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IEM
RapportTypeIV™/TypeIV™ White Paper
Système de conversion dbx dbx Type IV™
Rapport de Roger Johnson
Le système de conversion dbx TYPE IV™ est un processus de conver-
sion Analogique/Numérique qui combine le meilleur du numérique et de l'analo-
gique afin de préserver la qualité du signal analogique lorsqu'il est converti au for-
mat numérique. La conversion dbx TYPE IV™ exploite non seulement la vaste plage
dynamique linéaire des convertisseurs A/N actuels, mais elle l'améliore et étend la
plage dynamique utile au-delà de la plage linéaire. En créant une région TYPE IV™
logarithmique au-delà de la plage A/N linéaire, elle offre une réserve dynamique
supérieure de haut niveau inhérente à l'enregistrement analogique, sans jamais com-
promettre la qualité du processus de conversion A/N.
L'enregistrement numérique s'est incroyablement développé durant les
années 80 en raison de la clarté du son numérique, due à l'étendue de la plage dyna-
mique linéaire. Les personnes qui connaissent bien les caractéristiques techniques
des appareils numériques savent que le rapport signal/bruit maximum type des sys-
tèmes 16 bits est d'environ 90 dB. Pour comparaison, le rapport signal/bruit maxi-
mum type des systèmes analogiques à bande est d'environ 55 dB sans réduction de
bruit et d'environ 75 à 85 dB avec un système de réduction de bruit dbx de
Type I™ ou de Type II™.
Cet avantage apparemment exceptionnel du rapport signal/bruit numé-
rique pourrait suggérer que le numérique deviendrait le choix incontesté pour l'en-
registrement. Et c'est ce qui s'est produit. En partie en raison du rapport signal/bruit
offert, mais aussi en raison d'autres avantages, comme la sauvegarde numérique,
l'accès aléatoire instantané et la résistance à la dégradation (à l'inverse des bandes
ou des 33 tours). Malgré tous ces avantages, personne ne peut nier le grand retour
à l'analogique et aux appareils à lampes, dans une quête généralisée de la " chaleur
analogique ", absente des enregistrements numériques. Cette pérennité de l'utilisa-
tion conjuguée des appareils analogiques et numériques a souligné la richesse des
enregistrements analogiques. Richesse que les adeptes du tout numérique n'ont pas
su reconnaître.
Toute personne qui a utilisé les bandes analogiques sait parfaitement
qu'il est possible de pousser les niveaux à l'extrême sans ruiner l'enregistrement. Les
caractéristiques théoriques des bandes analogiques ne tiennent pas compte de la
réserve dynamique effectivement disponible. Le rapport signal/bruit maximum d'une
bande analogique se mesure en définissant le signal " maximum " comme le point
où un niveau de signal donné et une fréquence donnée produisent un pourcentage
donné de Distorsion Harmonique Totale (DHT) – typiquement le niveau auquel un
signal à 1 kHz produit une DHT de 3 %. En pratique, le signal en crête peut aisé-
ment dépasser le niveau signal maximum de 5, 10 ou même 15 dB, selon le type de
signal enregistré, sans bruit de fond numérique. Les niveaux importants sont tolérés
aux dépends d'une DHT accrue... ce qui est d'ailleurs souvent un effet recherché.
Bien entendu, nous pouvons en conclure que l'enregistrement analo-
gique offre bien plus de réserve dynamique effective que les mesures ne semblent
l'indiquer. Prenons l'exemple de l'enregistrement d'une grosse caisse. Si la bande
analogique affiche 55 dB entre un maximum de 3 % de DHT et le niveau de bruit
de fond efficace, et que les crêtes de la grosse caisse excède le niveau de 3 % de
DHT d'environ 15 dB tout en conservant une bonne qualité sonore, on peut consi-
dérer que l'on dispose d'une réserve dynamique supplémentaire de 15 dB. Nous
obtenons donc une plage dynamique utile de 70 dB. Ajoutez à cela un traitement
de réduction de bruit et vous obtenez la même plage dynamique d'environ 90 dB
que le numérique 16 bits. Cela explique pourquoi les bandes très bien enregistrées
produisent des CD d'excellente qualité.
L'un des problèmes majeurs du numérique est son intolérance à l'écrê-
tage, et le son " froid " obtenu. Bien que la conversion numérique offre une plage
dynamique importante, lorsque vous manquez de réserve dynamique pour les
signaux de niveau élevé, il se produit un écrêtage très dur, sans parler de l'instabi-
lité des convertisseurs A/N lorsque leur modulateur est saturé par des signaux de
niveau élevé.
