Teknology audio digital telah banyak dikenal dan dipakai masyarakat dewasa ini, Banyaknya produk Compact Disc, DAT (Digital Audio Tape) dan studio digital merupakan pertanda semakin diminatinya produk jenis ini.
Hal tersebut tidak terlepas dari beberapa kelebihan yang dimilikinya, antara lain kualitas audio, efisiensi operasi, kemungkinan metode pemrosesan baru dan juga segi ekonomisnya. Melalui artikel utama ini, saya mencoba menyajikan untuk anda semua para pengunjung setia blog ini.
Pada saat ini kemampuan teknologi audio digital telah melampaui puncak teknologi audio analog yang telah dibuat manusia. Ketelitian dan kemurnian (tidelitas) suara rekaman beserta reproduksinya (main ulang) lebih bagus dari yang analog. Banyak tuntutan pendengar yang dapat dipuaskan, seperti jangkauan dinamik, perbandingan sinyal dan noise serta hasil reproduksi yang tidak berubah setelah sekian kali diputar.
Selain ketiga hal tersebut, manipulasi sinyal dan pembangkitan efek-efek dapat dilakukan dengan kemungkinan yang lebih banyak, ekonomis dan lebih bermutu. Sedangkan dalam bidang komunikasi kita dapat mengirim sejumlah sinyal secara bersama atas dasar pembagian waktu (time multiplexing).
Teknologi audio digital, yang merupakan bagian dari bidang teknologi pemrosesan sinyal digital, mulai muncul dengan lahirnya konsep PCM (Pulse Code Modulation) yang dikemukakan oleh A H Reeves. Konsep ini berisi konversi sinyal analog menjadi sinyal digital yang berbentuk biner.
Tetapi karena keterbatasan teknologi pada saat itu maka baru pada dekade 1960-an mulai diadakan berbagai riset di bidang audio digital. Dengan munculnya rangkaian digital yang murah dan cepat kerjanya, minicomputer dan teknologi instrumentasi digital mempercepat perkembangan pemrosesan sinyal audio yang kemudian diterapkan di produk-produk audio.
Penelitian pertama yang sukses adalah simulasi gema buatan di komputer pada tahun 1961, tetapi baru 10 tahun kemudian implementasi digital time delay yang merupakan bagian pokok dari gema berhasil dibuat. Sedangkan hasil penelitian pertama yang aplikatif adalah transmisi audio digital antara studio radio dan pemancar milik BBC.
Sedangkan sinyal digital mempunyai harga dan waktu yang diskrit. Harga-harga level sinyal merupakan kelipatan bulat dari suatu bilangan tertentu. Sebagai contoh pada gambar lb harga-harga sinyalnya adalah bilangan bulat semua dan tidak ada yang ganjil. Demikian pula hanya pada waktu-waktu yang merupakan kelipatan bulat suatu waktu tertentu yang dianggap mempunyai harga. Pada waktu-waktu (t) selain itu dianggap tidak ada sinyal.
Medan magnet ini mempengaruhi orientasi partikel magnet di pita rekam, sehingga informasi suara tadi dapat disimpan dalam bentuk orientasi partikel magnet pita rekam. Sedangkan untuk reproduksinya proses tersebut dibalik. Orientasi partikel magnet pita menimbulkan medan magnet pada head diperkuat dan akhirnya diubah menjadi tekanan akustik dengan loudspeaker.
Bila tidak ada noise atau derau dan gangguan serta perubahan orientasi partikel pita rekam maka hasil reproduksi akan menghasilkan suara seperti aslinya. Tetapi hasil reproduksi seperti itu jarang diproleh bila memakai teknologi analog. Adapun penyebabnya adalah terjadinya penurunan mutu sinyal baik karena noise ataupun karena keterbasan kemampuan peralatan.
Penurunan mutu sinyal selama proses rekaman dengan teknologi analog dapat berupa gangguan pada amplitudo dan waktunya. Gangguan pada amplitudo dikarenakan:
Ketidaklinearan karakteristik transfer head ke tape
Ketidakteraturan orientasi partikel magnetik pita rekam
Respons frekuensi yang terbatas
Dropout pada pita rekam,akibat kerusakan pada bagian pita rekam Print-through. Sedangkan ganguan pada waktu dikarenakan Naik-turunnya kecepatan putar tape Gulungan pita tape yang longgar,Hal lain yang dapat dipertimbangkan dari teknologi audio analog adalah kebutuhan bandwithnya yang lebih "rendah serta transducer dan pemrosesan sinyal yang lebih praktis 'dan ekonomis. Oleh karena keadaan di atas maka teknologi audio digital mendapat perhatian yang serius dan diusahakan untuk menggantikan bagian paling kritis pada rantai teknologi audio.
Baca Juga :
Hal tersebut tidak terlepas dari beberapa kelebihan yang dimilikinya, antara lain kualitas audio, efisiensi operasi, kemungkinan metode pemrosesan baru dan juga segi ekonomisnya. Melalui artikel utama ini, saya mencoba menyajikan untuk anda semua para pengunjung setia blog ini.
 |
| Pembahasan lengkap teknology audio digital dan perkembangan nya |
Pada saat ini kemampuan teknologi audio digital telah melampaui puncak teknologi audio analog yang telah dibuat manusia. Ketelitian dan kemurnian (tidelitas) suara rekaman beserta reproduksinya (main ulang) lebih bagus dari yang analog. Banyak tuntutan pendengar yang dapat dipuaskan, seperti jangkauan dinamik, perbandingan sinyal dan noise serta hasil reproduksi yang tidak berubah setelah sekian kali diputar.
Selain ketiga hal tersebut, manipulasi sinyal dan pembangkitan efek-efek dapat dilakukan dengan kemungkinan yang lebih banyak, ekonomis dan lebih bermutu. Sedangkan dalam bidang komunikasi kita dapat mengirim sejumlah sinyal secara bersama atas dasar pembagian waktu (time multiplexing).
Sejarah perkembangan.
Teknologi audio digital, yang merupakan bagian dari bidang teknologi pemrosesan sinyal digital, mulai muncul dengan lahirnya konsep PCM (Pulse Code Modulation) yang dikemukakan oleh A H Reeves. Konsep ini berisi konversi sinyal analog menjadi sinyal digital yang berbentuk biner.
Tetapi karena keterbatasan teknologi pada saat itu maka baru pada dekade 1960-an mulai diadakan berbagai riset di bidang audio digital. Dengan munculnya rangkaian digital yang murah dan cepat kerjanya, minicomputer dan teknologi instrumentasi digital mempercepat perkembangan pemrosesan sinyal audio yang kemudian diterapkan di produk-produk audio.
