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dbx (reducción de ruido)

El logotipo representa tanto a la empresa como a su sistema de reducción de ruido. dbx es una familia de sistemas de reducción de ruido desarrollados por la empresa del mismo no...

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El logotipo representa tanto a la empresa como a su sistema de reducción de ruido.

dbx es una familia de sistemas de reducción de ruido desarrollados por la empresa del mismo nombre . Las implementaciones más comunes son dbx Tipo I y dbx Tipo II para grabación analógica en cinta y, con menor frecuencia, para discos de vinilo . Una implementación independiente, conocida como dbx-TV , forma parte del sistema MTS , utilizado para proporcionar sonido estéreo a los sistemas de televisión norteamericanos y de otros países. La empresa, dbx, Inc. , también participó en el desarrollo de sistemas de reducción dinámica de ruido (DNR).

Historia

El reproductor de casetes portátil Panasonic RQ-J20X de 1982 fue el primer dispositivo en implementar el circuito integrado dbx.

Los sistemas originales dbx Tipo I y Tipo II se basaban en la denominada " compresión lineal de decibelios " —que comprimía la señal durante la grabación y la expandía durante la reproducción—. Fue inventada por David E. Blackmer de dbx, Inc. en 1971. [ 1 ] [ 2 ]

En 1982 se creó un decodificador dbx Tipo II en miniatura en un circuito integrado para su uso en audio portátil y para automóviles, aunque solo unos pocos dispositivos lo aprovecharon, como ciertos reproductores de casete portátiles Panasonic y estéreos para automóviles Sanyo. [ 3 ] dbx comercializó el PPA-1 Silencer , un decodificador que podía usarse con reproductores que no eran dbx, como el Sony Walkman . [ 4 ] Una versión de este chip también contenía un decodificador de reducción de ruido compatible con Dolby B , descrito como reducción de ruido dbx Tipo B ; esto fue posible después de que la patente de Dolby (pero no la marca registrada) hubiera expirado.

Se han desarrollado implementaciones de software. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

Cómo funciona dbx

Silbido de cinta

La cinta magnética consta de partículas microscópicas que pueden cargarse magnéticamente para grabar señales. El tamaño de las partículas y la velocidad de transporte de la cinta definen la frecuencia máxima que el soporte puede grabar. Para grabaciones de alta fidelidad , la grabación de audio en cinta de carrete a carrete suele funcionar a velocidades de 15 o 7,5 pulgadas por segundo (38 o 19  cm/s), pero esto requiere mucha cinta para una cantidad determinada de grabación. Se pueden realizar grabaciones de menor fidelidad a 3,75 o incluso 1,875 ips, lo que permite más tiempo de grabación en una cinta determinada, pero a costa de añadir más ruido de alta frecuencia. [ 9 ]

La cinta de casete se diseñó para la comodidad, no para la calidad de audio, y funcionaba a 1,875 ips (4,75  cm/s) para maximizar el tiempo de grabación en las cintas relativamente pequeñas (en comparación con las de bobina abierta). Esto generaba un ruido de fondo significativo . Sumado a su ancho limitado, que también restringe el rango dinámico de las señales, el ruido tendía a enmascarar las altas frecuencias de la señal, especialmente las de bajo volumen. [ 9 ]

Durante la década de 1970, se introdujeron varios tipos nuevos de películas de grabación magnética, en particular las de "cromo" y "metal", que utilizaban partículas más pequeñas y, por lo tanto, desplazaban el silbido de la cinta a frecuencias mucho más altas. Durante el mismo período, sistemas de reducción de ruido como dbx y Dolby intentaron hacer lo mismo utilizando medios convencionales y abordando activamente el ruido de la cinta mediante electrónica. [ 9 ]

Compresión y expansión

La compresión dbx comprime la fuente original (izquierda) en una versión con menor rango dinámico (centro) y luego la expande nuevamente (derecha). El ruido de fondo de la cinta (rosa) también se expande mediante este proceso, pero queda enmascarado por la señal original ahora expandida.

