Noise Reduction – III

Di seguito un’illustrazione e spiegazione dei più comuni e diffusi processori hardware per Noise Reducion Analogico, diffusi maggiormente per registrazioni e playback su nastri magnetici, mentre come detto per vinili ma anche fonografi è più diffuso il RIAA ( tecnica più diffusa a quel tempo ).

 

Dolby A ( 1965 )

Il primo che riuscì a creare un sistema che risolvesse in parte il problema della Noise Modulation e Simmetria fu Ray Dolby fondatore della famosa Dolby Laboratories.

Il suo primo processore di Noise Reduction, era un compader con tecnologia avanzata, infatti presentava dei sistemi di filtraggio multi banda. Infatti gli diede il nome di compander multi banda, anche conosciuto come DOLBY A ( fig. 1 ), il Model 360 il più famoso, mentre il Model 361 la sua evoluzione più professionale ed utilizzata ( fig. 2 ).

Fig. 1 DolbyA-typeNR_Model360-horiz_cropped

Fig. 2 24349853.jpg

Grazie alla nascita di questo sistema di processamento che poteva fornire qualità in più, risolvendo ampi problemi come quelli visti nella parte II di questa serie di articoli, ci fu un’ampia diffusione commerciale dei sistemi di riduzione dinamica del rumore a livello professionale, ed un surclassamento delle vecchie metodologie Single Ended, successivamente abbandonate, se pur ritrovabili ancora oggi, in certe particolari situazioni.

Si presenta come processore Double Ended.

Prima di analizzarne la struttura del Dolby A vediamo come lavora un Compander Multi Banda e come può secondo la tecnologia Dolby, risolvere parzialmente l’inconveniente della noise modulation. A livello di simmetria, sappiamo già che si necessita di utilizzare compressori ed espansori con le più possibili identiche funzionalità.

Di seguito vediamo la struttura multi banda del Dolby A ( fig. 3 ) che può subire leggere variazioni in base al modello:

Fig. 3

BANDA

FREQUENCY ( Hz )

FILTER

1

20 – 80

LP

2

80 – 3000

BP

3

3000 – 9000

BP

4

9000 – 20000

HP

Il segnale entra all’interno di un sistema di filtraggio multicanale ( generatore di rumore e sfasamenti per le frequenze di centro banda ), il filtro divide la porzione di banda in ingresso in 4 bande distinte, ogni banda viene gestita da un sistema di riduzione di rumore dinamico compander ( ci sono quindi 4 compander ). La divisione in frequenza è quella illustrata nella figura 3 e secondo Dolby risulta essere la più versatile per gestire correttamente segnali complessi in cui vi sono bande di frequenze ad esempio di più strumenti musicali ( lasciando inalterate quelle porzioni di banda che non superano la soglia e ponendo allo stesso livello quelle che la superano ) e poter separare ed agire più finemente sui vari rumori analogici, in quanto se ad esempio abbiamo un tipo di onda complessa con maggiore intensità nella prima e nella terza banda che rimane sempre sopra la soglia dell’espansore, mentre nella seconda e nella quarta c’è principalmente del rumore che rimane sotto la soglia dell’espansore, otterremo che in uscita dal compander multibanda il segnale della prima e terza banda è rimasto con una corretta dinamica “teorica”, mentre il rumore nella seconda e quarta banda si è attenuato.

Ad esempio se all’ingresso del Dolby A ho la risposta in frequenza della grancassa da batteria ( es. con 80 Hz di fondamentale e 2 – 3 Khz di punta ), i compander che varranno interessati sono fondamentalmente il 1° e il  2 °, mentre il 3° ed il 4° preleveranno all’ingresso il solo eventuale rumore di fondo fuori banda. Facilmente attenuabile senza andare ad alterare la banda utile.

La voce invece, nel suo ampio spettro, ( 250 Hz fondamentale bassa, 8000 Hz armonica più alta ), fa entrare in lavoro il 2° e il 3° compander. Mentre il 1° e il 4°, lavoreranno sul rumore di fondo. Da come si nota, il compander, potendo gestire una spettro in frequenza più limitato, consente di minimizzare gli errori da simmetria e soprattutto di modulazione, in quanto, considerando la voce, eventuali sbalzi energetici della 2° e 3° banda non andranno in parte ad interessare il valore energetico della 1° e 4° banda, in cui è presente il rumore da attenuare, cosi che non vi sia alterazione da guadagno come visto nella parte II di questa serie di articoli.

