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Ein sehr informativer "Siemens Werkstattpraxis" Artikel vom August 1987

Feb. 2018 - Mit einem Schwung Grundig TIs, den Technischen Informationen der Grundig- Werke, kam auch eine einsame Ausgabe einer Zeitschrift in dei Redaktion, die bei uns fast keiner kannte - die SIEMENS Werkstattpraxis. Dort las ich, was bis 1987 unter der Decke gehalten wurde, nämlich, wie DAT funktioniert und wie gut es theoretisch wäre. Alleine das hatte die Labels über Jahre zu strikten Feinden von SONY werden lassen.

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eine BASF DAT Profi Kassette
Die DAT Kassette offen
SONY 2 Std. Promotion
CC- und DAT Kassetten Vergleich

Digital Audio Tape "DAT" (Aug. 1987)

Digitale Tonaufzeichnung und -wiedergabe auf Magnetband aus "SIEMENS Werkstattpraxis" 26. Jahrgang (August 1987) Heft 54 - von Kurt Jonas
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Von der Funkausstellung in Berlin 1987

Für die Unterhaltungselektronik ist die Funkausstellung in Berlin immer wieder Anlaß, Fachwelt und Publikum interessante technische Neuerungen zu präsentieren. War es 1985 die Senderkennung bei Videorecordern, das VPS-System, so ist es 1987 die digitale Tonaufzeichnung und -wiedergabe auf Magnetband, das DAT-System.
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Wodurch zeichnet sich DAT aus?

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  1. • Tonfrequenzgang von 20 bis 20000 Hz,
  2. • nicht meßbare Gleichlaufschwankungen,
  3. • Dynamik 96 dB,
  4. • maximale Spielzeit 2 Stunden,
  5. • geringer Bandverbrauch, da die Cassette mit 73 mm x 54 mm x 10,5 mm kleiner ist als die bisherige Audio- Compakt Cassette mit 100 mm x 64 mm x 12 mm,
  6. • sehr schnelles Auffinden einzelner Musikstücke,
  7. • computergesteuerte Antriebsmechanik.

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  • Anmerkung : Hier wurde leider (vermutlich aber absichtlich) nur die halbe Wahrheit der völlig irren technischen Audio-Eigenschaften aufgezeigt. Vermutlich brachte bereits das wenige obige an techn. Daten den Audio-Gerüchte- Kessel auf weit über 100 Grad. Denn SONY sprach von 20-20.000Hz ±0,2dB bei einem Klirrfaktor von 0,01% über alle Frequenzen und einem Gewicht eines portablen DAT-Recorders von unter 2 Kilogramm. Und das war der absolute Vorschlag-Hammer von 1987.

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Wie erreicht man CD-Qualität auf 3,81mm Band ?

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  • Anmerkung : Die CD wurde zur Funkausstellung im Herbst 1983 vorgestellt und schwang sich zu ihrem Siegeszug gegen alle anderen Medien auf.

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Es wird die bei Videorecordern bereits angewandte und bekannte Technik der HiFi-Tonaufzeichnung im Schrägspur oder Helical-Scan-Verfahren eingesetzt (Bild 1).

Bild 1 : Beispiel eines Spurlagenschemas bei einem Metallband mit einer Breite von 3,81 mm. Die in Längsspur verlaufenden zwei Hilfsspuren sind in ihrer Nutzung noch nicht festgelegt.

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Sechs Motoren werkeln im Laufwerk

ein Foto aus unserem Fundus
das 30mm Kopfrad

Der Digital-Audio-Tape-Recorder ist ein Aufzeichnungsgerät, das eine kompakte Antriebsmechanik ähnlich der eines Videorecorders enthält. Insgesamt bewirken sechs Motoren das Einfädeln der Cassette, das Einfädeln des Bandes, den Bandtransport und die Verarbeitung der Toninformation.

Dies sind der Cassettenfachmotor, der Fädelmotor, der Capstanmotor, zwei Wickeltellermotoren und der Kopfradmotor, alles geläufige Namen, die vom Videorecorder her bekannt sind.
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Das Kopfrad

Das Kopfrad, mit zwei Tonköpfen bestückt (Bild 2), hat einen Durchmesser von nur 30mm. Bei einer Geschwindigkeit von 2000 U/min errechnet sich die Schreibgeschwindigkeit zu π • 30 • 33,33 = 3,14 • 30 • 33,33 = 3,1415 m/s. Aufgrund der Aufzeichnung und Wiedergabe mit Hilfe eines rotierenden Kopfrades wurde daraus der Begriff R-DAT (Rotary-Head-DAT) gebildet.

