dbx — это семейство систем шумоподавления, разработанное одноименной компанией . Наиболее распространенными реализациями являются dbx Type I и dbx Type II для аналоговой записи на ленту и, реже, виниловых пластинок . Отдельная реализация, известная как dbx-TV , является частью системы MTS, используемой для обеспечения стереозвука для североамериканских и некоторых других телевизионных систем. Компания dbx, Inc. также занималась системами динамического шумоподавления (DNR).
Оригинальные системы dbx Type I и Type II были основаны на так называемом "линейном децибел- компандинге " - сжатии сигнала при записи и расширении при воспроизведении. Он был изобретен Дэвидом Э. Блэкмером из dbx, Inc. в 1971 году. [1] [2]
Миниатюрный декодер dbx Type II на интегральной схеме был создан в 1982 году для использования в портативных и автомобильных аудиосистемах, хотя только несколько устройств использовали его преимущества, такие как некоторые портативные кассетные плееры Panasonic и автомобильные стереосистемы Sanyo. [3] dbx выпустила на рынок PPA-1 Silencer , декодер, который можно было использовать с плеерами, отличными от dbx, такими как Sony Walkman . [4] Версия этого чипа также содержала декодер шумоподавления, совместимый с Dolby B , описанный как шумоподавление dbx Type B ; это стало возможным после истечения срока действия патента Dolby (но не торговой марки).
Разработаны программные реализации. [5] [6] [7] [8]
Магнитная лента состоит из микроскопических частиц, которые могут быть магнитно заряжены для записи сигналов. Размер частиц и скорость перемещения ленты определяют максимальную частоту, которую может записать носитель. Для высококачественных записей катушечная аудиозапись обычно работает на скорости ленты 15 или 7,5 дюймов в секунду (38 или 19 см/с), но это требует много ленты для заданного объема записи. Записи с более низкой точностью могут быть сделаны на скорости 3,75 или даже 1,875 ips, что позволяет увеличить время записи на заданной ленте, но за счет добавления большего количества высокочастотного шума. [9]
Кассетная лента была разработана для удобства, а не для качества звука, и работала на скорости 1,875 ips (4,75 см/с), чтобы максимизировать время записи на относительно небольших (по сравнению с открытыми катушками) лентах. Это приводило к значительному шипению ленты . В сочетании с их ограниченной шириной, которая ограничивает динамический диапазон сигналов, шипение имело тенденцию подавлять любые высокие частоты в сигнале, особенно малогромкие. [9]
В 1970-х годах было представлено несколько новых типов магнитных записывающих пленок, в частности «хром» и «металл», которые использовали более мелкие частицы и, таким образом, вывели шипение ленты на гораздо более высокие частоты. В тот же период системы шумоподавления, такие как dbx и Dolby, пытались сделать то же самое, используя обычные носители и активно устраняя шум ленты с помощью электроники. [9]
dbx Type I и Type II — это типы «компандирования шумоподавления». Эти системы работают, сначала сжимая динамический диапазон сигнала в диапазон, который можно безопасно записать на ленту. Этот тип сжатия, компрессия динамического диапазона , приглушает громкие звуки и усиливает тихие, делая громкость записи намного более равномерной. При воспроизведении динамический диапазон расширяется на ту же величину, в результате чего тихие звуки снова становятся тихими и наоборот. Сочетание сжатия и повторного расширения дает начало названию компандирование . Компандирование полезно даже за пределами области шумоподавления; кассета может иметь 40 децибел динамического диапазона до насыщения носителя, в то время как исходный сигнал может использовать 70, скажем, для живой записи концерта. В этом случае компандирование в соотношении 2 к 1 приведет к сигналу с диапазоном 35 децибел, который можно записать без обрезки. [9]
