltet es sich nach dem UNU ein und stellt den Pegel niederfrequenter Signale wieder her.

Im Steuerkanal durchläuft das Signal einen zweiten Frequenzentzerrer, der den Pegel hochfrequenter Signale um 20 dB anhebt (Wendepunkte 1600 Hz und 16 kHz). An den Ausgang des Frequenzkorrektors ist ein Phasenteiler zweiter Ordnung (Phase Splitter) angeschlossen. An seinen Ausgängen werden zwei Signale abgenommen, deren Phasenverschiebung im Frequenzbereich 20...200 um etwa 90° schwankt (Quadratursignale).

Anschließend wird dieses Signalpaar zwei quadratischen Gleichrichtern zugeführt, die an einem gemeinsamen Glättungskondensator arbeiten. Die geglättete Spannung wird zur Steuerung der Verstärkung des VNA verwendet. Die Steigung der Gleichrichterkennlinie wird so gewählt, dass das Aufnahmekompressionsverhältnis 2:1 beträgt. Mit anderen Worten: Der Ausgangspegel ändert sich um 5 dB, wenn sich der Eingangspegel um 10 dB ändert.

Der Zweck der Verwendung eines Phasenteilers besteht darin, den Hauptnachteil eines Breitbandkompanders zu beseitigen: Aufgrund der Notwendigkeit einer schnellen Reaktion auf Hochfrequenzsignale sollte die Reaktionszeit des Gleichrichters so kurz wie möglich sein (zig Mikrosekunden). Dann stellt sich jedoch heraus, dass sie kleiner ist als die Periode des Signals mit der niedrigsten Frequenz, und daher moduliert sich das Signal mit der niedrigsten Frequenz selbst, was zu einer harmonischen Verzerrung von etwa 20 bis 40 % führt. Um Welligkeiten im Steuersignal zu vermeiden, nutzte Blackmer die Tatsache, dass sinzx+cos2x=1 ist. Das heißt, wenn zwei quadratische Detektoren verwendet werden und die Phasen der Eingangssignale um 90° verschoben werden, kompensieren sich deren Ausgangswelligkeiten. Es ist zu beachten, dass Gleichrichter mit dem Logarithmus des Absolutwerts des Eingangssignals arbeiten, da die Steuereinheit eine exponentielle Steuercharakteristik aufweist.

Darüber hinaus wird die Ladezeitkonstante des Integrationskondensators umgekehrt proportional zur Anstiegsgeschwindigkeit des Eingangssignals gemacht. Dadurch ist die Glättung gut, wenn sich das Eingangssignal langsam ändert (die Zeitkonstante ist groß), und wenn das Signal schnell ansteigt, reagiert der Gleichrichter schnell (die Geschwindigkeit der Verstärkungsrückstellung kann in einer Millisekunde 90 dB erreichen!) .

Die Rate der Verstärkungswiederherstellung beträgt 140 dB pro Sekunde, wenn das Eingangssignal verschwindet. Dieser Wert ist etwa eineinhalb Mal höher als die Geschwindigkeit der Wiederherstellung der Ohrempfindlichkeit nach dem Ende eines starken Signals, wodurch das Geräusch zu Beginn einer Pause schneller schwächer wird, als eine Person es hören kann.

Dank der Verwendung von Effektivwertgleichrichtern haben Phasenverzerrungen im Übertragungskanal praktisch keinen Einfluss auf den Betrieb des Kompanders im eingeschwungenen Zustand.

Der Zweck der Frequenzkorrektur ist nicht trivial. Der erste Frequenzkorrektor (im Hauptkanal) ist für eine relative Anhebung der hohen Frequenzen während der Aufnahme gedacht (bei der Wiedergabe werden diese zusammen mit dem Rauschen gedämpft gespiegelt). Darüber hinaus können Sie durch die Dämpfung von Niederfrequenzsignalen, bei denen der größte Teil der Signalleistung konzentriert ist, den Aufnahmekanal teilweise „entladen“ und so Verzerrungen und Modulationsrauschen reduzieren. Es ist merkwürdig, dass Dolby eine ähnliche Korrektur („Spectral-Skewing“) erst fünfzehn Jahre später bei der Entwicklung von Dolby-SR anwendete.

