Dbx (reducción de ruido)

dbx  es un sistema de reducción de ruido compander (UWB) desarrollado a principios de la década de 1970 por David Blackmer . A diferencia de los Dolby UWB de la competencia , dbx comprime y expande la señal en todo el rango de frecuencias de audio y en todos los niveles de señal, lo que reduce la sensibilidad de UWB a las distorsiones de frecuencia y fase de la ruta de grabación-reproducción y a la precisión de su afinación. La supresión de ruido de la cinta magnética alcanza los 30 dB , el rango dinámico de la señal grabada y reproducida alcanza los 100 dB [1] . A diferencia de Dolby UWB, dbx suprime eficazmente tanto el ruido de cinta de baja frecuencia como el ruido de baja frecuencia y el ruido de la ruta de reproducción [2] [3] . El alto rendimiento se logra a costa de la total incompatibilidad de las cintas grabadas usando dbx con equipos convencionales que no están equipados con un decodificador dbx.

Las dos variantes principales de dbx UWB (profesional dbx tipo I y consumidor dbx tipo II  ) difieren en las características de frecuencia de amplitud (AFC) de los filtros optimizados para grabadoras de cassette de estudio o de carrete a carrete . En el mercado profesional, especialmente en su segmento inferior, dbx Type I compitió en igualdad de condiciones con Dolby A UWB, mientras que en el mercado de consumo, dbx perdió frente a los sistemas Dolby B y Dolby C.

La modificación Tipo II, llamada disco dbx , se usó para decodificar discos fonográficos grabados con el codificador dbx. Otra versión simplificada del Tipo II se ha utilizado desde 1984 en la transmisión de televisión con transmisión de audio multicanal según el estándar norteamericano MTS. UWB dbx 321 ("tres a uno", 1981) se utilizó en la retransmisión por satélite de una señal de radio modulada en frecuencia en redes de radio VHF. A diferencia de todas las demás opciones que comprimen el rango dinámico en una proporción de 2:1, el 321 usaba una compresión de 3:1. Las tecnologías promovidas bajo las marcas comerciales dbx Tipo III y dbx Tipo IV no eran UWB compander y no se usaban ampliamente [comm. 1] .

Cómo funciona

Los sistemas de reducción de ruido Compander , que incluyen dbx, procesan la señal de audio dos veces: durante la grabación y durante la reproducción. Al grabar, un compresor electrónico comprime el rango dinámico de la señal deseada para elevar las partes tranquilas de la grabación original por encima del nivel de ruido de la cinta magnética. Durante la reproducción, se realiza una transformación inversa (expansión), restaurando el rango dinámico original. La precisión de restaurar la señal original depende del nivel de distorsiones de frecuencia y fase de la ruta de grabación-reproducción, y en UWB con una característica de compresión rota (bilineal), también depende de hacer coincidir la ganancia de la ruta de reproducción con la UWB estándar. nivel de referencia. Reducir la sensibilidad del sistema a las distorsiones inevitables en cualquier grabadora es una de las dos tareas más difíciles en el diseño de UWB. Otro problema característico de estos dispositivos es la elección de la velocidad de respuesta del detector que controla el compresor y el expansor [5] . Para el seguimiento oportuno de frentes de una señal de sonido real que se elevan rápidamente , la constante de tiempo del detector no debe exceder varias decenas de microsegundos; el retraso de la reacción conduce a sobrecargas de la ruta de grabación [5] . Sin embargo, a bajas frecuencias, un detector de alta velocidad tradicional no rectifica la señal de entrada, sino que la pasa a la entrada de control del compresor, lo que genera distorsiones no lineales inaceptablemente altas [5] .

Ray Dolby , diseñador del primer compander serial UWB para alta calidad [comm. 2] Grabaciones de sonido Dolby A [comm. 3] resolvió el problema de detección al dividir el rango de audio en cuatro canales de frecuencia [6] [5] . En cada uno de los canales sólo se sometieron a compresión las señales de nivel medio y débil; el valor límite para el aumento de una señal débil era de 10 dB [7] [5] . Cada compresor, fabricado en un transistor de efecto de campo en el modo de resistencia controlada, estaba controlado por un simple detector de picos y, a su vez, por el voltaje de la señal sin comprimir a la salida del filtro de paso de banda [8] . Durante la reproducción, la señal original fue restaurada por cuatro expansores con una característica inversa [5] . La base de elementos imperfectos y el control directo del compresor en el modo de grabación dieron lugar a una supresión de ruido de cinta modesta (10 dB a bajas y medias, hasta 15 dB a altas frecuencias [com. 4] ) y una alta sensibilidad de UWB a la frecuencia y la fase. distorsiones [8] [5] . La característica de control rota (bilineal) requería una coincidencia precisa de las rutas de grabación y reproducción: los puntos de inflexión de las características del compresor y del expansor tenían que coincidir con un error de no más de 0,3 dB [8] [5] . Este último, a su vez, limitó el alcance de UWB Dolby A a los estudios de grabación de primera clase [5] . La versión para el consumidor de Dolby B, producida comercialmente desde 1968 [9] , usaba un solo canal de compresión de frecuencia media-alta, y el paso de la señal de baja frecuencia a la entrada del detector estaba bloqueado por un circuito patentado de "banda deslizante" [10 ] .

El diseñador del sistema dbx, David Blackmer, en un esfuerzo por superar la dependencia de la precisión de la configuración, eligió un enfoque alternativo: banda ancha, UWB de un solo canal, cuyo algoritmo de operación y cuyas características de amplitud y frecuencia no dependen del nivel o del espectro de la señal procesada [5] . La solución de Blackmer se basó en dos de sus inventos de principios de la década de 1970 , un detector RMS de dominio logarítmico y un amplificador controlado por voltaje (VCA) con una característica de control exponencial. UNU basado en la celda Blackmer , que actuaba como compresor y expansor, procesaba todo el espectro de la señal de audio. Las relaciones de compresión (2:1) y las relaciones de expansión (1:2) de la UNU fueron constantes en todo el rango dinámico de la señal (esta característica de compresión se denomina decilineal) [8] [5] . Debido a esta constancia, UWB dbx era teóricamente independiente del desajuste entre las ganancias absolutas y los niveles de señal [5] .

