2. A DAT (Digital Audio Tape)
rendszer
2.1.
Bevezetés
A hagyományos, analóg mágnesszalagos hangrögzítés
a CD rendszerű digitális rendszerhez képest sokkal rosszabb hangminőséget
produkál. Emiatt került sor egy digitális hangrögzítési eljárást alkalmazó,
mágnesszalagos rendszer kifejlesztésére. Az 1983 nyarán megrendezett Nemzetközi
DAT Konferencia célja egy egységes szabvány létrehozása volt a digitális
mágnesszalagos hangrögzítésre.
Két rendszer létezik: az S-Dat (Still head) és
az R-DAT (Rotary head). Az előző a hagyományos audio magnókhoz hasonlóan álló
fejjel, hosszanti irányú sávokba rögzített audio jelet használ. A második forgó
fejjel rendelkezik és a hanganyagot ferde sávokban rögzítik a szalagra -
hasonlóan a video magnókhoz. Az R-DAT rendszer bizonyult jobbnak és 1987-ben a
nyilvánosság előtt bemutatták az első példányt.
2.2. Az
R-DAT rendszer jellemzői
2.2.1. Általános
jellemzés
A digitális jelek mágnesszalagos rögzítésekor
ugyanazok a fizikai törvényszerűségek érvényesek, mint analóg rögzítés esetén,
azzal a különbséggel, hogy a PCM jel sávszélesség igénye 40 - 100-szorosa az
analóg jelének. Ezt a megnövekedett sávszélesség igényt csak a szalagsebesség
növelésével lehet biztosítani, ami viszont drasztikusan csökkenti a műsoridőt.
Emiatt a video technikában már elterjedt forgó fejdobos, ferde sávos
jelrögzítési technikát alkalmazzák.
Jellemzők:
- a hagyományosnál kisebb kazetta méret
- 2-4 órás lejátszási idő
- gyorskeresési- és program funkció
- különleges funkciók
- analóg- és digitális be- és kimenetek.
A használt PCM formátumok:
- 48 kHz -es, 16 bites minták (lineáris
kvantálás)
- 44,1 kHz -es, 16 bites minták (lineáris
kvantálás)
- 32 kHz -es, 12 bites minták (nemlineáris
kvantálás), vagy 16 bites (lineáris kvantálás).
Jogvédelmi okok miatt a kommersz készülékekből
kihagyták a 44,1 kHz -es mintavételi frekvenciával történő felvétel készítés
lehetőségét és egy speciális másolásvédelmi kódolást alkalmaznak
(SCMS).(Természetesen léteznek stúdió célokra készült DAT magnetofonok, amelyek
támogatják a 44,1 kHz -es mintavételezést is).
A DAT magnetofonok mechanikájának vezérléséről
szervo áramkörök gondoskodnak.
2.2.2. Az R-DAT kazetta jellemzői
Az R-DAT kazetta kialakítása az 20. ábrán
látható. Hasonlít a 8 mm -es videokazettára, de méretei eltérőek: 73 x 54 x 10,5
mm (hossz, szélesség, vastagság). Az alsó oldalon három azonosítási furat
található a szalagfajta jelölésére és a felvétel védelmére. A szalagot a kazetta
elején elhelyezett fedél védi az érintéstől és a portól. A szalag elejét és
végét egy LED -ből és fototranzisztorból álló áramkör figyeli a kazettában
elhelyezett plexi prizmák segítségével, amelyek a LED fényét a fototranzisztorra
vetik.
A 20. ábrán látható jelölések:
1. érzékelő nyílások a szalagfajta és a
sávszélesség felismerésére
2. illesztő furatok
3. érzékelő nyílás a törlés letiltására
4. érzékelő nyílás a gyári műsoros kazetták
felismerésére
5., 7. vezető horony rögzítő pöcökkel
6. tolótető a szalagorsó-agyak védelmére
8. billenő porvédő
2. táblázat: az érzékelő nyilások értelmezése (1 = nyitott, 0 =
zárt).
