Немного о цифровой звукозаписи. DAT. SONY TCD-D8
Некоторое время назад у в моем заповеднике появился новый обитатель. Это, не знаю, как это лучше назвать, портативная дека или пишущий плеер, или еще как то. Но одно точно. Это устройство, которое позволяет записывать и воспроизводить звук в формате DAT.
Это единственный цифровой магнитофон в моем «заповеднике».
Обладателем этого девайса я стал в результате сложившихся нескольких условий.
1. Эти устройства интересны сами по себе даже просто с технической точки зрения, да еще попался небольшой обзор TCD-D3 и машинка показалась довольно интересной. К тому же есть блок кассет DDS3, которые являются теми же кассетами DAT.
2. Почти вся моя коллекция с ebay, что то из штатов, что то из европы. DAT устройства там всегда были достаточно дорогими. А тут один дядька похвалился, что в Японии покупать интереснее (в смысле цен).
3. На аукционе в Японии попался этот лот, за существенно более разумную цену, чем на ebay это лот я выиграл.
Специально модель D8 я не искал, критериев было два: цена и портативность, т. е. мне был нужен аппарат типа волкмана (walkman) по двум причинам. Доставка полноформатной деки из Японии в Москву существенно дороже, чем маленькой «мыльницы» и «городить огород» с японским 100 В питанием мне ненужно, достаточно трех дек (Akai, Luxman, Marantz).
Поэтому выбор очевиден. Либо устройство подобное Walkman, либо устройство подобное TC-D5. Там встроенного блока питания вовсе нет.
Так эта машинка и была куплена. В Японии. После оплаты лота выяснилось, что эпидемия сильно ударила по логистике и сделала невозможной авиадоставку. Поэтому груз двигался малой скоростью по земле и воде, и через полгода это чудо техники все таки добралось до Москвы в полной исправности.
Сам аппарат оказался довольно компактным, действительно размером с обычный кассетный плеер, только несколько потолще и прилично тяжелее. Одно дело, когда смотришь видео или фото, другое — когда берешь вещь в руки.
Сразу чувствуется, штука непростая.
Сам формат DAT был представлен в 1987 году и предполагалось, что техника формата DAT станет следующим шагом в развитии звукозаписи и станет массовой. Но этого не произошло, т. е. произошло, но частично. Следующий шаг в развитии звукозаписи был сделан, но широкие народные массы его не подхватили.
В свое время в журнале «Радио» я читал статьи про DAT.
После того, как новая цифровая технология первые деки были представлены, крупные звукозаписывающие компании (лейблы, или мейджоры, как их еще называют) почувствовали, что новая технология грозит им уменьшением продаж и начали «разборки» с разработчиками DAT.
В результате был достигнут некий компромисс между «волками и овцами». Технике DAT быть, но стоимость должна быть достаточно высокой. А, во-вторых, искусственно внести ограничения на прямое цифровое копирование компакт диска.
Эти меры позволили медийным компаниям сохранить свои доходы, а техника DAT не стала массовой.
Это из статей в «Радио».
К тому же, помимо высокой стоимости, формат DAT не дал потенциальным пользователям особого «вау эффекта». Объяснить это довольно просто. Основным записываемым носителем была в то время компакт кассета, и качество записи уже было очень высоким.
И к тому времени уже появились компакт диски, которые помимо высокого качества звука давали возможность произвольного доступа к трекам и прочие удобства.
Таким образом, формат DAT широкими народными массами оказался невостребован. В нише профессиональной техники ситуация оказалась лучше. Для профессионального применения DAT оказался весьма полезен.
Например, SONY TCD-D10
По стилю и форм фактору его можно рассматривать, как продолжение профессиональной линейки аналоговых кассетных магнитофонов TC-D5.
На каком то англоязычном ресурсе я читал, что буква «D» в обозначении модели указывает на слово японское densuke. Возможно. Не знаю.
DAT магнитофон по конструкции напоминает видеомагнитофон (Beta, VHS, Video 8).
Мне попадалось много статей про DAT, где говорят, что DAT кассета в 2 раза меньше обычной компакт кассеты. На мой взгляд, это не так. Кассета DAT действительно немного меньше традиционной компакт кассеты, но не в 2 раза. Фото выше тому подтверждение.Конструктивно же кассета DAT напоминает кассету Video 8 (и VHS). Лента также закрыта откидывающейся шторкой, бобинки с лентой стопорятся, но дополнительно в нерабочем состоянии сдвижная пластина (при установке в ЛПМ она сдвигается) закрывает и доступ к бобинкам с лентой.
