Стереофонические рекордеры
Борис Меерзон Профессиональные аппараты для записи оригиналов
фонограмм, так называемые мастер-рекордеры, используются для выполнения
двух основных видов работ: либо с их помощью непосредственно записывают
первичные записи с микрофонов из студии, либо оригинал является
результатом сведения предварительно сделанной многодорожечной
записи. И в первом, и во втором случаях звуковые сигналы поступают
на вход записи с выхода микшерного пульта, где они корректируется,
суммируются и подвергаются другим видам обработки в соответствии
с творческими планами композитора, звукорежиссера и исполнителей.
При воспроизведении сделанного оригинала записи сигнал поступает
на контрольные приборы, акустическую громкоговорящую систему или
в линию, по которой передается на другие устройства для перезаписи.
Таким образом, вход и выход мастер-рекордера рассчитаны на высокий
уровень сигнала (+6 дБu), а сам аппарат должен быть таким звеном
цепи звукопередачи, которое не вносит каких-либо изменений в сигнал.
Это требование служит главным критерием качества работы записывающего
устройства.
До 70-80 годов практически единственным аппаратом для высококачественной
профессиональной записи звука был аналоговый студийный магнитофон.
Приходилось мириться с тем, что физические процессы аналоговой
записи и воспроизведения, если говорить строго, неизбежно сопровождаются
искажениями и помехами определенной величины. Поэтому задача тогда
состояла в том, чтобы эти естественные для данного способа записи
дефекты свести к минимуму, сделать их ниже порога слухового восприятия.
К тому же, создаваемые на студийных магнитофонах первичные записи
(оригиналы), используются не непосредственно, а для перезаписи,
и этот процесс еще увеличивает искажения и помехи.
Поэтому начавшееся в 70-х годах триумфальное шествие цифровых
методов аудиозаписи создало предпосылки для постепенной замены
аналогового оборудования профессиональных студий на цифровое.
И возможно, в нашем обзоре аналоговую запись можно было бы и
не вспоминать вовсе, если бы не вновь возросший в последние годы
интерес специалистов и меломанов к записям, сделанным именно этим
старым, традиционным способом. По мнению людей обладающих, как
говорят, "золотыми ушами", цифровые записи, наряду с целым рядом
их преимуществ, уступают иногда аналоговым по естественности,
"теплоте" звука. Особенно проявляется эта разница в записях классической
музыки.
Современный аналоговый студийный двухдорожечный стереофонический
магнитофон - конструкция достаточно сложная и дорогая. Он доступен
только наиболее состоятельным студиям. В качестве примера можно
привести две модели подобного рода: A-820 фирмы STUDER (Швейцария),
и MTR-15 фирмы OTARI (Япония). И тот и другой магнитофоны обладают
прецезионными качественными параметрами, и тот и другой работают
на скоростях 9,53/19,02/38,1/76,2 см/с. Оба имеют две модификации:
для четвертьдюймовой и полудюймовой ленты.
Многие студии для того, чтобы получить предельно возможное для
аналоговой записи техническое качество, предпочитают при записи
оригиналов использовать ленту шириной именно полдюйма и скорость
76,2 см/с. Таким образом, в погоне за качеством была реанимирована
уже почти забытая звукорежиссерами скорость 76 - хотя и неэкономная,
зато позволяющая получить на широкой ленте поразительные технические
характеристики: полосу частот - от 40 до 28 кГц, и (при допустимом
по нелинейным искажениям уровне записи 1040 нВб/м) отношение сигнал/шум
-75…-78 дБ.
Современные аналоговые мастер-магнитофоны могут обладать и другими
полезными возможностями. Так, например, для использования при
синхронной записи с видео в некоторых вариантах магнитофонов предусматривается
запись временного кода, осуществляемая на отдельной центральной
дорожке, расположенной между двумя основными дорожками записи.
Некоторые модели оснащены автоматической подстройкой записи на
тот или иной тип магнитной ленты.
Однако структурная схема студийного магнитофона остается традиционной
и уже много лет изменяется лишь в деталях. Ее упрощенный вид в
монофоническом варианте приведен на рис.1. (Стереофонический магнитофон
отличается только наличием в нем двух совершенно одинаковых электрических
цепей - каналов записи и воспроизведения звука).