Érzékelő |
1 |
2 |
3 |
|
|
0 |
0 |
0 |
13 mikrom-es szalagvastagság |
|
0 |
1 |
0 |
13 mikrom-es szalagvastagság |
|
0 |
0 |
1 |
13 mikrom-es szalagvastagság, megnövelt
sávszélesség |
|
0 |
1 |
1 |
13 mikrom-es szalagvastagság, megnövelt
sávszélesség |
|
1 |
x |
x |
Foglalt, jelenleg nem
definiált |
2.2.3. A mágnesszalag
Az adatsűrűség 94 kbit/mm, ezen kívül a szalagnak
a nagy mechanikai igénybevételt is állnia kell, mert gyors kereséskor 200-szoros
sebességgel halad el a fej előtt. Emiatt csak megfelelően jó minőségű szalag
használható. Az R-DAT kazetta szalaganyaga igen egyenletes részecske szerkezetű
fémporéteggel van bevonva. A szalag 3,8 mm széles, 13 mikrom vastag,
remanenciája 260 mT, koercitív ereje 120 KA/m.
A gyári műsoros kazetták ún. kontaktmásolással
készülnek. Szalaganyaguk az üres kezettákétól eltérő: BaFe, mert ennek az
anyagnak kisebb a koercitív ereje.
2.2.4. Az R-DAT
rendszer műszaki paraméterei
Négy különböző felvétel készítési üzemmód létezik:
1. Normál üzemmód: 48 kHz, 16 bites kvantálás.
2. Digitális rádióadások rögzítése: 32 kHz, 16
bites lineáris kvantálás.
3. Longplay üzemmód (felezett szalagsebesség):
32 kHz, 12 bites nemlineáris kvantálás.
4. Négy csatornás felvétel: 32 kHz, 12 bites
nemlineáris kvantálás.
A stúdió célú DAT magnók esetén megtalálható még
a 44,1 kHz -es, 16 bites lineáris kvantálású felvétel készítési lehetőség
is.
További üzemmódot jelent a 44,1 kHz -es, 16
bites lineáris kvantálású hanganyagok lejátszása.
A rendszer további paramétereit az 3. és a 4.
táblázat tartalmazza.
3. táblázat: általános adatok.
Jellemzők |
|
Frekvenciamenet |
5 Hz - 22 kHz + 0,5 dB (normál üzemmód
esetén) 5 Hz - 14 kHz + 0,5 dB (long-play üzemmód esetén) |
Jel-zaj viszony |
90 dB (előkiemelés - utóelnyomás van;
normál üzemmód) 88 dB (előkiemelés - utóelnyomás van; long-play
üzemmód) |
Rendszerdinamika |
90 dB (előkiemelés - utóelnyomás van;
normál üzemmód) 88 dB (előkiemelés - utóelnyomás van; long-play
üzemmód) |
Harmónikustorzítás |
0,005 % - 1 kHz, normál üzemmód 0,05
% - 1 kHz, long-play üzemmód |
Szinkronizálási hiba |
nem mérhető |
Hozzáférési idő keresési funkcióban |
15 s (2 órás kazettánál) |
Analóg bemenet |
640 mV, 47 ohm (teljes kivezérlésnél) |
Analóg kimenet |
3 V, 2 ohm (teljes
kivezérlésnél) |
4. táblázat: az egyes üzemmódok adatai.
Üzemmódok |
1.mód |
2.mód |
3.mód |
4. mód |
Műsoros kazetták |
Hangcsatornák száma |
2 |
2 |
2 |
4 |
2 |
Mintavételi frekv.(kHz) |
48 |
32 |
32 |
32 |
44,1 |
Kvantálás |
16 bites, lineáris |
12 bites, nem lin. |
16 bites, lineáris |
Kódolás |
2 -es komplemens kód |
Szalagsebesség (mm/s) |
8,15 |
8,15 |
4,08 |
8,15 |
8,15 |
Adatátviteli seb. (Mbps) |
2,46 |
2,46 |
1,23 |
2,46 |
2,46 |
Hibajavítás |
Kettős Reed - Solomon kód |
Redundanciatényező (%) |
37,5 |
58,3 |
37,5 |
37,5 |
42,6 |
Csatornakódolás |
MNRZ-I m=8 n=10 (Eight-to-Ten Modulation) |
Max. felvételi idő (min) |
120 |
120 |
240 |
120 |
120 |
2.2.5.