Penelitian pertama yang sukses adalah simulasi gema buatan di komputer pada tahun 1961, tetapi baru 10 tahun kemudian implementasi digital time delay yang merupakan bagian pokok dari gema berhasil dibuat. Sedangkan hasil penelitian pertama yang aplikatif adalah transmisi audio digital antara studio radio dan pemancar milik BBC.
Pada gambar Ia dan lb terlihat dua macam sinyal yang berbeda. Yang pertama adalah contoh bentuk sinyal analog dan yang kedua adalah sinyal digital. Pada sinyal analog, level dan waktunya kontinyu. Arti kontinyu di sini adalah harganya tidak dibatasi pada harga-harga kelipatan tertentu saja. Harga level sinyal tersebut bisa 5 , 6 atau 7 atau bahkan 5,6 , 5,8 , 5,65 ataupun 5,6532 dan sinyal dapat dikatakan ada setiap waktu.
Perbandingan sinyal analog dan sinyal digital
Sedangkan sinyal digital mempunyai harga dan waktu yang diskrit. Harga-harga level sinyal merupakan kelipatan bulat dari suatu bilangan tertentu. Sebagai contoh pada gambar lb harga-harga sinyalnya adalah bilangan bulat semua dan tidak ada yang ganjil. Demikian pula hanya pada waktu-waktu yang merupakan kelipatan bulat suatu waktu tertentu yang dianggap mempunyai harga. Pada waktu-waktu (t) selain itu dianggap tidak ada sinyal.
KELEMAHAN SINYAL ANALOGSinyal ini diberi nama sinyal analog karena terdapatkesesuaian karakteristik fisik bila sinyal ini ditransformaSikan dari satu medium ke medium yang lain. Gambar Za memperlihatkan proses rekaman secara sederhana. Sinyal suara penyanyi dan alat musik diubah menjadi sinyal listrik oleh mikrofon. Kemudian sinyal listrik tersebut dialirkan ke alat perekam. Dengan memakai head arus listrik diubah menjadi medan magnet.
Medan magnet ini mempengaruhi orientasi partikel magnet di pita rekam, sehingga informasi suara tadi dapat disimpan dalam bentuk orientasi partikel magnet pita rekam. Sedangkan untuk reproduksinya proses tersebut dibalik. Orientasi partikel magnet pita menimbulkan medan magnet pada head diperkuat dan akhirnya diubah menjadi tekanan akustik dengan loudspeaker.
Bila tidak ada noise atau derau dan gangguan serta perubahan orientasi partikel pita rekam maka hasil reproduksi akan menghasilkan suara seperti aslinya. Tetapi hasil reproduksi seperti itu jarang diproleh bila memakai teknologi analog. Adapun penyebabnya adalah terjadinya penurunan mutu sinyal baik karena noise ataupun karena keterbasan kemampuan peralatan.
Penurunan mutu sinyal selama proses rekaman dengan teknologi analog dapat berupa gangguan pada amplitudo dan waktunya. Gangguan pada amplitudo dikarenakan:
Ketidaklinearan karakteristik transfer head ke tape
Ketidakteraturan orientasi partikel magnetik pita rekam
Respons frekuensi yang terbatas
Dropout pada pita rekam,akibat kerusakan pada bagian pita rekam Print-through. Sedangkan ganguan pada waktu dikarenakan Naik-turunnya kecepatan putar tape Gulungan pita tape yang longgar,Hal lain yang dapat dipertimbangkan dari teknologi audio analog adalah kebutuhan bandwithnya yang lebih "rendah serta transducer dan pemrosesan sinyal yang lebih praktis 'dan ekonomis. Oleh karena keadaan di atas maka teknologi audio digital mendapat perhatian yang serius dan diusahakan untuk menggantikan bagian paling kritis pada rantai teknologi audio.
Baca Juga :
KONSEP AUDIO DIGITAL PERSYARATAN AUDIO
Dalam dunia audio terdapat persyaratan yang" harus dipenuhi oleh suatu peralatan audio supaya dapat memberikan hasil yang bermutu. Persyaratan tersebut dapat dibagi dua macam yaitu kriteria desain umum dan karakteristik pendengaran manusia.
Kriteria desain umum meliputi dua hal pokok, yaitu :
Peralatan tersebut harus dapat menangani semua kemungkinan karakteristik sinyal sumber. Untuk itu harus ada informasi yang memadai tentang bagian sinyal sumber yang diinginkan, biasanya meliputi jangkauan dinamik dan Spektrum energi sinyal yangdapat diakomodasikan oleh telinga. Misalkan untuk telpon, oleh karena hanya suara manusia saja “yang diinginkan maka frekuensinya cukup 300 - 3400 Hz sedangkan untuk siaran FM dibutuhkan sinyal sampai frekuensi 15 KHz untuk mendapatkan musik yang bermutu.
Peralatan tersebut dapat memproduksi sinyal kembali dengan hasil yang tidak menimbulkan persepsi yang lain terhadap sinyal masukan. Misalkan masukan sinyal yang direkam adalah “suara terompet maka jangan sampai saat diputar ulang terdengar seperti suara suling.
Sedangkan karakteristik pendengaran manusia terdiri atas Batas pendengaran Untuk mereproduksi suara musik tanpa perubahan suara ,cukup dengan frekuensi antara 40 Hz sampai dengan 15 kHz. Meskipun secara teoritis batas pendengaran manusia 20 Hz sampai 20 kHz, tetapi hal ini diperkuat dengan kenyataan bahwa umumnya pendengaran tidak bisa membedakan keluaran filter low pass 16 kHz dan 20 kHz. 2. Jangkauan dinamik untuk reproduksi suara .
Yang disebut dengan jangkauan dinamik adalah perbedaan level antara sinyal terkecil dan terbesar. Sinyal terkecil tersebut paling tidak mempunyai level 10 kali (10 dB) dari noise. Untuk standarisasi biasanya dipakai satuan SPL . Jangkauan dinamik efektif telinga manusia adalah 100 SPL. Sedangkan untuk menghasilkan musik yang bebas noise pada keadaan tenang diperlukan jangkauan dinamik 118 SPL. Oleh karena itu peralatan playback yang bermutu harus dapat menangani jangkauan dinamik dari 100 dB sampai dengan 120 dB.
Baca Juga :
Dalam dunia audio terdapat persyaratan yang" harus dipenuhi oleh suatu peralatan audio supaya dapat memberikan hasil yang bermutu. Persyaratan tersebut dapat dibagi dua macam yaitu kriteria desain umum dan karakteristik pendengaran manusia.
