DAT-формат ни в чем не виноват: история и тесты цифровой аудиокассеты

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.

В тестовом режиме Tascam DA-20 на выходе продемонстрировал разброс между каналами 0,4 дБ. Полагаю, это простительные показания для устройства с таким возрастом. При записи их можно скорректировать на ручке баланса поворотом на половину деления. Однако задействование аналогового элемента чуть-чуть ухудшит показатели динамического диапазона и искажений. А они, надо сказать, выглядят весьма неплохо в штатных режимах.

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.

Оригинальный материал на сайте stereo.ru:
DAT-формат ни в чем не виноват: история и тесты цифровой аудиокассеты