Запись производится на ленту блоком вращающихся головок, установленный под небольшим углом, т. е. реализован метод наклонно-строчной записи. Механизм принципиально не отличается от старших собратьев VHS/Video 8. Только еще компактнее.
Диаметр блока вращающихся головок (у моего аппарата) всего 3 см, соответственно все остальные компоненты ЛПМ тоже мелкие.
Что интересно, если в обычных механизмах VHS блоки вращающихся головок (БВГ), по крайней мере внешне, примерно одинаковы, то у DAT магнитофонов размеры БВГ бывают разные, без ущерба переносимости кассет.
Ширина ленты в кассете около 4 мм, как в обычных компакт кассетах. Теоретически, если ленту из кассеты DAT перенести в компакт кассету — то любая кассетная дека, которая работает с лентой типа 4, такой «апгрейд» воспримет абсолютно нормально.
Т.е. как и в Video 8, в кассетах DAT обычная (возможно, несколько более прочная) металлопорошковая лента (MP), или в терминах обычных кассетных дек — лента типа 4 (металл).
На ленте DAT дорожки располагаются таким образом:
Чтобы получить максимально доступную плотность записи, соседние наклонные дорожки не имеют защитных интервалов, а чтобы снизить взаимное влияние — головки в БВГ расположены под углом относительно друг друга, поэтому каждая головка считывает только «свой» сигнал.
Это особенность магнитной записи. Если на одну и ту же дорожку записывать сигнал разными головками, расположенными под разными углами, то при воспроизведении каждая головка будет считывать только свою запись.
Когда то я читал о таких устройствах, что то вроде шпионской тайнописи.
Этот же эффект используется и при наклонно-строчной записи.
Как и любой аудиомагнитофон, DAT магнитофон имеет несколько режимов работы, которые определяют качество записи.
Если у катушечных и кассетных магнитофонов качество записи определяется типом и скоростью протяжки ленты, то с цифровой записью DAT все немного по-другому.
Аналоговый звуковой сигнал преобразуется в цифровой методом импульсно-кодовой модуляции (PCM).
Качество записи зависит от частоты и глубины дискретизации. При этом происходит операции квантования по времени и по амплитуде. Квантование по времени — это частота дискретизации, а квантование по уровню — глубина дискретизации.
Оба эти параметра и определяют точность, а значит и качество записи/воспроизведения.
Для компакт диска принята глубина дискретизации 16 бит и частота дискретизации 44,1 Кгц, т. е. каждую секунду фиксируется уровень сигнала с 16-и битной точностью 44,1 тыс. раз и генерируется 44,1 тысячи 16-и битовых слов.
Учитывая, что процесс физической записи/считывания не обеспечивает абсолютной точности (как для оптических дисков, так и для магнитных лент), то используют циклические коды, или коды с коррекцией ошибок. К имеющимся цифровым данным добавляются дополнительные биты для коррекции возможных ошибок.
Чем больше дополнительных битов в на каждый байт данных — тем больше ошибок можно выявить и исправить. Если по каким то причинам пропал или не восстанавливается целый отсчет данных — то система его восстанавливает методом интерполяции.
Кроме того, на компакт дисках данные делятся на сектора, которые перемешаны внутри одной дорожки. Поэтому дорожка (трек) сначала полностью считывается, потом фрагменты данных выстраиваются в правильном порядке, а уже после этого передаются для преобразования в аналоговый вид. Такое перемешивание позволяет свести к минимуму возможные потери данных при возникновении физического дефекта носителя.
DAT магнитофон работает примерно по таким же принципам. Так же используются корректирующие коды, интерполяция и перемешивание.
В зависимости от выбранной частоты дискретизации меняются характеристики канала записи/воспроизведения.
Для моего Sony TCD-D8 заявлены вот такие технические характеристики (из сервис мануала):
Частота дискретизации: 48 КГц, 44.1 КГц, 32КГц
Частотный диапазон:
Стандарт 48КГц 20 — 22000 Гц
44.1КГц 20 — 20000 Гц
LP (пониженная скорость) 32КГц 20 — 14500 Гц
Соотношение сигнал/шум более 87дБ
Общие гармонические искажения менее 0,008%
Как и у видеомагнитофонов, режим LP при несколько меньшем качестве позволяет увеличить время записи вдвое.
Диапазон записываемых/воспроизводимых частот выглядит очень хорошо, но есть одна тонкость.