I filtri di incrocio tra le varie bande sono generalmente con pendenze del 1° ordine, quindi 6 dB/Oct.

C’è da dire poi che il processore Dolby A, composto da 4 filtri multibanda, all’inizio si presentava come monocanale, e quindi poteva accettare in ingresso un solo segnale. Successivamente vennero introdotti anche quelli stereo e multicanale. Fino ad arrivare a costruire mixer analogici, con al proprio interno un processore Dolby A per ogni canale di ingresso.

Il Dolby A, soprattutto nei più evoluti, possono avere sia varianti analogiche, come in questo caso, che varianti digitali con convertitori A/D interni, processamento digitale e riversamento in analogico dopo convertitore D/A. Il problema che potrebbe presentare un Dolby A digitale, se pur con maggiore dinamica dell’analogico in quanto non presenta i rumori generati a livello analogico come visto nella parte I di questa serie di articoli, oltre che alla maggiore efficienza di riduzione e controllo del rumore in dominio digitale, sarebbe quello del rumore di fondo ed errori digitali dei convertitori A/D – D/A ( ad oggi ottimizzati e con rumori più bassi di un qualsiasi dispositivo analogico ) e quello del ritardo di fase tra la divisione in bande ( più presente nel digitale che nell’analogico ) realizzate non più con filtri analogici ma filtri FIR o IIR digitali ( che vedremo meglio quando parleremo di audio digitale ), e la successiva ri-miscelazione post processing verso l’uscita. A questo proposito, il circuito interno viene appositamente costruito per ottenere una miscelazione del segnale in fase che sia analogico o digitale ( circuito rifasatore ), ( spesso con filtri a fase lineare ), ed in più per il caso digitale utilizza convertitori a bassa latenza ( la latenza determina il tempo di ritardo del processamento considerando il tempo che intercorre tra l’ingresso e l’arrivo del segnale all’uscita, tempi alti sono sinonimo di maggiori errori e soprattutto se questo segnale deve essere miscelato con altro non processato, ci possono essere problemi di fase, percezione di eco, sfasamento del tempo musicale tra i vari strumenti ). Il problema principale degli analogici è il rumore di fondo creato dai filtri e dal nastro magnetico.

Oltre a questa prima metodologia, come risoluzione ai problemi ampiamente discussi, Ray Dolby propose anche un diverso sistema di processamento del segnale, il Compander Bilineare.

In pratica, il segnale viene enfatizzato quando rimane sotto una prima soglia ( soglia bassa ), superata questa soglia si attiva il compressore che comprime con rapporto di compressione n:1 fino ad un limite determinato da una seconda soglia ( soglia alta ), oltre la quale non vi è più compressione ( rapporto 1:1 ). Lo stesso in senso inverso vale per la procedura di espansione. Quindi il segnale viene attenuato quando rimane sotto la prima soglia, mentre espanso quando supera la prima soglia fino alla seconda soglia in cui non vi è più espansione.

Vediamo il tutto attraverso un grafico per chiarezza ( fig. 4 ).

Fig. 4 ( Compander Bilineare Dolby A )

compander bili.png

I normali compressori o compander, lavorano linearmente, e quindi, si va a comprimere il segnale che supera la soglia e solo dopo si determina il giusto guadagno per tutta la banda dinamica, al fine di portarlo al livello ottimale come in ingresso.

Il sistema bilineare invece, consente di enfatizzare solo l’eventuale rumore presente a bassi valori dinamici del segnale, e lasciare inalterato il livello del segnale utile sopra un determinata soglia, al fine di minimizzare le alterazioni dei picchi di segnale in compressione, che determinano gli errori di modulazione precedentemente illustrati. Nei valori intermedi a questo range, il segnale sarà compresso e successivamente espanso ( per il Dolby A – 30 dB ( prima soglia ) e – 20 dB ( seconda soglia ) per la compressione, e – 20 dB ( prima soglia ) – 40 dB ( seconda soglia ) per la espansione ).