Sávfekvés
A szalag futási irányához képest a forgó fejdob
ferdén áll. A fejek a fejdob ellentétes oldalán helyezkednek el, tehát 180 fokra
egymástól. A fejdob 30 mm átmérőjű és 2000 1/min fordulatszámmal forog. A szalag
a fejdob előtt 8,15 mm/s -os sebességgel halad el. A szalag futási irányához
képest a fejdob 6 fokkal dől, így a fej és a szalag között 3,133 m/s -os relatív
sebesség jön létre. A 7,5 Mbps -es adatátviteli sebesség elérése csak ily módon
lehetséges.
A ferde sávok szélessége 13,5 mikrom, hossza
23,5 mm és közvetlenül egymás mellé veszik fel őket (nincsenek védősávok). Az
áthallások elkerülése végett a két fej között ún. azimut eltolást alkalmaznak: a
fejrések egymáshoz képest +/- 20 fokkal elforgatott helyzetűek. Az adott sávot
csak a megfelelő résferdeségű fej képes olvasni. A két fej közötti +/-20°-os
azimuteltolás tűrése +/-15'. A ferde sávokat a szalagon hosszanti irányban két
segédsáv határolja, melyeknek különleges funkcióik vannak. A fent leírtakat
illusztrálja a 21. ábra.
2.2.6. Felvételi
formátum
A rögzített adatok blokkokra oszlanak. Sávonként
196 adatblokk található. Az egyes adatblokkok 36, egyenként 8 bites szimbólumból
állnak. A PCM információt hordozó keretek mellett léteznek az ATF rendszernek,
alkód információknak, szinkronizálási célokra és a rendszeradatok elválasztására
fenntartott keretek.
A sávok kezdetét és végét 11 peremjelző blokk
határolja. A PCM kódolású hangadatok a redundancia- és a hibajavító bitekkel
együtt 128 blokkot foglalnak el. A különböző formátumú keretek (ATF, alkód, PCM
adat) ún. IBG blokkokkal vannak elválasztva (Inter Block Gap), amelyeknek a
különböző formátumú keretek közötti áthallás kiküszöbölése a feladatuk. Az
IBG-ben fch/6 frekvenciát rögzítenek (fch = 9.408 MHz - ez
a csatornafrekvencia). Így egyes blokkok szükség szerint törölhetők, vagy
felülírhatók.
Az alkód és a PCM tartományban mindig egy PLL jelet helyeznek
el az információ elé, aminek a frekvenciája fch/2. Ez segíti a
lejátszóoszcillátor szinkronizálását. A PLL a preamble (előjelző) jel. A szubkód
adatokat egy postamble követi, ami szintén fch/2 frekvenciájú jelet
tartalmaz, de hossza kb. a fele a PLL hosszának. A sávok blokkfelosztása a 22.
ábrán látható.

2.2.7. PCM formátum
A PCM kódolású, redundancia bitekkel ellátott
hangjel 128 db., egyenként 36 szimbólumot tartalmazó blokkot foglal el egy ferde
sávon. Egy blokkból a PCM adatok 32 db. 8 bites szimbólumot foglalnak le. A
maradék 4 szimbólum szolgál a szinkronizálás, az azonosítás, a paritásvizsgálat
(Q) és a blokkcímzés adatainak tárolására. A PCM formátum a 23. ábrán látható.

A megfelelő üzemmód kiválasztása az ID információk
alapján történik.
Az A/D átalakító által előállított
forráskódolású jelet a rögzítés előtt csatornakódolásnak kell alávetni. Ez a
megbízható rögzítés és hibafelismerés ill. -javítás miatt szükséges, valamint a
forráskódolású jelet még a mágneses jelrögzítés sajátosságaihoz is illeszteni
kell.
A normál összekeverés mellett (interleaving) a
keresztirányú összekeverést is alkalmazzák (cross interleaving). Így a PCM
blokkokat páros és páratlan blokkcímek szerint különböztetik meg és így rögzítik
a szalagra. (24. ábra) Így nagyobb kiterjedésű hiba is kijavítható.
