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Die Rauschunterdrückung bei analogen Bandgeräten

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von Gert redlich im Dez. 2017 - Die Magnetbandtechnik ist schon immer - bezüglich der Grenzen der Aufzeichnung - mit Mängeln behaftet gewesen. Magnetisiert die Band-Maschine das Magnetband zu stark (oder zu viel), wird nicht mehr korrekt aufgezeichnet und wir bezeichnen das als Verzerrung oder Klirren. Wird das Magnetband zu gering magnetisiert, überdeckt das Eigenrauschen des Bandes die eigentliche Information, also die Musik oder die Sprache. Die Aufzeichnung "versinkt" dann im Rauschen.

Das bedeutet für hochwertige Audio-Aufzeichnungen, der verfügbare Bereich der Lautstärke-Unterschiede - wir nenne das die Dynamik - ist begrenzt, eigentlich zu stark begrenzt. Der Mensch kann im günstigsten Falle etwa 65 Dezibel Unterschiede "geniessen". Denn : zu laut ist nicht gut und zu leise ist, je nach Alter, auch nicht mehr gut.

Messen kann man das aber sehr wohl. Mit hochwertigen Messegräten und inzwischen sogar auch mit fast jedem leidlich modernen PC kann man einen Dynamikbereich von 100 dB darstellen und das ist eine Menge. Mit entsprechend besseren zusätzlichen Soundkarten geht das sogar bis etwa 120 Dezibel.

Das sind natürlich Lautstärke-Unterschiede, die man nicht ignorieren kann und konnte. Dazu muß man wissen, daß beim Kopieren von Studio-Aufnahmen von einem (analogen) Bandgerät auf ein zweites (analoges) Bandgerät jedesmal etwa 3 bis 4 Dezibel Rauschen dazu kam. Man brauchte unbedingt eine Pegel-Reserve. Und so haben die Ingenieure nachgedacht, wie man zumindest die Ur-Aufnahme, also das zur Aufnahme benutzte Masterband so gut machen könnte, daß man - von an - damit arbeiten konnte. Solch eine ganz edle Master-Bandmaschine von TASCAM haben wir im Dez. 2017 gespendet bekommen.
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Es gibt (gab) mehrere Rauschunterdrückungs-Verfahren

Der "Trick" ist eigentlich ganz einfach zu verstehen. Wenn mein noch so gutes Studio-Bandgerät nur 65 bis maximal 72 Dezibel Dynamikbereich ermöglicht, dann drücke ich bei der Aufnahme diesen Bereich etwas zusammen und entpacke ihn bei der Wiedergabe (ziehe ihn wieder auseinander). Das klingt doch ganz einleuchtend. Doch das hat alles sein Ecken und Kanten bzw. macken. Zu allererst: Perfektion hat ihren Preis und 1970 war die Elektronik noch lange nicht so weit, daß man das mal so aus dem Ärmel schütteln konnte.

Weiterhin gab es die Akustik-Forscher und die medizinischen Akustiker, die die unterschiedliche Empfindlichkeit unserer Ohren für die tiefen, mittleren und hohen Töne herausgefunden hatten. Aslo darauf mußten die Ingenieure schon achten, den sonst klappte das nicht. Auch durfte man diese Arten der Kompression nicht überfordern. Die Kompresion funktionierte ja nur indem ganz genau eingegrenzten Pegelbeeich. Die Bandmaschine durfte dabei nicht überfüttert und nicht unterfüttert werden. Auf jedem bespielten Band sollte oder mußte ein Referenzpegel am Anfang drauf sein. Es gab also eine Menge Restriktionen, die man umrunden mußte, um "sein" Konzept auch später verkaufen zu können.
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Ray Dolby war der erste Ingenieur, der es schaffte

Wie wir aus den Berichten und Vorträgen der AES von 1965 und später entnehmen, hat er sich (anfänglich) mit seiner (patentierten) Idee ganz schön gequält, bis ein wirklich verkaufbares Produkt - ein Kompander-System mit einem Expander - heraus kam. Es war das professionelle DOLBY A, das damals weit über 20.000 Dollar gekostet hatte. Und selbst das hatte ein paar Schwächen (oder Macken). Die Toningenieure fanden heraus, daß es unter bestimmten Bedingungen anfing, in bestimmten Pegelbereichen je nach Frequenz zu "pumpen". Weiterhin war es für den Masseneinsatz viel zu kompliziert und vor allem zu teuer. Diese "DOLBY A" Technik paßte in keinen Chip rein und das war die Forderung der Japaner für ein Millionen-Geschäft.
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Es gab noch andere Ideenschmieden oder Labors

Neben dem Engländer Ray Dolby, der eine Zeit lang bei Ampex in den USA mitgearbeitet hatte, gab es um 1971 den Amerikaner mit seinem "dbx"Expanersystem, dann gab es die Deutschen bei Telefunken und natürlich die emsigen Japaner, die um "fast jeden Preis" KEINE Lizenen an die Europäer oder Amerikaner zahlen wollten.

Und mit jeder neuen Generation von Chips kam man dem originalen DOLBY A ein Stückchen näher. Bei den Japanern, die inzwischen die gesamte weltweite Bandgeräte- Produktion eingeheimst hatten, insbesondere von CC-Kassettenrecordern, ging es immer gleich um Millionen von Chips. Da lohnte sich die Forschung nach patentfreien Lösungen schon.

Doch fast alle diese analogen Systeme hatten kleine Macken, sei es, daß sie "pumpten" oder den Frequenzgang "verbogen" oder auf einmal Verzerrungen erzeugten, so richtig absolut perfekt kam es erst mit der digitalen Technik. Doch dort hatte man das Dynamik-Problem nicht mehr und somit brauchte man alle diese analogen Klimmzüge nicht.

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