Cs. Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 352. Fékezett habzású zajcsökkentők - negyedik flakon

A tömegelektronika akár még a legnagyszerűbb elképzelést, találmányt, eljárást is képes lebutítani annyíra, hogy még éppen használható legyen, de a lehető legolcsóbb.

Az első példa erre a műsorszóró rádiózás volt. A detektoros vevőkészülék lelke, a tűs kristálydetektor, sokkal megbízhatatlanabb volt, mint az akkor már létező dióda elektroncső, de lényegesen kevesebbe került, és a működtetéséhez fűtő- és anódtelep se kellett. Ugye, ismered a cirill betűket?

 fhn02

Mégse becsüld le a műsorszóró rádiózás úttörőit! Ugyanis rájöttek arra, hogy e kommunikációs forma akkor fog elterjedni, ha a vevőkészülékek egyszerűek és olcsók, mert abból sok-sok példányra van szükség, az adóállomások viszont lehetnek drágábbak és bonyolultabbak, mert kevés kell belőlük. Ezért választották az amplitúdómodulációt (AM), ami a mai napig nem tűnt el teljesen.

De mire jött rá Ray Dolby és a Dolby Laboratories? Arra, hogy a magnókazettából és a kazettás magnóból többet akarnak kihozni – és többet is lehet –, mint amire eredetileg szánták. A hordozható kazettás magnók hangminősége olyan gyönge volt, hogy a műélvezetet nem zavarta a zaj, pontosabban, a zaj sem zavarta. Ám ahogy egy ilyen magnó feszültségkimenetét – ha egyáltalán volt neki ilyen – akár csupán egy átlagos rádiókészülék bejáratára csatlakoztatták, kiderült az ármány. Amikor pedig megjelentek az első, végerősítő nélküli deckek, kellett lépni valamit.

 fhn03

A fenti képen látható, 1966-ban bemutatott Philips EL 3312-t tekintik az első sztereó kazettás decknek. Az átviteli sávja 60 Hz- 10 kHz volt 6 dB-en belül, -20 dB-s szinten mérve. A jel-zaj viszonya súlyozottan csupán 45 dB, vagyis alig 200-szoros volt, a korabeli „Hi-Fi” újságok mégis remeknek találták. A magnónak létezett 2*2 wattos végerősítővel egybeépített változata is, EL 3312A típusjelzéssel (lásd még: BRG MK 43A).

A Dolby B zajcsökkentőt 1968-ban mutatták be. Valójában nem Ray Dolby, hanem Henry Kloss dolgozta ki; őt egyébként a gépi hangkultúra egyik élharcos feltalálójaként és vállalkozójaként jegyzi a történelem.

 fhn04

Az általa fejlesztett első kereskedelmi forgalomba került készülék, amelybe Dolby B-t építettek, még nem kazettás magnó volt, hanem orsós.

 fhn05

A videóban másik változata látható.

Kloss 1967-ben Advent néven céget alapított; e vállalkozás főként televíziós kivetítőket gyártott, de mintegy melléktermékként született meg egy önálló, csak lejátszásra alkalmas Dolby B egység. Érdekessége, hogy már CrO2 korrekció is volt benne.

 fhn06

Az Advent 100A-val már felvételt is lehetett készíteni. Akadnak, akik ennek a kütyünek a restaurálásával vagy turbózásával foglalkoznak.

A legenda szerint az első Dolby B-s kazettás magnó az Advent 201 volt. 1971-től 1976-ig gyártották.

 fhn07

Ez a már fél évszázaddal ezelőtt is rondának számító készülék nagyon bírta a kiképzést, volt még benne anyag. Viszont csak egyetlen vezérlésmérő műszere volt, kapcsolgatni kellett a két csatorna között. Az előmágnesező és törlő frekvencia meglepően magas: 110 kHz. A frekvenciamenet ± 2dB-n belül 35 - 14 000 Hz (Fe2O3 szalaggal), 35 - 15 000 Hz (CrO2 szalaggal); természetesen -20 dB-n mérve. A jel-zaj viszony (valószínűleg „A” szűrővel) kikapcsolt Dolby B-vel 48 dB (Fe2O3), illetve 54 dB (CrO2). Bekapcsolt Dolby B-vel a jel-zaj viszony javulás 600 Hz-en 3 dB, 1,2 kHz-en 6 dB, 2,4 kHz-en 9 dB, 4 kHz-től 10 dB.