2.2.8. ATF formátum
ATF = Automatic Track Following. Az automatikus
sáv letapogatást biztosítja. Mivel a ferde sávok között nincs védősáv, így az
ATF szervó áramkörökhöz szükséges vonatkoztatási jelek rögzítésére sem
használnak külön sávot. Ehelyett a szükséges jelet a ferde sávokból kell
előállítani. A ferde sávon két tartományt alakítanak ki, amikre azonosítás
céljából időben elkülönített frekvenciacsomagokat rögzítenek (ATF frekvenciák),
így pontos követés érhető el még sávtorzulás esetén is. Ezek azt adják meg, hogy
páros, vagy páratlan adatblokksorozatot tartalmaz a letapogatott adatsáv. Az
egyes zónákban különböző ATF frekvenciák találhatók:
f1: pilotjel (130,67 kHz)
f2: szinkronjel ( 522,67 kHz)
f3: szinkronjel (784 kHz)
f4: törlőjel (1,56 MHz)
A frekvenciacsomagok sávonként más
elrendezésűek, a séma négy sáv után ismétlődik.
A szalagon az audio adatok mellett kiegészítő
információk is tárolhatók alkód formájában.
Alapvetően kétféle alkód létezik:
1. a felhasználó által definiált alkód. A ferde
sáv mindkét alkód zónájában megtalálható (8-as blokkok a 22. ábrán). A PCM
adatoktól függetlenül változtatható, adatkódra és jelzőkódra osztható (lsd. 5.
táblázat).
2. a blokkokon belüli alkódot az ID szimbólumok
képezik. A tartalma a PCM adatoktól függetlenül nem változtatható meg.
A felhasználói alkód blokk szintén 36
szimbólumból áll, melyből 32 ténylegesen az alkód adat, 4 pedig a
szinkronizáció, címzés, ID - felismerés, paritásvizsgálat céljait szolgálja (25.
ábra).
A belső (felhasználó által nem módosítható)
azonosítók a PCM tartományban a PCM adatokkal együtt kerülnek rögzítésre. 8
különböző PCM azonosító értelmezett (ID 0-7). Mindegyik 2 bites, a rögzítés
együtt történik a PCM azonosító keret (PCM-ID-frame) címével 8 bites szavakban
(W1). 8 PCM azonosítóból áll egy PCM azonosító keret. Minden W1 szóban a cím 4
bitet foglal el, ezért 4 bit marad az azonosítók számára, vagyis szavanként 2
azonosító rögzíthető. Egy sávon belül a 128 PCM blokkból minden második
tartalmaz PCM azonosítókat, így egy sávban 16 PCM azonosító rögzíthető. A
hozzátartozó blokkcím a W2 adatszóban kerül átadásra. A belső azonosítók
jelentését a 6. táblázat tartalmazza.
5. táblázat: példa a felhasználói alkód
alkalmazására.
Abszolút idő |
Az eltelt műsoridő kijelzése a kazetta elejétől
számítva. |
Jelzőkódok |
Program idő |
Az eltelt műsoridő kijelzése a zeneszám kezdetétől
számítva. |
Index |
Az eltelt műsoridő kijelzése az utolsó indextől
számítva. |
Tartalom |
A tárolt zeneszám címek, a teljes műsoridő
kijelzése. |
Programsorszám |
Az aktuális program sorszámának kijelzése. |
Start |
A program startpozíciójának kijelzése. |
Adatkódok |
Skip |
Ugrás utasítás a következő start pozícióra. |
End |
Stop utasítás gyors előre tekercselésnél, vagy
lejátszásnál. |
TOC |
Tartalomjegyzék kiírása. |
6. táblázat: a blokkon belüli alkódok.
ID0 |
Formátumbesorolás (osztályozás). Audiojelek esetén 00.
