4.1 Система atrac
Система кодирования, применяемая в мини-дисках, называется ATRAC (Adaptive TRansform Audio Coding). Кодирование, применяемое в системе ATRAC, позволяет эффективно использовать до 24 битов. Цифровые шестнадцати- и более битовые оригиналы могут переводиться в систему ATRAC с использованием самых различных технологий. Улучшение качества касается главным образом чистоты звучания, в то время как на величину соотношения сигнал/шум система оказывает лишь незначительное влияние. Соотношение сигнал/шум в 90 и более децибел, без проблем обеспечиваемое системой ATRAC, оказывается более чем достаточным.
При записи и воспроизведении цифровой сигнал проходит через буферную (промежуточную) память сравнительно большого объема, достигающего нескольких секунд. Аналогичной памятью оснащены проигрыватели компакт-дисков и R-DAT, однако в них объем памяти намного короче. Наличие этой памяти обеспечивает возможность начать запись при поступлении сигнала, пришедшего в аппарат до начала записи. В процессе воспроизведения такой сигнал способен заполнить кратковременные перерывы в звучании, возникающие, в частности, при сильных сотрясениях, что является преимуществом переносных аппаратов и моделей, установленных в автомобилях.
5 Формат r-dat
Теперь рассмотрим цифровой носитель другого типа — магнитную ленту и аппарат на ее основе — магнитофон системы R-DAT.
Как и дисковые носители, магнитная лента является одним из источников появления искажений в считанном сигнале. Однако причины их появления в этом случае будут несколько иные. Тем более что считывание здесь уже контактное — в отличие от диска.
Источником коротких случайных ошибок являются шумы самой магнитной ленты, считывающих головок (их в системе R-DAT, как правило, две), усилителей воспроизведения и перекрестные помехи с соседних дорожек, которые в DAT-формате вплотную примыкают друг к другу (см. рисунок 2.62). Причем полюса головок в полтора раза шире дорожек и при считывании захватывают не только основную дорожку, но и края соседних.
Такой способ записи применен в R-DAT для экономии расхода ленты. Основан он на использовании головок с разными углами наклона зазоров (см. рисунок 2.63). Зазор одной из головок (А) выполнен под углом 20° относительно перпендикуляра к направлению ее движения в одну сторону, а зазор другой головки (В) — под таким же углом наклона в другую сторону. Этот прием, с учетом двоичного характера информации, позволил записывать и считывать посредством головки с шириной полюса 20.41 мкм дорожку шириной всего 13.591 мкм.
Рисунок 2.62 Расположение считывающей головки относительно дорожки при воспроизведении информации с DAT-ленты.
Рисунок 2.63 Запись информации на DAT-ленту с помощью головок с разными углами наклона зазоров.
При записи полюс каждой головки захватывает часть дорожки, записанной полюсом предыдущей головки — как бы накладываясь на нее.
При воспроизведении системы автотрекинга поддерживают режим следования каждой головкой по дорожке, записанной со своим углом наклона зазора.
За счет того, что соседние дорожки содержат информацию, записанную головкой с противоположным углом наклона зазора, перекрестные помехи от них ослабляются так называемым эффектом гребенчатого фильтра и не превышают уровня шумов, обусловленных носителем, головкой и усилителем.
Рисунок 2.64 Дефект магнитного слоя ленты
Рисунок 2.65 Эффект палатки, возникающей при попадании пылинки между барабаном и магнитной лентой.
Зато при этом снижаются требования к точности отслеживания дорожек. Если головка смещается в одну сторону от центра считываемой дорожки, то повышение уровня перекрестных помех от одной из соседних дорожек компенсируется соответствующим снижением уровня таких же помех от другой соседней дорожки.
Но, тем не менее, определенная вероятность того, что совокупный шумовой выброс может превысить порог срабатывания логического анализатора, все же существует. Поэтому ошибки неизбежны.
Более длительные искажения (пакеты ошибок) могут возникать из-за дефектов магнитного слоя ленты (рисунок 2.64), загрязнения зазоров головок и сбоев систем автотрекинга. Кроме того, достаточно длинные выпадения возможны из-за попадания между головкой и лентой пылинок и продуктов износа самой ленты, вызывая что-то вроде «эффекта палатки» с попавшей частичкой в качестве опорного шеста (рисунок 2.65).
Поэтому в формате R-DAT, так же, как и в формате CD, в качестве мер защиты от ошибок предусмотрены и корректирующие коды, и эффективная система перемежения. А неисправленные выборки точно так же маскируются интерполяцией и приглушением.
Причем, система перемежения в R-DAT выполнена таким образом, что даже если одна из головок полностью перестанет работать, то звуковой сигнал все равно будет воспроизводиться другой головкой практически без особого ущерба для качества. Такой эффект обеспечивается за счет того, что на каждую из дорожек записываются четные выборки одного из стереоканалов вперемежку с нечетными выборками другого. И при полном загрязнении одной из головок, недостающие выборки будут восстанавливаться интерполяцией.