A zajcsökkentők vezérlő jelét vagy a bemenetre adott jelből vagy a kompresszor kimeneti jeléből állítják elő. Ennek a jelnek valamelyik jelnagyság paraméteréből képezik a vezérlő jelet. Négy ilyen jellemző van: a csúcstól-csúcsig érték, az abszolút középérték és a négyzetes középérték. Ez utóbbit effektív értéknek is nevezik, az angolok és amerikaiak pedig RMS-nek, mert mindent rövidítenek, ami egy betűnél hosszabb.

A fenti ábra szinuszjel esetén mutatja ezeket a jellemzőket. A csúcstól csúcsig értéket nagyon ritkán használják kompanderek vezérléséhez, annak más műfajokban van jelentősége.

A csúcsérték tényleges nagysága időpontról időpontra a jeltartalomtól függően gyorsan változik, ha ezzel a pillanatértékkel vezérelnénk a kompandert, azt is túl gyorsan rángatná, a lihegés, zajpumpálás erős lenne, arról nem is szólva, hogy a csúcsértéknek semmi köze sincs a hangossághoz. Az abszolút középértéket már inkább használják, ezt pongyolán fogalmazva átlagértéknek is hívják. Holott egy szimmetrikus jelnek, tehát olyan jelnek, amelynek a nullához képest pozitív és negatív tartományban ugyanakkora a nagysága és ugyanolyan az alakja – a magyarázó ábrán látható színuszjel is ilyen –, az átlaga nulla. Az abszolút középértéket furcsán határozták meg, miszerint ez olyan érték, amely megegyezik azzal az egyenáramú áram- vagy feszültségértékkel, amely ugyanannyi idő alatt ugyanannyi töltést szállít. A magyarázó ábrán láthatod, hogy ez a szaggatott zölddel jelzett érték a legkisebb. Ha az ebből képzett jellel vezéreljük a kompandert, felvételkor a hangszalagra kerülő jel is kisebb lesz. A négyzetes középérték az az egyenáram/feszültség érték, amely ugyanakkora ohmos ellenálláson ugyanannyi idő alatt ugyanannyi hőt fejleszt. A magyarázó ábrán ez a szaggatott piros vonal. Azért hívják négyzetes középértéknek, mert szinuszos jel esetén a teljesítmény – így a hővé alakuló teljesítmény is – a feszültség vagy az áram négyzetével arányos: P=I²R vagy P=U²/R. A négyzetes középértéknek legalább halvány köze van a hangossághoz, viszont a kiugró értékektől a négyzetes középértéket használó rendszerek roppant idegesek lesznek, torzítani fognak. Ez a dbx zajcsökkentő rendszerek egyik hibaforrása. A négyzetes középérték számítása általánosabb esetben úgy történik, hogy az egyes összetevőket négyzetre emeljük, e négyzet-értékeket összeadjuk, elosztjuk az összetevők számával, majd az így kapott értékből gyököt vonunk.

Lehetne még cizellálni a dolgot, pl. meghatóan szép matekja van a nemperiodikus függvények négyzetes középérték-számításának, számunkra azonban az a lényeg, hogy elektronikus áramkörökkel kell négyzetre emelni és négyzetgyököt vonni. A kortárs elektronikus négyzetes középérték reagáló szintérzékelők, vagyis az RMS detektorok „normál”, lineáris kimenetűek voltak, és pontosan az RMS definícióját követve épültek fel. A detektor kiszámítja a bemeneti jel négyzetét, egy aluláteresztő szűrővel vagy egy integrátorral időátlagolja a négyzetet, majd kiszámítja ennek az átlagnak a négyzetgyökét, hogy lineáris, nem logaritmikus kimenetet állítson elő. A négyzetek és négyzetgyökök analóg számítását vagy a napjainkban is méregdrága analóg szorzókkal végezték el, vagy egyszerűbb és olcsóbb, a bipoláris tranzisztorra jellemző exponenciális áram-feszültséget alkalmazó, logaritmikus konverterekkel bajlódtak. Az elektronikus RMS detektorok jól működtek a mérőműszerekben, de a mérési tartományuk túl szűk volt a hallható hang hallási tartományához, éppen azért, mert a bemeneti jel négyzetét használták.