Kriteria desain umum meliputi dua hal pokok, yaitu :
Peralatan tersebut harus dapat menangani semua kemungkinan karakteristik sinyal sumber. Untuk itu harus ada informasi yang memadai tentang bagian sinyal sumber yang diinginkan, biasanya meliputi jangkauan dinamik dan Spektrum energi sinyal yangdapat diakomodasikan oleh telinga. Misalkan untuk telpon, oleh karena hanya suara manusia saja “yang diinginkan maka frekuensinya cukup 300 - 3400 Hz sedangkan untuk siaran FM dibutuhkan sinyal sampai frekuensi 15 KHz untuk mendapatkan musik yang bermutu.
Peralatan tersebut dapat memproduksi sinyal kembali dengan hasil yang tidak menimbulkan persepsi yang lain terhadap sinyal masukan. Misalkan masukan sinyal yang direkam adalah “suara terompet maka jangan sampai saat diputar ulang terdengar seperti suara suling.
Sedangkan karakteristik pendengaran manusia terdiri atas Batas pendengaran Untuk mereproduksi suara musik tanpa perubahan suara ,cukup dengan frekuensi antara 40 Hz sampai dengan 15 kHz. Meskipun secara teoritis batas pendengaran manusia 20 Hz sampai 20 kHz, tetapi hal ini diperkuat dengan kenyataan bahwa umumnya pendengaran tidak bisa membedakan keluaran filter low pass 16 kHz dan 20 kHz. 2. Jangkauan dinamik untuk reproduksi suara .
Yang disebut dengan jangkauan dinamik adalah perbedaan level antara sinyal terkecil dan terbesar. Sinyal terkecil tersebut paling tidak mempunyai level 10 kali (10 dB) dari noise. Untuk standarisasi biasanya dipakai satuan SPL . Jangkauan dinamik efektif telinga manusia adalah 100 SPL. Sedangkan untuk menghasilkan musik yang bebas noise pada keadaan tenang diperlukan jangkauan dinamik 118 SPL. Oleh karena itu peralatan playback yang bermutu harus dapat menangani jangkauan dinamik dari 100 dB sampai dengan 120 dB.
Baca Juga :
Penutupan (Auditory masking)
Penutupan adalah suatu efek yang terjadi di dalam telinga manusia di mana suara yang lebih keras dapat mengurangi atau ,bahkan menghentikan tegangan syaraf yang dibangkitkan oleh suara yang lebih lemah. Sehingga bila kita berada di tempat yang yang bising maka sinyal yang lemah seperti tertutup berkurang atau hilang tak terdengar. Sinyal dengan frekuensi tinggi umumnya mudah tertutup daripada yang berfrekuensi rendah.
TEKNOLOGI AUDIO DIGITAL
Telah kita ketahui bahwa sinyal audio yang dihasilkan oleh suatu grup musik adalah sinyal analog. Demikian pula suara yang sampai ke telinga kita adalah sinyal analog pula. Lalu di manakah letak teknologi audio digital ? Misalkan Sinyal audio musik, yang merupakan sinyal masukan, diubah dari analog menjadi digital oleh suatu peralatan pengubah analog ke digital (A/D). Setelah diproses dengan pemrosesan sinyal digital, seperti editing, mixing, pengkodean untuk koreksi, perekaman, dan pick up, kemudian diubah kembali menjadi sinyal analog (D/A).
Pengubahan Sinyal Analog ke Digital ,Untuk pengubahan sinyal analog ke digital diperlukan sistem, Sistem ini terdiri dari 3 komponen pokok, yaitu Filter Low Pass anti-aliasing, Sample & Hold dan Konverter Analog ke Digital (Analog to Digital Canverter -ADC).
Sample & Hold
Sample & Hold adalah peralatan analog yang berfungsi untuk mengambil level sinyal analog atau mencupliknya pada kelipatan waktu tertentu (Ts). Banyaknya pencuplikan yang dilakukan dalam satu detik disebut frekuensi sampling (fs). Menurut persyaratan Nyquist frekuensi sampling ini minimal dua kali frekuensi sinyal analog masukan tertinggi untuk menghindari aliasing.
Agar tidak terjadi kekacauan peralatan di pasaran dan dapat dilakukan pengintegrasian peralatan audio digital maka diadakan standarisasi frekuensi sampling. Ada 3 frekuensi sampling yang dipakai, yaitu 48 kHz untuk frekuensi sampling primer, 44,1 kHz untuk peralatan konsumen luas, dan 32 kHz untuk kperluan transmisi pada komunikasi digital.
Dalam proses pencuplikan dapat terjadi penurunan mutu atau degradasi sinyal yang harus dihindarkan. Degradasi sinyal tersebut dapat terjadi akibat kesalahan periodisasi pencuplikan (timing jitter) dan perubahan tegangan sinyal PAM hasil pencuplikan selama proses berlangsung.
Konverter Analog ke Digital (ADC)
ADC mr merupakan peralatan yang mempunyai 2 fungsi, yaitu . kuantisasi dan pengubahan harga level sinyal ke kode biner. Sinyal hasil pencuplikan dikuantisasi oleh ADC ' menjadi sinyal Bila harga sinyal sebelumnya berharga kontinyu maka setelah kuantisasi menjadi berharga , deskrit. Harga-harga deskrit ini kemudian diubah ke kode biner sesuai dengan harga level hasil kuantisasi.
Kuantisasi yang dilakukan di atas adalah kuantisasi uniform, di mana selisih antara suatu harga kuantisasi dengan harga sebelum dan sesudahnya adalah sama. untuk level maksimum dan mininmum sinyal masukan terdapat 10 harga level kuantisasi. Sedangkan kode-kode biner hasil ADC di atas kemuda ian diproses, dikirim atau direkam sesuai dengan kebutuhan.
Konverter Digital ke Analog (DAC)
DAC berfungsi untuk menghasilkan tegangan analog yang sesuai dengan kode biner yang diterima. Hasil dari DAC dapat dilihat pada gambar 3d. Kode-kode biner yang diterima tersebut dapat berasal dari CD atau DAT atau merupakan hasil transmisi dari tempat lain.
Deglitching Sample & Hold
Peralatan ini adalah suatu penguat Sample & Hold khusus yang mencegah glitch DAC supaya tidak muncul pada sinyal keluaran analog. Glitch adalah penyimpangan nilai sinyal digital yang tidak dikehendaki dan terjadinya sebentar. Glitch disebabkan disain rangkaian digital pada ADC yang kurang memperhatikan waktu proses gerbang-gerbang digitalnya. Cara pencegahan glitch adalah dengan menahan harga tegangan DAC sebelumnya pada keluaran Sample & Hold sementara tegangan DAC yang baru menggunakan masukannya Hasil keluaran chlitchmg Sample & Hold adalah Sinyal Pulse Amplitudc Modulation yang berharga kontinu (gambar 3c) seperti keluaran Sample & Hold di Pengubahan Sinyal analog menjadi digital.