La soglia inferiore ( prima soglia ), per la quale si determina il livello oltre il quale si ha la compressione e in opposizione la espansione, è determinata dalla threshold del compressore o espansore; mentre la soglia superiore ( seconda soglia ) in cui il segnale ritorna ad una ratio di 1 : 1, è determinata da un circuito limitatore come quello in ( fig. 5 ), ( fig. 6 ).

Questo tipo di circuito è anche chiamato Dual Path in cui il segnale segue un doppio percorso, quello del processamento in parallelo a quello di controllo ( come vedremo meglio quando parleremo di processori di dinamica ), tra i tanti parametri che vedremo nel circuito di controllo c’è anche il Limiter come si vede dalla figura 5 che definisce i termini di threshold per la seconda soglia oltre il quale il valore di compressione o di espansione è pari ad 1:1 ( non comprime, non espande ).

Fig. 5 ( Dual Path per la compressione )

2017-10-30_11-44-08.png

Il segnale in ingresso verrà inviato ad un circuito limitatore, che ne limiterà la compressione ad una ratio di  1 : 1 quando verrà superata la soglia impostata, mentre quando rimane sotto passa per il circuito di compressione. I due segnali verranno poi sommati in fase in uscita, per ricreare la dinamica processata.

Fig. 6 ( Dual Path per l’espansione )

sss

Il segnale processato passerà per il circuito di espansione e successivamente gli verrà sottratto il circuito di limitazione inserito in fase di playback, la quale threshold andrà a determinare il livello in cui ha inizio la fase di espansione.

Data la presenza di due circuiti differenti, uno per la registrazione e uno per la riproduzione, tale processore potrà lavorare solamente in fasi alternate e non simultanee ( una in recording ed una in playback ), come quello Mono in figura 1, per cui non può essere usato lo stesso processore per registrare e sentire in tempo reale il pre-ascolto del segnale registrato cosi da capire come si sente in fase di playback. Per questo è necessario l’utilizzo di due processori, aumentando i costi di acquisto e nemmeno la piena affidabilità ( come era all’inizio con l’invenzione del Dolby A Mono, singolo canale e singolo processamento ), in quanto che in fase di usura ma anche da nuovi, un processore poteva essere tarato o comunque avere differenti caratteristiche e funzionare non perfettamente in senso opposto e quindi creare delle alterazioni e distorsioni sul segnale.

A questo proposito vengono utili i Dolby A Stereo ( evoluzione del Dolby A Mono, che permettono il processamento contemporaneo su segnale stereo ), i quali avendo due processori in un unico rack permettono di effettuare complete processazioni in tempo reale ( recording + playback ) ed in perfetto sincronismo ( fig. 2 ).

La procedura di taratura di questi dispositivi compander bilineari, è molto complicata e necessita di un tempo di taratura ed esperienza. Fortunatamente, il tutto è già pre tarato all’interno del processore stesso dal costruttore.

Un problema che si può riscontrare pur avendo due processori di identiche caratteristiche e processamento, è che il segnale una volta uscito dallo stadio di compressione e registrato, per un qualsiasi motivo di resistenza di cablaggio e resistenza portata dal registratore stesso in riproduzione o anche per una differente dinamica tra quella registrata e quella prodotta dallo stesso registratore, possa presentare livelli dinamici alterati e quindi problemi simmetrici esterni.

Al fine di minimizzare questo problema la Dolby fornisce un segnale di test, definito Dolby Tone ( sinusoide generata da un’oscillatore al quarzo ) integrato nel Dolby A e gestibile dall’utente ( consigliata la taratura prima di un qualsiasi processo di registrazione-playback ). Attivandolo, questo segnale genera una sinusoide generalmente 1 Khz, inviata all’uscita dedicata al segnale da registrare, questa per la procedura di tararura dovrà essere registrata e riprodotta per il pre-ascolto. Per la corretta taratura il livello del segnale di registrazione dovrà essere pari a quello di playback cosi da definire il processo di compressione ed espansione perfettamente simmetrici.

Per facilitare la comprensione la Dolby fornisce un informazione automatica all’interno del proprio processore, che si illumina quando i livelli sono ottimali.

Il Dolby A permette di boostare ed attenuare il segnale di 10 dB ed in alcuni casi anche 15 dB sulle alte frequenze prima dell’insorgere di distorsioni ( quindi una riduzione del rumore massima di 15 dB ). Va ricordato che, tanto più guadagno e relativa attenuazione si riesce a fornire al rumore di fondo, il tutto accompagnato da corretti valori di compressione ed espansione, e tanto più efficacie sarà il processamento, perché sempre più bassi valori di rumore andranno in risalto.