A sorozat előző részében már bemutatott feltaláló, Blackmer úgy érvelt, hogy a log-antilog detektor egyszerűsíthető, ha a feldolgozást a logaritmikus tartományba helyezi, elhagyja a bemeneti jelek áramkörök általi négyzetre emelését, és így megtartja a jel jel-zaj viszonyát. (Blackmer és a szakirodalom persze dinamikatartományt említ, de te tudod, hogy az végtelen). A négyzetre emelés és a négyzetgyök vonása a logaritmikus tartományban nagyon olcsó, mivel egyszerű 2-szeres vagy 0,5-szörös-szorzásra egyszerűsödik. Az egyszerű lineáris, (ellenállás-kondenzátor) szűrők azonban hibásan működnek ebben a tartományban, hiszen ezek „nem tudják” a logaritmizálás szabályait, így a kimeneten olyan jelek böffennek ki, amelyeknek közük sincs a bemenetre adotthoz. A helyes időátlagoláshoz addig ismeretlen, nemlineáris szűrőkre volt szükség. Blackmer azt javasolta, hogy a szűrő ellenállását cseréljék ki egy szilícium diódára (diódaként használt tranzisztorra), amely fix árammal van előfeszítve.

A dióda karakterisztikája hőmérsékletfüggő, ezért az eredeti Blackmer RMS detektor szűrőjének töréspontja is változott a melegedés hatására. Később persze továbbfejlesztették a detektort, de igazán hőfokfüggetlenné tenni nem sikerült.

S most következne az a fejtegetés, hogy pontosan hogyan is működik a Blackmer RMS detektor. Amikor az első tesztáramkört megépítették, Blackmer és társai nem számítottak rá, hogy valódi RMS-detektorként fog működni, de működött. Az áramkör teljesen érzéketlen volt a bemeneti jel fáziseltolásaira. Ez azért nagyon lényeges, mert az analóg mágneses hangrögzítők tologatják a fázist rendesen. Mindenesetre, 1971-ben szabadalmaztatta a dbx cég a cuccot, de a vállalatnál sokáig senki sem tudta megmagyarázni, hogy mitől működik. Csak 1993-ban, tehát 22 év múlva sikerült általánosságban leírni az un. log-domain szűrés elvét egy Douglas Frey nevű pacáknak. Ettől a tömény matektól azonban nemcsak téged, hanem önmagamat is megkíméltem. Van viszont valami, ami túlmutat a Blackmer RMS detektor rejtelmein, ez pedig a fejlesztés és gondolkodás módja. A mi európai, leginkább a felvilágosodás óta jellemző lelkünk csak akkor nyugodt, ha valaminek megtaláltuk az okát. Más kultúrákban – és bizonyos szempontból az USA-é is ilyen – tök mindegy, hogy valami mitől működik, a lényeg, hogy működjön. Ez a szemlélet meghatározza a fejlesztés mikéntjét is. Neve is van ennek a módszernek: próba és hiba. Tehát valamilyen elképzelés alapján kísérletezgetnek, és vagy eljutnak a teljes sikerig, vagy ha már kielégítőnek tartják az eredményt, a tökéleteshez képest elég kicsi a hiba, abbahagyják. Mint mindennek, ennek is van elmélete, amit Conwy Lloyd Morgan híres etológusnak tulajdonítanak.