Filter Low-pass
Untuk mendapatkan sinyal analog seperti semula maka diperlukan suatu filter Low-pass yang berfungsi untuk rekonstruksi dan menghilangkan image. Image adalah energi pada spektrum bayangan sinyal dasar yang muncul saat proses pencuplikan. Image ini meskipun tidak terdengar tetapi dapat menimbulkan cacat di sistem analog setelah DAC sehungga filter low pass yang dipakai adalah filter low-pass anti image.
Biasanya untuk mendapatkan karakteristik redaman yang besar diperlukan biaya dan kompleksitas rangkaian. Tetapi dengan bertambahnya elemen analog yang dipakai maka derau dan cacat di filter akan meningkat. Oleh karenanya sebagian besar filter low-pass anti image didesain mempunyai redaman antara 50-75 dB pada daerah stop-band.
PERMASALAHAN DAN KEKURANGAN
Dalam aplikasi sistem pengubahan sinyal analog ke digital dan sebaliknya, dari digital ke analog, tidak lepas dari kekurangankekurangan, antara lain :
Kesalahan kuantisasi
Harga level sinyal hasil pencuplikan setelah dikuantisasi akan memiliki harga yang keliru. Harga-harga yang semula bernilai di antara dua harga kuantisasi harus dibulatkan dan ini diterus kan ke peralatan berikutnya. Kesalahan kuantisasi ini dapat diperkuat lagi bila terjadi keterbatasan jangkauan tegangan penguatan di DAC.
Alising
Seringkali karena suatu sebab terdapat sinyal dengan frekuensi lebih besar dari setengah fs berhasil lolos dari filter antialiasing. Hal ini memunculkan frekuensi baru yang merupakan selisih antara frekuensi semula dengan fs yang dinamai aliasing. Pergeseran fasa sinyal pada frekuensi tinggi
Hal ini umum terjadi bila filter yang dipakai mempunyai tanggapan yang curam pada daerah batas antara pass-band dan stop-band. Karena filter yang dipakai adalah filter low-pass maka yang tergeser fasanya adalah frekuensi tinggi di sekitar 15 kHz ke atas. Kesalahan offset dan ketidak linieran waktu selama dekuantisasi di DAC.
COMPACT DISK (CD)
Sejarah Compact Disk (CD) dimulai tahun 1976 tatkala perusahaan Phillips di Belanda mengumumkan rencananya untuk mengeluarakan foemar disk baru yang semuanya didasarkan pada teknologi digital. Disk ini selain direkam secara digital juga penyimpanan informasinya dalam bentuk digital.
Rencana tersebut kemudian didukung oleh perusahaan Sony. Keduanya bekerja sama mengembangkan disk tersebut. Baru pada Oktober 1982 disk tersebut (Compact Disc) dilempar ke pasaran Jepang bersamaan dengan Tokyo Audio Fair. Sedangkan untuk Eropa dilemparkan pada bulan Maret 1983.
Metode Perekaman
Pada perekaman CD, kode biner yang dihasilkan pada peng-ubahan sinyal analog ke digital (keluaran ADC) disimpan di disk. Bit ’1’ pada kode biner diwakili dengan lubang atau pit seperti pada gambar 4, sedangkan bila bit ’0’ disk tidak dilubangi. Proses pelubangan atau pembentukan pit di master rekaman dilakukan dengan laser. Sedangkan untuk pencetakan CD yang dijual di pasaran dilakukan dengan bantuan master .tersebut. Setiap kode biner hasil pencuplikan mengandung 16 bit. Oleh karenanya terdapat 216 atau 65.535 level kuantisasi. Sebagai perbandingan pada gambar 3c hanya ada 10 level kuantisasi sehingga sebagai gambaran untuk setiap level kuantisasi tersebut dibagi menjadi 6553 level lagi.
Dibandingkan dengan piringan hitam (PH), CD mempunyai kelebihan antara lain tidak ada desah pita seperti PH yang direkam melalui pita analog 'tidak ada desah permukaan karena tidak ada kontak fisik antara alat pick up dengan media rekaman cacat atau distorsinya rendah
dapat melakukan koreksi kesalahan otomatis bila ada bit yang salah pengoperasian dan perawatannya lebih mudah terdapat fasilitas memori, pengulangan dan pencarian yang fleksibel tahan terhadap debu, goresan, sidik jari karena ada pelindungnya.
Sampai saat ini CD belum menggantikan piringan hitam sepenuhnya. Banyak telinga penggemar audio yang mengganggap suara hasil rekaman CD kurang hidup dan bersuara metalik. Hal ini ternyata mempunyai sebab teknisnya yaitu masalah aliasing, kuantisasi, sub harmonik frekuensi cuplikan dan kebocoran sinyal digital ke daerah analog.
Untuk menangani masalah di atas maka perusahaanperusahaan produsen CD melakukan berbagai pengembangan. Di antara hasil pengembangan tersebut adalah teknik oversampling, higher bit resolution, decoupling dan resonance clamping.
Pada teknologi oversampling frekuensi pencuplikan dinaikkan dari 44,1 kHz menjadi 88,2 kHz (double), 176,4 kHz(quadraple) atau bahkan 352,8 kHz (delapan kali). Dengan frekuensi yang lebih tinggi selain perubahan harga hasil cuplikan semakin halus juga kecuraman tanggapan frekuensi tinggi pada filter low-pass dapat dikurangi. Oleh karenanya pergeseran fasa sinyal dapat dikurangi.
Pada teknik higher bit resolution jumlah bit yang digunakan untuk kode biner hasil satu pencuplikan ditingkatkan dari 16 menjadi 18 atau 20 bit. Oleh karenanya kesalahan kuantisasi dapat dikurangi dan gradasinya menjadi 22 (4) kali bila dengan 18 bit atau 24 (16) kali bila dengan 20 bit.
Teknik decoupling dipakai untuk memisahkan antara bagian analog dan bagian digital. Hal ini untuk mengurangi kebocoran sinyal digital ke wilayah analog. Metode pertama untuk decoupling adalah dengan memisahkan bagian analog dan digital serta memberi catu daya dan ground yang terpisah. Metode kedua adalah metode yang dipakai perusahaan Onkyo untuk produknya DX 320. Metode ini sama seperti metode pertama tetapi hubungan antara bagian digital dan analog dilakukan dengan teknik opto coupling (sinar infra merah). Sedangkan metode yang ketiga adalah metode yang biasanya dipakai untuk produk audio high-end. Metode ini sama seperti metodew kedua, hanya saja konverter D/A dan rangkaian analognya diletakkan diluar alat main CD.
