Cinta de audio digital

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Cinta de Audio Digital con su estuche, comparado con el tamaño de una batería tamaño AA.

Cinta de Audio Digital, (del inglés Digital Audio Tape y abreviado DAT) es un medio de grabación y reproducción de señal desarrollado por Sony a mediados de 1980. Fue el primer formato de casete digital comercializado y, en apariencia, es similar a una cinta de audio compacto, utilizando cinta magnética de 4 mm encapsulada en una carcasa protectora, pero es aproximadamente la mitad del tamaño con 73 mm × 54 mm × 10,5 mm. Como su nombre lo indica, la grabación se realiza de forma digital en lugar de analógica, la grabación y conversión a DAT tiene mayor, igual o menor tasa de muestreo que un CD (48, 44,1 o 32 kHz de frecuencia de muestreo y 16 bits de cuantificación). Si se copia una fuente digital entonces la DAT producirá una copia exacta, diferente de otros medios digitales como el Casete Compacto Digital o el MiniDisc Hi-MD, los cuales tienen compresión con pérdida de datos.

Como muchos formatos de vídeo cassete, un casete DAT solo puede ser grabado por un lado, a diferencia de un casete de audio análogo compacto.

Como más de 80 compañías (en su mayoría niponas) estaban desarrollando el DAT en paralelo, hubo muchos puntos en los que no se llegó a un acuerdo sobre el estándar a utilizar. La investigación derivó en dos tecnologías:

  • S-DAT (DAT de Cabeza Estacionaria)
  • R-DAT (DAT de Cabeza Rotatoria).

Ni uno ni otro formato tienen su futuro asegurado. El DAT se dirige a una clientela profesional (por su elevado precio 140.000 Pts., 840 Euros) lo aleja de la franja del consumo doméstico, en un momento (2005) en que la tecnología DAT ha quedado superada por los formatos existentes de discos ópticos como: CD-R, CD-RW y DVD-Audio, DVD-R y DVD-RW.

Es un formato dirigido al sector profesional que requería en su momento un sistema de grabación digital con el cual poder efectuar masters para CD, ya que en el momento de la invención del disco compacto todos master 2 pistas se realizaban en cinta abierta de 1/4 de pulgada.

El DAT completaba así una novedosa línea, en aquellos momentos, en la cual se incluían los sistemas Multipista PCM de Sony (en formato S-DAT o DASH "Digital Audio Tape Stationary Head"), con los cuales se podía realizar una grabación, mezcla y posterior transferencia a CD digitalmente.

Actualmente queda superado por la potencia de los PC, que dotados de potentes softwares de edición, permiten la mezcla y la creación posterior del CD, el cual se va a "copiar" en la empresa de fabricación de CD.

Elementos Comunes en el R-DAT y el S-DAT[editar]

Parámetros técnicos[editar]

Su resolución digital es de 16 bits o 12 bits (los 12 bits suponen una resolución no lineal).

Las frecuencias de muestreo que puede utilizar el DAT son 32, 44,1 y 48 kHz. Para evitar el pirateo de CD, los equipos DAT domésticos, pueden reproducir cintas grabadas con una frecuencia de 44,1 kHz, pero no grabarlas. Los equipos dirigidos al mercado profesional pueden efectuar todas las operaciones sin problemas. La respuesta en frecuencia es de 20 kHz, excepto cuando la frecuencia de muestreo es de 32 kHz, entonces, en función del teorema de Nyquist este se reduce a 16 kHz.

La velocidad de transferencia de datos del DAT son 2,77 Mb/s.

DAT divide la información en tres grandes bloques.