Para resolver el problema de la velocidad del detector, Blackmer utilizó un divisor de fase , que formaba dos señales desfasadas 90° ("seno" y "coseno") [11] . Las señales de cuadratura se alimentaron a dos rectificadores , los voltajes rectificados fueron logarítmicos y luego sus valores prologarítmicos se sumaron en un capacitor de suavizado común [11] [comm. 5] . Así, al procesar una señal armónica, el detector Blackmer calculó en el espacio logarítmico la identidad trigonométrica

,

donde  es la fase de la señal de entrada (alterna) [11] . De acuerdo con la idea del inventor, el voltaje a la salida de su detector contenía solo el logaritmo de la envolvente de la señal de entrada, libre de tonos armónicos, lo que permitía aumentar la velocidad de respuesta del detector sin un aumento concomitante en distorsión a bajas frecuencias [11] (sin embargo, el divisor de fase introdujo su propio retraso en la señal procesada , que no dependía de la tasa de carga de la capacitancia de suavizado, y que generó picos característicos durante el procesamiento de señales de rápido crecimiento [12 ] ).

El circuito de Blackmer tenía muchos inconvenientes, pero sin embargo tenía la calidad suficiente para su uso en equipos de estudio y, al mismo tiempo, era compacto en comparación con Dolby A [13] . Debido al uso del detector UWB RMS, en lugar de pico, dbx es casi independiente de la distorsión de fase del canal de grabación-reproducción [8] [13] ; según Blackmer, la rectificación de la raíz cuadrada media prácticamente elimina la sensibilidad de UWB a las distorsiones no lineales cuando la cinta está sobrecargada [14] (el llamado error de compansión ). Debido al uso de regulación inversa en lugar de directa (la entrada del detector no se conectó a la entrada, sino a la salida de la UNU), el rango dinámico de UWB dbx alcanza los 100 dB [8] . A diferencia de los sistemas Dolby B y C, que procesan selectivamente solo los componentes de frecuencia media y alta de la señal, dbx suprime eficazmente el ruido y la interferencia de baja frecuencia: ruido de pausa de cinta, ruido de parpadeo de los amplificadores de grabación y reproducción, zumbido de red, efecto de copia e interferencia de pistas adyacentes [2] [3] [15] .

Dispositivo

Diagrama estructural

El codificador del canal de grabación y el decodificador del canal de reproducción UWB dbx constan de unidades idénticas e intercambiables. Un mismo conjunto de nodos (filtros, detector y UNU), dependiendo de la conmutación, puede servir tanto como codificador de canal de grabación como decodificador de canal de reproducción. El único nodo que funciona solo durante la grabación, pero no durante la reproducción, es el filtro de entrada (PF1), que bloquea el paso de interferencias infrasónicas y ultrasónicas . La tarea principal de este filtro es reducir la distorsión de intermodulación en la ruta de grabación; no participa directamente en la codificación de la señal [8] .

El núcleo del UWB dbx es una combinación de un UNU con una característica de control exponencial y un detector de voltaje RMS que opera en la región logarítmica. Al grabar, el rango dinámico de la señal se reduce a la mitad (compresión 2:1), mientras que al reproducir se expande dos veces (expansión 1:2). La velocidad del detector se ajusta de tal manera que con un fuerte aumento en la amplitud de la señal detectada, el coeficiente de transmisión de la NNU disminuye a razón de 90 dB/ms. Cuando la señal detectada decae, la ganancia se recupera a una velocidad de 140 dB/s, que es aproximadamente una vez y media más rápida que la respuesta humana a una disminución brusca del volumen [13] . Dado que es técnicamente imposible detectar correctamente una señal en todo el rango dinámico de una señal musical (100 dB), al grabar, el detector no recibe una señal de entrada, sino una señal ya comprimida de la salida de la UNU: su rango dinámico es sólo 50 dB [8] . Durante la reproducción, la señal comprimida grabada en la cinta se envía a la entrada del detector.

Los filtros de distorsión previa de los canales de grabación (PPR1) y reproducción (PPR2) tienen características de amplitud-frecuencia mutuamente inversas. Al grabar, el FPR1 eleva las frecuencias medias y altas en +12 dB, mientras que al reproducir el FPR2 refleja su nivel, lo que equivale a reducir el ruido de alta frecuencia de la cinta en los mismos 12 dB [8] . El propósito de estos filtros no es reducir el nivel de ruido de la pausa, sino suprimir el "efecto de respiración": las ondas del ruido de modulación del fonograma al compás de las ondas de los componentes de baja frecuencia de la señal [8 ] . El ruido de modulación, un conjunto complejo de armónicos generados por la amplitud parásita y la modulación de frecuencia de la señal grabada, generalmente está enmascarado por esta señal y el ruido de pausa [8] [16] . Solo puede ser audible cuando toda la energía de la señal se concentra en bajas frecuencias y el nivel de la señal supera el ruido de pausa en 65 dB o más [8] . En este caso, el ruido de modulación de alta frecuencia ("pico"), que se encuentra a varias octavas del tono principal de la señal, no queda enmascarado ni por la señal grabada ni por el ruido de pausa [8] . En las grabadoras de cinta Dolby A, B y ANRS UWB, un rango dinámico de 65 dB era prácticamente inalcanzable, por lo que no se requirieron medidas especiales para suprimir el ruido de modulación. En las grabadoras de cinta con un rango dinámico de 80 dB y superior, se volvieron obligatorios; un medio para enmascarar el ruido de modulación de alta frecuencia y fue el aumento de frecuencias altas y medias durante la grabación [8] .

