Войти
Модуль шумоподавления Dolby 361 A-типа A Система шумоподавления Dolby или Dolby NR - одна из серии систем шумоподавления, разработанных Dolby Laboratories для использования в аналоговой аудиозаписи. Первой была Dolby A, профессиональная широкополосная система шумоподавления для студий звукозаписи в 1965 году, но наиболее известной была Dolby B (введена в 1968 году), система скользящих лент для потребительского рынка, которая помогла обеспечить высокую точность воспроизведения на кассетных лентах, в которых использовались относительно шумные размер и скорость ленты. Это распространено на стереофонических магнитофонах и магнитофонах высокого качества и по сей день. Из систем шумоподавления Dolby A и Dolby SR были разработаны для профессионального использования. Dolby B, C и S были разработаны для потребительского рынка. За исключением Dolby HX, все варианты Dolby работают за счет сжатия или сжатия динамического диапазона звука во время записи и расширения его во время воспроизведения.
При записи сигнала на магнитную ленту наблюдается низкий уровень фонового шума, похожего на шипение. Одним из решений является лента с низким уровнем шума, которая записывает больше сигнала и меньше шума. Другие решения - использовать ленту с большей скоростью или использовать более широкую ленту. Кассетные ленты изначально были разработаны для компромисса между точностью воспроизведения и удобством записи голоса за счет использования очень узкой ленты на очень низкой скорости 1 7/8 дюйма в секунду (ips) в простой пластиковой оболочке, когда 15 или 7,5 дюймов в секунду были для высокой точность воспроизведения и 3 3/4 дюйма в секунду были более низкими. Когда Advent разработал одну из первых кассетных магнитофонных кассет с высокой точностью воспроизведения, снижение шума было одним из способов решения проблем с форматом, наряду с хромированными лентами и лентами с высоким смещением с расширенной высокочастотной характеристикой. В течение 10–20 лет оригинальные катушечные магнитофоны с высокой точностью воспроизведения, которые не нуждались в шумоподавлении, в конечном итоге были заменены кассетными деками для домашнего использования. Доминирующая схема шумоподавления «Dolby B» была широко принята, потому что, если бы в недорогом кассетном плеере не было переключателя, он просто звучал бы ярче, что часто компенсировало унылый звук дешевых плееров.
Отношение сигнал / шум - это просто то, насколько велик музыкальный сигнал по сравнению с низким уровнем «шума» при отсутствии сигнала. Когда музыка громкая, низкое шипение не заметно, но когда музыка тихая или в тишине, большая часть или все, что можно услышать, - это шум. Если уровень записи настроен так, чтобы музыка всегда была громкой, то теоретически ее можно было бы уменьшить позже, и громкость шума также будет уменьшена. Идея состоит в том, чтобы электроника автоматически увеличивала громкость записи, когда она мягкая, но уменьшала громкость при воспроизведении. Некоторые схемы, такие как Dolby B, концентрируются только на высоких частотах, так что "шипящий" звук шума будет замаскирован при уменьшении громкости для воспроизведения.
Подавление шума Dolby - это форма динамического предварительного выделения, используемого во время записи, плюс форма динамического ослабления, используемого во время воспроизведения, которые работают в тандеме для улучшения отношение сигнал / шум. В то время как Dolby A работает во всем спектре, другие системы специально подчеркивают слышимый частотный диапазон, где фоновое шипение ленты, артефакт процесса записи, который похож на белый шум, является наиболее сильным. заметный (обычно выше 1 кГц или на две октавы выше Middle C ).
Предварительное выделение Dolby увеличивает записанный уровень более тихого аудиосигнала на этих более высоких частотах во время записи, эффективно сжимая динамический диапазон этой части сигнала, поэтому более тихие звуки выше 1 кГц получают пропорционально большее усиление. Во время записи ленты относительная амплитуда сигнала выше 1 кГц используется для определения того, какой предыскажение следует применить - сигнал низкого уровня усиливается на 10 дБ ( Dolby B) или 20 дБ (Dolby C). По мере того, как сигнал увеличивается по амплитуде, применяется все меньше и меньше предыскажения, пока на «уровне Dolby» (+3 VU ) модификация сигнала не выполняется.