Lehetséges másfajta jelzés is pl. adatrögzítő rendszerekben. A 00-tól
eltérő jelzés audio rendszerekben a némítást aktiválja. |
ID1 |
A felvétel során alkalmazott
kiemelés:
00 - kikapcsolva 01 - bekapcsolva,
50/15 mikros |
ID2 |
Mintavevő frekvencia
00 - 48 kHz
01 - 44,1 kHz
10 - 32 kHz |
ID3 |
Csatornák száma
00 - 2 csatorna 01 - 4 csatorna |
ID4 |
A felbontás
00 - 16 bites, lineáris 01 - 12
bites, nemlineáris |
ID5 |
Az alkalmazott sávszélesség
00 - 13,591 mikrom 01 - 20,410 mikrom
(műsoros, kontaktmásolással készült szalagok esetén) |
ID6 |
A másolásvédelmi rendszer jelzései
00 - digitális másolás
megengedett
10 - digitális másolás tiltott
11 - egyszeri digitális másolás megengedett |
ID7 |
ez az ún. PACK-ID (csomag azonosító). 32 PACK ID 64 bitet
tesz ki, és ez egy csomag (PACK). 16 különböző csomag definiálható,
amelyből egyidejűleg 7 jelenhet meg, egy 8. lesz a paritáscsomag (Parity
PACK), ami az előző 7 adatai alapján
képződik. |
Rögzíthetők még keresési-
(Search Code -> SC) és segéd adatok (Auxiliary Code -> AC). Egy adott sáv
minden 128 blokkjából minden második W1 adatszóban kap helyet, szavanként egy SC
vagy AC. A PCM adatokkal együtt kerülnek rögzítésre, így a PCM adatok
megváltoztatása nélkül nem változtathatók meg.
Az SC tartalmazza a felvétel számát, indexét,
abszolút idejét, a szalag kezdet- és végfelismeréshez és a számok kezdetének
felismeréséhez szükséges adatokat. 4 részre oszlik (SC1 - SC4).
Az AC is 4 részre oszlik. Az AC1 tartalmazza a
4. - 7. biteken a funkcióhozzárendelés item kódját. Tárolható abszolút-,
program-, és index idő, illetve jelzők (flagek), továbbá tartalomjegyzék (TOC),
katalógusszám, nemzetközileg szabványosított felvételkódok és
szoftverkódok.
Serial Copy Management System (soros másolás
kezelő rendszer). A zenei adatok és a DAT felvételek veszteségmentes, digitális
másolását szabályozza. Jelforrás lehet CD lejátszó, digitális rádió, vagy másik
DAT magnetofon. A rendszer meggátolja a profi kalózmásolatok előállítását.
A kommersz készülékek digitális audio felülete
mindig az SPDIF-nek megfelelő a kompatibilitás érdekében.
Az audio adatok mellett átmásolódnak kategória-
és másolásvédelmi ismertetőjegyek, illetve az audio jel lejátszásához szükséges
adatok. DAT felvételkor a 6-os PCM azonosító beállítása a kategória- és a
másolásvédelmi ismertetőjegyek függvényében történik. Ezeket a funkciókat a
felhasználó nem tudja befolyásolni, nem is kerülnek kijelzésre.
A szubkód azonosítók jelforrástól függően
kerülnek átvitelre:
CD-ről DAT-ra nem viszik át a szubkódokat.
DAT-ról DAT-ra átvitelre kerülnek a START és
SKIP azonosítók is.
DSR-ről nem viszik át a szubkódokat.
Általában egy programról egy db digitális
másolat készítése megengedett. Ez a másolat az SCMS rendszer jelzőbitjein már az
10 ismertetőjegyet fogja hordozni. Ez vonatkozik a saját felvételekre is. Nincs
lehetőség a digitális jelnek több készüléken keresztül történő végigláncolására
sem. Forráskódolás segítségével akarják megoldani, hogy a saját felvétel esetén
a másolásvédelem megszüntethető legyen.
Az 1. generációs DAT magnók nem tartalmazzák az
SCMS rendszert, de ezekkel a készülékekkel gyakran nem is lehetséges közvetlen
digitális másolat készítése CD-ről.
2.3. Az R-DAT
magnetofon felépítése
A mechanikai felépítés hasonló a
képmagnókéhoz, de lényegesen precízebb, a méretek kisebbek, a szalagfutás és
-feszítés stabilabb. Nincs szükség törlőfejre, mert a régi adatok törlése
felülírással történik.
Az alkódokkal megvalósított különleges funkciók
megvalósításának feltétele, hogy a szalag még 100-szoros sebesség esetén is
körülfogja a fejdobot. A nagy súrlódás csökkentése és a szalag élettartamának
megnövelése érdekében a szalag csak 90°-os szögtartományban fogja át a fejdobot.
(26.ábra). Vagyis a fejek a körülfordulási időnek csak az 50 % -ban érintkeznek
a szalaggal. Emiatt a rögzítésre kerülő adatfolyamot időben komprimálni kell.