Из теории передачи информации известно, что непрерывный (аналоговый) сигнал можно восстановить по мгновенным значениям, если частота измерения вдвое превышает максимальную частоту сигнала (теорема Котельникова).
Т.е. сигнал частотой 20КГц можно восстановить, имея частоту дискретизации 40 КГц. Для простых гармонических сигналов так и есть. Но есть нюанс. Реальный музыкальный сигнал может иметь довольно сложную форму и при разложении его на составляющие вполне могут быть частоты выше обозначенной верхней границы 20КГц. Соответственно с математической точки зрения часть исходного аудио сигнала при определенных обстоятельствах может быть потеряна.
Кроме того, в результате преобразования аналогового сигнала в цифровой и обратно возникают специфические шумы квантования, которых нет в принципе при аналоговой записи. Для человеческого слуха эти шумы более заметны и неприятны, чем обычный шум магнитной ленты.
На этом принципе, кстати основаны алгоритмы цифрового сжатия типа ATRAC. Там при восстановлении аналогового сигнала примешивается т. н. розовый шум, который скрывает потерянные при кодировании данные.
Именно из за этого идут полурелигиозные споры между сторонниками «Чистого Аналога» и сторонниками «Цифры». Кроме того, среди сторонников «Цифры» тоже есть разные течения, кому то нравятся одни ЦАП/АЦП, кому то другие.
Я хотел бы обратить внимание, что все эти споры носят, скорее теоретический и субъективный характер. Чтобы реально услышать разницу в звучании, нужно иметь достаточно серьезный тракт и исходный материал. Кроме того индивидуальные особенности звуковосприятия меняются и с возрастом эти нюансы звуковой картины, скорее всего, просто не могут быть услышаны.
Теперь собственно о самом магнитофоне.
Это довольно компактное устройство, действительно по виду похоже на обычный плеер Walkman.
Даже по сравнению с WM-D6 этот аппарат компактнее, хотя имеет гораздо более сложный механизм.
Как любое портативное устройство, он может работать от батареек (4 х АА ) или от внешнего источника питания 6В. Потребляемая мощность при этом примерно 1.3 Вт.
Из фото видно, что имеются обычный аналоговый линейный вход, вход для подключения микрофона, причем чувствительность микрофонного входа регулируемая.
Уровень записи можно регулировать вручную или воспользоваться функцией автоматического регулирования, причем как для речи, так и для музыки.
Внизу слева зеленый разъем используется как линейный выход, так и для подключения наушников. Режим выбирается переключателем. Phones/Line Out.
Когда подключены наушники, можно воспользоваться отключаемой функцией AVLS. Она позволяет защитить слух от возможных резких и сильных перепадов громкости.
Трехпозиционный переключатель с крайними положениями “push” и “open” позволяет открыть крышку (open) и принудительно перевести аппарат в режим сна (hold). При этом лента убирается в кассету (если кассета не вынута), все отключается, как в видеомагнитофонах, остаются работать только часы на ЖК панели (ну и таймер, если установлен).
Режим записи SP/LP частота дискретизации устанавливаются трехпозиционным переключателем слева.
При воспроизведении система сама выбирает правильный режим.
Как и с видеомагнитофоном эти режимы можно переключать и «на ходу» при записи, только лучше этого не делать, так как если вдруг посередине музыкального фрагмента вдруг на секунду пропадет звук — будет неприятно.
Кроме того, возможна запись и по цифровому каналу. Для этого нужен специальный кабель от Sony. У меня его нет.
При цифровом копировании есть ограничения.
Можно сделать цифровую копию на кассету компакт диска, но эту кассету уже нельзя будет переписать в цифровом виде.
По аналоговому каналу — сколько угодно.
На фото видно, что там, где у кассетных плееров есть окошко, через которое видно кассету и можно наблюдать за движением ленты, тут только ЖК панель. Правда довольно информативная.
Есть счетчик ленты, который может показывать текущее время от начала воспроизведения, общее время от начала кассеты, оставшееся до конца кассеты время в текущем режиме. Используется для программирования таймера записи.
Уровень заряда батареи — тоже полезная штука, так как энергопотребление устройства больше, чем у простенького кассетного плеера и одного комплекта батарей может оказаться недостаточно даже для прослушивания одной кассеты.
Как и на компакт диске, есть счетчик треков, причем метки треков можно расставлять как в автоматическом (при начале записи) режиме, так и вручную.
