DBX (compander)

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Col nome DBX (in lettere maiuscole) si indica una famiglia di sistemi che fungono contemporaneamente da riduttori di rumore e da espansori di dinamica audio e che prendono il nome dalla ditta produttrice, la dbx, Inc. (quest'ultima ha il nome in lettere minuscole).

Fanno parte di questa famiglia il DBX Type I e il DBX Type II, usati entrambi nelle registrazioni magnetiche (il primo solo in campo professionale, con velocità di scorrimento del nastro di 38 cm/s o superiori). Il DBX Type II è stato inoltre usato coi 33 giri, mentre il DBX Type I è stato anche usato con segnali audio analogici prima della conversione analogico/digitale e della registrazione digitale con risoluzione di 16 bit e frequenza di campionamento di almeno 40 kHz (ad esempio su Digital Audio Tape a 16 bit/48 kHz). Lo scopo, in questo caso caso, è essenzialmente quello di aumentare la dinamica registrabile.

Un sistema simile al DBX Type II è usato per registrare il suono hi-fi nei vidoregistratori VHS. Infine un particolare sistema DBX, noto anche come DBX-TV, è parte del sistema MTS con cui viene trasmesso il suono stereo hi-fi nelle trasmissioni televisive (analogiche) negli Stati Uniti.

Storia[modifica | modifica sorgente]

I sistemi DBX Type I e DBX Type II sono costituiti essenzialmente da un compressore-espansore (detto anche compander o talvolta, nella letteratura tecnica, compandor) con rapporto fisso di compressione-espansione, che agisce su tutta la gamma dinamica e su tutta la gamma di frequenze del suono. I DBX sono stati inventati da David E. Blackmer della dbx, Inc. e immessi sul mercato nel 1971 (il Type I) e nel 1981 (il Type II).

I DBX appartengono alla famiglia dei riduttori di rumore cosiddetti complementari, cioè che richiedono una codifica del segnale in fase di registrazione (o trasmissione) e una decodifica appunto complementare in fase di riproduzione (o ricezione).

I DBX, normalmente disponibili come unità esterne (Type I e Type II), sono anche stati inseriti (solo il Type II), come schede a componenti discreti o come circuiti integrati, in diversi registratori a cassette hi-fi di gamma alta, oltre che in registratori multitraccia, sempre a cassette, che hanno avuto una certa diffusione anche in Italia nella prima metà degli anni '80. Espansori (senza la sezione di compressione) DBX Type II hanno anche equipaggiato diversi mangianastri portatili o abbinati ad autoradio, per la sola riproduzione di cassette registrate (si tratta comunque di apparecchi che in Italia non hanno avuto mercato).

I DBX disponibili come unità separate erano normalmente in configurazione stereofonica a due canali e precisamente erano costituiti da due compressori identici per ciascuno dei canali e da due espansori identici per ciascuno dei canali. Pertanto erano in grado di comprimere e di espandere simultaneamente, e quindi consentivano di monitorare la registrazione quando si usavano registratori con tre testine.

Dal 2003 le unità esterne DBX (Type I e Type II) non sono più in produzione. Il DBX Type II è invece tuttora incorporato in alcuni registratori multitraccia.

Principio di funzionamento[modifica | modifica sorgente]

I sistemi di riduzione di rumore complementari in fase di registrazione alzano il livello dei suoni deboli (almeno nella gamma di frequenze che interessa) in modo che, registrati a livelli più alti, mascherino il rumore introdotto dal sistema di registrazione (ad esempio il rumore di fondo del nastro magnetico). In fase di riproduzione il livello viene riabbassato al valore originale.

Funzioni di trasferimento del compander DBX

Nel caso dei DBX Type I e Type II quanto detto viene ottenuto comprimendo il segnale con rapporto 2:1 in dB (quindi, ad esempio, un segnale con una gamma dinamica di 100 dB avrà, dopo la compressione, una gamma dinamica di 50 dB) prima che questo venga registrato su un mezzo (nastro magnetico, disco) che introduce rumore. In riproduzione il segnale viene espanso con rapporto 1:2, così da ripristinare la gamma dinamica originale. Il rumore introdotto dal sistema di registrazione viene così ridotto a livelli praticamente inudibili. Inoltre la gamma dinamica registrabile risulta raddoppiata (in dB) rispetto a quella che il sistema di registrazione consentirebbe. Ciò permette, ad esempio, di registrare su un'audiocassetta brani con una gamma dinamica intorno ai 100 dB, cioè paragonabile a quella dei CD audio (che è di 106 dB). Nella figura sono mostrate le funzioni di trasferimento fra ingresso (asse delle ascisse) e uscita (asse delle ordinate) del DBX durante la fase di compressione (in giallo) e di espansione (in rosso).