Teknik resonance clamping mirip teknik anti feedback pada PH. Resonance damping ini digunakan untuk meredam resonansi yang timbul pada alat main CD . Selain itu ada pula peredam getaran dan suspensi internal untuk mengurangi efek negatif getaran pick up laser terhadap kualitas suara yan dihasilkannya.
Teknologi Pencuplikan Bit
Di samping teknologi pencuplikan 16, 18 dan 20 bit terdapat pula teknologi pencuplikan 1 bit. Hal ini mungkin agak aneh tetapi hal ini dapat dilakukan dengan cara yang berbeda. Bila teknologi kode biner 16,18 dan 20 bit maka tiap kode menyatakan harga level sinyal hasil pencuplikan. Sedangkan teknologi pencuplikan bit maka 1 bit ini menyatakan apakah sinyal hasil pencuplikan lebih besar, sama atau lebih kecil dari hasil pencuplika sebelumnya. Agar hasil pencuplikan akurat maka dipakai
teknik oversampling.
Ada dua perusahaan pertama yang memasarkan alat main CD ini yaitu Phillips dan Technics. Phillips menggunakan over-sampling 256 kali (11,29 MHz), sedangkan Technica menggunakan teknik oversampling 32 kali (1,41 MHz) ditambah informasi tambahan tentang lama setiap pulsa.
CD YANG DAPAT DIREKAM DAN DIHAPUS
Salah satu kelemahan CD adalah ketidakmampuan untuk merekam karena pola-pola pit telah dicetak oleh perusahaan pembuatnya. Tetapi kelemahan tersebut mulai diantisipasi oleh perusahaan audio seperti Tandy (USA), Taiyo Yuden, Sony, Pioneer (jepang), Phillips dan Thomson.
Tandy Corp. memperkenalkan CD yang dapat direkam dan dihapus dengan nama THOR. Bahan yang dipakai adalah dye polimer. Sedangkan Taiyo Yuden meluncurkan CD-R untuk kalangan profesional. Sementara itu Phillips dan Sony merancang peralatan CD yang dapat direkam dan dimainkan di rumah.
Asas yang dipakai oleh Pioneer, Sony dan Thomson hampir mirip yaitu Ma guew-Optical Disc (MOD). Pada produk Thompson disknya diberi lapisan tipis campuran terbium, besi dan
kobalt. Dengan pemanasan sekejap (dengan laser) sampai suhu 180° C maka lapisan itu berubah menjadi magnet.
DlGlTAL AUDIO TAPE (DAT)
Pada pita kaset yang sekarang banyak beredar sinyal audio yang direkam adalah sinyal analog. Harga level sinyal disimpan dalam bentuk intensitas kemagnetan pada pita rekam. Teknik yang hampir sama diterapkan pula pada Digital Audio Tape (DAT) tetapi dengan beberapa perbedaan.
Perbedaan pertama adalah sinyal yang direkam pada DAT bukanlah sinyal analog tetapi sinyal digital dalam bentuk deretan ’0’ dan ’1 ’. Sehingga pada DAT hanya ada dua keadaan yang perlu dibedakan tidak seperti pada pita kaset analog.
Dibandingkan CD konvensional, dengan DAT pemakai rumah tangga dapat merekam secara digital. Perekaman digital sebenarnya sudah diciptakan sebelum CD , tetapi barupada Juni 1983 dimulaikonsultasi antar perusahaan untuk membuat suatu format perekaman betul-betul baru yang disebut DAT. Kesimpulan akhirnya diperoleh pada Juni 1986 dan saat ini lebih dari 100 perusahaan membubuhkan tanda tangannya. Pada kenyataannya perekaman tape secara digital terbagi dalam dua format yaitu RDAT (Rotary head DAT) dan SDAT (Stationary head DAT). Pada RDAT headnya berputar,sedangkan pada SDAT headnya diam.
Format RDAT
Bentuk kaset yang dipakai untuk format RDAT mirip dengan kaset konvensional yang sekarang banyak beredar tetapi dengan ukuran yang lebih kecil. Ukuran kaset hanya 7.3 x 54 x 10,5 mm dengan lebar pita 3,81 mm dan tebal 13 mikron.. Waktu putar biasnya 2 jam tetapi ada pula yang 1 jam.
Kecepatan mutlak (terhadap benda yang diam) pita kaset DAT pada pemutaran normal hanya sebesar 8,15 mm/detik. Kecepatan ini sangat pelan bila dibandingkan pita kaset konvensional yang mempunyai kecepatan 4,8 cm/detik. Tetapi head drum yang dipakai berputar sebanyak 2000 putaran per menit. Dengan diameter drum sebesar 30mm dan segmen pita yang melilit drum sebesar 90° maka kecepatan relatif pita terhadap head menjadi 3,1 m/detik. Kecepatan ini memungkinkan bandwith sebesar 4, 7 MHz dapat direkam dan ini cukup untuk perekaman digital. Generasi mesin RDAT pertama dapat dilihat pada gambar5a. Sedangkan alur trek pada rita kaset RDAT dapat dilihat pada gambar Sb.
Format SDAT
Dalam format SDAT terdapat dua versi. Versi pertama adalah DASH yang didukung oleh Sony, Studer dan Matsushita. Sementara versi kedua dikembangkan oleh Mitsubishi dengan nama ProDigi. Di antara kedua versi tersebut terdapat perbedaan meskipun keduanya termasuk SDAT.
DASH
Pada Format DASH untuk mengimbangi besar bandwith yang dibutuhkan dipakai sistem multitrack. Pada multitrack DASH
terdapat dua atau lebih track audio digital
dua track audio analog (track isyarat) sebuah track analog untuk kode waktu
sebuah track analog untuk kontrol.
Untuk mengatur pemakaian track audio tape untuk satu kanal audio dapat dipilih salah satu dari tiga versi yang ada. Hal ini dapat dilakukan karena fleksibilitas dari DASH.
DASH-F, adalah versi dengan kecepatan putar paling besar dan karenanya satu kanal audio memerlukan satu track.
DASH-M, adalah versi dengan kecepatan putar setengah dari DASH-F dan satu kanal audio dibagi dalam dua track. DASH-S, adalah versi dengan kecepatan putar seperempat dari DASH-F dan satu kanal audionya memerlukan empat track.
