STUDER A80VU\A810\A812\A820等开盘机的自动偏磁功能

红灯记

        模拟磁带记录最为头痛的就是偏磁调整了，说白了就是偏磁电流的调整。调整的程度直接影响到高频信号的记录和重放效果。自动偏磁电流的调整，在卡座上应用的很广泛。其中尤其以杜比实验室推出的Dolby HX Pro技术最为成熟。
       大家都知道，我们在录音的时候是将高频偏磁信号和声频信号混合加在录音头上进行录音的，严格地说每一个声频频率都存在一个最适合它的磁带偏磁电平。录音信号的频率越高，所需的偏磁越小，而且高频信号对其自身也起一定偏磁作用，即自偏磁。假如我们给声频信号以固定偏磁录音时，其频率响应由于自偏磁作用将引起声频信号高频部分的瞬间变化，这个变化不光影响到磁带的高频响应，经常会导致磁饱和现象的发生，也就是高频录制时的阻塞。
　　为了解决这一问题，杜比实验室研制的一种高保真录音辅助电路，HX是Headroom Expansion的缩写，它将持续不断监控上述偏磁作用，在馈给磁头的信号是高频时，电路会相应降低偏磁电流，使高频易出现的自偏磁效应降到最小，从而使低、高频都达到最佳偏磁点。它能显著拓宽录音的高频响应，尤其在高电平时的作用更大，当与杜比B降噪系统并用时，可进一步扩大任何一种模拟磁带的动态范围，除高频有显著扩展外，中、低频也有改善。可使失真、信号失落、调制噪声等保持在最佳状态。
2 o; M0 {, f* t1 r' g. L) A　　杜比HX PRO系统即有源伺服偏磁，它是杜比研究所1981年开发的动态余量扩展系统，与杜比HX系统基本设计思路相似，采用可变频率均衡电路和可变偏磁电路，根据各声道信号本身所含高频成份与电平，分别独立地自动调整有效偏磁和录音频率均衡量，将录音状态控制到最佳状态，从而有效地提高了高频的峰值储备，失真进一步得到控制，使10kHz以上的高频特性有很大改善。也就是在录音信号中已含有大量高频成份时，就在录音过程中减少偏磁电流，且有ms级响应速度。该系统不仅能改善静态特性，还能改善动态特性，而且不会改变原信号的频率特性，其整体音质有较高的透明度。
      HX PRO在杜比实验室的官网上把它归类于降噪类不够准确，它其实不是降噪系统，而是自动调节偏磁电流系统。主要功能是通过自动跟踪并调整高频偏磁电流而抑制高频磁记录时的磁饱和现象。它单方面作用于磁带录音过程，在磁带放音过程无需任何电路系统与其适应。不像杜比C 、杜比 SN R等降噪系统需要互补，也就是录放过程中必须有一个相反的系统一起适应，否则播放出来的音质你真的没法听。比如一盘用杜比降噪系统录制的磁带，如果你的播放设备没有与之相适应的反向处理系统，听起来让你难受，并且不同的降噪方式不兼容。象杜比SN R，降噪值可以达到24DB，效果非常可观，可是你的放音机要是没有杜比SN R，你就别听了，否则你的血压会飙高。
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杜比实验室官网中对 HX PRO的原版说明
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多数高级卡座里都具有HX PRO 功能
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5 \" Q9 ^% C' R7 X, F9 ~) x9 V; ~著名的HX PRO芯片upc1297
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UPC1297详细资料请参照：http://html.alldatasheet.com/htm ... 7/38/1/UPC1297.html
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3 z' a1 Z8 Z, K2 f4 K* I下面转入本帖正题，先说STUDER A80VU
熟知开盘机和卡座的开友都知道，偏磁信号来源于机器的高频震荡板，这里说的高频不是音频里的高频，而是比音频高频22K出许多倍的频率，地中档的机器的高频振荡在100K以下，高级的机器的高频振荡通常在140K至260K之间，也有上300K的很少见。这个频率往往被分成两个大方向，一去驱动抹音磁头进行高频抹音，二区录音磁头进行偏磁。所以无论是自动偏磁还是手动偏磁，都必须在这个环节内进行。早起的STUDER A80VU MKI MKII MKIII没有开发自动偏磁功能，它的高频振荡板位于机器下方一排插板的最左边，编号是1.080.399 所以必须手动偏磁调整。后来STUDER推出了 A80VU IV型和MR型，就有了带杜比 HX PRO 高频振荡板编号 1.081.399。可是光这块板子还无法实现自动偏磁调整功能，请看它的工作框图