El filtro pasabanda del canal de control (PF2) bloquea el paso a la entrada del detector de frecuencias que no pueden grabarse en cinta, o no pueden reproducirse con un desnivel de respuesta de frecuencia aceptable. UWB dbx, como UWB Dolby, es sensible a la presencia de frecuencias subsónicas y ultrasónicas en el canal de grabación, por ejemplo, el tono piloto de una radio FM o la frecuencia de muestreo de un reproductor de CD y sus armónicos [1] . El paso de tales interferencias a la entrada del detector es absolutamente inaceptable [1] . En las versiones de consumo de UWB Dolby, esta función la realiza el filtro MPX , en dbx, el filtro de paso de banda PF2 [1] .

El filtro de ponderación del canal de control (FCWF), así como el filtro de preénfasis del canal de grabación, realza los componentes de frecuencia media y alta de la señal. A diferencia del FPR1, el aumento de la respuesta de frecuencia a la salida del FVZV parte de una frecuencia de 1,6 kHz y alcanza los +20 dB a los 16 kHz [20] . El propósito de este filtro es aumentar selectivamente la sensibilidad del detector a los componentes de alta frecuencia de la señal y así evitar que sobrecarguen el canal de grabación [20] . A un nivel alto de los componentes de RF, el detector, controlado por la señal que pasa a través del HRT, da la orden de reducir el nivel de grabación antes de que alcance el umbral de sobrecarga. Como resultado, la respuesta de frecuencia real del canal de grabación difiere notablemente de la respuesta de frecuencia de la señal a la salida del filtro de distorsión previa [20] . Las respuestas de frecuencia de ponderación para la grabación y la reproducción son idénticas, lo que, en combinación con los filtros de distorsión previa recíprocos, proporciona una decodificación precisa para la reproducción [20] . La discrepancia entre los coeficientes de transmisión de los canales de grabación y reproducción no viola la identidad, solo cambia la escala relativa de los voltajes de salida y el volumen del sonido percibido subjetivamente [20] .

Opciones de circuito

Miniaturización de UWB dbx Tipo II en la década de 1980
Yamaha k-1d (1981). Chips dbx 146221 y Rohm BA651. Un tablero separado con un área de 2,6 dm 2 . Cinco recortadores por canal Yamaha k-1000 (1984). Chips NEC μPC1252H2 y μPC1253H2. Una parcela del tablero con un área de ≈1.3 dm 2 . Tres recortadores por canal Técnicas RS-6 (1984). Chip Panasonic AN6291 [com. 6] . Parcela del tablero con un área de ≈0.6 dm 2 . Un trimmer para dos canales estéreo

Las primeras versiones de UWB dbx eran voluminosas y, por lo tanto, costosas y difíciles de configurar [21] . Por ejemplo, en la platina de cassette de 1981 [22] Technics RS-M270X, el circuito dbx UWB, además de los microcircuitos patentados fabricados por Rohm , incluía diez amplificadores operacionales y 42 transistores [20] . Una placa de circuito impreso UWB independiente era más grande que la placa principal (placa base), que albergaba los amplificadores de grabación y reproducción y el controlador de la unidad de cinta [20] . En la cubierta de la misma Yamaha kx-1d de 1981 [comm. 7] la placa dbx, construida sobre el mismo “ chipset ”, contenía “solo” nueve microcircuitos y 18 transistores, y ya era inferior en tamaño a la placa base [24] . Ambos modelos no tenían un canal de extremo a extremo y, por lo tanto, se contentaron con un conjunto dbx UWB simple (dos canales) en lugar de doble (cuatro canales) [24] .

La plataforma insignia TEAC Z-7000, que se lanzó al año siguiente, en 1982, utilizó el ahora ejemplar paquete de microcircuitos especializados μPC1252H2 y μPC1253H2 fabricados por NEC , que realizaban las funciones de la UNU y el detector, respectivamente [21] . En total, se requirieron cuatro paquetes de este tipo en una plataforma con un canal pasante. Según los desarrolladores de NEC, su versión de la celda Blackmer proporcionó un THD de 0,007 % a un nivel de ruido de reposo típico de −94 dBV (20 μV), y el rango dinámico del UWB terminado superó los 100 dB [25] . Según expertos independientes, la reducción de ruido real de la cinta Tipo I en el Z-7000 fue de 28 dB (relación señal/ruido de 88 dB) frente a los 9 dB de Dolby B y los 17 dB de Dolby C [26] . El equipo de casete estuvo cerca de la implementación de la "pausa muerta": la supresión del ruido de pausa en 30 dB, en la que la gran mayoría de los oyentes no pueden escuchar el ruido [26] .

La solución más común, sencilla y económica fue el chip Panasonic AN6291, introducido por primera vez con la designación NRX en diciembre de 1981 [27] y que entró en el mercado en el verano de 1982 [2] [28] . Según la idea de Blackmer, el nuevo microcircuito, que incluía dos canales de reducción de ruido de circuitos simplificados, podría usarse tanto en reproductores de bolsillo con una tensión de alimentación de 3V como en decks estacionarios de calidad media [29] [2] [30] . La universalización no benefició la calidad del sonido: para mantener el rendimiento del microcircuito cuando la tensión de alimentación cae a 1,8 V, el diseñador limitó el nivel de señal nominal a 20 mV [30] . Por lo tanto, a pesar del bajo nivel absoluto de ruido intrínseco (3…6 μV), la relación señal/ruido intrínseca en las salidas del AN6291 fue de solo 70…76 dB, que es mucho menor que la tecnología dbx de 80…100 dB [ 30] . Blackmer no recomendó el uso de AN6291 en equipos de muy alta calidad [29] .