Сигнал, подаваемый на вход магнитофона, проходит усилитель записи
УЗ, подвергается предыскажениям (подъему высших частот для компенсации
их потерь при записи на ленту) и поступает в записывающую головку,
с помощью которой сигнал записывается на магнитную ленту, протягиваемую
лентопротяжным механизмом ЛПМ. Вход усилителя записи должен быть
высокоомным (не менее 5 кОм) для обеспечения режима работы источника
сигнала, близкого к холостому ходу, и симметричным для лучшей
помехозащищенности от внешних помех. Входной уровень сигнала высок,
и обычно составляет 0…12 дБu (0,775…3,1 В). Усилитель записи с
магнитной головкой записи образуют канал записи.
При воспроизведении сигнал от магнитной головки воспроизведения
поступает в усилитель воспроизведения УВ, где усиливается, корректируется
в соответствии с особенностям процесса воспроизведения, и подается
на выход магнитофона. Выход усилителя воспроизведения симметричный.
Выходное сопротивление рассчитывается на подключение нагрузки
с сопротивлением не менее 200…600 Ом. Усилитель воспроизведения
с магнитной головкой воспроизведения образуют канал воспроизведения.
Из структурной схемы видно, что каналы записи и воспроизведения
представлены раздельными частями магнитофона, поэтому они могут
работать одновременно, образуя так называемый сквозной канал.
Это дает возможность вести контроль качества записи в процессе
ее создания, воспроизводя сигнал с ленты при незначительном запаздывании,
равном времени перемещения ленты от головки записи до головки
воспроизведения (десятые доли секунды). Такой контроль позволяет
своевременно предотвратить недостатки в записи корректировкой
поступающего сигнала, или повторением записи.
Поэтому, для удобства сравнения в процессе записи, уровень выходного
сигнала устанавливают равным входному.
Помимо
усилителей, в электронную часть магнитофона входит генератор высокой
частоты (ГВЧ). Его назначение двоякое: во-первых, при включении
магнитофона на запись в головку стирания подаются колебания высокой
частоты (порядка 80…100 кГц) для уничтожения старых, ненужных
записей на ленте. А во-вторых, колебания генератора преобразуются
по частоте для создания в головке записи поля подмагничивания.
Усилитель записи и генератор подмагничивания подсоединены к общей
цепи записывающей головки, поэтому в их схемы включены заграждающие
фильтры, которые предохраняют эти устройства от излишней взаимной
нагрузки и нарушения нормальных режимов работы.
Величина тока подмагничивания устанавливается в процессе настройки
магнитофона в соответствии с применяемым типом магнитной ленты.
Дело в том, что все качественные параметры магнитной записи зависят
от правильного выбора тока подмагничивания. Но величина этого
тока для лент разных типов может и не совпадать. Однако характер
этой зависимости для всех лент общий и имеет вид, изображенный
на рисунке 2.
Как видно из рисунка, при выборе тока подмагничивания приходится
прибегать к некоторому компромиссу между требованием наибольшей
отдачи ленты и минимумом нелинейных искажений. На практике это
достигается при токе подмагничивания, близком к такой величине,
при которой чувствительность ленты при записи сигнала частоты
1000 Гц достигает максимума.
Настройка магнитофона не ограничивается выбором тока подмагничивания,
оптимального для записи. Оптимальными должны быть как номинальное
значение уровня записи, так и частотные характеристики канала
записи и воспроизведения. Для их стандартизации, без которой был
бы немыслим обмен фонограммами между студиями, служат специальные
измерительные ленты (ЛИМ), по которым настраиваются каналы воспроизведения.
Причем, эти эталоны записи различны для разных скоростей движения
ленты, и стандартизованы во всем мире.
Одной из основных и важнейших частей магнитофона является лентопротяжный
механизм. Он обеспечивает движение магнитной ленты с постоянной
скоростью при записи и воспроизведении (рабочий ход) и ускоренную
прямую и обратную перемотку ленты. Работой механизма в студийных
магнитофонах управляет система автоматического регулирования (САР),
которая представляет собой, пожалуй, наиболее сложную их часть.