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那么蓝色方块的1.080.813在哪里呢？它在表桥的音频信号输入端请看：

没有HX Pro功能的表桥的输入端是一只牛
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请看1.080.813在这里

9 f; x/ H0 b2 _# c3 f" |! L再请看下面两张对比图
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3 l( L- h+ B4 }3 {1 U早期不带HX PRO功能的高频振荡板1.080.399
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  q* v( M3 x7 K  Q- w3 `后期集成了HX PRO功能的高频振荡板1.081.399

早期的1.080.399板子，调整时就是按照技术手册，用高频毫伏表监测使得抹音偏磁和录音偏磁达到规定的电平值，而具体针对不同的磁带的偏磁调整则是在表桥上进行微调。
后期的1.081.399高频振荡板给A80的录音带来了质的变化，优异的HX PRO功能使我们不必再去为了偏磁的调整而烦恼。只要把开关置于ENABLE位置就交给机器自己管理吧，不管是什么磁带都会给把磁带的水平发挥出来，正是有了HX PRO功能，象STUDER A80MR这样的母带机器，直接用于调音台的缩混的高电平+20db以上的输出都能应对自如。
那么，1.080.399和1.081.399这两块板子可以互换吗？可以让早期的没有自动偏磁调整的A80 VU机器有自动调整功能吗？回答是肯定的，但是不那么简单，因为如果你的表桥的输入端接的是一只1.022.300的1:1牛的话，你还要把它换成1.080.813单元板，否则无法实现HX PRO的自动跟踪控制功能。即便是直接对换效果不明显，必须要经过一些调整和小手术才行，这个过程在这里就不在赘述了，能看懂A80电路的开友应该不难，参照对比就行了，有时间另外开贴告诉大家怎样做。
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- ]& O( g7 j  C+ D. l2 I接下来说说STUDER A820
与A80VU型开盘机一样，后期的A820（从图纸上看应该是的90年以后的机器）也开发了带有HX PRO功能机器。和A80一样，A820把HX PRO的功能集成在高频驱动板HF DRIVE里面，与录音放大版RECORD AMPILIFER一起完成自动偏磁的调整工作。

! c+ F3 i: Q: H9 K* u7 B6 w! i由1.820.712和1.080.713构成的无HX PRO 偏磁控制框图
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6 d: K- Z) o, D- h- U由1.820.811和1.820.813组成带HX PRO偏磁控制框图
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2 f- ^" p8 @4 S( u; t5 i5 FA820早期不带HX PRO功能的录音放大版1.820.712和高频驱动板1.820.13
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A820后期带HX PRO的录音放大版1.820.811和高频驱动板1.820.813
因为A820采用了MPU总线控制技术，数据的采集要经过A/D转换，控制数据的输出要经过D/A转换，一次要实现这个功能的前提是要具备这一对811和813的板子。除此以外还有一个问题的就是要升级EPROM的程序，因为这个HX PRO的开启和关闭功能是用软件来控制的，早期版本版本里的软件设置没有这个设置项
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$ U2 S" t7 G6 R3 u% S由STUDER A820派生出来的A810、A812、A816的系列派生机，A810和A812MKI没有HXPro功能；A812MKII和A816具备有HX PRO功能。现在二手机器很多，情况各异，特别是拼装拼凑的机器，大家在购机时一定要看个仔细，别捡了芝麻丢了绿豆。
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机械开盘

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7 G3 y7 R' |' m! v听红版讲课又学知识了，红版辛苦            开盘机有HX PRO的功能机型很少吧，尤其是专业机。
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經典美學

紅燈版主:我比較好奇的是:這兩塊板可以互換嗎?

hifier

正在被偏磁问题困扰时看到灯哥的这篇文章，太好了！

红灯记

由于水平问题，上面的资料会有不全或者错误，仅供参考欢迎斧正

yjwu

红灯记 发表于 2015-5-10 15:17
- h/ A/ a8 ?) {3 e5 b' u4 i  E/ ^由于水平问题，上面的资料会有不全或者错误，仅供参考欢迎斧正

