Dat магнитофон что это
DAT-формат ни в чем не виноват: история и тесты цифровой аудиокассеты
Неотъемлемой частью цифровой звукозаписи 90-х являются DAT-магнитофоны. Откуда они взялись и кому предназначались? Рассмотрим концепцию, возможности и ограничения формата в актуальных условиях.
Это сейчас сравнительно легко рассуждать о причинах слабой популярности Digital Audio Tape (DAT). Но в те годы руководству Sony в голову не приходило, что связываться с лентопротяжными механизмами — дело рискованное. Подумаешь, сейчас ведь все угорают по sci-fi и кварцевым технологиям — пиу-пиу. Снабдим еще одну пленку надписью «DIGITAL» — и все пойдет как по маслу!
Упоминание компакт-диска добавляло респектабельности кассете
В какой-то мере обстановка предполагала к подобным выводам. Ведь обложки с радужным диском и наущением «Best for CD» успешно помогали продажам обычных кассет. Ошибочной оказалась лишь проекция старого разделения ролей в отношении цифрового домена. Мол, компакт-диски — это бывший винил, а значит, надо придумать кварцевую замену для пленки. Предположить же, что будущее захватят какие-то файлы на телефонных сетях, японскому менеджменту, одержимому красивыми, но телесными миниатюрками, не хватило абстрактного воображения.
Бенефис DAT состоялся в 1987 году, и надо отдать ему должное: было сделано все, чтобы доказать превосходство проекта над прежними носителями. Можно даже сказать, что инженеры перестарались, всполошив Международную федерацию производителей фонограмм IFPI.
О сравнительном качестве записи DAT с МС и говорить нечего. Сам картридж получился очень компактным, по современным меркам — меньше мобильника. Время воспроизведения теперь составило 2 часа, и кассету не нужно было переворачивать. Пленка защищена откидывающейся крышкой, как в VHS, и полностью сматывается менее чем за минуту.
Из мира видеомагнитофонов в DAT также перекочевал блок вращающихся головок, который обеспечивал плотность PCM-кода 16 бит, как на компакт-диске. И даже чуть больше. Ведь помимо 44,1 кГц, теперь стала доступной дискретизация 48 кГц с теоретически подросшей верхней границей АЧХ до 24 кГц. Все было прекрасно, за исключением покупательского интереса, который раскумекал иерархию новых технологий на свой лад.
Компакт-диски в конце 80-х все еще занимали нишу High-End, которую пока мало кто мог себе позволить. Остальные по инерции продолжали покупать пластинки и дешевые кассеты. А тут еще один High-End с ограниченной возможностью копирования CD по требованию музыкальной индустрии. В итоге, DAT оказался не нужен никому, кроме студийных техников. Вот что бывает, когда концерны электроники пытаются реализовать хотелки аудиофилов.
Так или иначе, но от полного вымирания DAT выручила профессиональная среда — в том числе и компьютерщики в лице Hewlett-Packard. На одну кассету можно было вместить более гигабайта информации — абсолютно фантастический объем данных для винчестеров того времени. Но вообще больше всего DAT-рекордеры (в том числе и портативные) распространились в студиях звукозаписи, радио и телевидении.
DAT-кассета стала основным носителем между музыкантом и лейблом. Здесь пригодилось не только копирование данных без потерь, но и возможность передавать в аудиопотоке служебные разметки: от таймкода до защиты от копирования. Будьте уверены, финальный микс выпуска 90-х перед CD-тиражом с большой вероятностью проходил стадию пребывания на DAT-ленте.
Рассмотрим типичного представителя этого рабочего племени. Рекордер Tascam DA-20 появился в 1996 году и получил широкое распространение благодаря доступности (1100$) и неплохим техническим характеристикам. В отличие от старшей 30-й модели у него нет балансных разъемов и красивых разноцветных кнопочек, необходимых для монтажной работы. Но мы и не собирались влезать в эти дебри, тем более что во времена редактирования музыки на компьютере это не так интересно.