Der zweite Frequenzkorrektor (im Steuerkanal) führt drei Funktionen gleichzeitig aus. Erstens schützt es den Steuerkanal bis zu einem gewissen Grad vor unhörbaren niederfrequenten Störungen, die ohne seine Abwesenheit zu einer chaotischen Modulation des Signals führen würden. Zweitens verschiebt die Phasenverschiebung in diesem Korrektor die Phase der Steuerspannungswelligkeiten so, dass deren Flanken ungefähr im Moment des Nulldurchgangs des Nutzsignals auftreten. Dadurch wird der Einfluss der Steuerspannungswelligkeit bei den Frequenzen reduziert, bei denen der Phasenteiler keine Quadratur mehr liefert (über 500...800 Hz). Schließlich reduziert die Hochfrequenzanhebung im Steuerkanal den Pegel stationärer Hochfrequenzsignale am Ausgang des Kompressors (beginnend bei etwa 5 kHz), wodurch eine Überlastung der Magnetbänder und Aufnahmekanäle verhindert wird.

So funktioniert der klassische Geräuschunterdrücker dbx oder dbx-l. Zusätzlich zu der oben beschriebenen Struktur wurden von anderen Unternehmen auch Lizenzvarianten mit ähnlichen Eigenschaften hergestellt.

Es muss gesagt werden, dass bei aller Eleganz dieses Designs die Eselsohren eines technokratischen Entwicklungsansatzes hervorstechen. Tatsache ist, dass bei der Arbeit mit sinusförmigen Signalen mit konstantem oder gleichmäßig variierendem Pegel alles in bester Ordnung war, die Verarbeitung gepulster Signale jedoch mit großen Verzerrungen in den Prozessen ihres Anstiegs und Abfalls einherging. Dadurch verändert sich die Klangfarbe vieler Instrumente erheblich.⁶. Daher vermieden Toningenieure, die klassische und Jazzmusik aufnahmen, den dbx-Compander zu verwenden, insbesondere bei der Aufnahme von Schlagzeug. Darüber hinaus führten Pegelspitzen bei Aktivierung des Kompressors (die durch eine verzögerte Reduzierung der Verstärkung bei zunehmendem Signal entstehen) von 12 bis 18 dB zu einer Reduzierung des durchschnittlichen Aufnahmepegels um den gleichen Betrag. Infolgedessen nahm die Effizienz der Lärmreduzierung ab⁷. Mit anderen Worten, das Signal-Rausch-Verhältnis fiel bei einem großen Signal geringer aus als ohne Rauschunterdrücker, höchstens 12 ... 18 dB. Bei professionellen Tonbandgeräten blieb dies unbemerkt. Bei Kassetten hört man bei lautem Signal das „Atmen“ von Geräuschen, der Ton ist „matschig“, während in einer Pause Todesstille herrscht! Wenn also der Aufnahmepegel auf dem Band auf -15...-20 dB eingestellt ist (damit die Emissionen unverzerrt sind), dann wird der Signal-Rausch-Abstand im Kassettenrecorder 30...40 dB nicht überschreiten, und der Mindestwert des Signal-Rausch-Verhältnisses bei Bei lauten Signalen liegt die Anforderung, dass Lärm aufgrund seiner Maskierung durch das Signal nicht gehört wird, laut Blesser zwischen 50 und 65 dB. Bei einem guten Spulen-Tonbandgerät, das mit hoher Bandgeschwindigkeit und breiten Spuren arbeitet, kann die erste dieser Zahlen bei einem Aufnahmepegel von -10...-15 dB erhalten werden, bei einem gewöhnlichen Kassettenrekorder ist dies jedoch der Fall kaum möglich.

Darüber hinaus ermöglichte der Einsatz von Phasenteilern und einem Paar quadratischer Gleichrichter tatsächlich eine starke Reduzierung der Welligkeit bei der Gleichrichtung harmonischer Schwingungen („Sinus“), erwies sich jedoch bei der Erkennung realer Signale als nahezu nutzlos. Dementsprechend erwies sich die Intermodulationsverzerrung niedrigerer Frequenzen während der Komprimierung als erheblich (2...10 %).

