Strumień dźwięku

Soundstream Inc.

Logo firmy Soundstream, Inc.
Przemysł	Dźwięk cyfrowy
Założony	Salt Lake City , Utah (1975–1985)
Założyciel	Dr Thomas G. Stockham Jr
Specyfikacje techniczne Soundstream
Pasmo przenoszenia	Płaskie od 0 Hz do 21 kHz
Wow i Flutter	Niemierzalne
Całkowite zniekształcenia harmoniczne	Mniej niż 0,004% przy 0 VU
Stosunek sygnału do szumu	Lepsze niż 90 dB RMS , nieważone
Zakres dynamiczny	Lepsze niż 90 dB RMS, nieważone
Przesłuch	Mniej niż -85dB
Do druku	Nic
Częstotliwość próbkowania	50 000 na sekundę
Format cyfrowy	16-bitowe liniowe kodowanie / dekodowanie

Soundstream Inc. była pierwszą amerykańską audiofilską firmą zajmującą się cyfrowym nagrywaniem dźwięku, świadczącą komercyjne usługi w zakresie nagrywania i edycji komputerowej.

Firma

Firma Soundstream została założona w 1975 roku w Salt Lake City w stanie Utah przez dr Thomasa G. Stockhama Jr. Firma świadczyła na całym świecie usługi nagrywania na miejscu dla Telarc , Delos , RCA , Philips , Vanguard , Varèse Sarabande , Angel , Warner Brothers , CBS , Decca , Chalfont i inne etykiety. Wyprodukowali łącznie 18 rejestratorów cyfrowych, z których siedem sprzedano, a resztę wydzierżawiono. Chociaż większość nagrań dotyczyła muzyki klasycznej , zakres obejmował country , rock , jazz , pop i awangardę .

Pierwsze cyfrowe nagranie na żywo w USA zostało wykonane w 1976 roku przez prototypowy dwukanałowy rejestrator 37 kHz, 16-bitowy, firmy Soundstream. New World Records nagrało wykonanie The Mother of Us All Virgila Thomsona w Santa Fe Opera i dostarczyło Soundstream sygnał stereo z ich wielościeżkowej konsoli. Soundstream zademonstrował to nagranie na konwencji AES jesienią 1976 roku ; jednak wynikowa płyta została wytłoczona nie z cyfrowej matrycy, ale z taśmy analogowej, którą New World nagrywał jednocześnie. Krytyka nagrania, w szczególności ze strony Jacka Rennera i Roberta Woodsa z Telarc, doprowadziła bezpośrednio do ulepszonego czterokanałowego rejestratora o częstotliwości próbkowania 50 kHz, który był używany we wszystkich przyszłych komercyjnych wydaniach Soundstream.

Również w 1976 roku Soundstream przywrócił akustyczne (przedelektroniczne) nagrania Enrico Caruso , digitalizując nagrania na komputerze i przetwarzając je przy użyciu techniki zwanej „ślepą dekonwolucją ”. Zostały one wydane przez RCA Records jako „Caruso - A Legendary Performer”. W kolejnych latach Soundstream odrestaurował większość katalogu RCA Caruso, a także niektóre nagrania RCA irlandzkiego tenora Johna McCormacka .

Pierwsze komercyjnie wydane nagranie Soundstream, Diahann Carroll With the Duke Ellington Orchestra Under The Direction Of Mercer Ellington – A Tribute To Ethel Waters (wytwórnia Orinda) ukazało się w styczniu 1978 roku. W ciągu następnych trzech lat prawie 50% całej nagranej muzyki klasycznej używany cyfrowo sprzęt Soundstream, w sumie ponad 200 nagrań. Kanadyjski zespół rockowy True Myth nagrał swój debiutancki album za pomocą urządzenia Soundstream, pierwszego kanadyjskiego nagrania cyfrowego. Zespół nagrał album na żywo do dwuścieżkowego stereo w studiu Jacka Richardsona, Nimbus Nine, zlokalizowanym w Toronto w Kanadzie.

W przeciwieństwie do swoich konkurentów, obwody analogowe Soundstream były beztransformatorowe, co pozwala na uzyskanie odpowiedzi częstotliwościowej do 0 Hz ( DC ). To odpowiadało za recenzję „bębna basowego słyszanego na całym świecie” nagrania Telarc Fredericka Fennella: The Cleveland Symphonic Winds z 1978 roku . Soundstream współpracował z Telarc przez kilka lat, produkując legendarne nagrania symfoniczne; najwcześniejsze są opisane w Renner. Staranność, z jaką Telarc wybrał i używał swoich mikrofonów i konsoli audio, w połączeniu z rejestratorem Soundstream, stworzyła złoty standard audiofilskiego nagrywania. Telarc ponownie wydał wiele swoich oryginalnych nagrań Soundstream w SACD .