En 1999, N. Sukhov propuso una configuración UWB alternativa que implementa una compresión 2:1 y una expansión 1:2 sin utilizar el detector y la UNU patentados de Blackmer [31] . En el circuito de Sukhov, el papel de la UNU lo realiza un multiplicador analógico de precisión con una característica de control lineal convencional [31] . En el modo de reproducción, la UNU multiplica el voltaje de CA de la señal por su envolvente, expandiendo así el rango dinámico en una proporción de 1:2, en el modo de grabación, el detector cubierto por retroalimentación extrae la raíz cuadrada de la amplitud de la señal de entrada, que es equivalente a compresión 2:1 [31] .

Características de sonido y funcionamiento

Incompatibilidad con grabadoras convencionales

Un ejemplo de procesamiento de audio por el codificador y decodificador dbx [comm. ocho]
fragmento original Acción del codificador Acción del decodificador
Gráficos en escala logarítmica, oscilación vertical 60 dB

La compresión del rango dinámico y las complejas manipulaciones del espectro de la señal hacen que las grabaciones realizadas con el codificador dbx sean prácticamente inadecuadas para su reproducción en grabadoras de cinta convencionales [12] . Las grabaciones realizadas con un codificador dbx Tipo I no son compatibles con los decodificadores dbx Tipo II y viceversa. Las grabaciones realizadas con codificadores Dolby, por otro lado, se pueden reproducir con una calidad aceptable sin el uso de decodificadores apropiados; el aumento de las frecuencias altas durante la grabación se puede corregir mediante un bloque de tono lineal convencional [12] . En la práctica, los usuarios a menudo apagan deliberadamente el decodificador Dolby, porque con el inevitable desajuste de los canales de grabación y reproducción en los equipos de consumo, Dolby B (y, en menor medida, Dolby C) “llena” las frecuencias superiores [32] [comm. 9] .

Una deficiencia característica de dbx, que solo importaba en equipos profesionales, era su incompatibilidad con los códigos de tiempo de servicio SMPTE [32] . dbx distorsionó estos códigos hasta el punto de dejarlos completamente inoperativos [32] . Para solucionar este problema, bastaba con desactivar la reducción de ruido en el canal de grabación de marcas de servicio [32] .

Controversia de la 'pulsación' del ruido

El enfrentamiento entre Dolby y dbx ha generado muchas críticas a ambos sistemas [32] . La principal queja de los oyentes de dbx fue la ondulación, la "fuga" de ruido de alta frecuencia cuando se reproducen señales que contienen predominantemente frecuencias bajas [32] .

Según la propia dbx, Inc., tales sobretonos indicaban un nivel de grabación incorrecto, demasiado bajo [35] . La empresa afirmó que el esquema de preénfasis de frecuencia elegido por Blackmer eliminó virtualmente la fuga de ondulación del ruido de modulación, y la fuga de ruido de silencio se eliminó debido a la profundidad de corrección y expansión elegida [35] . Sin embargo, a un nivel de grabación anormalmente bajo, la fuga de ruido de intervalo era inevitable [35] .

Sensibilidad a la coincidencia de canales de grabación y reproducción

UWB dbx no es muy sensible a la falta de coincidencia de los niveles absolutos y las ganancias de las rutas de grabación y reproducción. Por ejemplo, una desviación de 3 dB en la ganancia de extremo a extremo con respecto a la norma cambia el nivel de la señal en la salida del decodificador en 6 dB, pero la magnitud de este cambio permanece constante en todas las frecuencias y en todos los niveles de la señal [36]. ] . En Dolby UWB, la cantidad de desplazamiento depende tanto del nivel como de la frecuencia o composición espectral de la señal [36] . Las peores distorsiones de amplitud y frecuencia se observan en la región de niveles de señal promedio; por el contrario, a niveles altos y bajos, el decodificador Dolby casi no hace ninguna "contribución" propia [1] . Esta propiedad de UWB Dolby lo hacía preferible a la hora de editar fonogramas a partir de cintas con diferentes características [1] .

Sensibilidad a la respuesta de frecuencia desigual

dbx exacerba no solo las desviaciones de ganancia, sino también los picos y caídas locales en la respuesta de frecuencia de la cinta magnética: un pico en la respuesta de frecuencia de 2 dB se amplifica a 4 dB, y así sucesivamente [37] . Este efecto es más notable en la región de resonancia de baja frecuencia del cabezal magnético ( headbump en inglés  ) de una grabadora de cinta de carrete a carrete, a frecuencias del orden de 80 ... 120 Hz a una velocidad de cinta de 76,2 cm. / s o 40 ... 60 Hz a una velocidad de cinta de 38,1 cm / s [37 ] [32] [33] . De oído, estas emisiones de respuesta de frecuencia dbx amplificadas se perciben como "murmullos", o sea, el sonido borroso de los instrumentos graves [32] . El productor de grabación Jack Endino , al describir una grabadora con una respuesta de frecuencia particularmente desigual, advirtió: “La máquina estaba equipada con un dbx UWB incorporado. Dios ayude a los que intentaron usarlo… sí, mató el ruido, pero también empeoró radicalmente la respuesta de frecuencia” [33] .

A la velocidad de 4,76 cm/s adoptada en los equipos de cassette, la resonancia de baja frecuencia está prácticamente ausente [38] . UWB Dolby B y Dolby C no funcionan a frecuencias inferiores a 400 Hz y, por lo tanto, en principio, no pueden exacerbar la resonancia de baja frecuencia [32] .