Ein weiteres Problem entstand durch die Tatsache, dass der Frequenzgang des Steuerkanals im dbx-System eine Form aufweist, die im Verhältnis zur spektralen Rauschdichte von Tonbandgeräten alles andere als spiegelbildlich ist. Daher wird bei der Wiedergabe schwacher Signale die gegenseitige Übereinstimmung des Betriebs von Kompressor und Expander gestört. Dies liegt daran, dass die Steuerschaltung übermäßig empfindlich auf hochfrequentes (und niederfrequentes) Rauschen reagiert, das zwar nicht gehört wird, aber aufgrund der Erkennung im Steuerkanal eine parasitäre Modulation des Signals verursacht. Infolgedessen fällt die tatsächliche Lärmreduzierung geringer aus als die theoretische und unter realen Bedingungen beträgt der Pausenlärm nur 18 bis 25 dB (unter Berücksichtigung der Überlastung durch Emissionen) und nicht 40. ..60 dB. Störmodulation ist übrigens bei fast allen Rauschunterdrückern ein Problem, weshalb am Eingang des Rauschunterdrückers ein Bandpassfilter benötigt wird, um Signale mit Frequenzen außerhalb des Audiofrequenzbandes (insbesondere auf der HF-Seite) zu dämpfen.

Um störende Signalmodulationen zu reduzieren, führte Blackmer später einen Tiefpassfilter vierter Ordnung mit steilem Abfall und einer Grenzfrequenz von 10 kHz in den Steuerkanal ein (zusätzlich zu einem Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 35 Hz). zur Unterdrückung niederfrequenter Störungen). Darüber hinaus wurden die Eigenschaften des Frequenzkorrektors im Steuerkanal geändert. Sein Frequenzgang hat eine Steigung von +6 dB pro Oktave unterhalb von 440 Hz und oberhalb von 4,8 kHz (bis 10 kHz), mit einem flachen Abschnitt dazwischen. Die Verarbeitung von Impulssignalen nach der Modifikation wurde noch schlechter (aufgrund der durch die Filter verursachten Verzögerung).⁸, und das Risiko einer Bandüberlastung bei höheren (und niedrigsten) Frequenzen ist stark gestiegen. Diese Version des Geräts wurde dbx-ll genannt. Und schließlich erschien Anfang der Achtzigerjahre eine Consumer-Version von dbx-ll, bei der ein herkömmlicher Vollweggleichrichter zum Einsatz kam, der Filter im Steuerkanal vereinfacht und der Phasenteiler eliminiert wurde⁹. Es ist diese verkürzte Version, die im bekannten AN6291-Chip implementiert ist.

Trotz der festgestellten Mängel haben seine Unprätentiösität und gute Rauschunterdrückung dem dbx-Compander in mittelgroßen Studios großen Ruhm eingebracht, insbesondere nach der Veröffentlichung einer Reihe von Mehrkanal-Tonbandgeräten (Tascam, Otari, Fostex) mit integriertem dbx. (Das Konkurrenzsystem Dolby-A war umständlich zu implementieren und wurde daher immer als separates Gerät konzipiert, und Dolby hatte es außerdem nicht eilig, Lizenzen für seine Produktion zu verkaufen.) Dennoch muss gesagt werden, dass dbx, um Dolby Laboratories zu überholen, einst Lizenzen für seine Rauschunterdrücker ohne Einschränkungen verkaufte. Dies führte zum Erscheinen von Versionen auf dem Markt, die bis zur Unbrauchbarkeit vereinfacht waren (meistens wurde am Eingabefilter gespart), und böse Zungen scherzten, dass dbx „Dolby für die Armen“ sei.

Der Hauptgrund für das Auftreten von Pegelspitzen während des Betriebs und das Auftreten dynamischer Fehler war ein subtiler Fehler in der Konstruktion des Steuerkanals. Tatsache ist, dass der Phasenteiler das Signal an beiden Ausgängen verzögert, d. h. das Steuersignal hinkt dem Eingangssignal zwangsläufig hinterher. Deshalb kam es trotz aller Tricks, die Geschwindigkeit des Detektors zu erhöhen (variable Ansprechzeitkonstante), bei der Einspeisung schnell ansteigender Signale zu Emissionen¹⁰.

Hier bietet sich ein Vergleich mit dem High-Corn-Rauschunterdrückungssystem an, das Mitte der siebziger Jahre von Telefunken-Spezialisten vorgeschlagen wurde.