Dua track isyarat dipakai untuk menentukan lokasi tempat pengeditan secara cepat pada kecepatan putar pita yang tinggi. Sedangkan track kode waktu dipakai untuk editing sum televisi dan track kontrol dibutuhkan sistem servo untuk mengontrol kecepatan tape agar sinkron dengan sinyal referensi sistem.
ProDigi
Pada ProDigi terdapat 3 macam tape, yaitu perekaman stereo pada pita seperempat inci, perekaman 16 kanal pada pita setengah inci dan perekaman 32 kanal pada pita satu inci. Satu kanal audio hanya terdiri dari data audio 16 bit, bit sinkronisasi dan bit deteksi kesalahan. Bit koreksi kesalahan disimpan pada track tersendiri. Untuk tiap delapan track audio terdapat 2 track untuk koreksi kesalahan.
Pada ProDigi terdapat dua track isyarat yang memakai perekaman analog untuk perekaman stereo dan 16 kanal. Sedangkan untuk yang 32 kanal dipakai Pulse Width Modulation yang memungkinkan kode isyarat dimainkan dengan variasi kecepatan yang lebar.
Di samping perbedaan di atas terdapat pula perbedaan yang lain seperti kecepatan tape, banyaknya bit pada setiap panjang pita, waktuputar, dan kode kanal yang dipakai.
KEUNTUNGAN DAT
Dengan DAT kita mendapat beberapa keuntungan suara hasil rekaman mempunyai kualitas sama dengan CD "dapat merekam sendiri siaran digital satelit dapat melakukan dubbing secara digital dan analog rekaman sendiri dengan kualitas tinggi dapat melakukan pencarian dengn cepat
dapat menyimpan informasi tambahan ,seperti tanggal perekaman dan daftar isi, dan mempunyai fungsi tambahan seperti menampilkan gambar diam di televisi.
MASALAH PEMBAJAKAN
Dengan kemampuan merekam secara digital yang berarti memberikan hasil seperti aslinya dengan kualitas setara CD telah membuat kuatir kalangan showbis. Kekuatiran akan pembajakan membuat mereka menentang kehadiran DAT. Akan tetapi saat ini telah dikembangkan teknik proteksi terhadap pembajakan. Salah satu teknik proteksi tersebut adalah Serial Copy Management System (SCMS). Dengan teknik ini perekaman digital hanya bisa dilakukan satu generasi saja. Bila kita merekam dari CD secara digital ke suatu DAT maka pada rekaman tersebut telah diberi isyarat proteksi yang mencegah perekaman digital DAT tersebut ke DAT lainnya. Bila kita merekam secara analog maka perekaman tersebut dapat berlanjut tetapi dengan mutu yang terus menurun.
STUDIO DlGITAL
Yang dimaksud studio digital di sini adalah suatu studio dengan segenap peralatannya adalah digital dan tidak ada lagi pemborosan sinyal analognya. Studio digital ini semakin diperlukan
Untuk mengurangi biaya dan degradasi sinyal akibat perulangan pengubahan analog ke digital dan digital ke analog seperti banyak terjadi di studioqstudio saat ini.
Pada gambar 6 terlihat suatu konfigurasi suatu studio digital. Ada empat ruangan yang terpisah yaitu ruang kontrol (control room), peralatan (apparatus room), perekaman (recording room) dan studio. Pemisahan ini mempunyai efek yang baik seperti ruang kontrol yang bebas dan noise alat rekam dan komputer sehingga akustiknya lebih bagus. Selain nu bila ada
perbaikan di ruang peralatan maka studio masih bisa beroperasi dengan peralatan cadangan.
Untuk menghubungkan antar peralatan dipakai serat optik (fiber optic). Data diubah menjadi infomasi cahaya sehmgga crosstalk antar kabel dapat dihilangkan. Selain itu data disalurkan dengan cara multipleksing. Multipleksing adalah pengiriman beberapa data secara bersama dalam satu saluran sehingga jumlah perkabelan bisa dikurangi.
Studio digital multitrack mempunyai sejumlah kanal pemroses audio yang terkontrol secara independen. Jumlah kanal bisa hanya dua atau 128 (untuk dubbing film). Setiap kanal memiliki pengatur penguatan, equalisasi dan jangkauan dinamik. Di samping itu dapat pula ditambah peralatan pembangkit efekefek spesial. Setiap fungsi biasanya diatup dengan satu kontrol sehingga jumlah kontrol yang dipakai bisa mencapai 5000 atau bahkan lebih dan pengoperasiannya memerlukan operator sampai empat orang.
Dengan perkembangan teknologi hard disk dan pemrosesan sinyal digital maka fungsi mixing, editing dan efek spesial dapat disatukan dalam satu peralatan yang disebut Digital Audio Workstasion (DAW). Prusahaan yang mengembangkan untuk keperluan studio film dan televisi antar lain adalah Lucas Film dan BBC. Ukuran dan harga DAW semakin kecil seiring dengan kemajuan teknologisehingga cocok untuk rekaman komersial.
REFERENSI
Jeffrey Bloom dan Guy W. McNally, Audio Digital Audio Techniques" pada buku ”Audio Engineering Handbook, K. Blair Benson ed, Mc Graw Hill Book Company,NY, 1988.
“Claus P. Regge, ”Home Electronics 1990-91” edisi Indonesia, PT Gramedia, Jakarta, 1990.
Vivian Capel, "Newnes Audi & HiFi Engineer 's Pocket Book", Heinemann Newnes Book, London, 1988.
QW. L. Sinclair and L.J. Haworth, "Digital Recording in the Professional Industry. Part] ", Majalah ELECTRONICS & COMMUNICATION ENGINEERING JOURNAL vol 3 no 3 bulan Juni 1991, Institution of Electrical Engineers, Lon-don,1991.
\W. L. Sinclair and L.I. Haworth, ”Digital Recording in the Professional Industry. Part II ", Majalah ELECTRONICS & COMMUNICATION ENGINEERING JOURNAL vol 3 no 4 bulan Agustus 1991, Institution of Electrical Engineers,
London, 1991.
Penutupan adalah suatu efek yang terjadi di dalam telinga manusia di mana suara yang lebih keras dapat mengurangi atau ,bahkan menghentikan tegangan syaraf yang dibangkitkan oleh suara yang lebih lemah. Sehingga bila kita berada di tempat yang yang bising maka sinyal yang lemah seperti tertutup berkurang atau hilang tak terdengar. Sinyal dengan frekuensi tinggi umumnya mudah tertutup daripada yang berfrekuensi rendah.