Cette imperfection de la conversion numérique a radicalement modifié
le comportement des utilisateurs. Ils ont littéralement développé une paranoïa à
l'égard de la saturation en entrée des convertisseurs. Pour y remédier, ils enregis-
trent à des niveaux inférieurs afin de préserver une réserve dynamique suffisante
pour les crêtes – sous peine de ruiner leur enregistrement. En conséquence, cela se
répercute sur le rapport signal/bruit puisque le signal se rapproche du niveau du
bruit de fond. Comme il est impératif de ne pas dépasser le niveau de 0 dBFS (Full
Scale) avec les appareils numériques, les utilisateurs doivent recourir à des afficheurs
de niveau instantanés très rapides. En revanche, la souplesse des bandes analo-
giques permet de disposer uniquement d'afficheur de niveau moyen. La plupart du
temps, les appareils analogiques ne disposent même pas d'indicateurs de crêtes. Si
les appareils numériques étaient plus souples ! Il serait possible d'exploiter leur
plage dynamique pour saisir l'essence des performances musicales.
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dbx Type IV™ Conversion System
von Roger Johnson
Das dbx Type IV™ Conversion System ist ein von dbx selbst entwic-
keltes A/D-Wandlungsverfahren, das die besten Eigenschaften der digitalen
Wandlungs- und analogen Aufnahmeverfahren kombiniert, um das Wesen des
Analogsignals bei seiner Wandlung in ein Digitalformat zu bewahren. dbx Type IV™
nutzt nicht nur den breiten linearen Dynamikbereich heutiger A/D-Wandler, sondern
verbessert ihn und erweitert den nutzbaren Dynamikbereich über den linearen
Bereich hinaus. Indem wir einen logarithmischen "Type IV™ Over Region" Bereich
über dem linearen A/D-Bereich bereitstellen, profitieren wir von dem erweiterten
Hochpegel-Headroom
der
Rauschverhalten des A/D-Wandlungsverfahrens einzugehen.
Die digitale Wandlungs- und Aufnahmetechnik verbreitete sich in den
80er Jahren hauptsächlich aufgrund des „saubereren" Klanges des digitalen Systems
gegenüber dem analogen. Dieser Vorteil beruht auf dem vergleichsweise breiteren
linearen Dynamikbereich des digitalen Systems. Jeder, der mit den technischen
Daten digitaler Geräte vertraut ist, weiß, dass der für 16-Bit-Systeme maximale
Geräuschspannungsabstand normalerweise etwas über 90 dB liegt. Vergleichen Sie
dies mit dem normalen Geräuschspannungsabstand für professionelles Analogband
von ungefähr 55 dB ohne die Hilfe von Rauschunterdrückungssystemen bzw. von
ungefähr 75 bis 85 dB bei Anwendung einer Rauschunterdrückung wie dbx Typ I™
oder Typ II™.
Aufgrund
dieses
Geräuschspannungsabstand des digitalen Systems gegenüber dem analogen sollte
man vermuten, dass sich das digitale System einstimmig als erste Wahl bei
Aufnahmen durchsetzen würde. Im Großen und Ganzen ist diese Entwicklung auch
eingetreten, was nicht nur am vorteilhaften Geräuschspannungsabstand, sondern
auch an den Vorzügen digitaler Speicherung lag, die Direktzugriff ermöglicht und im
Gegensatz zu Analogband oder Vinyl prinzipbedingt keiner Abnutzung unterliegt.
Trotz der Vorzüge der Digitaltechnik kann niemand in der Audiowelt die
Wiederentdeckung der analogen Aufnahme und der Röhrengeräte leugnen, die in
den
90er
Jahren
stattfand,
"Analogcharakteristik", die den digitalen Aufnahmen fehlt. Der fortgesetzte Einsatz
analoger Geräte in Verbindung mit digitalen Systemen hebt eine der vorteilhaften
Eigenschaften der Analogaufnahme hervor, die diejenigen, die das Analoge aufga-
ben und auf den digitalen Zug aufsprangen, sich entweder nie bewusst gemacht
oder einfach als selbstverständlich betrachtet hatten.
