Все эти термины звучат сложно, но они важны - именно они рассказывают нам о возможностях ленты, так что давайте их кратко разберём.
Остаточная магнитная индукция (Br), коэрцитивная сила (Hc), коэффициент прямоугольности (Rs)
Остаточная магнитная индукция показывает, насколько большой сигнал можно записать на ленту. Единица измерения - гаусс (Gauss).
Коэрцитивная сила - слово, к которому ухо непривычно, но это тоже важная характеристика, во многом определяющая возможности ленты. Чтобы стереть однажды записанный (намагниченный) сигнал, достаточно намагнитить ленту в обратном направлении. Сила, которую при этом приходится преодолевать, и есть коэрцитивная сила - можно представлять её как силу, с которой лента «упирается», стараясь не дать стереть запись. Единица измерения - эрстед (Oersted).
У сигнала, записанного на ленте, есть свойство: сигналы противоположных направлений взаимно гасят друг друга. Чем выше частота, тем сильнее эта тенденция, поэтому, чем сильнее коэрцитивная сила (то есть способность ленты «упираться» против стирания), тем шире становятся возможности записи на высоких частотах.
Если сравнить Br и Hc у ленты TYPE I (Normal) и у ленты TYPE IV (Metal), оба параметра окажутся примерно в 3 раза выше. Хорошо видно, насколько метал-лента - очень мощная лента.
Коэффициент прямоугольности - ещё одно слово, которое описывает возможности ленты. Если поднимать уровень записи, то с какого-то момента, как ни прибавляй громкость, звук уже не станет громче, а только начнёт искажаться. Это и есть предел возможностей ленты - лента вошла в насыщение.
Если же при записи постепенно убавлять уровень записи, то найдётся уровень, который чуть ниже того, на котором лента начинает входить в насыщение. Коэффициент прямоугольности - это отношение этого уровня к упомянутой выше остаточной магнитной индукции.
Коэффициент прямоугольности - отношение Br во время записи к Br при насыщении (Bm), выражается как Br/Bm’. Чем ближе это значение к 1, тем эффективнее идёт запись. У UCX-S коэффициент прямоугольности равен 0.93 - значение, близкое к 1.
Читая такие цифры, как Br или Hc, начинаешь понимать характер и возможности ленты. Если Br большое - можно брать высокий уровень записи; если Hc высокое - растёт MOL на высоких частотах и меньше остаётся остатка после стирания. Но взамен и ток подмагничивания (bias) требуется больший - вот примерно так это всё связано.
Отношение сигнал/шум (SN) и динамический диапазон
Когда шума много, музыкой не насладишься. Низкий уровень шума - одна из важнейших характеристик ленты.
Только дело в том, что прибавил громкость - шум вырос, убавил громкость - шум уменьшился. Так сравнения не сделаешь. Шум сильнее всего ощущается на пианиссимо, поэтому его уместно выражать в соотношении с уровнем самой музыки. Однако в музыке уровень всё время меняется, его нельзя количественно зафиксировать, и сравнить с уровнем музыки тоже нельзя.
Тогда, если каким-то «представителем» взять сигнал постоянного, заранее известного уровня, который при любом измерении даёт одну и ту же величину, и выражать разницу между этим уровнем и уровнем шума, - получится то, что нужно. Этот уровень обозначается S, то есть пиковый уровень S, и поскольку это отношение к шуму N, его и называют «отношение сигнал/шум» (SN). Уровень S определён как уровень на 0 dB выше уровня Dolby и на 4 dB выше 0 VU стандарта EIAJ. В каталогах часто пишут что-то вроде 250 nW (нановебер). При таком уровне даже на эконом-ленте TYPE I (Normal) можно спокойно наслаждаться записью, поэтому в качестве «представителя» музыкального сигнала он подходит идеально. Частота, используемая для измерения, - 1 kHz; есть и другие подробно прописанные условия.
С другой стороны, динамический диапазон - это понятие, которое нужно, когда хочется проверить максимальный предел того, что можно записать на ленту, поэтому это уже не отношение S к N, а разность между MOL ленты и шумом N. Можно сказать, что эти величины показывают предел возможностей ленты.