Формат записи DAT также позволяет присваивать текстовые имена меткам. В каких то устройствах эта функция есть, в каких то (попроще) — нет.
Индикатор уровня записи (для каждого канала, естественно) для копирования по цифровому каналу не нужен, а вот при работе с аналоговым входом без него не обойтись.
Цифровая запись отличается от аналоговой.
Если при записи обычной компакт кассеты кратковременное превышение уровня записи ничем кроме кратковременного увеличения искажений не грозит, то при цифровой записи это недопустимо. Поэтому шкала отградуирована до 0, а уровень устанавливается заведомо так, чтобы даже при пиках сигнала до нуля еще что то оставалось. С этим я сталкивался и раньше при оцифровке аудио на компьютере.
В качестве неожиданного бонуса, оказалось, что в магнитофоне есть кассета, с записью.
Это кассета TDK 180 минут. Часть записей на ней в режиме LP, часть в SP. Звук, как от обычного CD.
Из фото видно, что моя кассета формально является картриджем для DDS устройств, именно ими впоследствии и стали DAT системы.
Такие накопители делали, насколько я помню, Sony, HP, Seagate. Скорее всего, для всех эти механизмы делала компания Sony.
Переносимость картриджей с одного устройства на другое, даже внутри одной модели была неважная.
При всех достоинствах и удобствах цифровой аудиозаписи DAT, актуальность этого оборудования сейчас уже, конечно, никакая. Некоторое время альтернативой устройствам DAT были магнитооптические минидиски. Произвольный доступ к теркам несомненно удобнее, чем последовательный доступ у магнитных лент.
Правда, формат записи на минидиск заведомо предполагает определенные потери данных. Эти потери маскируются кодеками ATRAC, но в отличие от «беспотерьной» записи PCM на кассетах DAT, они есть.
Развитие технологии производства твердотельной памяти большого объема с относительно быстрым доступом сделала твердотельные устройства (рекордеры) своего рода стандартом для записи звука и видео с существенно большей глубиной и частотой дискретизации.
На фоне современных кодеков с частотой дискретизации 195 000 Гц и глубиной 24 бита скромный формат DAT с разрешением «всего» 16 бит и максимальной частотой дискретизации 48 000 Гц выглядит уже несколько архаично, плюс сложный и «нежный» ЛПМ магнитофона DAT.
Вершиной цифровой аудиозаписи на магнитную ленту, на мой взгляд, можно считать магнитофончик Scoopman, работающий с кассетами NT.
Возможно, это была попытка «вдохнуть новую жизнь» в умирающий формат записи, но высокая цена (стоимость такой машинки была немного выше 1000 долл) и бурное развитие технологии производства твердотельных носителей быстро сделали эти устройства ненужными.
Но сами по себе магнитофоны Scoopman с технической точки зрения довольно интересны. При очень маленьком размере кассеты (визуально на треть меньше даже микрокассеты) конструкторам удалось получить феноменально высокую плотность записи.
Технические характеристики были вот такие:
Частота дискретизации 32 Кгц
Глубина дискретизации 12 бит.
Частотный диапазон: 10-14500 Гц
Кассета до 120 минут
Скорость движения ленты: 6.35 мм/с
Но самое интересное — это то, что при работе не требуется заправка ленты в тракт, как это происходит в любом ЛПМ с наклонно строчной записью.
Блок вращающихся головок сам перемещается к ленте в кассете, примерно также, как это происходит с обычными компакт кассетами.
Вторая особенность — это отсутствие механизма трекинга, т. е. головки движутся по ленте примерно в нужном направлении и с нужным наклоном. За один оборот может быть считана часть одной дорожки, часть другой, часть третьей. За несколько оборотов блока вращающихся головок считываются все записанные данные.
Этот принцип потом использовали в 8-и миллиметровых накопителях VXA и Mammoth, где данные считываются с переменной скоростью обмена и движения ленты. При этом из ЛПМ узел тонвал-прижимной ролик вовсе убрали за ненадобностью.
Несмотря на то, что магнитная лента как была, так и остается самым надежным носителем данных (надо только соблюдать определенные правила хранения), ленточные устройства (в бытовом применении) давно вытеснены более удобными для пользования, но менее надежными с точки зрения длительности хранения, оптическими и твердотельными носителями.
В профессиональном же области цифровая запись на ленту используется и сейчас, исследования продолжаются, появляются новые ленты и устройства с большей емкостью и скоростью обмена.
И как обычно, небольшое видео работы магнитофончика