Los sistemas dbx Tipo I y Tipo II son tipos de "reducción de ruido por compresión". Estos sistemas funcionan comprimiendo primero el rango dinámico de la señal a un rango que se puede grabar de forma segura en la cinta. Este tipo de compresión, la compresión de rango dinámico , atenúa los sonidos fuertes y amplifica los suaves, logrando un volumen mucho más uniforme en la grabación. Durante la reproducción, el rango dinámico se expande en la misma proporción, lo que provoca que los sonidos de bajo volumen vuelvan a tener un volumen bajo y viceversa. La combinación de compresión y reexpansión da origen al término " companding" . El companding es útil incluso fuera del ámbito de la reducción de ruido; un casete puede tener un rango dinámico de 40 decibelios antes de que el soporte se sature, mientras que la señal original puede usar 70 para, por ejemplo, una grabación en directo de un concierto. En este caso, la compresión a una relación de 2:1 dará como resultado una señal con un rango de 35 decibelios, que se puede grabar sin saturación. [ 9 ]

La razón por la que esta técnica funciona para la reducción de ruido es que el silbido de la cinta se manifiesta como una señal constante de bajo volumen. Cuando la señal se graba en su forma original, sin compresión, la cantidad de silbido puede tener el mismo volumen que los sonidos más suaves, enmascarándolos por completo. Sin embargo, cuando la señal se comprime antes de la grabación, esos sonidos suaves se graban a un volumen mayor, por lo que ahora incluso los sonidos suaves son más fuertes que el ruido. Esto mejora la relación señal-ruido . [ 9 ]

Cuando la señal se reexpande, el siseo de la cinta también se expande, aumentando su volumen. Sin embargo, la relación señal/ruido se mantiene (casi) constante durante este proceso, por lo que la salida resultante conserva esta mayor relación señal/ruido. En definitiva, esto significa que, si bien el siseo de la cinta se intensifica durante las partes más suaves de la grabación, el volumen de la grabación en sí (con suerte) siempre es mayor, lo que hace que el siseo sea mucho menos perceptible. [ 9 ]

Énfasis previo

Cabe señalar que el silbido de la cinta se limita a las frecuencias más altas. Esto significa que una señal predominantemente de baja frecuencia no necesariamente requiere reducción de ruido. En su lugar, basta con atenuar todas las frecuencias más altas con un filtro de paso bajo, y el silbido prácticamente desaparecerá. [ 9 ]

Consideremos una señal que contiene una sección de alto volumen y otra de bajo volumen. Durante la grabación, estas señales se comprimen para que sus niveles sean mucho más similares, de modo que la sección de alto volumen no sature la cinta y la de bajo volumen sea más fuerte que el ruido de fondo. Durante la reproducción, la sección más fuerte recibe poca o ninguna atenuación, por lo que el ruido de fondo también se mantiene a su volumen natural. Cuando se reproduce la sección más suave, que ha sido amplificada durante la grabación, el expansor la atenúa hasta su nivel original. Esto también atenúa el ruido de fondo. [ 9 ]

Esto provoca que el volumen del siseo de la cinta cambie durante la reproducción. Esto no se nota mucho cuando la señal original contiene frecuencias altas que se superponen al siseo, pero para frecuencias bajas, se puede oír fácilmente. El aumento y la disminución del siseo de la cinta se conocían como "respiración" porque sonaba como si alguien respirara en un micrófono. [ 9 ]

Para solucionar esto, dbx utiliza una fuerte "preénfasis" de alta frecuencia en la señal original. Esto amplifica los sonidos de alta frecuencia antes de que lleguen al compresor. Esto provoca que el compresor reduzca la ganancia en ciertas circunstancias y disminuya la audibilidad de la modulación de ruido; incluso con este preénfasis, la modulación de ruido puede volverse audible al usar soportes con mucho ruido, como el formato de casete.