Большая часть шума ленты - это шум подмагничивания, возникающий в момент записи на ленту, поэтому, естественно, при одной и той же ленте на разной деке состояние шума тоже будет разным; точно так же и MOL меняется в зависимости от деки. Совместимость головки, настройка bias, ещё множество условий складываются вместе - и из этой комбинации получается практическая способность ленты. Хочется, чтобы хорошую ленту использовали на хорошей деке, ведь и возможности самой деки в конечном счёте на 100% раскрываются именно лентой.
Стандарты и условия измерения
Когда характеристики ленты или деки публикуют в каталоге, без какого-то базового правила или соглашения сравнивать ленты разных фирм становится невозможно.
Если в стандартах закреплён способ обозначения измеренных значений, то по нему уже можно ориентироваться; но в случае таких быстро развивающихся продуктов, как магнитофоны, или продуктов, для которых существует множество разных правил, методики измерения тоже должны слегка эволюционировать, иначе они не поспевают.
В каталогах ленты данные приводятся уже довольно давно, поэтому хочется потихоньку в них разобраться, чтобы поскорее научиться свободно их читать.
Если посмотреть на каталожные данные, то местами рядом со значениями стоят знаки вроде ※. Это и есть «база измерения» - они говорят нам, что данные были измерены относительно того-то.
Давайте бегло заглянем в каталожные данные кассетных лент SONY. Там, где у параметров bias и чувствительности стоит ※, это значит, что приведена разница относительно какой-то ленты, взятой за базу.
Максимальный уровень записи - это тот самый MOL, и здесь тоже разница относительно базовой ленты показана в виде ※ 0 dB.
Ещё один термин, который вы, возможно, видите впервые, - чувствительность. Чувствительность S - это разница между максимальным и минимальным значениями выходного уровня при записи сигнала низкой частоты, например 315 Hz, на всю ленту целиком, выраженная в dB. Естественно, чем меньше эта разница, тем лучше лента.
SOL (Saturation Output Level, уровень насыщения на высокой частоте) - это когда записывают сигнал высокой частоты, например 10 kHz, и измеряют его выходной уровень с помощью VU-метра.
По данным чувствительности видно состояние неравномерности толщины магнитного слоя ленты, а по SOL - гладкость поверхности ленты. И то и другое - данные, сильно влияющие на качество звука. При сравнении каталожных данных важно, какая база была взята и каким способом велось измерение.
DP-механизм
В отличие от открытой катушки, в кассете больше половины механики «спрятано» на стороне самой кассеты. Катушки, направляющие ленты, прижимная подушечка - всё это вещи, тесно связанные с поведением ленты при движении.
Какой бы высокопроизводительной ни была кассетная дека, если точность корпуса кассеты низкая, хорошие характеристики ожидать не приходится. Именно для этого и существует механизм корпуса кассеты - DP-механизм (Dual Protection Mechanism). Главная его особенность - в собственной системе устойчивого движения ленты, построенной на сочетании двухъярусных параллельно-щелевых прорезей.
В кассете лента крутится внутри корпуса, поэтому её нужно слегка зажимать сверху и снизу так, чтобы сопротивление было как можно меньше. Одновременно с этим её нужно вести так, чтобы она шла ровно, не повреждая краёв ленты, а ради устойчивого вращения нужно ещё и принять меры, чтобы хабы (hub) не болтались нерегулярно.
Именно для этого в DP-механизме применён параллельно-щелевой лист, который удерживает ленту на двух щелевых участках, обеспечивая её устойчивое движение. Одновременно через эти же два щелевых участка корректируется и вращение хаба - в конструкцию хаба заложены ответные элементы, благодаря чему достигается устойчивое вращение. В сочетании с высокоточным корпусом резко уменьшаются сбои намотки, и движение ленты становится ещё стабильнее.