  1. Datos PCM, audio digital codificado. El algoritmo de compresión PCM (siglas en inglés de Pulse Code Modulation, en español Modulación por Código de Pulsos) es un sistema de codificación del audio digital en una trama de pulsos transmisibles. En el formato PCM se muestrea la amplitud instantánea de la señal analógica y se traduce a un valor predeterminado que depende de la resolución. Así, si la resolución es de 16 bits tenemos 65.536 (2 elevado a 16) combinaciones posibles. Por el contrario, si se trata de 12 bits, las combinaciones posibles son 4096 (2 elevado a 12). Como la señal es estéreo una vez codificada es multiplexado.
  2. Datos de Sub-código. Señal inaudible de control que indica, entre otras aspectos: indica el arranque de la cita, facilita la localización de contenidos introduciendo marcas (aunque el acceso a este punto tenga que hacerse de forma secuencial), señaliza el final de la grabación y el propio final de la cinta (lo que permite saber el tiempo de grabación disponible).
  3. Patrones ATF. (Patrones de seguimiento automático de pistas). Son una señal inaudible de alineamiento para las cabezas y de identificación de las pistas, pues detectan la frontera entre la zona de datos y la de subcódigos, entonces, cuando llegan a la zona de subcódigos entiende que ha acabado la pista.

Casetes DAT[editar]

Los tipos de cinta y sus potencialidades en el R-DAT y S-DAT no son los mismos. Aunque tienen en común su naturaleza, su ancho y su grosor.

La DAT es una cinta de metal de alta coercitividad (1400 oersted) y un ancho de cinta de 3,81 mm (1/7 de pulgada) y un grosor de 13 micras. Lo que se traduce en que su tamaño es aproximadamente ½ de un casete analógico.

Las cintas R-DAT y S-DAT se diferencian en las dimensiones concretas del cartucho en el que van insertadas.

Corrección de errores[editar]

Tanto R-DAT como S-DAT utilizan el código Reed-Solomon para la detección, corrección y cancelación de errores. El código Reed-Solomon debe su nombre a sus inventores Irving Reed y Gustave Solomon.

Es un sistema muy útil si surgen problemas durante la reproducción (no tienen porque ser grandes problemas, una simple mota de polvo, arañazo, o huella digital pueden producir errores). Para evitar los errores, los datos no se graban en orden, sino que las muestras se intercalan. Así se protege la señal. Si se pierden gran cantidad de muestras, estas no están seguidas, con lo que al reproducir el sonido, probablemente, no notemos la pérdida. Para ello, durante la grabación, se destinan una serie de bits que controlan estos datos y además codifican y registran una determinada cantidad de información redundante(un mismo dato es grabado de una vez en una ubicación diferente).

Un sistema de corrección de errores puede reconstruir la señal si las muestras dañadas (ya sean errores aleatorios o errores de ráfaga) no sobrepase la capacidad del sistema. Cuando se producen estos errores leves el sistema nos avisa conectado un diodo verde. Como en el semáforo, no pasa nada, hay que dejarlo correr el sistema lo corrige automáticamente sin consecuencias para nuestra percepción sonora.

Cuando el número de errores excede la capacidad automática del sistema lo que se hace es una que consiste en sacar la media matemática entre de los valores adyacentes (anterior y posterior). Aunque el valor interpolado no sea el correcto, al menos, no producirá un efecto desagradable. La interpolación también recibe el nombre de promediado u ocultación.

Corrección de errores.png Los equipos digitales cuando hacen una interpolación lo indican mediante un diodo naranja. Como en el semáforo entendemos que hay que tener precaución. Si se dan muchos casos en que haya tenido que ser promediado el valor, nos encontraremos ante un problema que puede tener remedio. Normalmente, las cabezas estarán sucias o el eje puede haber sufrido una pequeña desviación.

En los casos en que la interpolación no es posible, pues, pese al intercalado, alguna de las muestras de referencia, la anterior o la posterior están también dañadas lo que se hace es retener la muestra anterior (hold). Cuando el sistema hace una retención lo indica mediante una luz roja. Como en el semáforo, la luz roja indica parar, pues el sistema automáticamente anulará la salida (mute) si detecta varias retenciones.

Que se anule la salida (mute) indica que se ha sobrepasado la capacidad de corrección de errores del equipo. Aunque el equipo nos permita reproducir la señal con errores, el sonido resultante puede ser desagradable, introducir clic, desaparecer o incluso romperse. También hay que realizar revisiones periódicas de los equipos porque se pueden producir desajustes difíciles de detectar que pueden suponer que tengamos un sonido grabado que resulta irreproducible. Esto puede darse cuando grabamos una cinta en un equipo que tenga algún desgaste en las cabezas o en sus mecanismos. Si reproducimos la cinta en ese aparato, el sonido será el correcto, pero si intentamos reproducir esa misma cinta en otro equipo (OH!, Sorpresa) la señal esta completamente distorsionada y resulta, prácticamente irrecuperable.