; T" Y4 |. W3 _0 _' I8 eHX（Headroom EXtension)是動態餘域延伸的意思，
由Bang & Olufsen的Jørgen Selmer Jensen發明，（歐洲專利號碼EP0046410, 優先權日1980年8月20日)
0 W2 Y. V& N7 |. Y9 r+ ahttp://www.google.com/patents/EP0046410A1?cl=en&hl=zh-TW

用來保護其產品Beocord 9000卡座, 後來B&O將專利權讓渡給杜比實驗室。這種技術在卡座上將高頻向上延伸，沒有用HX-Pro的也是卡座的兩張王牌：Nakamichi（中道）與Tandberg(天寶）。中道卡座爲何不用HX-Pro? 據說光是他們的磁頭就有足夠的寬頻帶動態餘域，所以用不到。天寶則是開發出DynEQ，達成的手段雖有不同，但結果類似；只是用DynEQ錄音也要用DynEQ放音，HX-Pro則只在錄音過程作用，ㄧ般的放音電路就可享受成果。目前Nakamichi 1000ZXL, Dragon, Tandberg TCD-911/3014A都是被奉為銘機的兩張王牌，可能的確有過人之處。

6 f# A7 w% I4 R% Z卡帶先天磁跡窄，帶速低，用HX-Pro延伸高頻響應當然立竿見影。盤帶機呢？ 天寶將DynEQ用在TD-20A, 還有後續的TD-20A SE. 帳面上的頻寬果然優秀，天寶也捨棄IC, 儘量使用獨立元件，所以在消費級機種中有些傳奇性色彩。

STUDER專業盤機自A80/A800後改用微處理器儲存參數的A810, A820, A812, A816系列，晚期的Mark II二代機也引入HX-Pro的設計，不過也都可以透過設定取消；簡化版的A807亦同。最後出的半專業的ReVox C270則使用HX-Pro, 由此可看出一個趨勢。
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8 V) E6 A5 C5 T$ x' I8 nReVox C270外殼有註記HX-Pro由杜比實驗室，Bang & Olufsen (丹麥）授權製造。
& P& c; F8 [2 }9 y1 w( A針對錄音高頻部份做適當的偏磁衰減，可避免磁飽和造成的失真，保持寬廣的平直頻響曲線，同時也使錄音能承受更高的瞬時輸入電平。
6 Y2 J  v6 O0 T. A* ^基本上過偏磁點還是要事先因應磁帶特性設定，這動態的偏磁調制與自動偏磁點（auto bias)設定不同。
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STUDER A80我沒接觸過，沒有發言權。
以上個人看法。




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红灯记

yjwu 发表于 2015-5-10 18:42
HX（Headroom EXtension)是動態餘域延伸的意思，
由Bang & Olufsen的Jørgen Selmer Jensen發明，（ ...

“基本上過偏磁點還是要事先因應磁帶特性設定，這動態的偏磁調制與自動偏磁點（auto bias)設定不同。”
% y! [8 H! R0 R. ]) q2 X帖子写得仓促未能提及这点，谢谢斧正！

红灯记

STUDER 的几款带HX PRO的机器，不像有的高级卡座那样有自动识别磁带最佳偏磁的功能，在使用HX PRO功能前还必须要认为滴通过输入高频音频信号，按照手册要求从失真仪中找出最佳偏磁，设置好以后让HX PRO 工作，系统就会以最佳偏磁为基准参考点工作了。

zhangchaoying

北方jack

红灯记

yjwu 发表于 2015-5-10 18:42
: [0 _; L/ J0 N  nHX（Headroom EXtension)是動態餘域延伸的意思，
1 E2 S0 z+ b$ E* X& C+ M由Bang & Olufsen的Jørgen Selmer Jensen發明，（ ...

( l$ C8 ~4 a% o% W6 X杜比HX和杜比HX-PRO虽然目标一致，但是它们的工作机理不尽相同。主要的区别在于取样杜比HX的取样源自输入的杜比B；而杜比HX-PRO取样于录音头，与输入的杜比模式和均衡（预加重）没有任何关系，更贴近实际情况。关于这个问题，过段时间我会整理详尽的论述给大家参考，下面两张图选自十年前我参与编写的录音培训教材。
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) q0 k5 S) H$ j6 {% z

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知识好丰富专业，学习学习

凉米线

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