Lejátszás folyamán a komprimálást megszüntetik és újra folyamatossá alakítják az
adatfolyamot. A 27. ábrán látható a rögzítésre kerülő komprimált jel. Néhány
hordozható készülékben a fejdob átmérőjét 15 mm-re csökkentették, ebben az
esetben a fejdob körülfogási szög 180°. A szalagvezérlést két további, egymáshoz
képest 90° -ra elhelyezett fejjel oldják meg.
2.4. A
jelfeldolgozás folyamata
2.4.1. A felvétel
Az analóg bemenetről történő felvétel készítésekor
a csatornaelválasztás jobb, mint 80 dB 8 kHz-es frekvencián. Az analóg
hangfrekvenciás jel sávhatárolását az anti-aliasing szűrő végzi. A vágás 15,
vagy 20 kHz -nél történik meg a választott üzemmódtól függően. Ezután a
mintavevő és -tartó áramkör segítségével létrehozzák a PAM impulzusokat. Az A/D
átalakító ezeket kvantálja és az értékeket kettes komplemens kódban ábrázolja. A
mintavevő és -tartó és az A/D átalakító fizikailag egy egységet alkotnak. Az A/D
átalakító 32, 44,1 és 48 kHz -es mintavételi ferkvenciájú jeleket is képes
kvantálni. Az átkapcsolásról a folyamatvezérlő áramkör gondoskodik.
Professzionális készülékek esetén lehetőség van a mintavételi frekvencia és az
előkiemelés (pre-emphasis) szabad megválasztására. Kommersz készülékek esetén az
előkiemelés mindig be van kapcsolva.
A jobb és bal csatorna jelét ezután egy TDM
multiplexerre vezetik. 48 kHz -es mintavételi frekvencia esetén az adatátviteli
sebesség:
48 kHz * 2 * 16 bit = 1,53 Mbps
Ezután a multiplexelt jelet egy interfészre
vezetik. Ide csatlakozik a digitális bemenet is. A digitális be-/kimenetek
általában SPDIF előírás szerintiek (Sony/Philips Digital Interface Format),
amelyek az IEC 958-2 előírásainak megfelelőek. A digitális be-/kimenetek koax
kábelesek, vagy fénykábelesek.
Ezután történik meg a blokkosítás és a
hibajavítást szolgáló redundancia szimbólumok beiktatása. Az R-DAT rendszer egy
speciális hibafelismerő és -javító eljárást használ: a kettős Reed-Solomon
kódot, amelyet I. S. Reed és G. Solomon 1960-ban hoztak nyilvánosságra. A
hibajavító fokozatok neve: C1- és C2-kódoló. A feldolgozásra kerülő szóhossz nem
lehet nagyobb 8 bitnél. Minden hibajavító szón egy ECC-interleaving (Error
Correction Code) műveletet hajtanak végre, majd az adatok még egy
Cross-interleavingen mennek át.
A C1 kódolóban minden 28 szimbólumhoz 4
hibajavító szimbólumot rendelnek (P hibajavító kód). A hibajavító szimbólumok
egy sávon belül két egymás melletti blokkba kerülnek (1 blokk 32 db. 8 bites
adatszót tartalmaz).
A C1 dekóder hibajavító képessége max. 4 szó, ha
ismert a hiba helye, ellenkező esetben 2 szó.
A C2 kódolóban minden 26 szimbólumhoz 6
hibajavító szimbólumot rendelnek (Q hibajavító kód). A hibajavító szimbólumok
egy sávon belül egymástól 4 blokknyira kerülnek elhelyezésre.
A C2 dekóder hibajavító képessége max. 6 szó, ha
ismert a hiba helye, ellenkező esetben 3 szó.
Az ECC-interleaving elv a C1 és C2 hibajavító
kódok egy sávon belüli elosztását teszi lehetővé.
Lejátszáskor először a PCM blokkok keresztbe összefésült szavai kerülnek
helyreállításra, majd megtörténik a C1 és C2 dekóderek segítségével a
hibafelismerés és hibajavítás. Azok a hibák, amelyek ily módon nem javíthatók a
hibaelfedés segítségével kerülnek "kijavításra". A teljes hibajavító rendszer
működése a 28. ábrán látható. A hibajavító kapacitás összességében olyan nagy,
hogy a lejátszás során egy fej teljes kiesése még nem hallható. Az adatok
összekeverésének módja a választott üzemmód függvénye. A plusz információk
mértéke a 4. táblázatban látható. A hibajavítás miatt a hibajavító áramkör
kimenetén az adatátviteli sebesség már 2,46 Mbps.