Nagrania Soundstream wykonane przed pojawieniem się CD zostały wydane jako wysokiej jakości winylowe albumy LP . Pomimo odtwarzania analogowego, wiele z tych wydań było wystarczająco imponujących, aby zyskać wczesną akceptację cyfrowego dźwięku. Przejście przemysłu nagraniowego na cyfrowy zostało dodatkowo ułatwione przez liczne demonstracje przeprowadzone przez dr Stockhama, którego klarowne wyjaśnienia teorii i praktyki cyfrowego dźwięku były znane.

W 1980 roku firma Digital Recording Corporation (DRC) przejęła firmę Soundstream. DRC podjęła próbę opracowania domowego odtwarzacza cyfrowego, który wykorzystywałby fotograficznie odtwarzalną kartę optyczną, w przeciwieństwie do mechanicznie tłoczonej płyty CD. Wysiłek ten został przyćmiony przez powstanie CD, co doprowadziło do upadku firmy w 1985 roku.

Technologia

Firma opracowała swój czterokanałowy, 16-bitowy rejestrator 50 ksps w 1977 roku. Cyfrowy magnetofon Soundstream (DTR) składał się ze zmodyfikowanego transportu oprzyrządowania Honeywell 5600E oraz obwodów analogowych i cyfrowych zaprojektowanych i zbudowanych przez Soundstream.

Zbudowano 2 serie DTR. pierwsza seria (SN 1–4) była produkowana od ~ 1977 do 1979, a druga seria (SN 5-13) od ~ 1980 do 1981. Chociaż są kompatybilne z formatem taśmy i wyglądają prawie identycznie z zewnątrz, późniejsze serie są łatwo identyfikowane przez drugi zestaw przycisków sterujących transportem taśmy. Niektóre karty wewnętrzne nie są w 100% kompatybilne z serią 2.

Cyfrowy magnetofon

Zdjęcie promocyjne / reklamowe magnetofonu cyfrowego Soundstream.

Cyfrowy magnetofon był przenośnym czterokanałowym cyfrowym procesorem dźwięku zawierającym przetworniki analogowo-cyfrowe, obwody odzyskiwania danych z taśmy i generowania zegara oraz przetworniki cyfrowo-analogowe. Sprzęt zewnętrzny (napęd taśmowy, system edycyjny i cyfrowy moduł opóźniający) podłączony do DTR za pomocą złączy na tylnym panelu. Jednostka mierzyła 20"x18"x10" i ważyła 67 funtów.

Sygnały analogowe docierały do ​​DTR przez standardowe złącza XLR z tyłu urządzenia. Tam różnicowy wzmacniacz wejściowy kierował sygnał przez suwak tłumienia na przednim panelu do wejściowego filtra dolnoprzepustowego (antialias).

Filtr antyaliasowy (wykonany na zamówienie przez TTE Filters) to pasywny 11-biegunowy eliptyczny filtr funkcyjny z punktem -3 dB przy 22,5 kHz. Ścieżka sygnału analogowego od wejściowego złącza XLR do przetwornika A/D jest sprzężona prądem stałym.

Przefiltrowany sygnał analogowy przeszedł przez niestandardową próbkę i zatrzymał się, a następnie został zdigitalizowany przez 16-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy Analogic MP8016 działający z częstotliwością próbkowania 50 kHz. Do każdej 16-bitowej próbki dodano trzybitowy wzór synchronizacji i bit parzystości, aby utworzyć 20-bitowe słowo, które zostało serializowane i przesłane przez elektronikę interfejsu do transportu taśmowego, gdzie dane każdego kanału audio były zapisywane na dwóch oddzielnych taśmach. utwory. Dwie ścieżki są oddzielone poprzecznie o ~ 11 mm na 1-calowej taśmie, co pozwala uniknąć wpływu tego samego przerwania taśmy na obie ścieżki zawierające identyczne informacje o kanale.

Kodowanie 16-bitowego dźwięku w czasie nagrywania odwraca każdy inny bit audio, aby zminimalizować przepływ prądu stałego na taśmę (kanał magnetyczny) w cichych fragmentach, gdy MSB były w większości zerami. Innym efektem procesu kodowania było zwiększenie AC w ​​kodzie kanału, aby pomóc w odzyskaniu zegara (synchronizacja bitów) podczas odtwarzania. Co drugi proces kodowania inwersji bitów jest odwracany podczas odtwarzania, więc nie ma to wpływu na jakość dźwięku.