Límite de nivel de registro

UWB dbx le permite expandir el rango dinámico de la grabación no solo hacia abajo (por debajo del nivel de ruido de la pausa de la cinta), sino también hacia arriba, por encima del umbral de sobrecarga de la cinta. En los equipos de cassette reales, esta ventaja se logra a costa de distorsiones específicas debidas al error de compansión : la no linealidad de la magnetización de la cinta conduce a un desajuste entre las características de compresión y expansión de la señal [39] . Los detectores dbx UWB de consumo simplificados también son propensos a la sobrecarga de cinta en los límites del rango de frecuencia [13] .

Por estas razones, tanto dbx, Inc. como comentaristas externos han advertido a los usuarios que el nivel de grabación de dbx que se ve en el medidor de picos de una grabadora de cassette no debe exceder los 0 dB [comm. 11] ; fuera de la "zona verde" el error de compansión aumenta a valores inaceptables [39] . Para Dolby UWB (especialmente en conjunto con el sistema de polarización dinámica Dolby HX Pro ), por el contrario, la norma es grabar "en la zona roja" por encima del nivel de 0 dB, pero por debajo del umbral de sobrecarga [39] . No hay error de compansión porque a estos niveles, ni el codificador Dolby ni el decodificador Dolby hacen mucha diferencia en la señal de entrada [1] .

Aplicaciones

Estudio de grabación magnética

A fines de la década de 1960, cuando los estudios de grabación cambiaron a la grabación magnética multicanal , los productores e ingenieros de sonido se enfrentaron a un aumento del ruido a niveles inaceptables en la tecnología de estudio [41] . Las pistas estrechas de las grabadoras multicanal eran más ruidosas que las pistas anchas de sus predecesoras; la gran cantidad de pistas utilizadas en la mezcla solo exacerbó el problema [41] . Ha habido una demanda en la industria de productos de reducción de ruido . La primera solución viable, un compander UWB para grabadoras de cinta de estudio Dolby A  , fue propuesta en 1966 por Ray Dolby [42] . Un año después, Dolby desarrolló un UWB simplificado y económico para grabadoras de cinta de carrete a carrete Dolby B domésticas; en 1969 se adaptó el Dolby B a las características de las grabadoras de cassette de la época [43] . En 1971, Blackmer propuso su propio diseño de CCD basado en transistores bipolares complementarios, diseñados para grabación y reproducción de sonido de alta calidad, y un detector de voltaje RMS basado en los mismos principios [41] . Fundada por Blackmer y Zaki Abdun-Nabi en 1974, dbx, Inc. introdujo en el mercado el sistema de reducción de ruido dbx construido sobre su base a un precio de $ 500 por canal [44] [comm. 12] . El nombre de la empresa y su producto principal se descifró como excelencia de  David Blackmer [46] o, según otras fuentes, experiencia de David Blackmer  - "experiencia de David Blackmer" [5] o deciBel eXpansion  - "expansión de decibelios" [47] .

Blackmer no tuvo que vencer la resistencia y la desconfianza de la idea de reducción de ruido que encontró Ray Dolby en la década de 1960. Los sistemas de reducción de ruido ya se han convertido en una parte integral de la economía de los estudios: en 1973, 14 mil canales servían en la industria discográfica de EE . UU. [comm. 13] Reducción de ruido Dolby [48] . Para el otoño de 1976, la flota UWB Dolby A superaba los 20 000 canales y la compañía de Blackmer logró vender 17 000 canales [48] . Sin embargo, a finales de la década, Blackmer perdió frente a Dolby en el extremo superior del mercado. Una encuesta de los principales estudios de EE. UU. Publicada en noviembre de 1980 mostró que UWB dbx se usó en solo el 3% de las sesiones de grabación en "slow" [comm. 14] . velocidades de 38,1 cm/s son 17 veces más raras que Dolby [34] . Los ingenieros de sonido que se especializaron en grabaciones clásicas y de jazz abandonaron el dbx debido a la sensibilidad del material a la distorsión de la subida y bajada de las señales de impulso características del dbx [13] .

A dbx le ha ido mucho mejor en el mercado de estudios pequeños y medianos. dbx les costó menos que Dolby A, con un mejor rendimiento de reducción de ruido [46] . También era importante para los Estados Unidos que dbx fuera un producto nacional estadounidense, en contraste con el Dolby británico [46] . Blackmer, a diferencia de Dolby, estaba dispuesto a correr riesgos y vendió licencias de su invento a todo el mundo [13] . Habiendo firmado acuerdos de licencia con Fostex , Otari y Tascam , que lanzaron grabadoras de cinta multicanal relativamente económicas con reducción de ruido incorporada, dbx, Inc. conquistó el segmento inferior del mercado profesional y superó a Dolby en popularidad [46] [12] . Los detractores llamaron al "Dolby de los pobres" de Blackmer [12] , pero su UWB también se usó para grabar artistas de primer nivel: Michael Jackson , Tina Turner , Whitney Houston y muchos otros [46] .

Discos fonográficos de reducción de ruido

Desde la fundación de dbx, Inc. Blackmer planeó trabajar no solo en el mercado de equipos de estudio, sino también en el lucrativo mercado de consumidores "audiófilos" Hi-End [44] . Las ventas de grabadoras domésticas de alta calidad (entonces todavía de carrete a carrete) no fueron de particular interés; Los mayores volúmenes y ganancias prometían la producción de discos de vinilo codificados con UWB dbx [44] . Aún no se había creado el mercado para estos discos; los primeros discos dbx en serie se publicaron en los sellos Klavier y Creative World en el verano de 1974 [44] . El primer intento de ingresar al mercado de consumo terminó en un fracaso: los consumidores en la década de 1970 no estaban dispuestos a pagar por un rango dinámico de 90 dB [46] .