Она обеспечивает постоянство натяжения ленты в условиях изменяющихся
моментов вращения рулонов ленты, других влияющих на натяжение
факторов, включая стабильность вращения ведущего вала.
В начале 70-х годов для профессиональных целей радиовещания и
звукозаписи впервые нашла применение цифровая запись звука на
основе преобразования аналогового сигнала в цифровой методом импульсно-кодовой
модуляции (ИКМ). В результате такого преобразования кодированный
сигнал приближался по ширине полосы частот к видеосигналу, и на
скоростях движения ленты, применяемых в аналоговой записи, записать
его на ленту невозможно.
Разработчики систем цифровой звукозаписи на первом этапе пошли
по пути использования для этих целей аналогового студийного четырехголовочного
видеомагнитофона. Комплект аппаратуры для цифровой звукозаписи
по этому методу состоял из кассетного видеомагнитофона формата
U-matic и ИКМ-преобразователя. Японская фирма Sony разработала
для этих целей специальный процессор PCM-1630
Поступающий на вход этого процессора двухканальный (стереофонический)
сигнал сначала преобразуется в ИКМ-кодере в цифровой сигнал, который
подвергается помехозащитному кодированию и затем, в специальном
формирователе превращается в квазителевизионный сигнал. В полученном
таким образом сигнале в активной части телевизионной строки вместо
сигнала изображения размещен кодированный сигнал звука. Далее
квазителевизионный сигнал поступает на вход видеомагнитофона и
записывается на ленте. При воспроизведении с видеомагнитофона
квазителевизионный сигнал подвергается обратным преобразованиям:
вначале в видеоселекторе выделяется цифровой сигнал звуковых данных,
затем в корректирующем декодере производится исправление ошибок,
и, наконец, в ИКМ-декодере цифровой сигнал вновь преобразуется
в аналоговый и поступает на выход процессора-приставки.
Помимо наклонных строчек, запись на видеокассете содержит и продольные
дорожки, которые используются для сигналов управления, адресно-временного
кода и аналоговой записи режиссерских команд.
Достоинство
такого способа записи звука состояло в использовании для новых
целей серийно выпускаемых видеомагнитофонов. Добавление к аналоговому
видеомагнитофону ИКМ-процессора, стоимость которого в несколько
раз меньше стоимости видеомагнитофона, позволило на том этапе
развития техники осуществлять высококачественную цифровую запись
звука при умеренных затратах. Цифровые процессоры PCM-1610, а
затем, несколько позже, PCM-1630 в комплекте с видеомагнитофонами
формата U-matic широко использовались у нас в стране и за рубежом
для записи фонограмм для радиовещания или для последующего производства
компакт-дисков. Этому способствовала и разработка специальных
монтажных процессоров, дающих возможность с предельной "цифровой"
точностью производить электронный монтаж оригиналов по адресно-временным
кодам.
По
мере накопления опыта цифровой записи, совершенствования элементной
базы и освоения новых технологий шло совершенствование этого направления
звукозаписи. Причем поиски велись практически одновременно как
по пути создания стационарного цифрового аудиомагнитофона с неподвижными
головками и продольной записью, так и по пути приспособления некоторых
моделей бытовых видеомагнитиофонов специально для производства
на них цифровой записи звука.
Разработки эти увенчались, во-первых, оснащением профессиональных
студий звукозаписи студийными профессиональными цифровыми магнитофонами
консольного типа, достаточно сложными и дорогими, а во-вторых,
появлением на рынке предложенных японскими фирмами цифровых магнитофонов,
получивших общее название DAT (Digital Audio Tape). Были предложены
две версии: S-DAT с неподвижными головками и продольной записью,
и R-DAT с вращающимися головками и наклонно-строчной записью.
Интересно, что оба формата записи первоначально рассматривались
как бытовые.
Формат S-DAT практического применения не нашел, а вот магнитофоны
R-DAT, потеряв за ненадобностью букву R, и постоянно совершенствуясь
по конструкции, образовали быстро завоевавшее рынок аудиоиндустрии
целое семейство DAT-магнитофонов, известных теперь каждому профессионалу
и даже любителю звукозаписи. Причем, лучшие образцы этого семейства
уверенно завоевали статус профессиональной аппаратуры для записи
оригиналов.