Podczas odtwarzania taśmy lub nagrywania i monitorowania z taśmy redundantne ścieżki nagranych danych z transportu przesyłane były do ​​układów odzyskiwania danych. Pierwszym etapem odzyskiwania danych był fragmentator danych, który automatycznie wykrył i dostosował idealny próg do wykrywania przejść przez zero danych kanału magnetycznego. Zmniejszyło to jitter odzyskiwania zegara. Ponieważ dane nagrane na taśmie są z konieczności ograniczone przepustowością, krajalnica danych podniosła sygnały danych do binarnych sygnałów logicznych, a następnie odzyskała zegary, aby dopasować przychodzące strumienie danych. Dodatkowe obwody zlokalizowały granice słów i przekonwertowały dane do formatu równoległego. W przypadku przerwania taśmy schemat unikania błędów wybierał dane ścieżki, której to nie dotyczyło.

Wybrane dane zostały następnie taktowane w przetworniku cyfrowo-analogowym (DAC) Analogic MP1926A z oryginalną kontrolowaną częstotliwością próbkowania. Analogowy sygnał wyjściowy przetwornika cyfrowo-analogowego był buforowany przez analogowy wzmacniacz tłumiący zniekształcenia MP201A (znany również jako wzmacniacz eliminujący zakłócenia). MP201A tłumi zakłócenia występujące w wąskim segmencie czasu, w którym binarne słowo wejściowe do przetwornika cyfrowo-analogowego przechodziło z jednej próbki do drugiej.

Sygnał analogowy ze wzmacniacza tłumiącego zniekształcenia kierowany był do wyjściowego filtra dolnoprzepustowego (rekonstrukcyjnego), który jest identyczny z wejściowym filtrem antyaliasingowym, a następnie do buforowego wzmacniacza wyjściowego opartego na NE5534 z dyskretnym tranzystorowym stopniem wyjściowym. Wzmocnienie napięciowe i prądowe wystarczające do +20 dBm przy 150 omach zapewnione zostało przez wzmacniacz buforowo-wyjściowy z sygnałem wyprowadzanym następnie na złącze XLR na tylnym panelu DTR-a. Ścieżka sygnału wyjściowego z DAC-a do wyjściowego złącza XLR była sprzężona prądem stałym.

Napędy taśmowe Honeywell

Zmodyfikowane przez Soundstream napędy taśmowe Honeywell 5600e Instrumentation Tape Drives (HTD) wykorzystywały niestandardowe 18-ścieżkowe głowice nagrywające i odtwarzające o wysokiej częstotliwości. Dwie zewnętrzne ścieżki były zarezerwowane dla danych pomocniczych - kod czasowy SMPTE i tym podobne. Pozostałe szesnaście ścieżek posłużyło do nagrania aż ośmiu kanałów dźwięku cyfrowego - po dwie redundantne ścieżki dla każdego kanału audio. Dwie ścieżki w nadmiarowej parze ścieżek zostały rozdzielone tak szeroko, jak to możliwe, aby zminimalizować błędy odtwarzania spowodowane wadami taśmy (przerwami) - kanał audio pierwszy został nagrany na ścieżkach 1 i 9.

Z przodu HTD Soundstream zainstalował sprzęt do wybierania ścieżek. Selektor po lewej stronie pozwalał operatorowi wybrać, która para kanałów audio (1,2; 3,4) została przypisana do której pary ścieżek taśmy (1,2; 3,4; 5,6; lub 7,8). Selektor po prawej stronie kontrolował zastosowanie mocy obwodów nagrywania dla każdej z ośmiu ścieżek.

HTD początkowo używał 1- calowej taśmy szpulowej Ampex 460 przy 35 ips. Później Soundstream przeszedł na taśmę Ampex 466, co pozwoliło na wolniejszą prędkość taśmy wynoszącą 30 ips.