En 1978, el control de dbx, Inc. pasó a la compañía británica Birmingham Sound Reproducers (BSR) [49] ; Blackmer y Abdun-Nabi continuaron dirigiendo dbx, Inc. hasta el otoño de 1982 [50] . BSR, siguiendo las ideas de Blackmer, esperaba seriamente capturar el mercado de los discos fonográficos producidos en masa, al igual que Dolby capturó el mercado de los casetes compactos grabados [49] [comm. 15] . En 1979 dbx, Inc. reanudó la campaña activa para el uso de codificadores dbx Tipo II en los registros de masterización ; para decodificar tales registros, se ofreció a los consumidores un decodificador de prefijo a un precio de $ 108 [49] [comm. 16] . La compañía se asoció con sellos discográficos pequeños y de bajo volumen (Chalfont, Sine Qua Non, etc.), financió sus costos de producción y distribuyó sus productos a través de tiendas especializadas de música clásica "audiófilas" . No fue hasta 1981 que se logró llegar a un acuerdo con un gran estudio que contaba con un extenso portafolio de grabaciones populares [52] . "Iniciativa de vinilo" dbx, Inc. fracasó: durante ocho años (1974-1981), los estudios asociados lanzaron solo alrededor de cien álbumes diferentes [52] . Con el comienzo de la reproducción masiva de CD, ya no se necesitaban tecnologías de vinilo alternativas que eran incompatibles con los reproductores convencionales.

Grabación magnética doméstica

Equipo de grabación magnético doméstico dbx Tipo II UWB
Pletina de casete fija Yamaha k-1d (1981) Cuatro pistas " porta studio " Tascam Porta One (1986) Grabadora de reportajes Marantz CP430 (1985) Reproductor de bolsillo Panasonic RQ-J20X (1982)

La primera grabadora de casete dbx UWB, la TEAC A-860 de tres motores de $1600, llegó al mercado norteamericano ya en 1976 [54] . Hasta finales de la década, TEAC fue el único licenciatario de dbx que intentó entrar en el mercado de consumo [55] , donde Dolby dominaba casi sin alternativa, habiendo firmado acuerdos de licencia con 120 fabricantes [56] .

A finales de los años 70 y 80, la situación cambió. En primer lugar, aparecieron los primeros circuitos integrados en serie que implementan las funciones del núcleo dbx [41] , lo que redujo significativamente el costo de UWB [41] . En segundo lugar, la industria discográfica ha comenzado los preparativos para el lanzamiento de CDs [56] [52] . Los fabricantes de equipos de casete, en la medida de sus posibilidades, intentaron alargar la vida del ya condenado formato [56] [52] . En el nuevo entorno, Dolby B parecía obsoleto; La industria necesitaba un nuevo estándar de reducción de ruido que pudiera acercar la relación señal-ruido de una grabadora de cinta analógica a la de los medios digitales [56] [52] . Toshiba , Sanyo y Telefunken [com. 17] desarrolló y puso en producción de forma independiente UWB Adres, Super D y High Com, que mejoraron la relación señal-ruido en 20 ... 30 dB, pero ninguno de estos sistemas se fabricó en masa [56] . Intentar dbx, Inc. y el BSR que lo controló para ingresar al mercado masivo fue solo marginalmente más exitoso. En 1980, solo dos empresas producían grabadoras de cassette con dbx, TEAC y Marantz , y a finales de año se unió a ellas Matsushita Electronics , convirtiéndose en el principal socio tecnológico de dbx, Inc. [58] [52] En 1981, el número de fabricantes de grabadoras de cinta dbx de consumo creció de dos a cinco: Nikko , Onkyo , TEAC, Technics y Yamaha [52] .

La "guerra de formatos" de reducción de ruido que los expertos esperaban en 1981 [56] no tuvo lugar: Ray Dolby mantuvo el control total del mercado [46] . También en 1981, los gigantes japoneses Hitachi , JVC , Pioneer , Sony y empresas de segundo nivel, así como los legisladores del mercado de gama alta Nakamichi y Revox [56] [52] adquirieron su último Dolby C UWB . A mediados de la década de 1980, un conjunto de Dolby B y Dolby C se había convertido en el estándar de facto para equipos estacionarios de consumo, y dbx seguía siendo un producto de nicho, utilizado solo en pletinas de casete Technics de gama media y alta, y en unos pocos. modelos emblemáticos Aiwa , Akai , Luxman , Marantz, Onkyo, TEAC y Yamaha [46] . En el mercado de puerto base, UWB dbx fue utilizado únicamente por Tascam y Yamaha : todos los demás fabricantes, incluidos Audio-Technica , Fostex y Peavey , confiaron en Dolby C [32] . En la década de 1990, cesó el lanzamiento de grabadoras de cinta estacionarias con dbx [12] .

Reportaje, grabación de sonido científico y de archivo

La Marantz CP430 fue la única grabadora de cinta portátil de nivel profesional en la historia de la grabación analógica que estaba equipada con dbx UWB. El modelo se utilizó con fines científicos y de elaboración de informes, y se produjo durante un tiempo inusualmente largo, desde 1985 hasta el otoño de 2003 [15] [59] . Después de sobrevivir a la competencia de MiniDisc y DAT , el CP430 fue superado solo por las grabadoras digitales de tarjeta flash [59] y, a partir de 2011, mantuvo la demanda para digitalizar archivos de audio [60] .