Il "respiro" del DBX e la sua eliminazione[modifica | modifica sorgente]

In fase di riproduzione le rapide variazioni di livello introdotte dall'espansore possono rendere percepibile del rumore modulato in ampiezza, che si manifesta come una sorta di respiro. Questo fenomeno, che è intrinseco in tutti i sistemi di riduzione del rumore basati su compander, nel caso del DBX è reso praticamente inudibile (salvo casi rarissimi), con un'opportuna equalizzazione del segnale. Questo viene infatti, in fase di registrazione, sottoposto a un'enfasi alle alte frequenze, prima della compressione. Naturalmente in riproduzione, dopo l'espansione, il segnale è sottoposto a una deenfasi complementare.

Ulteriori dettagli sul DBX Type II[modifica | modifica sorgente]

Come già detto, il DBX in registrazione comprime il segnale nel rapporto 2:1 e in riproduzione lo espande nel rapporto 1:2. Nel DBX Type II, quello usato in ambito non professionale, più precisamente il segnale viene sottoposto a enfasi (di circa 12 dB sopra i 500 Hz) e fatto poi passare in un amplificatore controllato in tensione (VCA). La tensione che controlla il VCA è fornita da un rettificatore, la cui uscita è proporzionale al valore efficace del segnale enfatizzato. Nella fase di riproduzione il segnale subisce un trattamento di espansione e di deenfasi complementare.

La vittoria del Dolby B[modifica | modifica sorgente]

Nonostante la sua grande efficacia come riduttore di rumore e nonostante consenta registrazioni, anche su cassette, con una grande gamma dinamica, il DBX non ha avuto una grande fortuna nel mercato dell'elettronica di consumo (ha avuto maggiore fortuna in ambito professionale e, anche se per pochi anni, nel mercato hi-fi), dal momento che una registrazione DBX richiede necessariamente un apparecchio dotato di DBX per poter essere riprodotta. Infatti, a causa della forte enfasi e della forte compressione applicate la segnale, la riproduzione con un apparecchio non dotato di DBX produce un suono praticamente privo di basse frequenze (infatti l'enfasi è applicata alle alte frequenze, che risultano pertanto estremamente esaltate rispetto alle basse) e di dinamica (a causa della compressione), quindi senza le caratteristiche di un suono ad alta fedeltà.

Quando fu inventato il DBX d'altronde era già presente sul mercato il sistema di riduzione del rumore Dolby B. Quest'ultimo, progettato per registratori domestici a bobine con velocità di 9,5 cm/s (cui di solito veniva collegato come unità esterna), era stato in breve tempo inserito (a componenti discreti o con un apposito circuito integrato) nella stragrande maggioranza dei registratori a cassette con velocità del nastro di 4,75 cm/s (e inoltre aveva ottenuto un enorme successo, in una versione leggermente diversa, detta Dolby B modificato, nel cinema, per comprimere il canale surround nel Dolby Stereo, prima della sua codifica).

Anche il Dolby B aveva a sua volta un punto debole: la necessità di una precisa calibrazione del livello del segnale durante la riproduzione (che, per inciso, non è mai stata possibile coi registratori a cassette, ma solo con costose unità esterne), per evitare una non corretta riproduzione delle alte frequenze. Ma a questo punto debole si accompagnava un punto di forza decisivo: una registrazione in Dolby B poteva essere riprodotta anche con apparecchi che non ne erano dotati, ottenendo un segnale certo diverso dall'originale, ma ancora accettabile. Fu essenzialmente per questo motivo che il Dolby B soppiantò il DBX.

I 33 giri DBX[modifica | modifica sorgente]

Il DBX è stato usato, seppur per breve tempo, anche coi 33 giri, chiamati dischi DBX.

Rispetto ai normali 33 giri i rumori di fondo estranei alla registrazione originale, inclusi quelli dovuti a polvere e a graffi, risultavano notevolmente ridotti, mentre la gamma dinamica registrabile risultava ovviamente ampliata. Per riprodurre questi dischi era naturalmente necessario usare un espansore DBX. A questo scopo su diversi registratori a cassette di gamma alta era presente un commutatore che permetteva di usare l'espansore DBX interno per espandere segnali provenienti dall'esterno. Questo permetteva, a chi possedeva un simile registratore, di poter ascoltare un disco DBX senza dover acquistare un'unità DBX esterna: in altre parole era il registratore stesso che fungeva da unità esterna DBX.