Если снять рековые уши, то Tascam DA-20 похож на типичный Hi-Fi-ящик 90-х, причем сразу на несколько брендов. Высокий корпус, как у Kenwood или Pioneer. Мелкие желтые символы дисплея, как у бытового TEAC и Yamaha. Большая панель центрального лотка опять напоминает плееры Pioneer, только вместо дископриемника за ней совсем другая жизнь. Выезжает каретка, в которую следует положить DAT-кассету надлежащей стороной, иначе при закрытии трудовичок внутри замычит и застонет. А что там еще?
Недаром возникли аллюзии с Pioneer. В качестве ЦАПа здесь обнаружился чип PD2029A, который устанавливался в ряде моделей от крутого Elite PD-59 до дешевого PD-306. Кстати, ценители Legato Link, обратите внимание. Перед нами редчайший случай использования пионерского камня в сторонних компонентах.
Обстановка под крышкой Tascam DA-20 не похожа на High End, но и спартанской ее тоже вряд ли назовешь. Помимо считывающего блока, потрошка разнесены по трем платам с медными винтиками: питание с трансформатором Bando, а также цифровые и аналоговые секции. В последней можно увидеть пары ОУ NJM5532DD и JRC4565. А среди конденсаторов — ELNA 16V330UF. Да, вполне приличный тон для Hi-Fi.
Приводом заведует чип Sanyo LB1687. Программная логика и вычисления ведутся с помощью CMOS Toshiba TC74HCU04AP, памяти Mosel MS62256CLL-10FC и RAM-контроллера Hitachi HD49228FS. Устройство комплектуется ДУ, но выключение питания в духе старой школы — через рычаг на плату питания и никаких вам touch-сенсоров.
Уровень и параметры записи аналогового сигнала в Tascam DA-20 можно регулировать — в отличие от цифрового коаксиала, который подхватывает и фиксирует несущую частоту источника без возможности пересчета. Три варианта записи на DAT-кассету, помимо известных 44,1 и 48 кГц, еще включают в себя LP-режим. На этой Long Play установке запись ведется на 32 кГц дискретизации при 12-битной плотности данных. Так удваивается стандартная длина кассеты до четырех часов. Самое оно для речевых материалов.
В качестве чистого ЦАПа Tascam DA-20 использовать будет не очень удобно, а жаль. Для этого нужно все время на паузе записи держать кассету внутри. Например, в рекордерах Sony подобного ограничения нет. Для переведения в DAC достаточно нажать кнопку записи, а кассеты и вовсе не понадобятся.
Первые три колонки (ADC) относятся к вариантам записи аналогового сигнала через RCA-входы с дискретизацией 32, 44,1 и 48 кГц. Две следующие (DAC) демонстрируют аудиовозможности Tascam DA-20 при записи 16-битного PCM-сигнала через коаксиальный SPDIF-вход.
Не обращайте внимание, что при аналоговом трансфере уровень шума получился даже ниже на пару децибел, чем при цифровом. Так вышло из-за разницы параметров захвата и измерения аудиосигнала с RCA-выходов Tascam DA-20 (см. вторую строку таблицы Sampling mode). Фактически, величины шумов во всех ADC- и DAC-режимах находятся на одном уровне стандарта 16 бит. Главное преимущество DAC — в лучшем разделении каналов и сниженном на 30% уровне гармонических искажений. И это логично, если из цепи убирается AD-секция.
В LP-режиме мы имеем почти десятикратный рост искажений. АЧХ обрывается в районе 14 500 Гц, то есть фильтр начинает работать чуть раньше теоретического предела в 16 кГц для режима LP.
Характер АЧХ для режимов 12 бит/32 кГц (черный) и 16 бит/48 кГц (красный)
Из двух штатных предпочтительным показался все-таки режим записи аналога в 48 кГц — чуточку больше гибкости в саунде, чем в 44,1 режиме. Впрочем, возможно, это плацебо. Запись на 32 кГц дискретизации действительно вряд ли пригодится для музыки — сигнал как бы обезвоживается, да и измеренный уровень искажений совсем никуда не годится.