High-Corn ähnelt in vielerlei Hinsicht dbx: Das Komprimierungsverhältnis ist das gleiche (2:1), beide Systeme sind breitbandig und beide verwenden eine Frequenzkorrektur mit einer Hochfrequenzanhebung bei der Aufnahme und einer Dämpfung bei der Wiedergabe. Es gibt aber auch Unterschiede. Erstens wird das Kompressionsgesetz im High-Corn-System auf andere Weise erhalten, indem zwei identische kontrollierte Verstärker (CAA) mit gemeinsamer Steuerung hintereinander geschaltet werden. Die Funktionsweise des Kompressors basiert auf der Tatsache, dass das Signal am Ausgang der ersten UNU komprimiert wird, wenn der Signalpegel am Ausgang der zweiten UNU durch gleichzeitiges Anpassen der Verstärkung beider UNU konstant gehalten wird ein Verhältnis von 2:1.

Wie bereits erwähnt, besteht beim Aufbau eines Breitbandkompanders das Problem, dass die Verzerrung bei niedrigen Frequenzen aufgrund der unzureichenden Trägheit des Detektors zunimmt. Daher ist der Signalpegeldetektor im High-Corn-System so ausgelegt, dass er nach sehr schnellem Betrieb eine gewisse „Haltezeit“ hat, während der die Steuerspannung unverändert bleibt und danach schnell abfallen kann. Was die dynamischen Eigenschaften betrifft, waren die Emissionen während der Kompression aufgrund der kurzen Reaktionszeit (ca. 200 μs) gering. Die Verzerrung bei niedrigeren Frequenzen wurde deutlich reduziert, da die Verweilzeit (25 ms) gleich der halben Periode der Signale mit der niedrigsten Frequenz (20 Hz) gewählt wurde.

Das sind seine guten Seiten. Das Schlimme war, dass aufgrund der relativ schnellen Erholung der Kompressorverstärkung nach der Verweilzeit manchmal hörbare „Squelches“ entstanden. Sie traten häufiger auf, wenn das in den Expander eintretende Signal eine deutliche parasitäre Amplitudenmodulation aufwies (mehr als 5 bis 10 %). Bei Haushalts-Tonbandgeräten ist ein solcher PAM-Wert eher eine Regel als ein Defekt, weshalb die Klicks aufeinander folgten.

Ein weiterer Nachteil des HighCorn-Systems bestand darin, dass sich herausstellte, dass der Frequenzgang des Detektors, wie auch von edbx, bei weitem nicht im Verhältnis zum Rauschspektrum des Wiedergabekanals gespiegelt war. Beim Betrieb des Kompressors und Expanders über den gesamten Bereich der Eingangssignale (wie bei dbx) würde dies zu einer starken parasitären Modulation des Signals durch Rauschen führen. Die Entwickler des High-Corn-Systems haben dieses Problem, wie sie sagen, „frontal“ gelöst: Sie verzichteten auf die Verwendung eines konstanten Komprimierungsverhältnisses (und der Expansion) bei allen Signalpegeln und führten einen Schwellenwert ein, unterhalb dessen der Kompressor nicht mehr funktionierte . Infolgedessen trat das Problem der Pegelanpassung auf, wie bei Dolby-Systemen.

Später wurde durch die gemeinsame Anstrengung von Spezialisten von Telefunken und Nakamichi eine Zwei-Wege-Version namens High-Corn II entwickelt. Die Übergangsfrequenz betrug etwa 5 kHz. Es hat nicht viel besser funktioniert und war schnell vergessen.

Bald ereilte das gleiche Schicksal die Originalversion – High-Corn. Dies lag vermutlich daran, dass es aufgrund der übermäßigen Anhebung der hohen Frequenzen bei der Komprimierung (bis zu 17 dB) und der fehlenden Maßnahmen zur Reduzierung des Pegels des aufgezeichneten Signals bei hohen Frequenzen zu Problemen mit der Überlastung der Bänder kam , Rauschen knallt während der Belichtung nach dem Durchgang von Pulssignalfronten.

Aber kehren wir zum dbx-Compander zurück. Leider hatte Blackmer keine Zeit, die Ursache für die großen Emissionen herauszufinden und diese zu reduzieren. Dadurch blieb der Markt für professionelle Rauschunterdrückungsprodukte in den Händen von Dolby¹¹. Daher versuchte dbx (ohne Blackmer), sein System in Haushaltsgeräte einzuführen. Man muss sagen, dass ihr das gelungen ist: Anfang bis Mitte der Achtzigerjahre waren die meisten High-End-Kassettendecks (Technics, Akai, Aiwa) mit der einen oder anderen Version des DBX-Companders ausgestattet, und Plattenhersteller brachten eine Reihe von Discs auf den Markt mit dessen Hilfe die Audiospur komprimiert wurde, zeichnet sich DBX für Schallplatten durch das Fehlen einer Frequenzkorrektur im Hauptkanal aus.