Bild 2 : Die DAT-Cassette öffnet sich erst im Recorder. Eine kompakte Mechanik zieht das Band heraus und umschlingt die rotierende Kopftrommel in einem Winkel von 90°. 2000mal in der Minute schreibt jeder der beiden Tonköpfe seine Schrägspur auf das Band.

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Die absolute Band(vorschub)- Geschwindigkeit

Der Capstanmotor transportiert das Band mit einer Bandvorschubgeschwindigkeit von 8,15mm/s gegen den Uhrzeigersinn, richtungsmäßig genauso, wie sich das Kopfrad bewegt.

Die relative Bandgeschwindigkeit

Folglich ergibt sich hieraus die Relativgeschwindigkeit von 3,133 m/s. Da die Tonspuren mit einer Breite von nur 13,591 um und einer Länge von 23,5 mm dicht an dicht, d.h. ohne Zwischenraum (Rasen), geschrieben werden, wäre ein Übersprechen von Spur zu Spur nicht auszuschließen. Deswegen sind die Audioköpfe im Azimutversatz von ±20 Grad angeordnet (Bild 1).
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Der Unterschied zum Videorecorder

Der wesentliche Unterschied zwischen den Geräten für Video- und und denen für Digital-Tape-Aufnahme liegt in der Verarbeitung des Tonsignals.

Beim DAT-Recorder erfolgen Aufnahme und Wiedergabe digital, beim Videorecorder dagegen analog. Dies entspricht auch dem Vergleich DAT-Recorder/Radiorecorder. Weil die PCM-Daten (Puls-Code-Modulations-Daten) beim DAT-Recorder mit hoher Geschwindigkeit aufgezeichnet werden, erreicht man ein Frequenzspektrum von 20 bis 20000 Hz.

Die Bits in den PCM Daten

Die PCM-Daten setzen sich wie bei einer Compactdisc zusammen aus: Audio-, Paritäts-, Fehlererkennungs-, Synchron- und Identifikationsbits. Die Abtastfrequenz hat sich gegenüber der Compactdisc (44,1 kHz) allerdings geändert und liegt bei 48 kHz.

Daher ist ein Überspielen einer Compact-Disc-Information auf DAT vor der Digital/Analog-Umwandlung, d.h. digital zu digital, nicht ohne zusätzliche technische Maßnahmen möglich.

Details, was auf den Spuren drauf ist

Beim DAT-Recorder wird die Spur nach dem ATF-Prinzip automatisch nachgeführt (ATF: Automatic Track Finding). Mit den PCM-Daten werden zeitlich verschachtelte Frequenzpakete zur Kennzeichnung einer geradzahligen oder ungeradzahligen Spur aufgezeichnet, die bei der Wiedergabe der Erzeugung der Regelspannung für das Servosystem dienen (Bild 3).
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Bild 3 : Mit Hilfe der automatischen Spurnachführung (ATF-Prinzip) werden geradzahlige und ungeradzahlige Spuren elektronisch erkannt.

Dies sind ein Pilotsignal (f1) = 130,67 kHz, die Synchronsignale 1 und 2 (f2 und f3) = 522,67 kHz und 784 kHz und ein Löschsignal (f4) = 1,568 MHz.

Bei der Wiedergabe vergleicht das ATF-System die übersprechenden Frequenzen durch analoge Verfahren mit Hilfe von Schwingkreisen. Da die ATF-Zonen je Spur zweimal vorhanden sind, erreicht man, daß die Tonspuren exakt parallel geführt werden. Vergleichbar ist dieses Verfahren dem Prinzip der Tracksensing- Frequenzen bei dem Philips/Grundig Videorecordersystem »Video 2000«.
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2 Stunden mit dieser Qualität auf dieser Kassette

Die maximale Spieldauer liegt bei zwei Stunden, wofür nur 58,68m Magnetband benötigt werden. Zum Vergleich: 128,25m Bandlänge bei 2 x 45 Minuten Spielzeit einer CC-Radiorecordercassette.

Aufgrund der genannten technischen Daten ist es nur noch eine Frage der Zeit, wann der DAT-Recorder mit nachgewiesener CD-Qualität die herkömmliche Radiorecordercassette ablösen wird.

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