Причина, по которой этот метод работает для шумоподавления, заключается в том, что шипение ленты проявляется как постоянный сигнал низкой громкости. Когда сигнал записывается в его исходной форме, без сжатия, уровень шипения может быть таким же, как и у более тихих звуков, полностью маскируя их. Однако, когда сигнал сжимается перед записью, эти тихие звуки записываются на более высокой громкости, так что теперь даже тихие звуки громче шума. Это улучшает соотношение сигнал/шум . [9]
Когда сигнал снова расширяется, шипение ленты расширяется вместе с ним, делая его громче. Однако отношение сигнала к шуму остается (близким к) постоянным в ходе этого процесса, поэтому результирующий выход сохраняет это более высокое отношение сигнал/шум. В конечном счете, это означает, что хотя шипение ленты становится громче во время «мягких» частей записи, сама запись (надеюсь) всегда громче и делает шипение гораздо менее заметным. [9]
Обратите внимание, что шипение ленты ограничено более высокими частотами. Это означает, что сигнал, который в основном является низкочастотным, не обязательно требует шумоподавления. Вместо этого можно просто срезать все высокие частоты в фильтре нижних частот, и шипение в значительной степени исчезнет. [9]
Рассмотрим сигнал, содержащий раздел с высокой громкостью, а затем раздел с низкой громкостью. Во время записи эти сигналы сжимаются, чтобы быть намного ближе друг к другу по уровню, так что раздел с высокой громкостью не насыщает ленту, а раздел с низкой громкостью громче, чем шипение ленты. При воспроизведении более громкий раздел имеет небольшое или вообще не имеет приглушения, поэтому шипение ленты также остается в покое на своей естественной громкости. Когда воспроизводится более тихий раздел, усиленный во время записи, экспандер приглушает его до исходного уровня. Это также приглушает шипение ленты. [9]
Это приводит к изменению громкости шипения ленты во время воспроизведения. Это не очень заметно, когда исходный сигнал содержит высокие частоты, которые воспроизводятся поверх шипения, но для более низких частот это можно легко услышать. Рост и падение шипения ленты было известно как «дыхание», потому что это звучало как что-то дышащее в микрофон. [9]
Чтобы решить эту проблему, dbx использует сильное высокочастотное «предыскажение» исходного сигнала. Это усиливает высокочастотные звуки до того, как они будут отправлены в компрессор. Это заставляет компрессор «сбрасывать» усиление в определенных обстоятельствах и уменьшать слышимость шумовой модуляции — даже при таком предварительном подъёме шумовая модуляция может стать слышимой при использовании очень шумных носителей, таких как кассетный формат.
Система dbx Type I предназначена для использования с профессиональными носителями записи, имеющими отношение сигнал/шум (S/N) до шумоподавления не менее 60 дБ и частотную характеристику -3 дБ не менее 30 Гц - 15 кГц. Система полагается на носитель, который достаточно линеен по громкости и частотной характеристике.
dbx Type-II предназначен для более шумных носителей с более низким отношением сигнал/шум и гораздо более ограниченной частотной характеристикой. В тракте сигнала управления процесс dbx Type II сглаживает высокочастотную и низкочастотную характеристику, чтобы снизить чувствительность системы к ошибкам частотной характеристики – поскольку сглаживание происходит только в тракте управления, оно не влияет на слышимый звук. Настройка dbx Type-II «диск» на потребительских декодерах dbx добавляет дополнительно 1–3 дБ спада низких частот как в аудиотракте, так и в тракте управления. Это защищает систему от слышимого неправильного отслеживания из-за искажений записи и низкочастотного гула.
Обе системы используют компандирование 2:1 и обеспечивают абсолютно одинаковое снижение шума и улучшение динамического диапазона — иными словами, они обеспечивают одинаковые конечные результаты, но несовместимы друг с другом.