A 201A változatba kopásálló fejeket szereltek.

 fhn08

Azóta sok millió kazettás magnóba építettek Dolby B áramkört. Ennek nemcsak az az oka, hogy a Dolby B az egyik legjobb kommersz analóg zajcsökkentő volt, hanem az is, hogy a műsoros kazetták készítésének egyik „szabványa” lett. S itt módosítanom kell egy korábbi megállapításomat (lásd a sorozat 332. részét). Mocsáry Gábor, a Magyar Hanglemezgyártó Vállalat hangmérnöke szerint ugyanis a műsoros kazetták gyártása során a Dolby B-hez igazították a mesterszalagokat a szomorúzenei és egyes esetekben a könnyűzenei felvételek esetében.

A Dolby B alapelve nem tér el a Dolby A-étól, de sok részletben van különbség; bizonyos szempontból a Dolby B fejlettebb, mint a Dolby A. Felvételkor most is hozzáadunk valamit az eredeti jelhez, amit lejátszáskor kivonunk belőle.

 fhn09

Ha feltételezzük, hogy kivonáskor ugyanazt csináljuk, mint összeadáskor, akkor a kivonáshoz ugyanazokat az áramköröket használhatjuk, mint amit az összeadáskor használtunk. Ezt mutatja a fenti két ábra. A kivonás nem más, mint negatív összeadás – matek alapműveletek: 5-3 = 5+(-3). Az elektronikában egy jel negatív változatát fázisfordítással kapjuk meg.

 fhn10

Ha tehát ügyesen berakunk egy fázisfordítót, a Dolby B váltása a felvétel és a lejátszás – a kódolás és dekódolás – között egyetlen kapcsolóval megoldható, és ugyanazt az áramkört használtuk. Ha egyidejűleg akarunk kódolni és dekódolni (pl. háromfejes magnóval felvenni és a felvételt ellenőrzés céljából lejátszani), természetesen két áramkör kell, de a két áramkör némi módosítással ugyanolyan lehet, ami a sorozatgyártás szempontjából nem megvetendő.

A Dolby B fejlesztésekor abból a hangzatos alapelvből indultak ki, hogy „Ami nem romlott el, azt ne javítsd meg!”. Mivel a hangos, széles spektrumú hangok elfedik a zajt, ezekhez nem kell hozzányúlni. Ha ugyanis ezeknek a szintjét is növelnék, a szalag telítődése miatt megnőne a torzítás (lásd a mágnesezési görbét a sorozat 333. részében). A túlvezérléstől való félelem – a szűrő berezgései (lásd a sorozat 64. részét) – miatt az un. Dolby-szint nem is a magnó üzemi szintje, hanem annál alacsonyabb.

 fhn11

A kazettás magnók szalagzajának spektruma kb. olyan, mint ami az alábbi ábrán látható, tehát a fő gondot a szaporább rezgések okozzák.

 fhn12

Rögtön hozzáteszem, hogy az egészen magas tartományban is van sziszegés, de a korabeli kazettás magnók ilyen frekvenciákat nem vittek át. A Dolby B optimalizálása eredetileg szélesebb résű fejekhez készült, és 4,76 cm/s szalagsebességhez. Ezért noha említettem, hogy a legelső Dolby B-s magnó orsós volt, a nem kazettás magnókhoz tök felesleges volt a használata; a Revox A77 egyes változataiba is inkább azért építettek Dolby B egységet is, hogy az erre áhítozók megkapják, amit óhajtottak.