Multigeneración y sistema SCMS[editar]

Teóricamente, los dos formatos DAT (R-DAT y S-DAT), como el DCC, permiten la replicación ilimitada. Sin embargo, los fabricantes introdujeron un sistema antipiratería (de gestión de copias): el SCMS (Serial Copy Management System).

El SCMS fue introducido por Sony y Phillips. Su idea era permitir a los consumidores realizar una única copia en cinta digital de audio desde otro soporte comercial (DAT, MD, CD o cualquier otra fuente digital). La copia podía entonces utilizarse para su uso personal (por ejemplo, para escuchar en su coche) pero evitaba que éstos hicieran copias ilimitadas, para redistribuir a terceras personas. Para ello, entre otras cosas, el SCMS lee los códigos de la fuente original, introduciendo un marcador booleano en la cabecera de cada objeto audio, e impide que los Equipos de DCC realicen más de una copia de una fuente pregrabada original.[1]

Este sistema falló principalmente porque el hardware que producían algunos fabricantes no lo soportaba.[2]

R-DAT[editar]

El R-DAT (DAT de cabeza rotatoria) se basa en el funcionamiento de los vídeos domésticos. Durante la grabación, se mueve tanto la cabeza cilíndrica (montada sobre un tambor que gira) como la cinta.

En el R-DAT, la velocidad relativa cabeza-cinta es muy baja (8,15; 4,075 y 12,255 mm/s) con respecto al S-DAT (47,6; 43,7; 31,7 y 23,8 mm/s).

El R-DAT permite 4 modos de grabación-reproducción y dos modos de reproducción diferentes.

Modos R-DAT
Reproducción y grabación Reproducción cinta pregrabada
Obligado Opción 1 Opción 2 Opción 3 Opción 1 Opción 2
Frec. muestreo (en kHz) 48 32 32 32 44,1 44,1
Resolución (en dB) 16 16 12 -no lineal- 12 -no lineal- 16 16
Velocidad de la cinta (en mm/s) 8,15 8,15 4,075 8,15 8,15 12,255
Nº máximo de pistas 2 2 2 4 2 2

Los últimos modelos de R-DAT, todavía en uso (2005), permiten la grabación de 20 bits con una frecuencia de muestreo de 96 kHz.

La R-DAT es una cinta DAT (una cinta de metal de alta coercitividad, con un ancho de cinta de 1/7 de pulgada y un grosor de 13 micras); que se diferencia de la S-DAT (que comparte estas características) en su espesor (10’5 mm) su profundidad (54 mm) y su longitud (la de 60 m de largo, proporciona 2 horas).

En el R-DAT, las pistas son diagonales (grabación helicoidal) con una anchura de 13,59 micras, sin necesidad de cinta de guarda. Las pistas se graban con un ángulo de 6º 23’. Cada pista, sigue una dirección opuesta a la que sigue su pista adyacente. Se pueden grabar pistas adyacentes que se llegan a solapar gracias a la información que proporciona el AFT (Seguimiento automático de Pistas).

Como las pistas se graban en diagonal, permiten mayor superficie de grabación, lo que hace que el consumo de cinta sea menor. La R-DAT contiene 60 metros (120 minutos de reproducción) frente a los 130 metros (90 minutos de reproducción) de la S-DAT.

El R-DAT, a diferencia de la CC y de la S-DAT (y como las cintas de vídeo), incorpora una tapa que protege la cinta cuando está fuera del equipo. La tapa se levanta automáticamente cuando la cinta es introducida en el mismo.

Además la casete de R-DAT dispone de 4 agujeros que permiten que el equipo inmediatamente detecte que tipo de casete es y si esta o no pregrabada.

El casete R-DAT no posee las tradicionales cara A y B, lo que se debe a que sus pistas son diagonales. (El S-DAT, como tiene pistas lineales, si que se organiza como cara A y B – las pistas de una cara siguen la dirección opuesta a las de la otra).