Таким образом, звук записывается на ленте с более высоким общим уровнем по сравнению с общим уровнем шума ленты, что требует, чтобы формулировка ленты сохраняла этот специально записанный сигнал без искажений. При воспроизведении применяется противоположный процесс (деактивация), основанный на относительной составляющей сигнала выше 1 кГц. Таким образом, по мере того, как эта часть сигнала уменьшается по амплитуде, более высокие частоты постепенно затухают более резко, что также отфильтровывает постоянный фоновый шум на ленте, когда и где он был бы наиболее заметным.
Два процесса (предварительное выделение и ослабление выделения) предназначены для взаимного нейтрализации в отношении фактически записанной программы. Только устранение акцента применяется к входящему сигналу и шуму во время воспроизведения. После завершения деактивации воспроизведения кажущийся шум в выходном сигнале уменьшается, и этот процесс не должен производить никакого заметного для слушателя эффекта (кроме, конечно, уменьшения шума). Однако при воспроизведении без шумоподавления звук становится заметно ярче.
Поэтому калибровка схемы записи и воспроизведения критична для точного воспроизведения исходного содержимого программы, и это легко компенсируется плохим качеством ленты, грязными головками записи / воспроизведения или использованием несоответствующего смещения уровней / частоты для состава ленты, а также скорости ленты при записи или тиражировании. Это может проявляться как приглушенное воспроизведение или «дыхание » уровня шума при изменении сигнала.
В некоторое потребительское оборудование высшего класса включен контроль калибровки Dolby. Для записи может быть записан эталонный тон на уровне Dolby для точной калибровки уровня воспроизведения на другом транспорте. При воспроизведении один и тот же записанный тон должен давать идентичный выходной сигнал, на что указывает логотип Dolby с отметкой примерно +3 VU на индикаторе (ах) VU. В потребительском оборудовании уровень Dolby определяется как 200 нВт / м, и калибровочные ленты были доступны, чтобы помочь с задачей правильной установки уровня. Для точного мониторинга вне ленты во время записи на 3-головные деки оба процесса должны использоваться одновременно, а схемы, обеспечивающие это, продаются под рубрикой «Double Dolby».
Dolby A была первой системой шумоподавления компании, представленной в 1965 году. Она предназначалась для использования в профессиональных студиях звукозаписи, где стала обычным явлением и в то же время получила широкое распространение. эта многодорожечная запись стала стандартом. Входной сигнал разделяется на полосы частот четырьмя фильтрами с крутизной спада 12 дБ на октаву, с частотами среза (точки на 3 дБ вниз) следующим образом: фильтр нижних частот на 80 Гц; полоса пропускания от 80 Гц до 3 кГц; верхних частот от 3 кГц; и еще один высокочастотный на 9 кГц. (Суммирование вкладов от двух полос верхних частот позволяет добиться большего снижения шума на верхних частотах.) Схема компандера имеет порог –40 дБ с соотношением 2: 1 для сжатия / расширение 10 дБ. Это обеспечивает снижение шума примерно на 10 дБ, увеличиваясь до возможных 15 дБ на частоте 15 кГц, согласно статьям, написанным Рэем Долби в «Журнале Общества инженеров аудио» (октябрь 1967 г.) и «Аудио» (июнь / июль 1968 г.).
Как и в случае с системой Dolby B-типа, важно правильное согласование процессов сжатия и расширения. Калибровка блока расширения (декодирования) для магнитной ленты использует уровень потока 185 нВт / м, который является уровнем, используемым на промышленных калибровочных лентах, таких как ленты от Ampex; он установлен на 0 VU при воспроизведении с магнитофона и на уровень Dolby на блоке шумоподавления. В режиме записи (сжатие или кодирование) характеристический тон (Dolby Tone), генерируемый внутри блока шумоподавления, устанавливается на 0 VU на магнитофоне и на 185 нВт / м на ленте.