dbx I y II

El sistema dbx Tipo I está diseñado para usarse con soportes de grabación profesionales que tengan una relación señal/ruido (S/N), antes de la reducción de ruido, de al menos 60  dB y una  respuesta en frecuencia de -3 dB de al menos 30  Hz a 15  kHz. El sistema requiere que el soporte tenga una respuesta en volumen y frecuencia bastante lineal.

dbx Tipo II está diseñado para soportes con mayor ruido, menor relación señal/ruido y una respuesta de frecuencia mucho más restringida. En la ruta de la señal de control, el proceso dbx Tipo II atenúa las frecuencias altas y bajas para desensibilizar el sistema a los errores de respuesta de frecuencia. Dado que esta atenuación se aplica únicamente en la ruta de control, no afecta al sonido audible. La configuración "disco" de dbx Tipo II en los decodificadores dbx de consumo añade una  atenuación adicional de 1 a 3 dB en las bajas frecuencias, tanto en la ruta de audio como en la de control. Esto protege al sistema de la pérdida de seguimiento audible causada por deformaciones del disco y ruido de baja frecuencia.

Ambos sistemas utilizan compresión 2:1 y proporcionan exactamente la misma cantidad de reducción de ruido y mejora del rango dinámico; en otras palabras, proporcionan los mismos resultados finales, pero no son compatibles entre sí.

dbx vs. Dolby

Tanto dbx como el sistema de reducción de ruido Dolby utilizan la compresión-expansión (companding) para controlar el ruido. Se diferencian en la forma en que abordan la respuesta de frecuencia del proceso de companding. dbx utiliza un sistema de preénfasis de frecuencia única, mientras que Dolby utiliza cuatro amplificadores de preénfasis independientes, cada uno para una banda de frecuencia diferente. Dado que el silbido de la cinta es principalmente un problema para los sonidos de alta frecuencia, Dolby utiliza un preénfasis mucho más fuerte en las altas frecuencias que en las bajas. Esto significa que una señal de bajo volumen y baja frecuencia puede experimentar poca o ninguna compresión-expansión, mientras que el mismo volumen en altas frecuencias habrá sido fuertemente preénfatado a un nivel de volumen más alto antes de la compresión. [ 10 ]

El uso de "curvas de codificación" de preénfasis separadas permite que la compresión general sea mucho menor que en dbx, donde siempre es de 2 a 1. Para señales de baja frecuencia, como una conversación, Dolby puede no aplicar ninguna compresión. En cambio, dbx continuaría compandificando estas señales, en cuyo caso el ruido de fondo de la cinta también se reexpande durante la reproducción, variando continuamente a medida que cambia el volumen. [ 11 ]

Falta de aceptación de dbx en el mercado.

Aunque aportó un rango dinámico más amplio y, por lo tanto, redujo el ruido en el formato de cinta de casete, la reducción de ruido dbx no alcanzó una gran popularidad en el mercado de consumo, ya que las grabaciones comprimidas no sonaban bien al reproducirse en equipos que no eran compatibles con dbx. Dolby B ya se utilizaba ampliamente cuando se introdujo dbx. Si bien la reducción de ruido Dolby también empleaba cierta compresión y expansión, el nivel de compresión y expansión era muy leve, por lo que el sonido de las cintas codificadas con Dolby era aceptable para los consumidores al reproducirlas en equipos que no eran compatibles con Dolby.

  • El sistema dbx Tipo I fue ampliamente adoptado en la grabación profesional, especialmente utilizado con lo que en la industria se conoce como formatos "semiprofesionales", como los de 8 pistas de media pulgada y los de 16 pistas de una pulgada.
  • Tascam incorporó el chip dbx Tipo II en sus grabadoras de casete de cuatro pistas Portastudio . La familia de grabadoras de casete de 4 pistas Portastudio de Tascam se convirtió en un estándar para los aficionados al audio doméstico.
  • Una ventaja de dbx Tipo I y Tipo II en comparación con la reducción de ruido Dolby es que no requería calibración con el nivel de salida de la platina de casete, lo que podía provocar un seguimiento incorrecto con Dolby B y C, dando lugar a tonos agudos amortiguados.
  • Sin embargo, debido a la alta compresión y la marcada preacentuación de altas frecuencias de dbx, las cintas codificadas en dbx, a diferencia de Dolby B, eran prácticamente imposibles de reproducir en sistemas que no fueran compatibles con dbx, y sonaban muy estridentes al reproducirlas sin decodificar. La reproducción de dbx sin decodificar también presentaba grandes errores dinámicos, con niveles de audio que subían y bajaban constantemente.