Wow и flutter, модуляционный шум
Это важные данные, выражающие характеристики деки. Наряду с wow и flutter в последнее время темой обсуждения становится модуляционный шум, поэтому давайте разберёмся, что это такое.
Wow - это медленная неравномерность вращения. Изменение похоже на то, как звук «всхлипывает» вау-вау, поэтому его и называют звукоподражательным словом «wow». Wow ощущается как плавание звука. Особенно заметен на фортепиано и подобных инструментах: когда wow много, звук становится колышущимся, словно слышен из-под воды.
Flutter - это более быстрая неравномерность вращения. В части, близкой к wow, звук слышен как мелкая дрожь «бр-р-р», а на ещё более коротких периодах flutter уже не воспринимается как плавание звука и проявляется как искажение, замутнённость звука. Граница между wow и flutter - 10 Hz; в некоторых стандартах граница проводится по 6 Hz.
Очень медленную неравномерность вращения (примерно 1 цикл в несколько секунд) иногда называют дрейфом (drift), а очень быстрый flutter - scrape flutter, разделяя их таким образом.
При измерении wow и flutter воспроизводят корректно записанную тестовую ленту с частотой 3 150 Hz (или 3 000 Hz) и измеряют эту частоту. Если неравномерности вращения нет, 3 150 Hz воспроизводятся стабильно, но если она есть, скорость ленты колеблется, и сигнал на выходе оказывается как бы промодулированным. Можно так и понимать данные wow и flutter. Есть peak, который измеряется по пиковому значению размаха колебаний, и RMS, который измеряет действующее значение. В последнее время всё чаще используется отображение через W-peak, при котором измерение ведётся через фильтр, согласованный с восприятием человеческого уха.
Модуляционный шум возникает из-за очень мелкой неравномерности скорости ленты. Когда записываешь сигнал низкой частоты, например в несколько десятков Hz, из-за неравномерности скорости ленты вокруг этого сигнала появляются добавочные сигналы разных частот. Естественно, звук от этого мутнеет. Повышение точности механизма корпуса кассеты предотвращает возникновение этого модуляционного шума.
Децибел (dB)
В данных по чувствительности ленты, частотной характеристике, отношении сигнал/шум и тому подобном обязательно встречается обозначение «децибел» (dB). Когда наслаждаешься аудио, удобно уметь свободно обращаться с этим децибелом, поэтому давайте здесь в нём разберёмся.
Самое привычное выражение - что-то вроде «SN 60 dB». SN - это отношение сигнала к шуму, а 60 dB означает разницу между двумя уровнями.
У человеческого уха есть свойство ощущать изменение звука не по разности, а пропорционально логарифму этой разности. Допустим, громкость поднялась с 1 до 10. Чтобы во второй раз поднять громкость и почувствовать то же самое, недостаточно прибавить ту же разницу и поднять её с 10 до 20 - только когда поднимем с 10 до 100, мы почувствуем тот же контраст громкости, что и между 1 и 10.
Раз так, то и при выражении SN, чувствительности и других параметров так же удобнее пользоваться логарифмом. Если выражать всё в dB, то умножение становится сложением, а деление - вычитанием, и даже изменения сигнала с очень большой разрядностью можно легко считать в уме.
Подробные числа смотрите в таблице перевода dB ниже, но из практических чисел удобно запомнить: примерно в 2 раза = +6 dB, примерно в 3 раза = +10 dB, в 10 раз = +20 dB. Отсюда легко выводится: примерно 30 раз = +30 dB (10 dB + 20 dB), 100 раз = +40 dB (10 раз - это 20 dB, значит 20 dB + 20 dB) и так далее. Что -6 dB - это примерно ½, а -10 dB - это примерно ⅓, объяснять, думаю, уже излишне.
Тот самый SN 60 dB - это 20 dB + 20 dB + 20 dB, то есть 10 × 10 × 10 = 1000. Отношение S к N равно 1000:1.
До этого мы рассуждали о напряжении, токе и звуковом давлении, но в случае выходной мощности усилителя (мощности) числа dB становятся вдвое меньше: примерно в 2 раза - это +3 dB, в 10 раз - +10 dB, в 100 раз - +20 dB. Запомните это.