Характер искажений на сигнале 1 кГц для режимов записи 12 бит/32 кГц (черный) и 16 бит/48 кГц (красный)
При этом стоит отметить и довольно заметный уровень джиттера в устройстве на всех режимах — привет от старых чипов из 90-х. Выглядит как настоящая страшилка: причем, если на 44,1 сигнал соответствует точно заданным 11 025 Гц, то на 48 вместо 12 кГц на входе выдает 11 993 Гц. Вероятно, опорный клок ориентируется все-таки на частоту дискретизации именно CD-формата.
Характер джиттера тестового сигнала 12 кГц с параметрами 16 бит/48 кГц
Мы посмотрели на графики страшного джиттера, но можно сказать определенно, что звуковые возможности у Tascam DA-20 весьма приличны. Как у цифрового транспорта, так и на аналоговых выходах. Возможно, изначально позитивную роль в первом впечатлении сыграли DAT-кассеты с классической музыкой в моем распоряжении с давними записями репетиций. Но обычно «свой/чужой» саунд узнается с первых аккордов. Не скрою, мне нравятся компоненты с прозрачным, звонким почерком, и чтобы сама звонкость при этом как бы выстраивалась «в глубину» сцены, а не тупо очерчивала ее края и твитеры АС.
Более тщательная процедура сравнения с выравниванием сигнала по уровню подтвердила изначальные догадки. Переключение селектора вслепую не позволяло с уверенностью определить, где играет референсный RME, а где Tascam. Вот вам и Legato Link, который не ругал только ленивый. Вот вам и четверть века развития цифровых технологий. Разумеется, что все у Tascam идет хорошо до тех пор, пока вы не решите запустить хайрез.
Характер искажений при воспроизведении сигнала 1 кГц с исходными параметрами 24 бит/44,1 кГц, который подвергся транкейту до 16 бит при записи на DAT
Парадокс, но мини-диск-рекордеры при всей своей сокрушительной lossy-конвертации с потерей данных позволяли без транкейта обрабатывать по SPDIF сначала 20-битную, а затем и 24-битную информацию. Да, PCM-сигнал в размерности 24/44,1 или 24/48 тоже можно подать на Tascam DA-20. Частотка, конечно, не обрежется (это же не мини-диск), но кое-что изменится. Сравните картинку выше и ниже — как меняется характер искажений на аналоговом выходе DAT-магнитофона. На родном 16-битном сигнале все будет чистенько, гармоники выстроены лесенкой от второй по классике.
Характер искажений при воспроизведении сигнала 1 кГц с исходными параметрами 16 бит/44,1 при записи на DAT: вот теперь все чисто, как и должно быть
А вот при попытке цифрового трансфера на DAT хайрез-сигнала 24/44 либо 24/48 магнитофон запишет их как умеет, т.е. в 16 бит, отбросив остальные младшие восемь разрядов. И при дальнейшем воспроизведении такого материала на аудиовыходе магнитофона появится куча срача, размазанного по высокочастотному диапазону. Все это последствия транкейта — нарушения сетки вычислений и ошибок квантования. И окажется, что хайрез хуже 16-битного образца.
Так что не верьте самоделам, которые городят свои агрегаты на старых чипах разрядностью 16 бит, утверждая, что на HD-аудио все будет ок. Для подобных винтажных схем в конструкции необходимо либо предусмотреть предварительный дизеринг, либо вовсе отказаться от 24 бит.
DAT: промахнувшийся убийца CD или еще один несправедливо забытый формат
Год назад один из редакторов GT опубликовал интереснейший материал на тему цифровых кассет DCC (Digital compact cassette). Мне тогда показалось, что ранее я видел что-то похожее, поэтому в опросе, который был опубликован в завершение поста, я смело кликнул ответ: «видел». Как выяснилось позднее — ошибался, на самом деле — это были совсем другие носители, которым, собственно, и посвящён этот пост.