Guardando il processore Dolby A Stereo di figura 2 si può notare come vi siano meter per il controllo del livello di segnale in ingresso e di uscita, cosi da poter monitorare il livello e non mandarlo in distorsione. Il Dolby Tone per la taratura, i vari pulsanti per il settaggio delle impostazioni di routing. Ogni versione analogica del Dolby A può presentare diversi controlli, ma questi appena elencati sono quelli sempre presenti. Come si nota vi è poi la presenza di un alloggiamento per il nastro di registrazione magnetico rimovibile ( esclusivo Dolby ). Questo serve ad esempio per registrare segnali di test dal Dolby Tone, ad esempio per poi prendere il nastro ed utilizzare questo tono su altri dispositivi con il tone non funzionante o che non ne prevedano l’uso ( ovviamente devono disporre di un alloggiamento per nastro magnetico ), è anche possibile registrare il segnale audio dopo il Compressore per analizzare ad esempio il rumore di fondo presente.

 

Struttura Dolby A

Vediamo ora come va collegato il Dolby A stereo, visualizzando il pannello frontale ( fig. 7 ) e posteriore ( fig. 8 ).

I vari pulsanti colorati si illumina quando premuti ad indicare lo stato attivo e funzionante.

Fig. 724349853dd.jpg

Il primo pulsante a sinistra si presenta di colore bianco e serve per accendere e spegnere il modulo.

Il secondo andando verso destra si presenta di colore rosso, lo si preme quando si vuole attuare il processo di compressione per il segnale verso il recorder ( registratore ).

Successivamente abbiamo il pulsante di colore verde, lo si preme quando si vuole attuare il processo inverso di espansione, una volta che il segnale registrato rientra nel processore.

Come detto, un Dolby A Mono può lavorare o solo in recording o solo in playback, per cui un pulsante disattiverà l’altro, per lo Stereo potranno funzionare insieme.

Abbiamo poi il pulsante di colore blu, indicato come Normal, perché quando lo premiamo in uscita invia il segnale non processato, cosi che possiamo ascoltare e paragonare la differenza, come vedremo non disattiva la processazione.

Abbiamo infine l’ultimo pulsante di colore giallo, indicato con Check, perché in uscita ci fa sentire il segnale processato.

Alcuni Dolby A non presentano i pulsanti di Normal e Check per il pre ascolto.

C’è anche la slot Dolby, che accetta esclusivamente card fornite dalla Dolby, sfruttabili ad esempio come visto per registrare o inviare segnali di tono.

Abbiamo i meter per rilevare il livello dei segnali di ingresso ed uscita dal processore.

Abbiamo il generatore di tono che può generare un livello di tono su differenti standard operativi, decidere se prelevare o registrare il tono su nastro magnetico ed altre funzioni, si illumina quando il segnale di registrazione e playback coincidono durante la fase di calibratura.

Fig. 8 2017-10-30_13-41-32

Le connessioni posteriori sono tutte su XLR bilanciato ed ottimizzate per segnale a livello di linea.

Prima di proseguire va detto che tutti i sistemi professionali come il Dolby A e successivamente come vedremo il Dolby SR, che si presentano su rack esterno, accettano in ingresso un livello operativo di segnale pari a 0,770 – 1,224 v, quindi quello pro in linea. Proprio perché lo scopo è di correggere generalmente il rumore di fondo di un mix già completo, in uscita master dal mixer. Inviando un segnale microfonico, è probabile di avere sul ritorno un leggero aumento del rumore di fondo. Per questo, se si vuole effettuare l’enfatizzazione armonica prima definita, è utile avere entrambi i segnali, quindi sia pulito che processato, in modo da bilanciare correttamente i due livelli, portando in uscita il segnale ottimale.

La connessione From Console, indica l’ingresso del processore a cui dovremo inviare il segnale da processare per il Playback.

La connessione From REC, indica l’ingresso del processore a cui dovremo inviare il segnale registrato, cosi che venga effettuata la relativa espansione.

La connessione To Console, indica l’uscita del processore il cui segnale correttamente processato ritornerà alla console ( esempio Mixer audio ), pronto per essere inviato ad un sistema di riproduzione sonora.