TEKNOLOGI AUDIO DIGITAL
Telah kita ketahui bahwa sinyal audio yang dihasilkan oleh suatu grup musik adalah sinyal analog. Demikian pula suara yang sampai ke telinga kita adalah sinyal analog pula. Lalu di manakah letak teknologi audio digital ? Misalkan Sinyal audio musik, yang merupakan sinyal masukan, diubah dari analog menjadi digital oleh suatu peralatan pengubah analog ke digital (A/D). Setelah diproses dengan pemrosesan sinyal digital, seperti editing, mixing, pengkodean untuk koreksi, perekaman, dan pick up, kemudian diubah kembali menjadi sinyal analog (D/A).
Pengubahan Sinyal Analog ke Digital ,Untuk pengubahan sinyal analog ke digital diperlukan sistem, Sistem ini terdiri dari 3 komponen pokok, yaitu Filter Low Pass anti-aliasing, Sample & Hold dan Konverter Analog ke Digital (Analog to Digital Canverter -ADC).
Sample & Hold
Sample & Hold adalah peralatan analog yang berfungsi untuk mengambil level sinyal analog atau mencupliknya pada kelipatan waktu tertentu (Ts). Banyaknya pencuplikan yang dilakukan dalam satu detik disebut frekuensi sampling (fs). Menurut persyaratan Nyquist frekuensi sampling ini minimal dua kali frekuensi sinyal analog masukan tertinggi untuk menghindari aliasing.
Agar tidak terjadi kekacauan peralatan di pasaran dan dapat dilakukan pengintegrasian peralatan audio digital maka diadakan standarisasi frekuensi sampling. Ada 3 frekuensi sampling yang dipakai, yaitu 48 kHz untuk frekuensi sampling primer, 44,1 kHz untuk peralatan konsumen luas, dan 32 kHz untuk kperluan transmisi pada komunikasi digital.
Dalam proses pencuplikan dapat terjadi penurunan mutu atau degradasi sinyal yang harus dihindarkan. Degradasi sinyal tersebut dapat terjadi akibat kesalahan periodisasi pencuplikan (timing jitter) dan perubahan tegangan sinyal PAM hasil pencuplikan selama proses berlangsung.
Konverter Analog ke Digital (ADC)
ADC mr merupakan peralatan yang mempunyai 2 fungsi, yaitu . kuantisasi dan pengubahan harga level sinyal ke kode biner. Sinyal hasil pencuplikan dikuantisasi oleh ADC ' menjadi sinyal Bila harga sinyal sebelumnya berharga kontinyu maka setelah kuantisasi menjadi berharga , deskrit. Harga-harga deskrit ini kemudian diubah ke kode biner sesuai dengan harga level hasil kuantisasi.
Kuantisasi yang dilakukan di atas adalah kuantisasi uniform, di mana selisih antara suatu harga kuantisasi dengan harga sebelum dan sesudahnya adalah sama. untuk level maksimum dan mininmum sinyal masukan terdapat 10 harga level kuantisasi. Sedangkan kode-kode biner hasil ADC di atas kemuda ian diproses, dikirim atau direkam sesuai dengan kebutuhan.
PENGUBAHAN SINYAL DIGITAL MENJADI SINYAL ANALOGUntuk mendapatkan kembali sinyal analog setelah diproses atau merekonstruksi kode-kode biner menjadi sinyal analog kembali diperlukan sistem pengubahan sinyal digital menjadi 1 alog . Sistem ini memiliki 3 komponen pokok, yaitu Konverter Digital ke Analog (DAC-Digital to Analog Converter), Deglitching Sample & Hold dan Filter Low Pass Rekonstruksi.
Konverter Digital ke Analog (DAC)
DAC berfungsi untuk menghasilkan tegangan analog yang sesuai dengan kode biner yang diterima. Hasil dari DAC dapat dilihat pada gambar 3d. Kode-kode biner yang diterima tersebut dapat berasal dari CD atau DAT atau merupakan hasil transmisi dari tempat lain.
Deglitching Sample & Hold
Peralatan ini adalah suatu penguat Sample & Hold khusus yang mencegah glitch DAC supaya tidak muncul pada sinyal keluaran analog. Glitch adalah penyimpangan nilai sinyal digital yang tidak dikehendaki dan terjadinya sebentar. Glitch disebabkan disain rangkaian digital pada ADC yang kurang memperhatikan waktu proses gerbang-gerbang digitalnya. Cara pencegahan glitch adalah dengan menahan harga tegangan DAC sebelumnya pada keluaran Sample & Hold sementara tegangan DAC yang baru menggunakan masukannya Hasil keluaran chlitchmg Sample & Hold adalah Sinyal Pulse Amplitudc Modulation yang berharga kontinu (gambar 3c) seperti keluaran Sample & Hold di Pengubahan Sinyal analog menjadi digital.
Filter Low-pass
Untuk mendapatkan sinyal analog seperti semula maka diperlukan suatu filter Low-pass yang berfungsi untuk rekonstruksi dan menghilangkan image. Image adalah energi pada spektrum bayangan sinyal dasar yang muncul saat proses pencuplikan. Image ini meskipun tidak terdengar tetapi dapat menimbulkan cacat di sistem analog setelah DAC sehungga filter low pass yang dipakai adalah filter low-pass anti image.
Biasanya untuk mendapatkan karakteristik redaman yang besar diperlukan biaya dan kompleksitas rangkaian. Tetapi dengan bertambahnya elemen analog yang dipakai maka derau dan cacat di filter akan meningkat. Oleh karenanya sebagian besar filter low-pass anti image didesain mempunyai redaman antara 50-75 dB pada daerah stop-band.
PERMASALAHAN DAN KEKURANGAN
Dalam aplikasi sistem pengubahan sinyal analog ke digital dan sebaliknya, dari digital ke analog, tidak lepas dari kekurangankekurangan, antara lain :
Kesalahan kuantisasi
Harga level sinyal hasil pencuplikan setelah dikuantisasi akan memiliki harga yang keliru. Harga-harga yang semula bernilai di antara dua harga kuantisasi harus dibulatkan dan ini diterus kan ke peralatan berikutnya. Kesalahan kuantisasi ini dapat diperkuat lagi bila terjadi keterbatasan jangkauan tegangan penguatan di DAC.
Alising
Seringkali karena suatu sebab terdapat sinyal dengan frekuensi lebih besar dari setengah fs berhasil lolos dari filter antialiasing. Hal ini memunculkan frekuensi baru yang merupakan selisih antara frekuensi semula dengan fs yang dinamai aliasing. Pergeseran fasa sinyal pada frekuensi tinggi
Hal ini umum terjadi bila filter yang dipakai mempunyai tanggapan yang curam pada daerah batas antara pass-band dan stop-band. Karena filter yang dipakai adalah filter low-pass maka yang tergeser fasanya adalah frekuensi tinggi di sekitar 15 kHz ke atas. Kesalahan offset dan ketidak linieran waktu selama dekuantisasi di DAC.