Краткая предыстория
Справедливости ради необходимо отметить, что SONY и Philips не были пионерами цифровой записи звука. Первый цифровой магнитофон был разработан в электроакустической лаборатории Японской телерадиовещательной компании NHK в 1967-м году. В качестве носителя использовались катушки с широкой (2,54 см) плёнкой, а в качестве рекордеров/плееров применялись катушечные видеомагнитофоны. Это чудо техники 60-х позволяло получить звук со следующими характеристиками: частотный диапазон: 10 Гц – 15 кГц, чувствительность: 75 Дб, КНИ+шум: 1 %.
Преобразование сигнала осуществлялось с частотой дискретизации 31,5 кГц и 12-ти битным квантованием. Устройство обладало невероятными для того времени характеристиками, но имело массу недостатков, главными из которых были: масса (более 200 кг), просто адские габариты (примерно, как 2 советские радиолы) и астрономическая стоимость, которая сегодня, с учетом инфляции, составила бы около 900 000 долларов.
Необходимость в новом формате
В середине 80-х разработчики хорошо понимали перспективы «цифры» и знали, что аналоговая запись постепенно уходит в прошлое. Пытаясь опередить время, инженеры SONY и PHILIPS поставили себе задачу создать идеальный (для своего времени) аудио формат.
Среди проблем, которые он должен был решить, были следующие:
Проблема: подвижная или статичная магнитная головка
При разработке нового формата исследования, эксперименты велись по двум направлениям, которые касались механизма считывания информации. Первое направление — использование статичной (неподвижной) магнитной головки, казалось более предпочтительным, нежели применение движущейся (вращающейся). Так как вращение головки предполагало более сложную, а соответственно, менее надёжную механику.
Первые тесты, проведенные в 1985 году, показали, что применение статичной головки (S-DAT) снижает поверхностную плотность записи. В результате габариты кассеты становятся больше (86 × 55,5 × 9,5 мм), а время воспроизведения не превышает 90 минут, тогда как R-DAT вариант был меньше (73 мм × 54 мм × 10,5 мм) и при этом позволял записать полноценные два часа.
Первые успехи
Определившись с ротацией магнитной головки и решив ряд других принципиальных проблем, инженеры компаний-партнёров разработали оригинальный лентопротяжный механизм и за два года подготовили новинку к выходу на рынок. Фактически, все поставленные задачи были достигнуты. После завершения работ над проектом носитель DAT представлял собой кассету, которая была в 2 раза меньше стандартной ACC. В корпусе кассеты размещалась 3,81-миллиметровая магнитная лента с металлопорошковым напылением, толщина ленты не превышала 13 мкм.
Первые прототипы DAT-магнитофонов не могли похвастаться компактностью. После нескольких месяцев доработки появился образец, который удовлетворял не только канонам домашнего и студийного аудио, но мог смело называться портативным, так как был не многим больше кассетного плейера Sony Walkman. Позже появилась и соответствующая модель DAT Walkman.
Режимы работы девайса позволяли обеспечить
максимальную частоту дискретизации в 48 кГц (больше чем у CD). Запись проводилась без сжатия с применением 16 bit PCM.
Режимы работы
Понимая, что у разных групп пользователей разные требования к носителю и оборудованию, создатели DAT вложили в формат несколько режимов использования. Например, кодирование/декодирование сигнала могло проводиться со следующими частотами дискретизации: 48/44,1/31 кГц. Кроме того, как и в некоторых аналоговых магнитофонах, существовали разные скоростные режимы.
Наиболее интересным был режим «широкой дорожки», который использовался для студийных методов скоростного копирования. Ширина дорожки на такой записи составляла 20,41 мкм, вместо стандартных 13,591 мкм. Скорость движения ленты при этом типе записи увеличивалась в 1,5 раза и составляла 12,25 мм/сек, вместо 8,16 мм/сек в других режимах.