Wer jemals Analogband benutzt hat, weiß, dass man es stark belasten
kann, ohne die Aufnahme zu zerstören. Die gedruckten technischen Daten des
Analogbandes berücksichtigen nicht den praktisch verfügbaren Headroom. Der
maximale Wert des Geräuschspannungsabstands von Analogband wird gemessen,
indem man das maximale Signal als denjenigen Punkt definiert, an dem ein bes-
timmter Signalpegel bei einer bestimmten Frequenz einen bestimmten Klirrfaktor
(THD) erzeugt. Dies ist normalerweise der Pegel, bei dem ein 1-kHz-Signal 3%
Klirrfaktor erzeugt. Beim tatsächlichen Gebrauch kann das Signal diesen
Maximalpegel leicht um 5, 10 oder sogar 15 dB bei Signalspitzen überschreiten –
abhängig vom aufgenommenen Signaltyp - ohne inakzeptable Störungen zu verur-
sachen. Hohe Signalpegel (d.h. mehr Headroom) können auf Kosten eines höheren
Klirrfaktors toleriert werden, was sogar oft als Effekt erwünscht ist, wie die neuer-
liche Beliebtheit von Röhrengeräten beweist.
Die augenfällige Schlussfolgerung ist somit, dass die analoge Aufnahme
tatsächlich einen breiteren Dynamikbereich besitzt, als die technischen Daten ange-
ben. Nehmen wir z.B. an, wir nähmen eine Bassdrum auf. Wenn das Analogband
vom Punkt des 3-prozentigen Klirrfaktors bis hinunter zum RMS Noise Floor einen
Dynamikbereich von 55 dB aufweist und die Spitzenpegel der Bassdrum den 3-pro-
zentigen Klirrfaktor um 15 dB übersteigen – und es immer noch gut klingt, stehen
15 dB zusätzlich verwendbaren Headrooms zur Verfügung.
Wir
verfügen
Dynamikbereich. Nehmen wir noch eine Rauschunterdrückung hinzu, befinden wir
uns bereits im 90 + x dB Dynamikbereich der 16-Bit Digitalaufnahme. Dies erklärt,
weshalb gut aufgenommene analoge Mastertapes zu gut klingenden CDs ohne stö-
rendes Rauschen führen können.
Ein ausschlaggebender Nachteil des Digitalen liegt darin, dass ihm
grundsätzlich diese nachsichtige und förderliche Eigenschaft der Analogaufnahme
fehlt. Obwohl die Digitalwandlung einen breiten linearen Dynamikbereich aufweist,
kommt es zu starkem Clipping oder einer hässlichen Signalumkehr, wenn bei hoch-
pegeligen Signalen der Headroom aufgebraucht ist. Davon abgesehen haben auch
A/D-Konverter ihre eigenen tückischen Nebeneffekte und können beispielsweise
instabil werden, wenn ihr Modulator mit hochpegeligen Signalen übersteuert wird.
Dieser Mangel der Digitalwandlung hat drastisch die Art und Weise beeinflusst, in
der Anwender ihre Geräte bedienen. Die Anwender haben Angst, den
Wandlereingang zu übersteuern und zeichnen daher mit niedrigeren Pegeln auf, um
sicherzustellen, dass reichlich Headroom für die hohen Pegelspitzen verfügbar ist,
die eine ansonsten perfekte Aufnahme zerstören könnten. Dies stellt natürlich einen
Kompromiss mit dem Geräuschspannungsabstand dar, da das Signal dadurch dem
Noise Floor näher kommt. Da die Anwender von Digitalgeräten extrem vorsichtig
sein müssen, die 0 dB FS (Vollaussteuerung) nicht zu überschreiten, müssen Sie
Headroom-Anzeigen verwenden, die Pegelspitzen lesen. Andererseits bietet das
"nachsichtige
Wesen"
des
Aufnahmegeräten den Luxus, nur den Durchschnittspegel über VU-Anzeigen über-
wachen zu müssen und auf Peak-Anzeigen jeglicher Art verzichten zu können.
Wenn nur die digitale Welt ebenso nachsichtig wäre wie die analoge, könnten wir
ihren breiten Dynamikbereich wirklich nutzen und das Wesen einer musikalischen
Performance umfassender einfangen.
IEM Mode d'emploi/IEM Bedienungshandbuch
Annexe B/Anhang B
Analogaufnahmen,
ohne
Kompromisse
scheinbar
gewaltigen
Vorteils
verursacht
durch
die
Suche
daher
letzten
Endes
über
70
Analogbandes
dem
Nutzer
beim
in
puncto
nach
der
dB
nutzbaren
von
analogen
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