Dolby A также нашел применение в качестве метода шумоподавления в оптическом звуке для движущихся изображений.
Типичная бытовая кассетная дека Hi-Fi с автореверсивной фронтальной загрузкой конца 1980-х (Sony TC-RX55) с полностью электронным транспортом, шумоподавлением Dolby B и C и динамическим расширением запаса по высоте HXPro Dolby B был разработан после Dolby A и представлен в 1968 году как система с одной скользящей полосой, обеспечивающая снижение шума примерно на 9 дБ (A-взвешенный ), в первую очередь для кассет. Он был намного проще, чем Dolby A, и, следовательно, гораздо дешевле внедрять в потребительские товары. Записи в формате Dolby B приемлемы при воспроизведении на оборудовании, не имеющем декодера Dolby B, например, в большинстве недорогих портативных и автомобильных кассетных плееров. Без деактивации декодера звук будет восприниматься более ярким, чем подчеркнуты высокие частоты, что можно использовать для компенсации «тусклого» высокочастотного отклика в недорогом оборудовании. Однако Dolby B обеспечивает менее эффективное снижение шума, чем Dolby A, как правило, более чем на 3 дБ.
С середины 1970-х годов Dolby B стал стандартом для коммерческих предварительно записанных музыкальных кассет, несмотря на то, что в некотором оборудовании низкого уровня не хватало схемы декодирования, хотя это позволяет приемлемое воспроизведение на таком оборудовании. В большинстве кассет с предварительной записью используется этот вариант. Видеомагнитофоны VHS использовали Dolby B на линейных стереофонических аудиодорожках.
До 1980 г. магнитофоны, поддерживающие Dolby B, часто просто помечались как имеющие Dolby NR.
Тесно совместимая система под названием ANRS [ja ], разработанная JVC, использовалась вместо Dolby B на некоторых кассетных деках JVC.
В начале 1970-х некоторые ожидали, что Dolby NR станет обычным явлением в FM-радиопередачах, а некоторые тюнеры и усилители были изготовлены со схемой декодирования; были также некоторые магнитофоны с "сквозным" режимом Dolby B. В 1971 году WFMT начал передавать программы с Dolby NR, и вскоре около 17 станций вещали с шумоподавлением, но к 1974 году их количество уже пошло на убыль. Dolby FM был основан на Dolby B, но использовал модифицированную постоянную времени предыскажения 25 мкс и частотно-селективную схему компандирования для уменьшения шума.
Аналогичная система под названием High Com FM была оценена в Германии с июля 1979 года по декабрь 1981 года компанией IRT. и тестировалась в полевых условиях до 1984 года. Она была основана на системе широкополосного компандера Telefunken High Com, но так и не была представлена в коммерческих целях в FM-радиовещании. Другой конкурирующей системой была FMX, которая была основана на CX.
Dolby C была представлена в 1980 году. Она обеспечивает снижение шума примерно на 15 дБ (A-взвешенное ). Он построен путем объединения эффекта двух систем Dolby B вместе с расширением до более низких частот. В результате записи звучат намного хуже при воспроизведении на оборудовании, не имеющем шумоподавления Dolby C. Отчасти эту резкость можно уменьшить, используя Dolby B при воспроизведении. Dolby C впервые появился на кассетных деках более высокого класса в 1980-х годах. Первой коммерчески доступной кассетной декой с Dolby C была NAD 6150C, которая появилась на рынке примерно в 1981 году. Она также использовалась в профессиональном видеооборудовании для аудиодорожек Betacam и Umatic SP форматы видеокассет. В Японии первой кассетной декой с Dolby C была AD-FF5 от Aiwa. Кассетные деки с Dolby C также включали Dolby B для обратной совместимости и обычно имели маркировку «Dolby B-C NR».
Система Dolby SR (Spectral Recording), представленная в 1986 году, была второй профессиональной системой шумоподавления компании. Это гораздо более агрессивный подход к снижению шума, чем Dolby A. Он пытается максимизировать записанный сигнал в любое время, используя сложную серию фильтров, которые меняются в соответствии с входным сигналом. В результате реализация Dolby SR намного дороже, чем Dolby B или C, но Dolby SR способна обеспечить снижение шума до 25 дБ в высокочастотном диапазоне. Он встречается только на профессиональном записывающем оборудовании.