Si bien el dbx Type-II NR finalmente se diseñó como un chip LSI autónomo, nunca fue barato debido a la altísima precisión que requerían los VCA de dbx y el análisis de la señal RMS , lo que provocó una mayor reticencia por parte de los fabricantes a utilizar los chips dbx en sus productos.

dbx con discos de vinilo

dbx también se usó en discos de vinilo, que se etiquetaron como discos dbx . [ 12 ] Si bien el lanzamiento más antiguo es de 1971/1973 , sus números alcanzaron su punto máximo entre 1977/1978 hasta alrededor de 1982. Billboard señaló en agosto de 1981 que se esperaba que el número total de lanzamientos con codificación dbx se acercara a los 200 álbumes. [ 13 ] Cuando se empleó en LP , el sistema dbx Tipo-II redujo la audibilidad del polvo y los arañazos, reduciéndolos a pequeños chasquidos y clics (si es que eran audibles) y también eliminó por completo el ruido de la superficie del disco . Los LP codificados con dbx tenían, en teoría, un rango dinámico de hasta 90 dB. [ 14 ] Además, los LP dbx se produjeron solo a partir de las cintas maestras originales, sin usar copias, y se prensaron solo en vinilo grueso y virgen. La mayoría se lanzaron en cantidades limitadas con precios premium. 

dbx con grabadoras de cinta de carrete profesionales, así como otras producciones y reproducciones de audio profesionales/comerciales.

La tarjeta de reducción de ruido dbx K9 fue diseñada para encajar en los bastidores A-361 de la serie profesional Dolby A, que ya se utilizaban ampliamente en los estudios de grabación profesionales de cinta de carrete abierto de la época.

La designación completa de la tarjeta es K9-22, que es un juego de palabras con perros y gatos. La K9-22 es compatible en pines y formato con la tarjeta Dolby denominada y conocida coloquialmente como Cat. 22 (K9 se pronuncia "canine").

El dbx 192 era un elegante dispositivo diseñado especialmente para la grabadora Nagra IV-Stereo. Contaba con un único botón para la grabación, reproducción y codificación/decodificación, y estaba integrado directamente en la ruta de señal interna de la Nagra. Se alimentaba de la fuente de alimentación de la Nagra.

dbx para televisión

La reducción de ruido dbx-TV, si bien comparte elementos con los tipos I y II, difiere en aspectos fundamentales y fue desarrollada por Mark Davis (entonces de dbx, ahora de Dolby Labs) a principios de la década de 1980.

dbx-TV está incluido en el sonido de televisión multicanal (MTS), el estándar estadounidense para la transmisión de televisión analógica estéreo . Todos los dispositivos de TV que decodificaban MTS originalmente requerían el pago de regalías , primero a dbx, Inc., y luego a THAT Corporation , que se escindió de dbx en 1989 y adquirió sus patentes MTS en 1994; sin embargo, esas patentes expiraron en todo el mundo en 2004. [ 15 ]

dbx en la producción cinematográfica

La reducción de ruido dbx, capaz de reducir el ruido en más de 20  dB, se utilizó en la regrabación de la película Apocalypse Now en 1979. La reducción de ruido Dolby A, capaz de  reducir el ruido en tan solo 10-12 dB, se utilizó únicamente en la etapa final para la masterización de la banda sonora de la película en copias de 70 mm.