Dennoch ist dbx zu unserer Zeit praktisch aus den Haushalts-Tonbandgeräten verschwunden. Wahrscheinlich war es neben den oben diskutierten Nachteilen auch die Tatsache, dass eine mit Dolby-B erstellte Aufnahme mit einer gewissen Blockierung höherer Frequenzen auch ohne Dolby einigermaßen gut wiedergegeben werden kann, eine mit dem dbx-System komprimierte Aufnahme jedoch ohne Dekodierung schrecklich klingt. Darüber hinaus kann der Dolby-B-Expander im Gegensatz zum dbx-Expander auch die Rolle eines Dynamikfilters bei der Wiedergabe verrauschter Aufnahmen übernehmen.

Allerdings lassen sich die Nachteile des dbx-Companders, wie die Recherche des Autors gezeigt hat, relativ einfach minimieren. Der einzige Nachteil bleibt – die Inkompatibilität von Aufnahmen mit regulärem und komprimiertem Dolby UWB. Die Vorteile – gute Geräuschreduzierung, Unprätentiösität, akzeptable Komplexität und gute Wiederholgenauigkeit – bleiben bestehen.

Das Wichtigste ist, dass sich herausstellte, dass der Grad der „Klangschädigung“, d. S, insbesondere bei einem nicht perfekt abgestimmten Tonbandgerät. Die „Achillesferse“ des Prototyps – Kompressionsemissionen – ist praktisch „geheilt“.

Um dieses Ergebnis zu erreichen, mussten vier wesentliche Modifikationen an der Originalversion des Kompanders (dbx-l) vorgenommen werden. Zunächst wurde der Phasenteiler durch einen Phasenschieber ersetzt, an dessen Ausgang einer der Gleichrichterkanäle angeschlossen ist (der andere Kanal ist unter Umgehung des Phasenschiebers angeschlossen). Zweitens wurden die Frequenzeigenschaften der Pre-Emphasis-Schaltungen sowohl auf dem Hauptkanal als auch auf dem Steuerkanal geändert, um sie an die Eigenschaften des Kompaktkassettenformats anzupassen. Drittens wurde das Komprimierungsverhältnis auf 1,5:1 reduziert (wie im Telcom-System), um die Verzerrung der Signaldynamik zu reduzieren und den Einfluss von Störamplitudenmodulation und Rauschmodulation („Atmung“) abzuschwächen. Viertens wurde ein Zwangsschaltkreis in den Detektor eingeführt, der seine Reaktion auf einen starken Anstieg hochfrequenter Signale (z. B. das Anschlagen eines Beckens, Metallophons oder einer Triangel) beschleunigt. Schließlich wurde die Zeitkonstante des Detektors zusammengesetzt, um den Eigenschaften des menschlichen Gehörs besser zu entsprechen.

Durch diese Maßnahmen konnten sowohl Überspannungen im Betrieb als auch parasitäre Signalmodulationen praktisch eliminiert werden. Dadurch ist der subjektiv empfundene Grad der Geräuschreduzierung im Vergleich zum Prototyp trotz der Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses deutlich gestiegen. Dies macht sich besonders bei der Aufnahme von „live“ unverarbeiteten Signalen bemerkbar. Der reale Dynamikumfang eines guten Kassettenrecorders beträgt 85...90 dB, was für die meisten Anwendungen mehr als ausreichend ist. Dynamikbereich, gemessen nach einer strengeren Methode als Verhältnis des maximalen Signals mit einer Frequenz von 1000 Hz (mit einer Verzerrung von 1 %!) zum nach IEC-A gewichteten Pausenrauschen im Layout des Tonbandgeräts durch den Autor¹² über 90 dB bei Verwendung des BASF Chrom Super-Bandes und seiner Geschwindigkeit von 4,76 cm/s. Was die Überlastfähigkeit betrifft, so ist der Frequenzgang des Durchgangskanals bei einem Signalpegel von +6 dB im Bereich von 20 Hz bis 20 kHz gleichmäßig (gemäß dem Kriterium +0...-1,5 dB) und „0 dB“ des Rauschunterdrückers ist auf den Magnetisierungsgrad des Bandes von 185 nWb/m abgestimmt.