La connessione To REC, indica l’uscita del processore il cui segnale compresso dovrà essere inviato al registratore.

Al fine di ascoltare il segnale pulito, attraverso l’apposito pulsante Normal in fase di registrazione, quindi quando premiamo Rec, il segnale viene sdoppiato, uno verso l’uscita To REC per la registrazione, e uno verso l’uscita To Console, quest’ultimo non processato.

Al contrario, per ascoltare il segnale processato, in fase di riproduzione, attraverso l’apposito pulsante Check, quando premiamo Play, il segnale processato in uscita da To REC, viene splittato a To Console.

Ad oggi con l’avvento dei sistemi puramente digitali, questo tipo di processori ha perso il suo utilizzo, ma li si possiamo trovare ed utilizzare ancora come compressori multi banda, quindi in sola fase di REC.

Il compressore multi banda è utile per enfatizzare ad esempio le armoniche strumentali, in quanto di basso valore energetico. Mentre allo scopo di livellare gli sbalzi di dinamica di un segnale è più corretto l’utilizzo di compressori lineari ( vedremo più in dettaglio in compressori multibanda in altre argomentazioni ).

A seconda del modello si possono poi trovare differenti tipologie di pulsanti e connessioni sia per la gestione del segnale di ingresso che di uscita.

Altri modelli evolutivi e più prestanti del Dolby A oltre a quelli appena visti sono:

Fig. 9 ( Dolby A 362 )

dolby-model-362-noise-reduction_1_492e7d57603cab66f64263465737d695

Fig. 10 ( Dolby A 363 )

dolby_363_noise_reduction_system.jpg

Fig. 11 ( Dolby A 364 )

dolby-stereo-364-cinema-nr-units.jpg

Fig. 12 ( Dolby A 365 )

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Dolby B ( 1968 )

Successivamente al successo del Dolby A, la Dolby produsse un processore comparativo, ma per usi consumer.

Il Dolby B è facile trovarlo in un qualsiasi registratore – riproduttore per nastri magnetici ad uso consumer ( fig. 13 ), spesso attivabile a scelta e selezionabile in alternativa ad altri sistemi di riduzione del rumore come il Dolby C ed NR che vedremo più avanti.

Fig. 13 tascam_130_BIG.jpg

La selezione del tipo di Dolby da attuare in fase di playback dipende da come il segnale audio è stato registrato sul supporto, infatti ad esempio nelle cassette CC quando utilizzato, è sempre indicato il tipo di codifica utilizzata in fase di registrazione, e quindi da utilizzare per il playback.

Per le cassette utilizzare per la registrazione personale consumer, queste vengono spesso equipaggiate con etichetta per annotare un eventuale utilizzo della codifica cosi da ricordare che in playback è necessario inserire il decodificatore ( fig. 14 ).

Fig. 14 cassette_tape.jpg

In questo caso di figura 14 l’etichetta consente di annotare se si è utilizzato il Dolby NR in fase di registrazione ( ovviamente ci vuole un registratore cassette che permetta questo ), ( vedremo più avanti il Dolby NR ).

Anche il Dolby B lavora con attenuazioni del rumore attorno ai 10 dB, ed è molto più pratico in quanto si presenta come un singolo pulsante di on/off.

Lo schema di principio è visibile in figura 15.

Fig. 15 dolby b.jpg

Il segnale in ingresso attraversa un filtro passa alto con frequenza di taglio variabile, generalmente è fissata dal costruttore a circa 3 Khz, in alcuni sistemi professionali è variabile tramite circuito di controllo, che ne determina il grado di attenuazione.

Da come si nota non è un processore multi banda e né compander, ma sfrutta il principio della Noise Equalization.

Una volta registrato, viene riprodotto in maniera opposta prima del playback, con grado di amplificazione del filtro passa-alto uguale a quello della registrazione, al fine di realizzare il circuito di riduzione del rumore.

È un processore molto meno qualitativo rispetto al Dolby A, ma per questo ha anche prezzi più accessibili per i consumatori.