El curador del Archivo de Sonido de la Biblioteca Británica, Peter Copland argumentó en 1992 que el mejor medio para la grabación de archivo de entrevistas era un casete de cinta analógico Tipo I y un Marantz CP430 con UWB dbx [3] [15] . dbx, escribió Copeland, eliminó la necesidad de costosos casetes Tipo II y Tipo IV, y eliminó los problemas con la copia y el sangrado [3] [15] . Copland clasificó a UWB Dolby en segundo lugar e insistió en que la reducción de ruido era absolutamente necesaria para la grabación de voz [15] . Grabadoras de cinta digitales R-DAT , que se habían producido durante varios años en ese momento, Copland no consideró una alternativa: R-DAT usaba solo película Tipo IV, cuya durabilidad era cuestionable en esos años [15] . En 1997, Copland todavía creía que las grabaciones analógicas eran el archivo preferido [3] . Los archivistas de la Universidad de Cornell, Badnya y Grötke, que consideraron exclusivamente la grabación de voces de pájaros, expresaron la opinión opuesta en el mismo 1997: la grabación digital es preferible a la analógica, y la reducción de ruido es indeseable en esta última [61] . Los UWB de cualquier tipo (tanto dbx como Dolby), los limitadores de nivel y el control automático de ganancia , según Badnya y Grötke, reaccionan con demasiada lentitud a los cambios en el volumen del canto de los pájaros, distorsionan su rango dinámico y generan sobretonos poco naturales [61] .

Difusión de televisión y radio

En 1981 dbx, Inc. introdujo en el mercado una versión especial de UWB, dbx 321, diseñada para la retransmisión por satélite de programas de sonido de frecuencia modulada en redes de radio FM [18] . A diferencia de todas las demás versiones de UWB de Blackmer, el dbx 321 usaba compresión 3:1 [18] . Se eligió una compresión tan alta, inaceptable en equipos de grabación magnética, en base al hecho de que los niveles y la respuesta de frecuencia de la señal modulada en frecuencia en una ruta de transmisión profesional eran estables y predecibles [18] .

En mayo de 1984 [62] , una variante de dbx Tipo II UWB optimizada para transmisión por aire [comm. 18] , la transmisión de televisión analógica se ha convertido en parte del estándar nacional de EE . UU. [comm. 19] Difusión de TV con transmisión de audio multicanal (MTS). El nuevo estándar, desarrollado por Zenith Electronics y seleccionado en concurso abierto por el Non-Government Standards Committee (BTSC), era retrocompatible con el tradicional estándar estadounidense NTSC y los receptores de televisión monofónicos convencionales, por lo que se excluía el uso de dbx en la mayoría de los casos. , monofónico, canal de audio [64] . Solo el canal diferencial, que transporta información sobre la localización de imágenes estéreo en la banda 50...14000 Hz, y un canal de audio adicional (SAP, Programa de Audio Secundario, 50...10000 Hz) fueron sometidos a compresión y posterior decodificación [65] [com. 20] . En la versión de televisión de dbx, se aplicó la compresión 2:1 habitual para este sistema a bajas frecuencias; a altas frecuencias, la compresión se acercó a 3:1 [67] . El rango dinámico útil de una señal de banda ancha codificada por un dbx de televisión es de 70 dB, el rango dinámico máximo de una señal comprimida es de 40 dB y la relación señal/ruido a la salida de un decodificador de abonado es de 75 dB [67]. .

A fines de la década de 1980, todos los países que usaban el estándar NTSC se habían unido al nuevo estándar, excepto Japón ; en 1997, la participación de los receptores de televisión BTSC en los Estados Unidos había alcanzado el 50% [68] . La producción en masa de televisores con decodificadores MTS estuvo acompañada por el lanzamiento de los últimos microcircuitos, producidos bajo licencia de dbx, Inc. (Sony CXA2054S [69] y otros). El estándar MTS permaneció en las ondas en América del Norte durante un cuarto de siglo, hasta la transición de EE. UU. a la transmisión digital en 2009.