Ami a kisebb szintű, tehát halkabb, és a hangosabb jelek által nem elfedett jeleket illeti, minél halkabb a jel, a Dolby B felvételi része annál nagyobbat erősít. Az erősítés nem vonatkozik a 100 Hz-nél kisebb frekvenciájú tartományra, ezt a Dolby B békén hagyja, és legalább a mély hangok világában nincs pumpálás, modulációs zaj.

 fhn13

Ilyesmivel más zajcsökkentők is szórakoztak, a Dolby B kódoló azonban frekvenciafüggően viselkedik. Ha nincs elfedve, és minél kisebb a jel amplitúdója, annál kisebb frekvencián kezd tömöríteni. Ez igazi újdonság volt, tehát a felüláteresztő feszültségvezérelt szűrő (VCF) töréspontja nem fix érték, hanem jelnagyságtól függően csúszkál.

 fhn131

A csúszófrekvenciás szűrők a későbbi változatokban (C, SR, S) is szerepeltek. Noha látszólag sikerült megoldani, hogy ne kelljen több szűrőt használni, a Dolby B bizony, nemcsak belemart a műsortartalomba, hanem oldalsávokat is termelt. Sehol nem láttam, hogy az intermodulációs torzítási (lásd ismét a sorozat 64. részét) értékeket bármelyik magnónál megadtak volna bekapcsolt és kikapcsolt Dolby B-vel. Amit viszont megadtak, az a zajcsökkentés mértéke. Sőt, a Nakamichi még egy mérést is közölt, és valószínűleg nem kozmetikázta az eredményt.

 fhn14

A mérést Nakamichi SX-60 kazettával végezték, 70 μs-os korrekcióval, és az 580M típusjelű magnóval. Az M azt jelöli, hogy ezzel a típusváltozattal tisztafém kazettára is lehet felvételt készíteni. Ez a maga idejében nagyon tisztességes, de csak kétfejes magnó volt, tehát külön felvevő- és lejátszófej helyett egyetlen kombináltfeje volt.

 fhn15

Egy fontos információ azonban hiányzik a frekvenciamenet/zaj diagramról. Nézd csak meg a magnó erősítő részének tömbvázlatát!

 fhn16

A pirossal keretezett rész a be- és kikapcsolható MPX Filter néven szerepel. A sztereó rádiók feszültségkimenetén ugyanis gyakran megjelent egy 19 kHz-es szinuszjel. E jelet kisugározzák az analóg sztereó rádióállomások, enélkül monó az adás és a vétel. A magnófelvételhez azonban nincs rá szükség, sőt, a magas hangokra érzékeny Dolby B-t jól megzavarja. De nemcsak a Dolbyt, rossz esetben keveredik a törlő- és előmágnesező jellel, és a legkülönfélébb frekvenciájú zavaró jeleket produkál különbségi intermodulációs torzítás eredményeként. Az MPX Filter (multiplex szűrő) egy lyukszűrő (lásd a sorozat 63. részét), ami alaposan, 30-40 dB-vel csökkenti a 19 kHz-es jel nagyságát.

 fhn17

A multiplex vagy pilotjel szűrő bekapcsolása persze szintén jó alaposan belerondít a tartalomba. Nemcsak a frekvenciaátvitelt rontja el, hanem követhetetlen fázistorzításokat okoz.

 fhn18

Amikor a Dolby B megjelent, még alig terjedtek el az analóg integrált áramkörök. Dolby B kódert és dekódert különleges alkatrészek nélkül is lehet hát építeni. Az egyik legalaposabb leírás a Wireless World folyóirat 1975. májusi számában kezdődik, és még két hónapon keresztül folytatódik. A netről pdf formában tölthető le a kép utáni linkről.

 fhn19

https://www.keith-snook.info/wireless-world-magazine/Wireless-World-1975/Wireless%20World%20Dolby%20noise%20reducer.pdf