Hogy azért ne legyen hiányérzeted matekból, az eredeti Blackmer RMS detektor nem volt elég gyors. A detektor sebességével kapcsolatos probléma megoldására Blackmer egy fázisosztót használt, amely két, 90°-kal eltolt jelet ("szinusz" és "koszinusz") alkotott. E jeleket két egyenirányítóba táplálták. Az egyenirányított feszültségek logaritmikusak voltak, majd ezeket egy közös simító kondenzátoron összegezték. A Blackmer detektor ebben a logaritmikus „térben” alkalmazta azt a trigonometrikus azonosságot, amit jó régen tanultál a nevezetes szögfüggvény összefüggések között: sinα²+cos α²=1, ahol α a bemeneti jel fázisát jelöli. Megnyugodtál? A feltaláló ötlete szerint a detektor kimenetén a feszültség csak a bemeneti jel burkológörbéjének logaritmusát tartalmazta, megtisztítva a harmonikus összetevőktől, ami lehetővé tette a detektor válaszsebességének növelését anélkül, hogy ezzel egyidejűleg növekedett volna a torzítás a mély hangok tartományában. A fázisosztó azonban saját késleltetést vitt be a feldolgozott jelbe, ami nem függött a simító kapacitás töltési sebességétől, és amely a gyorsan növekvő jelek feldolgozása során jellegzetes tüskéket generált. A Blackmer RMS detektor az első reklámok szerint kiküszöböli a szalagtelítettség okozta problémákat. Ez azonban annyira nem igaz, hogy a dbx zajcsökkentők használati utasításában szerepelt, ajánlatos legfeljebb a névleges szintig vezérelni – ténylegesen alulvezérelni – a felvételt.

A dbx zajcsökkentő a teljes hangfrekvenciás sávban sávrészekre való osztás nélkül, felvételkor 2:1 arányban tömöríti, lejátszáskor 1:2 arányban széthúzza a jelet. Az ilyen karakterisztikát decilineárisnak nevezik, a tudományosság kedvéért.

Az ábrán a függőlegesen A-val jelölt tartomány egy átlagos szomorúzenei előadásból származó jelnek a jel-zaj viszonya. A B jelű tartomány a dbx-szel kompresszált érték. A C jelű a dekódolt tartomány, a szalagzaj jóval alatta van. A D jelű 100 dB átfogást mutat, csak van egy kis gond, amit már többször említettem, vagyis az, hogy a szalagtelítettség fölött a dbx összeomlik. A dbx pontosabban, az eredeti dbx, vagyis a dbx I. zajcsökkentése elvileg 30 dB, de a túlvezérlés elkerülése érdekében átlagosan nem haladja meg a 20 dB-t.

A dbx zajcsökkentő elvi rendszertechnikája jóval bonyolultabb, mint gondolnád. A dbx I. és a dbx II. felépítése azonos, de az egységek paraméterei eltérőek. Az ábrán a dbx II.néhány jellemzőjét is láthatod.

A kompresszor és az expander egy kivétellel azonos jellegű egységekből épül föl, de van itt szűrő dögivel. A frekvenciamenet szempontjából fontos pontokat piros nagy betű jelöli. Az egyes betűkhöz tartozó magyarázat előtt tekintsd meg a dbx I., majd a dbx II. frekvenciamenet grafikonjait!

A dbx II. egyes grafikonjain szaggatott vonalakat is láthatsz, de ezekkel ne törődj. Ugyanis e frekvenciamenetek a dbx legnagyobb bukásához, az analóg hanglemezekhez kitalált zajcsökkentőhöz tartoznak.

A kompresszor a dbx I-ben alulvágó, a dbx II-ben sáváteresztő szűrővel (piros A) kezdődik. Ennek az a feladata, hogy azokat a jeleket, amelyeket nem kéne rögzíteni, levágja. A dbx II-ben a -3 dB-s sávhatár 27 Hz, illetve  - 20 kHz. Ez ahhoz lépest, hogy Blackmer szerint legalább 200 kHz-es sávszélesség kéne (lásd a sorozat előző részét), igen nagy tökön lövés, de teljesen érthető, hiszen olcsóvá kellett tenni a berendezést.