У децибела есть и другой способ применения - выражение абсолютных значений. В этом случае некий определённый уровень принимают за 0 dB и выражают отношение к нему через 0 dB. Если у деки выход -10 dB, это значит, что за 0 dB взят 1 V и выход равен -10 dB от него, то есть около ⅓, около 0.3 V.
Простой способ расчёта в dB
В dB умножение превращается в сложение, а деление - в вычитание (формула, для напряжения и тока):
В 100 раз = 10 × 10, поэтому 20 dB + 20 dB = 40 dB
(умножение) → (сложение)
В 4 раза = 2 × 2, поэтому 6 dB + 6 dB = 12 dB
В 5 раз = 10 ÷ 2, поэтому 20 dB - 6 dB = 14 dBИ наоборот, сложение в dB превращается в умножение во сколько-то раз, а вычитание в dB - в деление:
26 dB = 20 dB + 6 dB, поэтому 10 × 2 = в 20 раз
(сложение) → (умножение)
14 dB = 20 dB - 6 dB, поэтому 10 ÷ 2 = в 5 разТаблица перевода в децибелы
| Усиление по мощности (раз) | ±dB | Усиление по напряжению/току (раз) | Ослабление по напряжению/току (раз) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 0.0 | 1.00 | 1.00 |
| 1.12 | 0.5 | 1.06 | 0.94 |
| 1.26 | 1.0 | 1.12 | 0.89 |
| 1.41 | 1.5 | 1.19 | 0.84 |
| 1.59 | 2.0 | 1.26 | 0.79 |
| 1.78 | 2.5 | 1.33 | 0.75 |
| 2.00 | 3.0 | 1.41 | 0.71 |
| 2.24 | 3.5 | 1.50 | 0.67 |
| 2.51 | 4.0 | 1.59 | 0.63 |
| 2.82 | 4.5 | 1.68 | 0.60 |
| 3.16 | 5.0 | 1.78 | 0.56 |
| 3.55 | 5.5 | 1.88 | 0.53 |
| 3.98 | 6.0 | 2.00 | 0.50 |
| 4.47 | 6.5 | 2.11 | 0.47 |
| 5.01 | 7.0 | 2.24 | 0.45 |
| 5.62 | 7.5 | 2.37 | 0.42 |
| 6.31 | 8.0 | 2.51 | 0.40 |
| 7.08 | 8.5 | 2.66 | 0.38 |
| 7.94 | 9.0 | 2.82 | 0.35 |
| 8.91 | 9.5 | 2.99 | 0.33 |
| 10.0 | 10.0 | 3.16 | 0.32 |
| 11.2 | 10.5 | 3.35 | 0.30 |
| 12.6 | 11.0 | 3.55 | 0.28 |
| 14.1 | 11.5 | 3.76 | 0.27 |
| 15.9 | 12.0 | 3.98 | 0.25 |
| 17.8 | 12.5 | 4.22 | 0.24 |
| 20.0 | 13.0 | 4.47 | 0.22 |
| 22.4 | 13.5 | 4.73 | 0.21 |
| 25.1 | 14.0 | 5.01 | 0.20 |
| 28.2 | 14.5 | 5.31 | 0.19 |
| 31.6 | 15.0 | 5.62 | 0.18 |
| 35.5 | 15.5 | 5.96 | 0.17 |
| 39.8 | 16.0 | 6.31 | 0.16 |
| 44.7 | 16.5 | 6.68 | 0.15 |
| 50.1 | 17.0 | 7.08 | 0.14 |
| 56.2 | 17.5 | 7.50 | 0.13 |
| 63.1 | 18.0 | 7.94 | 0.125 |
| 70.8 | 18.5 | 8.41 | 0.12 |
| 79.4 | 19.0 | 8.91 | 0.11 |
| 89.1 | 19.5 | 9.44 | 0.106 |
| 100.0 | 20.0 | 10.00 | 0.10 |