Кассеты с широкими дорожками выпускались с использованием специального оксидного слоя (FeO3), который лучше подходил для контактного метода. В связи с более высокой скоростью, предел длительности записанного на одну кассету материала серьёзно сокращался и составлял — 80 минут.
Неоправданные ожидания
После запуска в серию первых DAT-магнитофонов и кассет на рынке наблюдался сдержанный ажиотаж. Но, вопреки предположениям исследователей рынка, DAT никто не воспринимал как бытовое оборудование. Многие пользователи того времени еще не успели привыкнуть к компакт-кассетам. Кто-то по старинке использовал винил, CD воспринимался как предел мечтаний и эталон совершенства. И ещё DAT был дорог, не только DAT-магнитофоны, но и сами кассеты (хотя последние были ненамного дешевле CD). Компакт-кассеты в то время оставались самым приемлемым вариантом для широких масс.
Для неискушенных меломанов технические преимущества DAT казались чем-то далёким, и в подавляющем большинстве бесполезным. Дело осложнялось не большим количеством студийных кассет с записями, которые были доступны в этом формате. Дело дошло до того, что блокирование режима записи с частотами 44,1 кГц и выше (придуманное для предотвращения копирования лицензионных CD) оказалось совершенно бесполезной функцией. Пираты в принципе не рассматривали DAT как формат для массового рынка, а потому и не нуждались в ней.
Признание и развитие
По-настоящему преимущества формата оценили студийные профессионалы. Вакуум перехода от аналоговой ленты к мини диску и современным способам записи заполнил DAT. Профессионалам понравилось в формате буквально всё, начиная с возможности записи тайм-кода на специальных служебных дорожках, заканчивая возможностью цифровой записи без потерь с частотой 48 кГц.
Последняя попросту была не доступна почти ни для кого, до появления DAT.
Радовала профессионалов и сравнительная помехозащищенность. Для снижения влияния соседних дорожек использовалась т.н. азимутальная запись. Пакетные и прочие ошибки предотвращались с помощью перемножения, применения двойного кода Рида-Соломона и интерполяции нескорректированных ошибок.
Ограниченное использование DAT-кассеты получили у пионеров цифрового видео. Например, Samsung выпустили экспериментальную камеру c DAT-рекордером. Новшество почти не затронуло аудиофильское сообщество, уставшее от плёнки и имевшее предубеждение по поводу любых кассет. Векторы филофонистов в то время были ориентированы либо строго в сторону CD, либо в сторону архаичного винила.
Одним из оригинальных вариантов развития формата стала разработка SONY c названием Scoopman NT-1. Это был цифровой диктофон, работавший с поистине крохотными для того времени кассетами (размер 30 × 21.5 × 5 мм, ширина ленты 2,5 мм).
Уменьшение размера сказалось на качестве записи. Но, учитывая время создания устройства, его характеристики были практически недостижимы ни для одного из существовавших в то время портативных цифровых диктофонов (если таковые кто-то ещё пускал в серию).
В диктофоне были реализованы: стереозвук, частота выборки 32 КГц (то есть максимальная звуковая частота 16 КГц), разрядность 12 бит. В 1996-м в SONY развили концепцию диктофона и выпустили еще более совершенную модель Scoopman NT-2.
Иными словами, создавали убийцу CD на массовом рынке, а получилась манна небесная для студий звукозаписи и экспериментов в специфических сегментах.
DAT и компьютеры
К 1989-му году в SONY поняли, что на массовый рынок DAT не попадёт и какое-то время будет лидером достаточно узкого сегмента профессионального аудио. Появилась необходимость засунуть этот формат ещё куда-нибудь. И тут DAT заинтересовались в Hewlett-Packard. Дело в том, что информационная ёмкость кассеты R-DAT составляла аж 1,3 Гб (позже — 2 Гб), при этом максимальная скорость передачи данных достигала «молниеносных» 1,55 Мбит/с. Характеристики невиданные для популярных носителей того времени.