E készüléknek nemcsak az az érdekessége, hogy minden alkatrésze vagy ahhoz hasonló most is kapható, nem is csak az, hogy a Dolby Laboratories munkatársai részt vettek a fejlesztésében, hanem az, hogy a Stereo Lab nevű cég elkészítette a szoftveres változatot. A program csak Almán fut, ezért nem tudtam kipróbálni. De hátha neked sikerül; a demó és a fizetős (Tonmeister és Audiophile csomag) változat a kép utáni linkről tölthető le. 

 fhn20

http://pspatialaudio.com/download.htm

A tömeges gyártói igények kielégítése érdekében Dolby B integrált áramkörök születtek. A nagy cégek saját márkanéven készítettek valamelyik félvezető üzemmel IC-ket, de léteztek önálló típusok is.. Jelenleg is kapható például a National Semiconductor LM 1131 CN típusa, kb. 5 euróért vagy a Hitachi HA 12047 szintén kb. 5 euróért.

 fhn21

A Dolby Laboratories semmilyen Dolby B áramkört nem gyártott, de bármiféle felhasználásért licencdíjat kért. Emiatt néhány (?) cég igyekezett megkerülni a Dolby szabadalmakat. Közéjük tartozott a JVC. Ez a japán vállalat szinte mindent gyártott, ami az un. szórakoztató elektronikába belefér, de szinte semmiből nem készített igazán jót. A kivételek közé tartozik a CD-4 kvadró hanglemez rendszer. Erről a csodáról lesz még szó, most csak annyit, hogy e rendszer része az ANRS (automatikus zajcsökkentő). Az ANRS fejlesztése kb. akkor kezdődhetett, amikor a Dolby rendszereké. Az első önálló ANRS kóder-dekóder 1971-ben jelent meg.

 fhn22

A Dolby B és az ANRS között az egyik fő különbség az, hogy az ANRS szűrőjének törésponti frekvenciája nem csúszkál. A másik, hogy a tömörítés és expandálás közvetlenül a jelútban zajlik, nincs melléklánc, ennek következtében a valóságban tökéletlen összeadásból és kivonásból származó fázishibák nem rontják a hangképet. Az ANRS kazettás magnókba került változata egyetlen cél-integrált áramkör. A JVC igen hamar beadta a derekát. Először még kifejlesztette a Super ANRS-t, ami kicsit másképp szabályozza a tömörítést, de ez se lett sokkal jobb. Az alábbi két ábra az ANRS (folyamatos vonalak) és a Super ANRS (szaggatott vonalak) jellegzetességeit mutatja.

 fhn23

A JVC egy idő után választhatóvá tette a Dolby B, C és az ANRS-Super ANRS zajcsökkentőt egy kapcsolóval, majd végképp föladta a harcot.

Még ennél is furcsább a néhai NDK-beli RFT Sonnebergben, 1980-tól gyártott SK 900 típusjelzésű magnója.

 fhn24

A jellegzetes NDK formatervezésű cuccba a BRG legjobb, un. SM II. futóművét szerelték, ezt a mechanikát szállították Svédországba is annak idején. A fejek azonban nem BRG, hanem RFT gyártmányúak voltak. Az SK 900 a megjelenésekor 1 880 NDK márkába került, ami elég sok zsé volt, mondjuk, ennyiből már tekintélyes Piko terepasztalt lehetett építeni, sok vonattal. A szerkezetből nem sajnálták a tranzisztorokat: 80 db volt benne. A fenti fotón alul van egy gomb RMS felirattal. Az RMS a Rauschminderungssystem (zajcsökkentő rendszer) rövidítése, amiről az egykori ismertetők azt állították, hogy Dolby B kompatibilis. Nem az, noha az alapelv hasonló. A zaj csak kb. 6 dB-vel csökken a használata során.

Kétmotoros futóműve volt az SK 3900-nak, amely ugyanezt a – na, olvasd el ismét! – Rauschminderungssystem áramkörtt tartalmazta.

 fhn25

A lényegesen korszerűbb magnó még olcsóbb is volt, „csak” 1 680 NDK márkába került 1984-ben. A többi 3900-as komponenssel együtt Hi-Fi tornyot lehetett belőle építeni.