И dbx, и система шумоподавления Dolby используют компандирование для управления шумом. Они различаются по способу решения частотной характеристики процесса компандирования. dbx использует систему с одним предыскажением частоты, тогда как Dolby использует четыре отдельных предыскажения усилителя, каждый для своего частотного диапазона. Поскольку шипение ленты в первую очередь является проблемой для высокочастотных звуков, Dolby использует гораздо более сильное предыскажение на высоких частотах, чем на низких. Это означает, что низкочастотный сигнал с низкой громкостью может испытывать небольшое или не испытывать никакого компандирования, тогда как тот же уровень громкости на высоких частотах будет сильно предыскажен до более высокого уровня громкости перед сжатием. [10]
Использование отдельных предварительных "кривых кодирования" позволяет сделать общую компрессию намного меньше, чем она была бы на dbx, где она всегда 2 к 1. Для низкочастотных сигналов, таких как разговор, Dolby может вообще не применять компрессию. Напротив, dbx продолжит компандировать эти сигналы, и в этом случае шипение ленты также будет повторно расширяться при воспроизведении, постоянно изменяясь по мере изменения громкости. [11]
Хотя это принесло более широкий динамический диапазон и, следовательно, уменьшило шум на кассетном ленточном носителе, шумоподавление dbx не получило широкой популярности на потребительском рынке, поскольку сжатые записи звучали неприемлемо при воспроизведении на оборудовании, отличном от dbx. Dolby B уже широко использовался, когда был представлен dbx. Хотя шумоподавление Dolby также использовало некоторое компандирование, уровень сжатия и расширения был очень мягким, так что звук лент, закодированных Dolby, был приемлемым для потребителей при воспроизведении на оборудовании, отличном от Dolby.
Хотя dbx Type-II NR в конечном итоге был спроектирован в виде автономной микросхемы LSI, она никогда не была дешевой из-за чрезвычайно высокой точности, требуемой от VCA dbx и анализа сигнала RMS , что привело к дальнейшему нежеланию производителей использовать микросхемы dbx в своих продуктах.
dbx также использовался на виниловых пластинках, которые были помечены как dbx disc . [12] Хотя самый ранний релиз датируется 1971/1973 гг. [ нужна цитата ] , их количество достигло пика в период с 1977/1978 гг . [ нужна цитата ] примерно до 1982 г. [13] Billboard отметил в августе 1981 г., что общее количество релизов с кодировкой dbx, как ожидается, приблизится к 200 альбомам. [14] Discogs упоминает 1100 альбомов. [13] При использовании на LP система dbx Type-II снижала слышимость пыли и царапин, сводя их к крошечным хлопкам и щелчкам (если они вообще были слышны), а также полностью устраняла шум поверхности записи . LP, закодированные с помощью dbx, имели, в теории, динамический диапазон до 90 дБ. [15] Кроме того, пластинки dbx LP выпускались только с оригинальных мастер-лент, без использования копий, и печатались только на тяжелом, чистом виниле. Большинство из них были выпущены в ограниченном количестве по премиальной цене.
Плата шумоподавления dbx K9 была разработана для установки в профессиональные стойки Dolby-A серии A-361, которые уже широко использовались в профессиональных студиях звукозаписи того времени.
Полное обозначение карты — K9-22, что является шуткой про собаку и кошку. K9-22 совместима по выводам и форм-фактору с картой Dolby, обозначенной и в разговорной речи известной как Cat. 22 (K9 произносится как «canine»).
dbx 192 имел элегантный дизайн, специально разработанный для рекордера Nagra IV-Stereo. Он имел одну кнопку для записи/воспроизведения, кодирования/декодирования и был напрямую интегрирован во внутренний сигнальный тракт Nagra. Он получал питание от блока питания Nagra.