El R-DAT presenta 3 grandes inconvenientes:

  • Con niveles de humedad muy altos, la cinta puede pegarse al tambor.
  • No dispone de borrado, que ha de realizarse sobrescribiendo las pistas.
  • No permite el duplicado industrial de cintas con las técnicas de alta velocidad. Como si fuera un CD, necesita de un disco maestro y se realiza de un copiado por contacto.

S-DAT[editar]

En el S-DAT (DAT de cabeza estacionaria), durante la grabación, sólo se mueve la cinta, la cabeza permanece fija, por ello, la velocidad relativa cabeza cinta es más alta que en la del R-DAT que se mueven tanto cabeza como cinta.

Las velocidades de reproducción o grabación del S-DAT son: 47’6, 43’7, 31’7 y 23’8 mm/s, mientras que las del R-DAT son: 8’15 4’ 075 y 12’255 mm/s.).

El S-DAT permite, como el R-DAT, también 4 modos de grabación-reproducción, pero, a diferencia de éste, tiene un sólo 1 modo de reproducción de sonido pregrabado.

El tamaño del casete S-DAT es ligeramente superior al del R-DAT, porque contiene mayor longitud de cinta. La S-DAT contienen 130 metros (90 minutos de reproducción) frente a los 60 metros (120 minutos de reproducción) de la R-DAT.

El S-DAT divide la cinta en 20 pistas paralelas de 65 micras, entre las cuales hay una separación de guarda (La R-DAT) no la tiene. Además, el S-DAT, como tiene pistas lineales, si se organiza como cara A y B, a diferencia R-DAT que no posee las tradicionales cara A y B.

La S-DAT (como el casete analógico) no tiene tapa. El R-DAT, si que poseía una tapa que protegía la cinta y se abría automáticamente al introducirla en el equipo (como ocurre con las cintas VHS).

El principal inconveniente del S-DAT, en relación con el R-DAT, es que no permite regrabar la información de sub-código (marcas de inicio de grabación), etc, por lo que resulta menos operativa que la R-DAT, por lo demás, supera todos sus inconvenientes.

Modos S-DAT
REPRODUCCIÓN Y GRABACIÓN REPRODUCCIÓN CINTA PREGRABADA
OBLIGADO OPCIÓN 1 OPCIÓN 2 OPCIÓN 3 OPCIÓN 1
Frec. muestreo(En kHz) 48 32 32 32 44,1
Resolución (en Bits) 16 16 12 -no lineal- 12 -no lineal- 16
Velocidad de la cinta (En mm/s) 47,6 31,7 23,8 47,6 43,7
Nº máximo de pistas 2 2 2 4 2

Comparación del DAT con el DCC, el otro formato de casete digital[editar]

Formatos casete digital
Empresa Año Códec Resolución Frecuencia de muestreo Respuesta en frecuencia Rango dinámico Bit rate Nº máximo de pistas Capacidad Tiempo máximo de grabación
DAT Sony y Philips 1986 PCM 16 bits o 12 bits (no lineal) 44,1 kHz 20Hz a 20 kHz 90 dB 20 (S-DAT), 90’ (S-DAT), 120’ (R-DAT),
DCC Philips 1992 PASC 16 bits 32, 44,1 o 48 kHz 20Hz a 16 kHz o 20Hz a 20 kHz 90 dB 1’54 Mbs 18 (16 audio) 60 minutos

Véase también[editar]

Referencias[editar]

Notas[editar]

  1. Bahlmann, Bruce; Martz, Christine. «SCMS - Serial Copy Management System». Consultado el 26 de octubre de 2011.
  2. Petitcolas, Fabien A.P.; Anderson, Ross J.; Kuhn, Markus G. (17 de Abril de 1998). «Attacks on Copyright Marking Systems» (en en us). Lecture Notes in Computer Science (Portland, Oregon, USA, 14: David Aucsmith, Ed.) 1525:  pp. 218-238. ISSN 3-540-65386-4. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.21.4517&rep=rep1&type=pdf. Consultado el 26 de octubre de 2011. 

Bibliografía[editar]

  • RUMSEY, Francis & McCORMICK, Tim. Sonido y grabación. Introducción las técnicas sonoras. IORTV. 2004 (2ª edición).
  • PAREJA CARRASCAL, Emilio. DAT (Digital Audio Tape). R-DAT y S-DAT. Ed. IORTVE. Unidad didáctica