Aufzeichnungen

1. Der Name Dotby-A tauchte später auf, nach der Entwicklung von Dolby-B. Bisher hieß das professionelle Rauschunterdrückungssystem einfach Dolby
2. Fehler im Betrieb von Dolby-Systemen, insbesondere beim Umstieg von einem Tonbandgerät auf ein anderes, sind unter Besitzern von Kassettenrekordern längst in aller Munde.
3. Diese Version des Geräuschreduzierungssystems wurde dann als dbx-l bezeichnet, um sie von der späteren (aber minderwertigen) Version dbx-ll zu unterscheiden. Manchmal wurde dbx-l auch dbx-Pro genannt, außerdem gab es eine vereinfachte Version von dbx-ll für Heim-Tonbandgeräte.
4. Auch diese Lösung ist nicht ideal; Durch den Einsatz eines Multiband-Kompanders können Intermodulationsverzerrungen und Modulationsrauschen, die nur bei Vorhandensein eines Signals auftreten, erheblich reduziert werden. Die Möglichkeiten eines Breitbandkompanders sind in dieser Hinsicht recht begrenzt.
5. Aber das ist fast immer gerechtfertigt. Es ist kein Zufall, dass nach Meinung des Autors des Artikels neben Dolby-SR das erfolgreichste Rauschunterdrückungssystem der Telcom-Multiband-Compander war. welches dieses Prinzip umsetzt. Kein Wunder, dass die Deutsche Grammofon Telcom Dolby bevorzugt, obwohl die entsprechenden Geräte schon längst abgekündigt sind.
6. Entgegen der landläufigen Meinung, dass die Klangfarbe vollständig durch die durchschnittliche spektrale Zusammensetzung des Signals bestimmt wird, spielen schnelle Änderungen des Pegels und Spektrums des Signals die Hauptrolle bei der Bildung der Klangfarben. Ein klassisches Beispiel: Die Klangfarbe eines rückwärts gespielten Klavierklangs unterscheidet sich deutlich vom Normalklang, obwohl die spektrale Zusammensetzung dieselbe ist.
7. Im Vergleich dazu erzeugte keines der Dolby-Systeme Überschwinger von mehr als 3 dB. Dies gelang jedoch auf sehr primitive Weise: Die Emissionen wurden einfach durch Begrenzer gedrosselt. was zu nichtlinearen Verzerrungen führte. Sie waren jedoch praktisch unhörbar, da sie nur von kurzer Dauer waren und nur bei Signalpegeln bis zu -15 dB auftraten. Signale mit hohem Pegel in Dolby-A wurden ohne Bearbeitung durchgelassen und waren daher praktisch nicht verzerrt.
8. Trotz Reduzierung der Zeitkonstante des Glättungskondensators um 30 % und Erhöhung der Verstärkungswiederherstellungsgeschwindigkeit auf 180 dB/s.
9. Dadurch stiegen die nichtlinearen Verzerrungen bei den niedrigsten Frequenzen auf 5...10 % und die Intermodulationsverzerrungen betrugen ebenfalls 5...10 %, was inakzeptabel hoch ist.
10. Die Verzögerungszeit an beiden Ausgängen der Phasendifferenzschaltung nimmt mit der Frequenz ab, sodass sich die dbx-l-Steuerschaltung bei mittleren Frequenzen etwas besser verhält als bei niedrigen Frequenzen. Bei hohen Frequenzen begann der Detektor leistungsschwächer zu werden.
11. Etwas später, in der zweiten Hälfte der siebziger Jahre, erschien das deutsche Telekom-Rauschunterdrückungssystem, das die Vorteile von Dolby (unauffälliger Betrieb, gute Unterdrückung von Modulationsgeräuschen) und dbx (starke Rauschunterdrückung und einfache Anpassung) vereinte, sich jedoch änderte Es stellte sich heraus, dass es noch komplexer (und teurer) als Dolby-A war und daher leider nicht weit verbreitet war. Darüber hinaus war die Schaltung von Telcoma zunächst grob (nicht optimale Übergangsfrequenzen, eigentlich Halbwellendetektoren usw.).
12. Das Tonbandgerät verfügt über eine Reihe von Features, insbesondere extrem rauscharmes HF und HF.

Autor: S. Ageev, Moskau

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