También se utilizó una versión modificada de dbx en el sistema de cine estéreo Colortek. Además, la reducción de ruido dbx Tipo II se empleó en las variantes Modelo II y Modelo III del sistema de efectos especiales Sensurround de MCA en la pista de audio óptica y fue un elemento fundamental de todo el sistema. El sistema Sensurround+Plus de MCA, utilizado en la película Zoot Suit, empleó dbx Tipo II con el formato de sonido magnético de 4 pistas en copias de película de 35 mm, proporcionando a la película una banda sonora estéreo con un amplio rango dinámico y libre de ruido.

dbx para la transmisión de programas a través del Sistema de Satélites de Radio Pública Estadounidense NPR

El sistema satelital de radio pública (PRSS) de primera generación, introducido en 1979 y utilizado por la National Public Radio estadounidense para la transmisión de su programación a sus emisoras miembro vía satélite, era un sistema de un solo canal por portadora  (SCPC) con una relación señal/ruido analógica (recuperada) de aproximadamente 40 dB. Se utilizaron módulos dbx configurados en 3:1 para aumentar el rango dinámico del sistema. Si bien generalmente funcionaba bien, para algunas frecuencias bajas la distorsión superaba el 10 % de THD. Además, los módulos dbx variaban en la forma en que procesaban el audio comprimido, por lo que el audio expandido no era una representación exacta del audio comprimido en el enlace ascendente. Aun así, el uso de dbx permitió que la NPR se distinguiera por sus altos estándares de fidelidad en su sistema satelital, ya que las emisoras comerciales la eligieron para transmitir diversos programas musicales y conciertos de radio, exigiendo alta fidelidad en la era analógica. Muchos de estos problemas se resolvieron cuando el PRSS adoptó su sistema de segunda generación en 1994, el SOSS (Satellite Operations Support System), en el que las señales se enviaban digitalmente.

Véase también

  • Sistema de reducción de ruido Dolby
  • Sistema de reducción de ruido CX
  • Sistema de reducción de ruido High Com
  • Sistema de reducción de ruido UC

Referencias

  1. ↑ Hoffman, Frank W. (2004). Enciclopedia del sonido grabado . Vol. 1 ( ed.  revisada ). Taylor & Francis . 
  2. ↑ Blackmer, David E. (1972). "Un sistema de reducción de ruido de amplio rango dinámico". db Magazine . Vol. 6, n.º 8.  
  3. ↑ "Base de datos de calculadoras de bolsillo, reproductores Walkman antiguos y estéreos portátiles" . Archivado del original el 20 de junio de 2012. Consultado el 9 de febrero de 2016 .
  4. ↑ "Museo del Walkman antiguo de la calculadora de bolsillo" . Archivado del original el 17 de agosto de 2012. Consultado el 9 de febrero de 2016 .
  5. ↑ Peissig, Jürgen; ter Haseborg, Jan Remmer; Keiler, Florian; Zölzer, Udo (2004-10-05). "Emulación digital de algoritmos de compresión analógica para transmisión de radio FM" (PDF) . Actas de la 7.ª Conferencia Internacional sobre Efectos de Audio Digital (DAFx'04) . Nápoles, Italia: 285–290 . Archivado (PDF) del original el 14 de noviembre de 2017. Recuperado el 14 de noviembre de 2017 .
  6. ↑ "Emulación de cinta satinada" . u-he. 2018. Archivado del original el 8 de mayo de 2021. Consultado el 8 de mayo de 2021 .
  7. ↑ Hess, Richard L. (17 de octubre de 2018). "Una visión general de la optimización de la relación señal-ruido principalmente en la grabación analógica en cinta de audio" (PDF) . Aurora, Ontario, Canadá. Archivado (PDF) del original el 8 de mayo de 2021. Recuperado el 7 de mayo de 2021 .(26 páginas)
  8. ↑ Dyson, John S.; Hess, Richard L. (12 de marzo de 2019). "Sistema decodificador de reducción de ruido DYSON-HESS" (PDF) . 0.7.1a. Archivado (PDF) del original el 8 de mayo de 2021. Recuperado el 7 de mayo de 2021 .(23 páginas)
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nave, Carl R. "Rod" (2001). "Reducción de ruido y silbido de cinta" . Hyperphysics . Archivado del original el 8 de mayo de 2021. Recuperado el 8 de mayo de 2021 .
  10. ↑ Nave, Carl R. "Rod" (2001). "Codificación del sistema B de Dolby" . Hyperphysics . Archivado del original el 10 de febrero de 2020. Consultado el 7 de mayo de 2021 .
  11. ↑ "14.0 Grabación" . Rec.audio. Preguntas frecuentes . Lundemo publishing. 2003. Archivado del original el 12 de octubre de 2004. Recuperado el 3 de octubre de 2011 .
  12. ↑ "dbx Encoded Discs - Grabaciones de excepcional claridad y rango dinámico para un mayor placer auditivo - La tecnología detrás de dbx Encoded Discs" (folleto del LP). dbx. Archivado del original el 7 de noviembre de 2017. Consultado el 16 de mayo de 2021 .
  13. ↑ Billboard . Nielsen Business Media, Inc. 8 de agosto de 1981.
  14. ↑ "dbx SysInfo" . audioinvest.no .
  15. ↑ Cronología de dbx-TV (THAT Corporation) Archivada el 16/07/2011 en Wayback Machine