In questo processore ( a livello professionale ) è spesso possibile regolare il grado di attenuazione del segnale in quanto i 10 dB di boost ( per ottenere come visto 10 dB di riduzione del rumore “teorico” ) in fase di registrazione potrebbero risultare troppi per le comuni cassette CC, mandando il segnale in saturazione. Quindi il limite fondamentale per qualsiasi tipo di processamento ( che sia analogico o digitale ) è il limite definito dal supporto di registrazione ( in questo caso CC consumer ), mentre il Dolby A è riferito alle Bobine Open Reel multitraccia per la registrazione professionale con più dinamica rispetto alle cassette consumer ( vedremo i supporti analogici in altre argomentazioni ). A livello di registrazioni consumer generalmente è tarato per non superare i 5 dB.

Un utilizzo frequente di questo processore è l’inserimento nella sola fase di enfasi ( fase di playback ), al fine di dare guadagno alle alte frequenze, di cui sono poveri tutti i nastri consumer CC.

Di seguito si nota la risposta in frequenza della processazione Dolby B ( fig. 16 ) in fase di recording, si nota l’incremento di 10 dB ( possibile solo in cassette professionali ), spesso non raggiungibile su cassette consumer, ( alcune cassette mostrano tra i dati anche il livello di enfasi massimo applicabile, però questo necessita di registratori e playback in grado di regolare il guadagno del processamento ).

Fig. 16 dd.jpg

 

Dolby C ( 1980 )

Il Dolby C è anch’essa l’evoluzione consumer del Dolby A ma più professionale ed efficiente rispetto al Dolby B ( per questo più diffusa ) ma anche rispetto ai primi Dolby A, ritrovabile quindi in dispositivi semi-professionali come quello in figura 13.

Con il Dolby C si introdusse anche una nuova tecnica di controllo del segnale al fine di ottenere le migliori prestazioni possibili in fatto di riduzione del rumore, la Spectral Skewing.

Tale tecnica è in grado di attenuare il rumore di fondo di ben 20 dB ( valore che solo Dolby A SR come vedremo permettono di ottenere, si tratta quindi di un processamento professionale in tutto e per tutto, solo meno qualitativo per la trasparenza rispetto al Dolby A SR ).

In figura 17 la struttura del Dolby C per la fase di recording.

Fig. 17 doby c.png

Il segnale in ingresso attraversa un circuito di Spectral Skewing che si presenta come un filtro passa-banda da 1 Khz a 10 Khz, quindi il range generico delle cassette consumer, ( con la presenza di un limitatore contro la saturazione ) cosi da poter boostare il segnale fino al limite possibile avendo sempre un controllo contro la saturazione e boostandolo in un range di frequenze medio alte è possibile aumentare di più il possibile guadagno prima della saturazione, in quanto che la maggiore energia è presa dalle basse frequenze.

Con il Dolby C vengono introdotte anche le Sliding Band.

Si basano sul filtro passa-alto variabile visto precedentemente, il segnale viene inviato verso due stadi di controllo ( due Sliding Band ), ogni stadio è composto da un filtro più circuito di controllo, può fornire enfasi e successivamente in fase di playback cut a 10 dB. Questo doppio sistema di controllo consente di poter sfruttare a pieno la dinamica del nastro e la corretta attenuazione del rumore fino a 20 dB.

Successivamente alla prima Sliding Band e precedentemente alla seconda vi è un circuito di controllo sulla saturazione. Ed è qui che si valorizza tale tecnica, in quanto se con il primo boost di 10 dB il supporto non è andato in distorsione rilevabile dal circuito di anti-saturazione che presenta all’interno anche qui un limitatore oltre il quale non permette la saturazione, entra in funzione la seconda Sliding Band che fornisce l’ulteriore boost necessario.

Di seguito ( fig. 18 ), una rappresentazione grafica della risposta in frequenza determinata dal boost delle sliding band sul segnale.

Fig. 18 sb.jpg

Si nota l’incremento di 20 dB e l’azione del filtro passa banda Spectral Skewing.

A livello di riproduzione avviene quindi il processo contrario.

 

Dolby SR ( 1986 )

Il Dolby SR o Spectral Recording di cui in figura 19 lo schema e anch’esso ritrovabile nei recorder/player semi-professionali di figura 13, è l’evoluzione professionale del Dolby A, sfruttando il principio delle Sliding Band. Ad oggi a livello analogico ha quasi completamente sostituito il Dolby A nell’utilizzo professionale, perché di migliore qualità, in quanto riesce a ridurre il rumore di fondo di ben 24 dB.