A következő lépés az alkód adatok beiktatása az
adatfolyamba egy második multiplexer segítségével. A csatornakódolásra csak
ezután kerülhet sor. Olyan csatornakódra volt szükség, amely a fej és a
mágnesszalag által alkotott csatorna sávszűrő jellegéhez illeszthető. Ez az
MNRZ-I m=8 és n=10 paraméterekkel (Eight-to-Ten Modulation). A bináris egy
értéket a bitcella közepén bekövetkező élváltás jelenti. Az ATF frekvenciákat is
a csatornakódolás során adják a jelhez.
A lehetséges 1024 db 10 bites kódszóból csak 512
kerül felhasználásra. Ezek egy táblázatban kapnak helyet (ROM), amely a 10 bites
kódszón kívül tartalmazza a kódszó DC szintjét is. Ehhez a ROM-hoz kerülnek a 8
bites PCM- és szubkód adatok és ezek, illetve a DC szint alapján áll elő a 10
bites kódszó. A 8/10 moduláció nem okoz DC szint eltolódást. A 8/10 moduláció
után a szavak NRZ-I átalakításon mennek át. Tmin : Tmax =
1 : 4 (két egyes között max. három 0 lehet). A kódolt csatornabitek
impulzushossza:
min. 0,8T-től max. 3,2T-ig (T = 1 adatbit időbeli hossza).
0,8T = 1 Tch (Tch = 1 csatornabit időbeli hossza).
Megállapodás szerint a kódolás során nem alakulhat
ki olyan kód, amely egymás után kétszer a maximális impulzushosszat
eredményezné, ez ugyanis a szinkron karakter számára van fenntartva.
Az időbeli komprimálás miatt szükség van egy
közbenső tárolóra, ahová a jelet felvételkor beírják és a komprimált jelnek
megfelelő időközönként olvassák ki.
A végső adatátviteli sebesség 7,5 Mbps.
Általában ugyanazokat a fejeket használják mint
amit a felvételhez (kombinált fejek). Egyes High end, illetve profi készülékek
külön felvevő és lejátszó fejekkel rendelkeznek, így lehetségessé válik a
felvett anyagba történő belehallgatás már a felvétel alatt (monitoring). A
fejdobon ebben az esetben 4 fej található, és minden csatornához külön kapcsolás
szükséges a felvételhez és a lejátszáshoz is. Így lehetővé válik a hanganyag
szerkesztése. A fejek által kiolvasott jeleket felerősítik és a fejátkapcsoló
impulzus segítségével egyetlen hangfrekvenciás jellé alakítják. Az átviteli
csatorna sávszűrő jellege miatt a jelelak szinuszos, amit impulzusformáló
áramkörökkel négyszög jellé alakítanak. Következik az órajel regenerálás és az
eredeti 8 bites blokkstruktúra helyreállítása. A fázisjitteres (szinkronizálási
hibás) jelet tárolókba olvassák és a helyreállított órajel ütemében újra
kiolvassák, majd elvégzik a hibajavítást. A hibajavító áramkör kimenetén már az
eredeti 16, vagy 12 bites minták jelennek meg. Ezután jön a D/A átalakítás,
deglitche áramkör, aluláteresztő szűrő. A rendszerdinamika javítása érdekében
négyszeres oversampling eljárást alkalmaznak.
A felvétel és a lejátszás folyamatának
blokkvázlata a 29. ábrán látható.
2.5.
Szervorendszerek
A bonyolult mechanika és a különleges funkciók
miatt szükséges pontos fejdobfordulatszám és szalagfutás vezérléséről négy
szervo áramör gondoskodik. Nevezetesen:
1. Capstan szervo.
2. ATF szervo.
3. Fejdobszervo.
4. Csévélőtárcsa szervo.
Feladata az állandó - 8,15 mm/s - sebességű
szalagadagolás biztosítása normál üzemmódban, illetve az ATF szervoval közösen a
ferde sávok korrekt sávközépi letapogatását végzi (tracking).