В киноиндустрии, когда речь идет о распечатках фильмов для распространения, маркировка Dolby A и SR относится к Dolby Surround, что не является просто метод шумоподавления, но, что более важно, кодирует два дополнительных аудиоканала на стандартной оптической звуковой дорожке , давая левый, центральный, правый и объемный звук.
Отпечатки SR довольно хорошо обратно совместимы со старым оборудованием Dolby A. Маркировка Dolby SR-D относится как к аналоговым звуковым дорожкам Dolby SR, так и к цифровым Dolby Digital на одном отпечатке.
Harman / Kardon Dolby S с 1990 года Dolby S был представлен в 1989 году. Предполагалось, что Dolby S станет стандартом для коммерческих записанных музыкальных кассет во многом таким же образом это было у Dolby B в 1970-е годы, но оно появилось на рынке, когда компакт-кассета была заменена на компакт-диск в качестве доминирующего музыкального формата массового рынка. Dolby Labs утверждала, что большинство представителей широкой публики не могут различить звук компакт-диска и кассеты с кодировкой Dolby S. Dolby S в основном появлялся на высококачественном аудиооборудовании и никогда не использовался широко.
Dolby S гораздо более устойчив к проблемам с воспроизведением, вызванным шумом от механизма переноса ленты, чем Dolby C. Аналогичным образом, Dolby S, как утверждается, имеет совместимость воспроизведения с Dolby B в том смысле, что запись Dolby S может воспроизводиться вернуться к старому оборудованию Dolby B с получением некоторой выгоды. По сути, это урезанная версия Dolby SR, в которой используются многие из тех же методов шумоподавления. Dolby S обеспечивает снижение шума на 10 дБ на низких частотах и до 24 дБ на снижение шума на высоких частотах.
Dolby HX-Pro был изобретен в 1980 г. и запатентовано в 1981 г. (EP 0046410) Йоргеном Сельмером Йенсеном из Bang Olufsen. BO немедленно передала лицензию HX-Pro компании Dolby Laboratories, оговорив приоритетный период в несколько лет для использования в потребительских товарах, чтобы защитить свою собственную кассетную деку Beocord 9000.
Магнитная лента по своей природе нелинейна по своей природе из-за гистерезис магнитного материала. Если бы аналоговый сигнал был записан непосредственно на магнитную ленту, его воспроизведение было бы чрезвычайно искажено из-за этой нелинейности. Чтобы преодолеть это, высокочастотный сигнал, известный как смещение, смешивается с записанным сигналом, который «толкает» огибающую сигнала в линейную область. Если аудиосигнал содержит сильную высокочастотную составляющую, в частности от ударных инструментов, таких как хай-хет, это добавляет к постоянному смещению, вызывающему магнитное насыщение на ленте. Dolby HX Pro автоматически уменьшает сигнал смещения при наличии сильных высокочастотных сигналов, что позволяет производить запись с более высоким уровнем сигнала, что и привело к его названию: HX = H eadroom e X напряжение.
HX-Pro применяется только во время записи. Улучшенное соотношение сигнал / шум доступно независимо от того, на какой кассетной деке воспроизводится лента, и поэтому HX-Pro не является системой шумоподавления, как Dolby A, B, C S, хотя она помогает для повышения точности отслеживания кодирования / декодирования шумоподавления за счет снижения нелинейности характеристик ленты.
Некоторые звукозаписывающие компании выпускали кассеты с записью HX-Pro в конце 1980-х - начале 1990-х годов.
Широкое распространение цифрового аудио в профессиональных и потребительских приложениях (например, компакт-диски, загрузка музыки, потоковая передача музыки) сделала аналоговое аудио менее распространенным, но аналоговые системы шумоподавления Dolby по-прежнему широко используются в нишевых средах аналогового производства.