Система шумоподавления dbx-TV, хотя и имеет общие элементы с Type I и Type II, отличается от них фундаментальными характеристиками. Она была разработана Марком Дэвисом (тогда работавшим в dbx, сейчас в Dolby Labs) в начале 1980-х годов.
dbx-TV включен в многоканальный телевизионный звук (MTS), американский стандарт для стерео аналоговой телевизионной передачи . Каждое телевизионное устройство, которое декодировало MTS, изначально требовало выплаты роялти , сначала dbx, Inc., затем THAT Corporation, которая отделилась от dbx в 1989 году и приобрела ее патенты MTS в 1994 году; однако эти патенты истекли во всем мире в 2004 году. [16]
Система шумоподавления dbx, обеспечивающая снижение шума более чем на 20 дБ, использовалась при перезаписи фильма «Апокалипсис сегодня» в 1979 году. Система шумоподавления Dolby A, обеспечивающая снижение шума всего на 10–12 дБ, использовалась только на финальном этапе при мастеринге звуковой дорожки фильма для 70-миллиметровых копий.
Модифицированная версия dbx также использовалась в стереосистеме Colortek film. Кроме того, шумоподавление dbx Type-II использовалось в вариантах Model-II и Model-III системы спецэффектов Sensurround от MCA на оптической звуковой дорожке и было краеугольным камнем всей системы. Sensurround+Plus от MCA, использованная в фильме Zoot Suit, использовала dbx Type-II с 4-дорожечным магнитным звуковым форматом на 35-мм кинокопиях, обеспечивая кинофильм стереозвуковой дорожкой с широким динамическим диапазоном и без шума.
Первое поколение Public Radio Satellite System (PRSS), представленное в 1979 году и использовавшееся Американским национальным общественным радио для доставки сетевых программ на свои станции-члены через спутник, представляло собой систему с одним каналом на носитель (SCPC), которая имела около 40 дБ аналогового (восстановленного) сигнала к шуму. Модули dbx, установленные на 3:1, использовались для увеличения динамического диапазона системы. Обычно это работало хорошо, но для некоторых низких частот искажение превышало 10 процентов THD. Кроме того, модули dbx различались в том, как они отслеживали сжатый звук, поэтому расширенный звук не был точным представлением того, что было сжато в восходящем канале. Тем не менее, использование dbx позволило NPR стать известным своими высокими стандартами точности в своей спутниковой системе, поскольку коммерческие вещатели выбрали NPR для восходящей передачи ряда коммерческих музыкальных радиопрограмм и концертов коммерческих радиосетей, которые требовали высокой точности в аналоговую эпоху. Многие из этих проблем были решены, когда в 1994 году PRSS перешла на систему второго поколения — SOSS (Satellite Operations Support System), в которой сигналы передавались в цифровом виде.
{{cite book}}: |author=имеет общее название ( помощь )[…] dbx Encoded Disc […] dbx encoded discs используют уникальный процесс кодирования/декодирования, который практически устраняет шум поверхности записи, при этом значительно увеличивая динамический диапазон записи. dbx disk примерно на 30 дБ тише обычной записи. Кроме того, динамический диапазон музыки на dbx encoded disks равен тому, который ощущается во время сеанса записи, что представляет собой значительное преимущество по сравнению с обычными записями, имеющими ограниченный динамический диапазон. Теперь, с dbx encoded disks, мы впервые можем наслаждаться полным динамическим диапазоном и присутствием музыки на фоне чистой тишины. Звук dbx encoded disk, как правило, будет неотличим от звука мастер-ленты или прямого аудиосигнала, с которого сделана запись. Любой посторонний шум, присутствующий на мастер-ленте, останется на этих записях, поскольку на них не влияет процесс кодирования/декодирования диска dbx. Следовательно, чем лучше мастер-лента с точки зрения шума, тем лучше будет конечное качество звука записи. Слышимые преимущества, потенциально доступные благодаря недавним и будущим усовершенствованиям в области звукозаписи (например, методы прямой записи на диск и цифровой записи), будут реализованы в полной мере только в том случае, если будет устранен отвлекающий раздражающий шум поверхности записи. Диски, кодированные dbx, достигают этой цели. […][2]