A kompresszor következő egysége (piros B) kiemeli a magas hangokat. Ez látszólag ellentmond annak az elvnek, hogy a dbx zajcsökkentő a teljes frekvenciatartományban lineáris, viszont az első kísérletekből az derült ki, hogy a mély tartományban a magas hangú előkiemelés (majd expandáláskor utóelnyomás) nélkül a zajcsökkentő erősen pumpál. A dbx ilyen módon próbálta csökkenteni a pumpálást (zajmodulációt) azon az áron, hogy a kivezérelhetőség látszólag tovább romlott, hiszen a szalag telítődése éppen a nagyobb frekvenciákon hamarabb kezdődik.

A piros C-vel jelölt egységből a vezérlő ágban mindkét fajta zajcsökkentőben kettő is van; mind a kompresszor, mind az expander szintérzékelője, RMS detektora előtt. Ezzel a 27 Hz-10 kHz között áteresztő szűrővel a detektorra érkező zavaró jeleket vágják le. S itt megint érdemes észrevenni, mennyire irtózik a dbx a magas hangoktól: a zajcsökkentést részben rábízza a kütyü az előkiemelő/utóelnyomó szűrőkre.

Két-két darab van a vezérlő ágban a piros D-vel jelölt előkiemelő egységből is, elsősorban annak érdekében, hogy a magas hangok ne vezéreljék telítésbe a szalagot. Becsapja a kompresszort és az expandert, mert több magasat hitet el velük, mint amennyi van. Tehát míg a jel útjában levő előkiemelő szűrő megemeli a magas hangok szintjét, a vezérlő ágban levő csökkenti azokat. Ez ügyes, mert a pumpálás csökkentéséhez kell a kompresszor jelútjában az előkiemelés, az expanderben az utóelnyomás, mégsem megy telítésbe a szalag.

A piros E pont a kompresszor kimenete, itt a felvételi oldal eredő frekvenciamenetét láthatod, névleges bemenő szintű szinuszjellel mérve. S itt derül ki a dbx zajcsökkentő újabb trükkje is, nevezetesen az, hogy a vezérlő jel nem a bemeneti, hanem a már kompresszált jelből képződik. Ennek az az előnye, hogy a vezérlő jelútban kisebb átfogású áramköröket lehet használni. 

A piros F a lejátszó oldali expander utóelnyomó egysége. A frekvenciamenete a kompresszor előkiemelőjének az ellentéte.

A piros G pont nem az a G-pont, ami állítólag nem is létezik, viszont szintén állítólag a férfiaknak is van. Ezen a G ponton az expander rész frekvenciamenete vizsgálható.

A grafikonokat tartalmazó ábrákon van egy-egy H jelű diagram is. A dbx I. esetében lényegében lapos, a dbx II-é viszont elég szégyen. Érdemes kinagyítva is megnézned.

A dbx zajcsökkentőt, amit csak a dbx II. megszületése után neveztek el dbx I-nek, professzionáliis, stúdiómagnókhoz ajánlották. Az átviteli sávra vonatkozó szigorú követelmények szerint a magnó -3 dB-s pontjainak 30 Hz-en, illetve 15 kHz-en kell lenniük, persze, ennél jobb értékek is lehetnek. Ezt azonban még a legjobb stúdiómagnók sem mindig tudják a névleges szinten. 76 cm/s-on talán, de ott meg nem használnak zajcsökkentőket. A magnó jel-zaj viszonyára vonatkozó minimális követelmény 60 dB. A dbx II. tekintetében a minimális követelményeken jócskán lazítottak.

A dbx cégnek – ellentétben a Dolbyval - nem kellett megküzdenie a zajcsökkentőkkel szembeni bizalmatlansággal. Az első dbx professzionális zajcsökkentő a dbx 160 volt, 1976-tól kezdve gyártották.