Fig. 19 dolby sr.jpg

In pratica sfrutta il principio di funzionamento multi banda compander del Dolby A, ma per ogni banda, vi è una Sliding Band come nel Dolby C che controlla il livello di saturazione determinato in fase di compressione.

Anche il Dolby SR come il Dolby A può essere mono, stereo, multicanale, o presente in moduli su mixer audio.

Di seguito ( fig. 20 ) abbiamo la risposta in frequenza del Dolby SR nei vari processi di codifica e decodifica.

Fig. 20 jjj.jpg

Si nota come la compressione di 24 dB, sia compensata correttamente dalla relativa espansione.

L’unico difetto che hanno i Dolby SR, è quello dell’incompatibilità, in quanto registrando il segnale su un determinato processore, ed effettuando l’espansione su di un altro, si può rischiare di sfasare il segnale, perché non tutti hanno banda e rapporti di filtraggio uguali. Il dolby tone può essere di aiuto ma non risolve pienamente il problema. Per questo si consiglia sempre di utilizzare lo stesso processore ( ovviamente non possibile per il consumer in quanto generalmente non si dispone a casa delle stesse attrezzature utilizzate in studio, ed in più si ha solo un selettore per decidere ed attivare il Dolby SR come quello di figura 13 e per questo per il consumer vengono effettuati processamenti standard compatibili il più possibile ).

Esistono invece processori Dolby SR con slot per schede di espansione Dolby A, in modo da poter decidere di volta in volta se utilizzare un sistema o l’altro.

In figura 10 il Dolby A versione SR.

 

Dolby S ( 1989 )

Il Dolby S è la versione semplificata e semi professionale del Dolby SR sempre ritrovabile sui recorder/player semi-professionali generalmente al posto dell’ SR ( fig. 21 ). Guadagna 24 dB di dinamica sulle alte frequenze e 10 dB sulle basse.

Fig. 21 D3S_8395-1600.jpg

 

Altri sistemi di Noise Reduction Analogico

Oltre alla Dolby altre case hanno tentato di affrontare l’argomentazione, cercando di eliminare il più possibile il rumore di fondo.

 

DBX TYPE I e II ( 1971 )

TYPE I ( PRO ), ( fig. 22 ) e TYPE II ( CONSUMER ), ( fig. 23 – 24 – 25 ).

Anche qui si possono trovare diversi modelli e quasi tutti a processamento simultaneo. Ad oggi si può trovare quasi esclusivamente il TYPE II all’interno di alcuni registratori analogici portatili.

Fig. 22 gce4ogbwixirmowsqonq.jpg

Fig. 23 dbx_21-2.jpg

Fig. 24  dbx_140x_type_ii_noise_reduction_unit.jpg

Fig. 25 vintage-dbx-type-ii-tape-noise-reduction-system-model-224-encode-decode-works-73af80251b9245c655a940d888b97099.jpg

Senza entrare troppo nel dettaglio del funzionamento in quanto molto simile a quello appena visto in questa serie di articoli, a differenza del Dolby A SR il DBX TYPE I effettua una compressione a banda larga ( 30 hz – 15 Khz ), con rapporto pari a 2 : 1 e relativa espansione 1 : 2. Consente di ottenere un’incremento dinamico di circa 20 dB. Come metodo di companding è molto più drastico dei sistemi Dolby, a volte può tendere ad alterare la risposta, per questo non preferito e soffre molto della noise modulation.

In figura 26 un grafico rappresentativo del processo di encoding e decoding.

Fig. 26 dbx

Il DBX TYPE II è simile al Dolby B ma effettua un enfasi e attenuazione con frequenza di taglio a 500 Hz e con 12 dB di guadagno massimo controllato da un VCA. In questo caso è leggermente più prestante del Dolby B ma introduce più distorsioni lungo il segnale audio.

In figura 27 un esempio grafico sulla risposta in frequenza data per la fase di codifica e decodifica nelle due tipologie di DBX Noise Reduction.