Comentarios

  1. ↑ La marca dbx Type III denotaba un sistema de reducción de ruido dinámico patentado para equipos de estudio; la marca dbx Tipo IV denota un protocolo de audio digital patentado con conversión de 27 bits [4] .
  2. ↑ El principio de compansión se ha utilizado en comunicaciones telefónicas y de radio desde la década de 1930, pero solo Dolby fue el primero en crear UWB que cumplía con los requisitos de la grabación de sonido profesional.
  3. ↑ En los primeros años de su existencia, solo UWB Dolby. El nombre Dolby A vino más tarde, tras la creación de Dolby B [5] .
  4. ↑ En frecuencias superiores a 5 kHz, los dos canales Dolby A de alta frecuencia funcionaban en paralelo, lo que proporcionaba una ganancia adicional de 5 dB [6]
  5. ↑ El diagrama estructural y esquemático del detector y las características de configuración de sus filtros se revelan en la patente de Blackmer de 1974 (Patente de EE. UU. No. 3,789,143 con fecha del 29 de enero de 1974. Compander con señal de control relacionada logarítmicamente con el valor rms instantáneo de la señal de entrada . Descripción de la patente en el sitio web de la Oficina de Patentes y Marcas de EE . UU .).
  6. ↑ El mismo esquema en el mismo arnés estándar se usó en cubiertas más antiguas hasta el buque insignia RS-B100. Solo se cambiaron los circuitos de interfaz de los niveles AN6291 con los niveles de referencia de la caja de resonancia.
  7. ↑ Modelo para el mercado doméstico japonés, vendido en Europa bajo el nombre de Yamaha K-960 [23]
  8. ↑ Consola Technics RS-B100 usada con codificadores de grabación independientes y decodificadores de reproducción en AN6291 IC.
  9. ↑ La razón principal de la desafinación es la desviación del ángulo de instalación de los cabezales magnéticos respecto del estándar, lo que provoca una caída en la respuesta de frecuencia a altas frecuencias y la destrucción de las imágenes estéreo [33] . En un entorno profesional, era costumbre comprobar y ajustar las grabadoras de estudio con las cintas maestras antes de cada sesión de grabación (y muchos ingenieros de sonido repetían este procedimiento durante las sesiones) [34] . En casa, las opciones de sintonización son limitadas y los cassettes de referencia son prácticamente inaccesibles [33] .
  10. ↑ En el modo de reproducción, el detector de indicador está conectado a la salida UWB. La sobrecarga real de la correa es significativamente menor que la sobrecarga que se muestra en el indicador
  11. ↑ El "indicador cero" nominal es un indicador disponible pero poco confiable. El nivel nominal condicional de 0 dB y, en general, el diseño de los indicadores de nivel de las grabadoras domésticas no estaban vinculados a indicadores estándar objetivos. Algunos fabricantes vincularon concienzudamente el cero del indicador al "nivel Dolby" estándar (flujo magnético residual de 200 nWb/m para casetes Tipo I). Otros lo han subestimado o sobreestimado, tratando de convencer al comprador del "amplio rango dinámico", "alta capacidad de sobrecarga" o simplemente "sonoridad" de sus productos. Enlace más correcto al "nivel Dolby", si su marcado en el indicador corresponde a la realidad [40] .
  12. ↑ De hecho, dbx, Inc. inició operaciones en 1971 con la introducción al mercado de un indicador de nivel basado en la celda Blackmer. Pero formalmente la corporación de Massachusetts dbx, Inc. se estableció en abril de 1972 [45]
  13. ↑ La fuente opera con canales de reducción de ruido [48] . Un canal podría hacerse como un dispositivo separado y como un módulo completo ("tarjeta"), y como parte de un dispositivo multicanal
  14. ↑ A la velocidad "rápida" de 76,2 cm/s, el nivel de ruido es notablemente más bajo, por lo que la reducción de ruido se utilizó con menos frecuencia [34] .
  15. ↑ Ya en 1975, la gran mayoría de los casetes compactos grabados que se vendían en el mercado estadounidense se producían con Dolby B [51]
  16. ↑ Las cajas dbx completas con funciones de reproducción y grabación cuestan $219 por un modelo regular que funciona como codificador o decodificador, y $299 por un modelo capaz de codificar y decodificar una señal simultáneamente [52] .
  17. ↑ Los UWB residenciales High Com y High Com II fueron desarrollados por Telefunken en colaboración con Nakamichi . Telefunken se hizo cargo de la producción de circuitos integrados especializados para grabadoras de cinta de consumo y Nakamichi se hizo cargo de la producción de bloques High Com individuales. La eficiencia real de High Com fue muchas veces mayor que la de Dolby C [57] .
  18. ↑ En la televisión por cable estadounidense de la época, el sonido estereofónico se transmitía a través de canales separados de frecuencia modulada. La televisión por cable no necesitaba cancelación de ruido; el estándar MTS estaba destinado exclusivamente a la radiodifusión al aire [62] .
  19. ↑ Una descripción técnica precisa de la versión de transmisión de dbx se establece en la publicación OET-60 de la FCC . Sistema de Televisión Multicanal. Requisitos de transmisión y procesamiento de audio para el sistema BTSC. - Comisión Federal de Comunicaciones, 1986. MTS, que se convirtió en el estándar de facto durante un cuarto de siglo, nunca fue aprobado como estándar oficial de EE. UU. En cambio, la FCC solo protegió las frecuencias ocupadas por las señales auxiliares BTSC en el espectro de video [62] [63]
  20. ↑ La expansión hacia arriba del rango de frecuencia era técnicamente imposible debido a la intersección con la frecuencia de exploración horizontal, 15734 ± 2 Hz, y la necesidad de separar de manera confiable los espectros poco espaciados de la señal de audio principal y de diferencia [66]

Notas

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sinclair, 1998 , pág. 148.
  2. ↑ 1 2 3 4 Sukhov , 1999 No. 4, p. 48.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 Copeland, Pedro. Notas técnicas. Nuevos medios de grabación // Historias orales. - 1997. - Nº Otoño, 1997. - Págs. 93-94.
  4. ↑ Urry, Rob. Rob Urry (dbx): Abrazando la era digital // Sonido sobre sonido. - 1997. - No. Septiembre 1997.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ageev, 1998 , pág. 13
  6. ↑ 12 Kefauver , 2001 , pág. 261.
  7. ↑ Kefauver, 2001 , pág. 258.
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Sukhov , 1999 No. 4, p. 46.
  9. ↑ Sukhov , 1998 No. 5, p. 36.
  10. ↑ Sukhov , 1998 No. 5, p. 37.
  11. ↑ 1 2 3 4 Ageev, 1998 , pág. 13-14.
  12. ↑ 1 2 3 4 5 6 Ageev, 1998 , pág. quince.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 Ageev, 1998 , pág. catorce.
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  15. ↑ 1 2 3 4 5 6 Copeland, Peter. Notas Técnicas // Historias Orales. - 1992. - No. Otoño, 1992. - Pág. 66.
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  20. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Sukhov , 1999 No. 4, p. 47.
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  30. ↑ 1 2 3 Sukhov , 1999 No. 5, p. 46.
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  60. ↑ Robertson, Beth M. The Archival Imperative: ¿Puede la historia oral sobrevivir a la crisis financiera? // El Manual de Oxford de Historia Oral. - Oxford University Press, 2011. - Pág. 405. : Por ejemplo, en 2010, la Biblioteca Estatal de Australia Meridional, que había alquilado sus CP430 durante treinta años y había recibido repetidas ofertas para comprarlos, recopiló todas las grabadoras alquiladas anteriormente y las suspendió. todo el parque - para su uso en la digitalización de archivos.
  61. ↑ 1 2 Budney, Gregory F. y Grotke, Robert W. Técnicas para la grabación de audio Vocalizaciones de aves tropicales // Monografías ornitológicas // Estudios de ornitología neotropical en honor a Ted Park. - 1997. - Nº 48. - Pág. 152.
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Fuentes