A dbx I. zajcsökkentők minősége az évek során sokat javult, de már az első néhány típussal is 1976 őszére is 17 ezer egységet sikerült a cégnek értékesítenie, míg a Dolbynak 20 ezret. Az évtized végére azonban a Blackmer cége kikapott a Dolbytól a piac felső részén. A nagy amerikai stúdiók körében 1980 novemberében közzétett felmérés kimutatta, hogy dbx-zajcsökkentőt a felvételek mindössze 3%-ában használtak. Európában szinte semennyit sem adtak el. A szomorúzenei és jazz felvételekre szakosodott hangmérnökök ejtették a dbx-et, mert azt impulzusszerű jelekre a dbx nagy torzítással reagált.

A dbx I. sokkal jobban teljesített a kis és közepes méretű stúdiók piacán. A dbx I. kevesebbe került, mint a Dolby A, és bár jóval nagyobb torzítás mellett, de a zajcsökkentés mértéke nagyobb volt. A dbx eladta a licencet a Fostexnek, az Otarinak és a Teac/Tascamnak.

A dbx II. korai verziói terjedelmesek voltak, ezért rendesen volt súlyuk és nehezen voltak beállíthatók. Például az 1981-től gyártott, dbx II. és Dolby B zajcsökkentőt is tartalmazó Technics RS M270X-ben a japán Rohm Semiconductor által tervezett és gyártott mikroáramkörön kívül tíz műveleti erősítő és 42 tranzisztor foglalt helyet a dbx kártyán. E nyomtatott áramkörös panel nagyobb volt, mint a magnó alaplapja, amin a törlő és előmágnesező oszcillátor, a felvevő- és lejátszó erősítő és a futóművet, valamint az elektronikus egységeket vezérlő áramkörök voltak.

1982-ben jelent meg TEAC Z-7000 típusú, csúcskategóriás magnó, amelyben a NEC Corporation által gyártott cél-IC-kkel, a μPC1252H2 és a μPC1253H2 típusokkal valósították meg a Blackmer cella és a a Blackmer RMS detektor funkcióit. A NEC fejlesztői szerint a Blackmer cella általuk készített változatának THD-ja 0,007% volt, 94 dBV (20 μV) nyugalmi zajszint mellett , a zajcsökkentő jel-zaj viszonya pedig meghaladta a 100 decibelt. Független (?) szakértők szerint a tényleges szalagzajcsökkentés 28 dB (88 dB jel-zaj viszony) volt. Egyébként ebben a készülékben is van Dolby B.

S ha már a Teac/Tascam cégnél tartunk, dbx II-t építettek a TASCAM 244 Portastudioba is. Az ebben található kazettás magnó futóművének szalagtovábbítási sebessége 9,5 cm/s volt, és a négy sávra egymástól függetlenül négy önálló felvétel volt készíthető.

A következő felvételek ezzel a cuccal készültek.

A legelterjedtebb, legegyszerűbb és legolcsóbb megoldás a Panasonic Semiconductor AN6291 jelű IC-je volt, amellyel 1982 nyarán jelentek meg a piacon.

Blackmer ötlete szerint az új mikroáramkör, amely két áramköri egyszerűsített zajcsökkentő csatornát tartalmazott, mind a 3V-os tápfeszültségű zseblejátszókban, mind a közepes minőségű kazettás deckekben megfelel a kívánalmaknak. Az univerzalizálás nem tett jót a hangminőségnek: amikor a tápfeszültség 1,8 V-ra csökken, a tervező a névleges jelszintet 20 mV-ra korlátozta. Ezért az alacsony belső zajszint (3-6 μV) ellenére a belső jel-zaj viszony az AN6291 kimenetein csak 70-76 dB volt. Blackmer nem javasolta az AN6291 használatát igazán jó minőségű berendezésekben.