Fig. 27 TypeI_TypeII

Come si nota il TYPE I riesce ad ottenere un maggiore incremento dinamico sulla maggior parte della risposta in frequenza. Il Type II ha un sistema di codifica ulteriore a quello della registrazione e playback su cassetta con nastro magnetico ( TAPE ), quello per la registrazione e riproduzione su disco magnetico ( DISC ), ( es. Mini Disc ), il quale offre una maggiore attenuazione sulle basse frequenze ( -1/ -3 dB ), non recuperata in fase di playback, questo perchè il disco magnetico ha una dinamica inferiore a quella del nastro magnetico e quindi prima del processamento necessità di una maggiore attenuazione e controllo, attenuazione presa in bassa frequenza, in cui vi è concentrata gran parte dell’energia del segnale audio ed in cui la risposta del disco non è efficiente non avendo una cosi ampia banda passante.

Come si può intuire un tipo di encoder non è compatibile con altre tipologie di decoder, soprattutto di marche diverse, vennero a questo proposito creati anche alcuni decoder DBX TYPE II compatibili con gli encoder DOLBY soprattutto quello B, ma con scarsi risultati.

L’unico vantaggio dei sistemi DBX rispetto a quelli Dolby, per loro struttura, è che non richiedono la calibrazione.

Più recentemente è stata sviluppata la versione TYPE III, per lo più utilizzata insieme a processori Outboard di marca DBX, come l’equalizzatore outboard analogico in figura 28. Cosi da poter equalizzare e contemporaneamente agire più finemente sull’eventuale rumore di fondo.

Fig. 28 2215front_lg_original.jpg

In figura 28 un equalizzatore grafico analogico stereo ( un Type III per il Left ed uno per il Right ).

Il TYPE III è un’evoluzione del TYPE I, sempre con guadagno dinamico rispetto al rumore di fondo di 20 dB, ma più qualitativo in quanto il processamento agisce in multibanda, è sviluppato solo per aumentare la dinamica in questi processori outboard e non centra nulla con la riduzione del rumore nei nastri analogici.

 

Telefunken ANT Telcom C4 ( 1975 )

Anche la Telefunken in collaborazione con la ANT propose sul mercato il proprio sistema di Noise Reducion, il Telcom C4 ( fig. 29 ), simile al Dolby A e più qualitativo del DBX TYPE I.

Fig. 29 telcom_c4.png

Il Telcom C4 riesce ad aumentare il livello dinamico di 25 dB, più che il Doby A SR ma a detta di molti con minore trasparenza.

Di seguito il grafico del compander utilizzato ( fig. 30 ).

Fig. 30 fdgd

Non presenta anch’esso come il DBX, il Dual Path, e questo lo fa soffrire maggiormente di noise modulation, può lavorare sia in recording che in playback contemporaneamente.

 

Conclusioni

Quelli appena visti sono i principali e più diffusi processori per il Noise Reduction in ambito audio analogico, altre varianti anche di altre marche sono state prodotte ( come il Telefunken High Com ( 1970 ) e High Com II ( 1979 ), superiore qualitativamente al DBX, CBS CX ( 1981 ) ), ma presto cadute in disuso con l’avvento del Noise Reduction Digitale.

 

Altro su Noise Reduction:

Noise Reduction – I ( Rumori Analogici, Rumori Digitali, Rumori da Invecchiamento Supporto, Definizione dei Rumori, Caratteristiche Tonali del Rumore ).

Noise Reduction – II ( Noise Reduction Analogico, Single Ended, Double Ended, Distorsioni nei Processori Compander ).

Noise Reduction – IV ( Noise Reduction Digitale, Plugin Noise Reduction, A/D-D/A Noise Reduction, Digital Hardware Noise Reduction, Fingerprint e No Fingerprint ).

Noise Reduction – V ( Metodi di Risoluzione per Rumori Integrati, DeClick, DeCrackel, DeScratch, DeNoiser Fingerprint e No Fingerprint, Interpolatori Automatici e Manuali, Plugin Automatici, DeClip, Time Strecht e Pitch Correction, Azimut Correction ).

Noise Reduction – VI ( Metodi di Riduzione Rumore Fonti Esterne, De-Pop, De-Esser, De-Buzz, De-Hum, De-Hiss, Anti-Feedback, De-Breath, De-Mouth, De-Wind, De-Reverb, De-Rustle, De-Bleed, De-Motorizer ).

Noise Reduction – VII ( Spectral Editor e Funzionalità, Psicoacustica del Rumore, Linee Guida ).

 

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Un pensiero su “Noise Reduction – III

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