Cyfrowy system edycji

System cyfrowej edycji Soundstream był pierwszym przypadkiem komputera używanego do edycji nagrań komercyjnych. Składał się z Digital Equipment PDP 11/60 z oprogramowaniem do edycji DAP ( Digital Audio Processor ) (napisanym przez pracownika Soundstream Roberta Ingebretsena ), interfejsu Soundstream ( Digital Audio Interface ) do przesyłania danych między jego rejestratorem a dyskami komputera (a para 14-calowych napędów dysków Braegen), sprzęt do odtwarzania cyfrowo-analogowego, tekstowy terminal do wyświetlania wideo do wprowadzania poleceń do obsługi i sterowania oprogramowaniem DAP oraz oscyloskop z pamięcią do wyświetlania przebiegów edytowanego lub przetwarzanego dźwięku. Pod każdym względem ten system był pierwszą cyfrową stacją roboczą audio . Oprócz własnego obiektu Soundstream zainstalował systemy montażowe w Paramount Pictures (Hollywood), RCA (Nowy Jork) i Bertelsmann (Niemcy). Do Departamentu Sprawiedliwości Stanów Zjednoczonych dostarczono system wspomagający analizę nagrań bootlegowych.

Edycję można przeprowadzić z dokładnością do próbki (tj. 1/50 000 sekundy); wszelkie miksowanie odbywało się cyfrowo.

Nagłośnienie w montażowni w obiekcie Salt Lake wykorzystywało przedwzmacniacz Threshold SL-10, wzmacniacz Sumo „The Power” oraz głośniki Infinity RS4.5.

Sprzęt pomocniczy

Cyfrowy interfejs audio

Cyfrowy interfejs audio (DAI) był ścieżką wejścia/wyjścia między systemem edycji cyfrowej a sprzętem zewnętrznym. DAI otrzymał surowe dane źródłowe z taśm sesyjnych i przekazał je do komputera systemu montażowego w celu przechowywania. Gotowe (edytowane) dane przekazywane przez DAI z komputera systemu edycyjnego do DTR w celu utworzenia taśmy-matki. Podczas procesu montażu dane z komputera systemu montażowego przechodziły przez DAI do Digital Audio Conversion Unit (DAC Box) w montażowni.

DAI znajdował się w komputerze systemu edycji i zawierał jeden megabajt FIFO. Pojemność wejścia / wyjścia w czasie rzeczywistym wynosiła osiem kanałów 16-bitowych danych audio przy dowolnej z ówczesnych standardowych częstotliwości próbkowania.

Jednostka opóźnienia cyfrowego

Aby umożliwić kanał podglądu podczas procesu cięcia LP, Soundstream zbudował cyfrową jednostkę opóźniającą (DDU). Dane cyfrowe z taśmy mogą być opóźniane o czas wybrany przez użytkownika: od 3 ms do 1,308 s w krokach co 5,12 ms. Opóźnienie osiągnięto za pomocą FIFO o zmiennej głębokości lub bufora pierścieniowego.

Adapter S-1610

Aby użytkownicy cyfrowego procesora audio Sony PCM-1610 mogli korzystać z systemu edycji Soundstream, firma opracowała adapter S-1610. Adapter był dwukierunkowym dwukanałowym konwerterem formatu. Dane z Sony PCM-1610 zostały przekonwertowane do formatu używanego przez Soundstream DTR, dzięki czemu dane pojawiające się na wejściu do Digital Audio Interface wyglądały dla DAI tak, jakby pochodziły z DTR. Podobnie gotowe (edytowane) dane w formacie Soundstream zostały przywrócone do formatu Sony przez adapter. Dane Sony były importowane/eksportowane z jedną z dwóch częstotliwości próbkowania 44,1 kHz lub 44,1/1,001 kHz.

Wszelkie metadane w formacie Sony zostały utracone podczas konwersji formatu. To była tylko konwersja formatu, adapter nie wykonał konwersji częstotliwości próbkowania.

Adapter M

Aby użytkownicy 3M Digital Mastering System mogli korzystać z systemu edycji Soundstream, firma opracowała adapter M. Adapter był dwukierunkowym ośmiokanałowym konwerterem formatu. Dane z 3M Digital Mastering System zostały przekonwertowane do formatu używanego przez Soundstream DTR, dzięki czemu dane pojawiające się na wejściu do Digital Audio Interface wyglądały dla DAI tak, jakby pochodziły z DTR. Podobnie gotowe (edytowane) dane w formacie Soundstream zostały przywrócone do formatu 3M przez adapter.

Pudełko DAC

Zasadniczo wywodzący się z obwodów odtwarzających DTR, DAC Box był czterokanałowym urządzeniem używanym przez redaktorów Soundstream do odsłuchiwania danych audio podczas procesu edycji. Dźwięk odtwarzany z komputera przez cyfrowy interfejs audio do urządzenia DAC Box.