A dbx zajcsökkentők igazi hátránya ugyanakkor nem a hangminőség. Ha egy dbx zajcsökkentővel készült felvételt dbx nélkül játszunk le, piszkosul nagy lesz a torzítás, míg egy Dolby B-vel készült felvétel elviselhető, ha Dolby B nélkül hallgatjuk meg. A dbx I. nem kompatibilis a dbx II-vel, ami furcsa módon nagyobb gond volt, mint az, hogy pl. a Dolby SR nem kompatibilis a Dolby C-vel. Ami a professzionális technikában súlyos hiba, hogy ha a dbx I-et ráengedik SMPTE időkódos felvételre (lásd a sorozat 261. részét), akkor a kódot úgy eltorzítja, hogy a hang-kép szinkron szétesik. Ha egy dbx-szel készült régi felvételt le akarunk játszani, a szalag öregedése miatti magashang csökkenés és a sok jelkimaradás torz eredményt fogunk kapni. Ez azonban minden analóg zajcsökkentővel probléma. A dbx zajcsökkentők előnye viszont, hogy – legalábbis elvileg – nem kell az egyes eszközöket összeszintezni, noha ha túl kicsi a jelszint, a zajpumpálás hallatszik.

Ha ki akarod próbálni, mit tud a dbx I, viszonylag olcsón, kb. 15 euróért letölthetsz egy önálló, tehát nem bővítményként futó programot Almára vagy Windowsra.

https://apps.apple.com/us/app/dxi-codec-for-dbx-i-disc/id1492391839?ls=1&mt=12

https://apps.microsoft.com/store/detail/dxi-codec/9PLDQ78BN3D8?hl=de-at&gl=at

A szoftver beállítható négy szalagsebességhez (9,5 cm/s, 19 cm/s, 38 cm/s és 76 cm/s) tartozó IEC1 (CCIR) és IEC2 (NAB) korrekciókhoz, és a beállításokat át tudja váltani bármelyikről bármelyikre.

Az esetleges túlvezérlés vagy alulvezérlés megakadályozását nagy méretű műszer segíti, amelyen egyrészt a bemeneti jelszint, másrészt a tömörített, kompresszált jel szintje látható. Mivel az átalakítás végeredménye digitális fájl, a kompresszált jel szintjét dBFS-ben (lásd a sorozat 90. részét). mutatja a műszer. Ha túl kicsi vagy túl nagy a bemenőjel, a baloldali függőleges csúszkával lehet a mértékét változtatni. A néhány évvel ezelőtt készített program kihasználja a digitális rendszer olyan előnyeit, mint a nagyon kicsi hozzáadott zaj, a matematikai pontosság, és a karbantartásmentesség. A szoftver azonban nem az eredeti analóg dbx I. rendszer frissítéseként, javításaként készült, hanem az volt a cél, hogy minél közelebb álljon az eredetihez. A digitális „motort” a dbx I. analóg rendszer szerkezeti felépítésének, topológiájának a teljes tiszteletben tartásával tervezték, ugyanazzal a 2:1-es előkiemeléssel és ugyanazzal az 1:2-es utóelnyomással, amelyeket a valódi RMS detektor vezérel. A programozó még csak meg sem kísérelte "megjavítani" a zajcsökkentő olyan mellékhatásait, mint a pumpálás vagy a - különben sosem publikált - intermodulációs torzítás. A szoftver különösen alkalmas lehet digitális archiválásra anélkül, hogy az eredeti vasat be kéne szerezni.

A dbx II-nek is létezik számítógépes utánzata Almára és Windowsra; ezek egy euróval többe kerülnek.

https://apps.apple.com/us/app/dxii-codec-for-dbx-ii-disc/id1467699660?ls=1&mt=12

https://apps.microsoft.com/store/detail/dxii-codec/9NW298F0WK9K?hl=de-at&gl=at

A digitális változatban mindkét kazettás IEC korrekció (70 μs és 120 μs) szerint tud fölvenni és lejátszani, ezek válthatók is egymással.

Némileg Lehet kompenzálni vele a nem merőlegés résből adódó magashang veszteséget és fázishibát, a résveszteséget és a szalag öregedéséből származó szintvsökkenést és átviteli egyenetlenséget. Ezek az egységek akkor is működtethetők, ha a dbx II zajcsökkentőt nem is használjuk.