А до этого момента в цифровых студиях радиовещания и профессиональной
звукозаписи, еще с середины 80-х годов, главенствовали первые
стационарные студийные цифровые магнитофоны формата DASH (Digital
Audio Stationary Heads, цифровое аудио с неподвижными головками),
или конкурирующего с ним формата Prodigi, он же PD (professional
digital). Следуя хронологии внедрения в студийную практику цифровой
аппаратуры, подробно о магнитофонах DAT речь пойдет ниже, а вначале
несколько слов об упомянутых форматах DASH и Prodigi.
Формат DASH впервые был предложен корпорацией Sony (Япония) и
Studer (Швейцария) и нашел приверженцев в других странах. Формат
Prodigi разработан фирмами Mitsubishi (Япония) и Telefunken (ФРГ).
Оба этих формата имеют между собой много общего: стереофонические
двухканальные варианты магнитофонов и того и другого формата работают
на специально предназначенной для цифровой записи ленте шириной
четверть дюйма, в обоих случаях запись продольная, производится
на десять дорожек, из которых восемь дорожек цифровые. На них
цифровой поток каждого из двух стереофонических каналов распределяется
соответственно по четырем дорожкам. А по краям ленты записываются
по две дополнительные дорожки - для служебной информации и для
синхронного аналогового варианта записи. Это дает возможность
производить механический монтаж фонограммы с сохранением качества
воспроизводимых сигналов.
Однако цифровые стереофонические двухдорожечные магнитофоны с
открытым рулоном четвертьюймовой ленты форматов DASH и Prodigi
впоследствии, не выдержав конкуренции с гораздо более компактными
и дешевыми кассетными магнитофонами формата DAT, уступили последним
свое место в большинстве студий звукозаписи, оставив для себя
лишь одну область применения - многодорожечную запись (см. журнал
"Звукорежиссер", 7/2000).
Формат цифровой записи DAT предусматривает запись двухканальных
фонограмм вращающимися головками на ленте шириной 3,81 мм в кассете
размером 73 54 10,5 мм. Лента сканируется двумя головками записи-воспроизведения
таким же образом, как в видеозаписи.
На этом сходства цифровой аудио- и видеокассеты исчерпываются.
Формат DAT, в частности, не предусматривает использование квазителевизионных
сигналов. Он положил конец идее применения аппаратуры видеозаписи
или использования цифровых преобразователей-приставок для воспроизведения
звуковых лент.
Механическая система в аппаратах DAT обеспечивает угол охвата
барабана в 90 . Этот угол намного меньше, чем при видеозаписи,
что уменьшает износ ленты и вероятность ее обрывов, а также позволяет
головкам поддерживать контакт с лентой при ее протяжке со скоростью,
в 200 раз превышающей номинальную, и принимать индексные сигналы.
Ведь при диаметре барабана головки 300 мм и частоте его вращения
2000 об/мин, цифровой поток достигает 1,23 Мбит/с при половинной
скорости ленты, и 2,46 Мбит/с при нормальной.
Здесь используется своя техника передачи данных Она основана
на тех же принципах, которые используются для создания полей телевизионного
сигнала - сигналы накапливаются в памяти и записываются только
во время контакта головки с лентой.
Стандарты на систему допускают несколько частот дискретизации:
48, 44,1 и 32 кГц. Остальные частоты дискретизации стандарт разрешает
использовать в сочетании с различной разрядностью, т.е. длиной
цифровых слов.
Цель многовариантности стандартов - не ограничивать возможности
дальнейшего развития системы. Большинство фирм, выпускающих DAT-магнитофоны,
при записи и воспроизведении придерживаются частоты дискретизации
48 кГц и разрядности 16 бит.