Lecturas adicionales

  • Copeland, Peter (febrero de 2009) [septiembre de 2008]. Redlich, Gert (ed.). «Manual de técnicas de restauración de sonido analógico» . Londres, Reino Unido: Archivo Sonoro de la Biblioteca Británica (www.bl.uk). Capítulo 9. Reducción de ruido recíproca. Archivado del original el 5 de noviembre de 2017. Recuperado el 5 de noviembre de 2017 a través del Deutsches Hifi-Museum, Wiesbaden, Alemania.(Nota: Perspectiva muy sesgada desde el punto de vista británico, pero aun así muy bien informado).
  • "Cómo se produjo este disco codificado en dbx - Tarjeta A" . Archivado del original el 5 de noviembre de 2017. Consultado el 5 de noviembre de 2017 .
  • "dbx Encoded Disc - Card B" . Archivado del original el 05/11/2017 . Recuperado el 05/11/2017 . […] El disco codificado dbx […] Los discos codificados dbx emplean un proceso único de codificación/descodificación que prácticamente elimina el ruido de superficie del disco, al tiempo que aumenta drásticamente el rango dinámico de la grabación. El disco dbx es aproximadamente 30 dB más silencioso que un disco convencional. Además, el rango dinámico de la música en los discos codificados dbx es igual al experimentado durante la sesión de grabación, lo que representa una ventaja significativa sobre los discos convencionales que tienen un rango dinámico limitado. Ahora, con los discos codificados dbx, podemos disfrutar por primera vez del rango dinámico completo y la presencia de la música sobre un fondo de puro silencio. El sonido de un disco codificado dbx generalmente será indistinguible del de la cinta maestra o la señal de audio directa a partir de la cual se hizo el disco. Cualquier ruido externo presente en la cinta maestra permanecerá en estas grabaciones, ya que no se ve afectado por el proceso de codificación/decodificación del disco dbx. Por lo tanto, cuanto mejor sea la cinta maestra en cuanto a ruido, mejor será la calidad de sonido final del disco. Los beneficios audibles que ofrecen las mejoras recientes y futuras en la grabación de sonido (por ejemplo, las técnicas de grabación directa al disco y digital) solo se aprovecharán al máximo si se elimina la distracción del molesto ruido de superficie del disco. Los discos codificados con dbx logran este objetivo. […]
  • https://web.archive.org/web/20210523094543/https://dbxpro.com/en/products/2031 dbx Reducción de ruido tipo III
  • https://web.archive.org/web/20201029203213/https://dbxpro.com/en/products/ieq15 Reducción de ruido dbx Tipo V
  • Página de Audio Invest en dbx
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