Egy sebesség- és egy fázisszabályozó áramkörből
áll (30. ábra). A sebességszabályozó áramkörben egy tachométergenerátor állítja
elő a szabályozójelet, amelynek ferkvenciájával lesz arányos a hibafeszültség. A
szabályozófeszültség a referencia érték és a tachométergenerátor által adott
érték összehasonlítása alapján képződik.
A fázisszabályozó áramkör a pontos
sávletapogatásért felelős. Hibafeszültségét az ATF szervo adja. A sebesség - és
fázisszabályozó áramkörök hibafeszültségei együttesen adják a capstan motor
vezérlőfeszültségét.
A capstan szervonak még a normál szalagsebesség
16 -szorosánál is hibátlanul kell működnie.
2.5.2. Az ATF szervo
A pontos sávletapogatás alapjele az ATF tartomány
130,67 kHz -es jele (pilotjel). Ezt a frekvenciát úgy választották meg, hogy a
fejek azimuthelyzete ne befolyásolhassa jelentős mértékben az amplitúdóját.
Lejátszáskor ezért a fej a két szomszédos sáv áthallásából származó mérőjel
komponenseket is letapogatja. Pontos sávletapogatás esetén a két áthallás értéke
megegyezik. Az áramkör a 31. ábrán látható.
A nagyfrekvenciás jelből aluláteresztő szűrővel
választják ki a mérőjelet, amit egyenfeszültséggé alakítanak. Mivel a mérőjelet
mindkét szomszédos sávban kiértékelik, azonban az ATF tartományok nem egymás
mellet helyezkednek el a sávokon, a kapott egyenfeszültségeket átmenetileg
mintavevő és -tartó áramkörben tárolják, amelyeket a vezérlő áramkör kezel. Ha a
letapogatás nem sávközépen történik, akkor a differenciálerősítő kimenetén
megjelenő egyenfeszültség megváltozik, ennek hatására pedig a capstan motor
visszaállítja a helyes sávkövetést.
2.5.3. A fejdobszervo
Feladata a fejdob fordulatszámának pontosan 2000
1/min -es fordulaton tartása normál üzemmód esetén, illetve a forgás fázisának
szabályozása. A fordulatszám és a fázis szabályozására külön áramköröket
alkalmaznak. A különleges funkciók miatt a szalagról a normál sebesség 200
-szorosánál is ki kell tudni olvasni az adatokat. Ehhez a fejdob forgása és a
szalagadagolás közötti relatív sebességet állandó értéken kell tartani. A fejdob
sebessége a szalagadagolás sebességének megváltozásával a következőképpen
változik:
szalag = +200 => 3025 1/min
szalag = -200 => 964 1/min.
A sebességszabályozó áramkörben a
tachométergenerátor jelét használják, míg a fázisszabályozóban helyzetjelző
jeladó szolgáltatja a szabályozó és a fejátkapcsoló jelet.
2.5.4. A csévélőtárcsa
szervo
Feladata a szalaghúzás egyes üzemmódoktól függően
változó, de különben állandó értéken tartása. A csévélőtárcsa szabályozó jele a
fejdob forgásából származik. A csévélőtárcsa fordulatszámát a fejdob
fordulatszámával szinkronban változtatják, így a gyors keresési funkció és a
szalaghúzás közötti illesztés optimális. Egy lehetséges megvalósítás látható a
32. ábrán.

Az alapelv az, hogy gyorskeresésnél a fejek több
sávot kereszteznek és a nagyfrekvenciás feszültség szintje minden sávugrásnál
csökken. A keresztezett sávok száma a keresés sebességével és irányával arányos.
A szintcsökkenéseket a komparátor alakítja
négyszögjelekké, amiket a frekvencia-feszültség átalakító egyenfeszültséggé
alakít. A fejek nem folyamatosan érintkeznek a szalaggal, így ebben az esetben
is mintavevő és -tartó áramkört alkalmaznak, aminek a kimenetén jelenik meg a
szabályozójel. Ezt összehasonlítják a referencia jellel és a különbségi jel
vezérli a csévélőmotort.
A következő részben különböző digitális audio
tömörítési eljárásokkal foglalkozunk és megvizsgálunk egy komplett rendszert - a
MiniDiscet - amely egy speciális audio tömörítési eljárásra épül.
Előző
Kezdőlap
Tartalomjegyzék
Következő