Для сравнения, в 1998-м году отец купил мне Wiener PC на базе Pentium MMX 233 МГц с винчестером на 1Гб – даже через 9 лет после появления DDS это было достаточно много.
SONY и HP в срочном порядке разработали новые деки и как бы новый формат DDS, по сути тот же R-DAT, но только в качестве носителя данных. Фактически первыми DDS стримерами стали DAT-магнитофоны с небольшими доработками, которые могли внести даже неопытные радиолюбители. Сам формат DDS ограниченно используется по сей день, получив развитие в следующих поколениях вплоть до DAT 320 (до объемов 160 и 320 GB, соответственно). Раньше, эволюционные формы DDS достаточно долго поддерживались Seagate, и по сей день поддерживается Quantum.
Производство DAT-кассет и дек продлилось сравнительно не долго. В SONY его свернули достаточно быстро, приблизительно через 7 лет после старта. Выпуск был достаточно ограниченным, по сравнению с традиционными CD-проигрывателями и кассетными деками. Ряд других компаний, заинтересовавшихся форматом также не продержались дольше этого срока.
Наиболее живучим DAT оказался в профессиональной аудиозаписи. В связи с возможностью записывать без потерь ряд студий принципиально применяли именно DAT-кассеты, вместо более практичных мини дисков вплоть до начала 2000-х, но даже как формат для профи его сложно назвать действительно популярным. Кроме того, DDS (компьютерный DAT) долго ценился как дорогой, но эффективный носитель, хотя также не получил массового распространения.
Можно ли сказать, что DAT провалился? Как замена CD и компакт-кассет – безусловно. Как один из первых цифровых форматов звукозаписи – нет. История не знает сослагательного наклонения, и мы никогда не узнаем, что было бы, если бы R-DAT заменил CD. Но, факт в том, что этот «серийный» формат был одним из лучших на заре развития цифровой записи звука.
Клуб DAT магнитофонов
Клуб DAT магнитофонов
Несмотря на стремительное развитие цифровой технологии и появление большого числа новых форматов записи звука, DAT-магнитофоны по-прежнему являются наиболее подходящими устройствами для высококачественной стерео записи. Отсюда происходит их широчайшее распространение в студиях для записи окончательной фонограммы. Часто DAT-магнитофоны применяются на концертах, на телевидении и в радиовещании.
Все еще продолжается диспут на тему потери качества звука при цифровом копировании. При нормальных условиях (отсутствии повреждений) цифровая копия идентична оригиналу, а в случае наличия в оригинале ошибок, которые могут быть исправлены системой коррекции, копия может быть и лучше оригинала.
Чем больше вы можете потратить денег, тем лучше будет ваш DAT-магнитофон. Обратите внимание, имеет ли он необходимые вам интерфейсы, может ли работать с требуемыми частотами. Отдельными устройствами являются портативные модели, которые стоит приобретать только в том случае, если вы собираетесь использовать DAT на бегу. Также, если вам нужно синхронизировать DAT с другим оборудованием (например, видео), то необходима модель с тайм-кодом. В противном случае нет никакой необходимости тратить лишние деньги.
Применение четырех моторов позволяет достичь более точного, равномерного натяжения ленты как при записи, так и при воспроизведении, а также понижает износ моторов. Кроме того, при этом обеспечивается более быстрая и плавная перемотка. Таким образом, четырехмоторные магнитофоны характеризуются повышенной надежностью и предпочтительны для профессионального применения.
Наличие четырех головок позволяет производить мониторинг ленты при записи (то есть вы слышите то, что записано) и облегчает безразрывные вставки.
Следует отметить, что существует два несовместимых стандарта для записи с частотой 32 кГц: 16-разрядная запись при нормальной скорости ленты и 12-разрядная при вдвое меньшей скорости. Последний способ называется Long Play и позволяет вдвое увеличить время записи.