Пионером производства магнитофонов формата DAT была японская
фирма Sony. Она и потом держала лидерство на рынке звукозаписывающей
аппаратуры. Модели DAT-магнитофонов серии PCM-7000 фирмы Sony
- одни из наиболее совершенных, но и наиболее дорогих. "7000-я"
серия завоевала популярность у звукорежиссеров благодаря комбинации
удобного интерфейса, возможности внешней синхронизации, наличия
монтажной памяти. Используя 9-контактный последовательный интерфейс,
магнитофоны этой серии могут работать совместно с монтажной системой
типа BVE-2000 или BVE-9100, которую еще помнят "старики", начавшие
осваивать цифровой монтаж на видеомагнитофонах формата U-matic.
Есть и еще интересные дополнения к конструкции магнитофонов DAT
серии PCM-7000. Например, вместо обычных для DAT двух головок,
в них устанавливается четырехголовочный блок. Благодаря этому
реализуются две новые функции аппарата: либо режим Read After
Write (RAW), то есть контроль в сквозном канале непосредственно
в момент записи, либо режим Read Modify Write (RMW), то есть запись
с наложением новой информации на уже записанную. Эти режимы поясняются
рисунками 3 и 4, и в комментариях не нуждаются.
Но техника идет вперед, требования звукорежиссеров к качеству
звучания оригиналов фонограмм повышаются, и последние представители
семейства DAT стали еще более совершенными.
В этой связи нельзя не упомянуть появившийся на рынке в 1998
году DAT-магнитофон DA-45 HR фирмы Tascam. Этот аппарат, кроме
нормальной, имеет еще и удвоенную скорость ленты - 16,3 мм/с.
Благодаря этому, появляется возможность работать на частотах дискретизации
48 и 44,1 кГц с разрядностью 24 бита. При нормальной скорости
запись производится в обычном формате 16 бит.
В свою очередь, фирма HHB(Англия) рекламирует под маркой Pioneer
DAT-магнитофон типа D-9601. Этот аппарат интересен тем, что в
нем при стандартной разрядности 16 бит применяется высокая частота
дискретизации: 88,2 или 96 кГц. При этом частотная характеристика
расширяется от 2 Гц до 44 кГц.
Специальная аппаратура для записи оригиналов достигла в последнее
время высокого технологического уровня. Все шире используются
дисковые носители записи. Впрочем, пригодных для профессиональной
записи всего два вида: это записываемые компакт-диски (CD-R),
и магнито-оптические диски (MOD), использовавшиеся ранее только
в компьютерных технологиях. Аппаратуру, использующую магнито-оптические
диски в качестве носителя записи, предлагают и другие фирмы, напр.,
Sony (PCM-9000), Genex (GX 2000) и др.
Не меньшей популярностью среди специалистов пользуются и мастер-рекордеры,
производящие записи на CD-R. Остановимся на одном из них, чтобы
показать каких высот в технологии звукозаписи достигли разработчики
сегодняшнего дня.
Фирма Alesis выпустила на рынок свою новинку под названием MasterLink
ML-9600. Этот аппарат примечателен тем, что способен выполнять
целый комплекс работ. Во-первых, на встроенный в аппарат жесткий
диск (IDE 4,3 Гбайта) можно записать 95 минут звука формата 24
бит/96 кГц, или 310 минут формата 16 бит/44,1 кГц. Во-вторых,
эту информацию можно смонтировать, подвергнуть в реальном времени
компрессии, эквализации, ограничить и нормализовать по уровню,
и, далее, записать на компакт-диск. Режимы записи на компакт-диск
могут быть различными: либо в стандартном формате 16 бит/44,1
кГц, либо в особом разработанном фирмой формате CD24 (24 бита/96
кГц).
В этом обзоре не рассматриваются предложенные фирмой Sony минидиски
(MD), популярные в студиях радиовещания, театрах и концертах.
Минидиск тоже является магнито-оптическим диском, и физический
принцип записи на нем не отличается от записи, производимой на
специально приспособленных для изготовления музыкальных оригиналов
MOD-рекордерах. Но на минидиск звук записывается с компрессией,
т.е. в целях экономии дискового пространства часть "избыточной"
информации искусственно удаляется. При прослушивании музыки на
аппаратуре не самого высшего класса качества этого почти не слышно,
но такие записи непригодны для использования в качестве оригиналов
для последующего их тиражирования.
[дальше]
«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
