Какая связь между DSD и динамическим подмагничиванием магнитофонов?

[shurik_pronkin]

В эпоху магнитной записи получили популярность различные способы адаптивного подмагничивания, особенно в кассетных магнитофонах, в которых скорость движения ленты составляла всего 4,76 см/с и даже 2,38 см/с для записи речи, где большой диапазон частот не нужен. При такой низкой скорости перемещения магнитного слоя ленты по зазору записывающей головки происходила перемодуляция высоких звуковых частот от 5 кГц до 16 кГц, потому что они по сути являются самоподмагничивающимися, и чтобы быть записанными без искажений, им нужно меньше тока подмагничивания, чем для записи низких и средних частот звукового диапазона - 30 Гц - 1 кГц. Задача адаптивного подмагничивания и заключалась в том, чтобы изменять ток подмагничивания в зависимости от изменения спектра записываемого сигнала - если в нем много высокочастотной составляющей, ток подмагничивания уменьшался, а если мало, то увеличивался - так достигалось постоянство фактического тока подмагничивания и перемодуляции не происходило. Это было реализовано в системах Долби в специализированной микросхеме и в наших народных способах. Их собственно три:

1.1 Прямой как палка, но уже рабочий способ - шунтировать ток подмагничивания в зависимости от спектра записываемого сигнала:



Что имеется после входного фильтра ВЧ:



Недостатки: 1) большая инерция - слышны артефакты; 2) вместе с током подмагничивания шунтируется и полезный сигнал, который придется увеличивать со всеми вытекающими; 3) частота тока подмагничивания через паразитные емкости диодов и транзистора просачивается в сигнал до фильтра-пробки, увеличивая интермодуляционные искажения.
Достоинства: 1) простая реализация; 2) не нужен источник напряжения; 3) синусоидальный ток подмагничивания - минимальный шум ленты.

1.2. Тот же самый, что и способ 1.1 выше, но лишенный двух недостатков:



Что на выходе фильтра ВЧ:



Недостатки: 1) инерция - слышны артефакты; 2) нужен источник напряжения
Достоинства: 1) частота тока подмагничивания через паразитные емкости диодов и транзисторов не попадают в сигнал до фильтра-пробки; 2) синусоидальный ток подмагничивания - минимальный шум ленты.

2. Изменения амплитуды тока подмагничивания в зависимости от спектра записываемого сигнала через изменение питающего напряжения генератора стирания и подмагничивания так:



или так:



Недостатки: 1) нужны специализированные микросхемы и/или генератор стирания и подмагничивания; 2) инерция хоть небольшая, но есть.
Достоинства: 1) частота тока подмагничивания не попадают в сигнал до фильтра-пробки; 3) синусоидальный ток подмагничивания - минимальный шум ленты.

3. Безынерционное изменение тока подмагничивания в зависимости от спектра записываемого сигнала через широтно-импульсную модуляцию (а-ля DSD), например, так:



или так:



Вот такой сигнал идет на записывающую головку:



Недостатки: 1) несинусоидальный ток подмагничивания - сильный шум ленты, высокий уровень интермодуляционных искажений; 2) сложная схема; 3) ВЧ наводки на аналоговые схемы - повышенный уровень интермодуляционных искажений.
Достоинства: 1) безынерционность

В свое время я собирал все эти схемы. Самые музыкальные те, где ток подмагничивания оставался синусоидальным (1,2). Самый жесткий, "сухой", цифровой звук получался там, где была несинусоида - пила или меандр (3).