COMPACT DISK (CD)
Sejarah Compact Disk (CD) dimulai tahun 1976 tatkala perusahaan Phillips di Belanda mengumumkan rencananya untuk mengeluarakan foemar disk baru yang semuanya didasarkan pada teknologi digital. Disk ini selain direkam secara digital juga penyimpanan informasinya dalam bentuk digital.
Rencana tersebut kemudian didukung oleh perusahaan Sony. Keduanya bekerja sama mengembangkan disk tersebut. Baru pada Oktober 1982 disk tersebut (Compact Disc) dilempar ke pasaran Jepang bersamaan dengan Tokyo Audio Fair. Sedangkan untuk Eropa dilemparkan pada bulan Maret 1983.
Metode Perekaman
Pada perekaman CD, kode biner yang dihasilkan pada peng-ubahan sinyal analog ke digital (keluaran ADC) disimpan di disk. Bit ’1’ pada kode biner diwakili dengan lubang atau pit seperti pada gambar 4, sedangkan bila bit ’0’ disk tidak dilubangi. Proses pelubangan atau pembentukan pit di master rekaman dilakukan dengan laser. Sedangkan untuk pencetakan CD yang dijual di pasaran dilakukan dengan bantuan master .tersebut. Setiap kode biner hasil pencuplikan mengandung 16 bit. Oleh karenanya terdapat 216 atau 65.535 level kuantisasi. Sebagai perbandingan pada gambar 3c hanya ada 10 level kuantisasi sehingga sebagai gambaran untuk setiap level kuantisasi tersebut dibagi menjadi 6553 level lagi.
Dibandingkan dengan piringan hitam (PH), CD mempunyai kelebihan antara lain tidak ada desah pita seperti PH yang direkam melalui pita analog 'tidak ada desah permukaan karena tidak ada kontak fisik antara alat pick up dengan media rekaman cacat atau distorsinya rendah
dapat melakukan koreksi kesalahan otomatis bila ada bit yang salah pengoperasian dan perawatannya lebih mudah terdapat fasilitas memori, pengulangan dan pencarian yang fleksibel tahan terhadap debu, goresan, sidik jari karena ada pelindungnya.
Sampai saat ini CD belum menggantikan piringan hitam sepenuhnya. Banyak telinga penggemar audio yang mengganggap suara hasil rekaman CD kurang hidup dan bersuara metalik. Hal ini ternyata mempunyai sebab teknisnya yaitu masalah aliasing, kuantisasi, sub harmonik frekuensi cuplikan dan kebocoran sinyal digital ke daerah analog.
Untuk menangani masalah di atas maka perusahaanperusahaan produsen CD melakukan berbagai pengembangan. Di antara hasil pengembangan tersebut adalah teknik oversampling, higher bit resolution, decoupling dan resonance clamping.
Pada teknologi oversampling frekuensi pencuplikan dinaikkan dari 44,1 kHz menjadi 88,2 kHz (double), 176,4 kHz(quadraple) atau bahkan 352,8 kHz (delapan kali). Dengan frekuensi yang lebih tinggi selain perubahan harga hasil cuplikan semakin halus juga kecuraman tanggapan frekuensi tinggi pada filter low-pass dapat dikurangi. Oleh karenanya pergeseran fasa sinyal dapat dikurangi.
Pada teknik higher bit resolution jumlah bit yang digunakan untuk kode biner hasil satu pencuplikan ditingkatkan dari 16 menjadi 18 atau 20 bit. Oleh karenanya kesalahan kuantisasi dapat dikurangi dan gradasinya menjadi 22 (4) kali bila dengan 18 bit atau 24 (16) kali bila dengan 20 bit.
Teknik decoupling dipakai untuk memisahkan antara bagian analog dan bagian digital. Hal ini untuk mengurangi kebocoran sinyal digital ke wilayah analog. Metode pertama untuk decoupling adalah dengan memisahkan bagian analog dan digital serta memberi catu daya dan ground yang terpisah. Metode kedua adalah metode yang dipakai perusahaan Onkyo untuk produknya DX 320. Metode ini sama seperti metode pertama tetapi hubungan antara bagian digital dan analog dilakukan dengan teknik opto coupling (sinar infra merah). Sedangkan metode yang ketiga adalah metode yang biasanya dipakai untuk produk audio high-end. Metode ini sama seperti metodew kedua, hanya saja konverter D/A dan rangkaian analognya diletakkan diluar alat main CD.
Teknik resonance clamping mirip teknik anti feedback pada PH. Resonance damping ini digunakan untuk meredam resonansi yang timbul pada alat main CD . Selain itu ada pula peredam getaran dan suspensi internal untuk mengurangi efek negatif getaran pick up laser terhadap kualitas suara yan dihasilkannya.
Teknologi Pencuplikan Bit
Di samping teknologi pencuplikan 16, 18 dan 20 bit terdapat pula teknologi pencuplikan 1 bit. Hal ini mungkin agak aneh tetapi hal ini dapat dilakukan dengan cara yang berbeda. Bila teknologi kode biner 16,18 dan 20 bit maka tiap kode menyatakan harga level sinyal hasil pencuplikan. Sedangkan teknologi pencuplikan bit maka 1 bit ini menyatakan apakah sinyal hasil pencuplikan lebih besar, sama atau lebih kecil dari hasil pencuplika sebelumnya. Agar hasil pencuplikan akurat maka dipakai
teknik oversampling.
Ada dua perusahaan pertama yang memasarkan alat main CD ini yaitu Phillips dan Technics. Phillips menggunakan over-sampling 256 kali (11,29 MHz), sedangkan Technica menggunakan teknik oversampling 32 kali (1,41 MHz) ditambah informasi tambahan tentang lama setiap pulsa.
CD YANG DAPAT DIREKAM DAN DIHAPUS
Salah satu kelemahan CD adalah ketidakmampuan untuk merekam karena pola-pola pit telah dicetak oleh perusahaan pembuatnya. Tetapi kelemahan tersebut mulai diantisipasi oleh perusahaan audio seperti Tandy (USA), Taiyo Yuden, Sony, Pioneer (jepang), Phillips dan Thomson.
Tandy Corp. memperkenalkan CD yang dapat direkam dan dihapus dengan nama THOR. Bahan yang dipakai adalah dye polimer. Sedangkan Taiyo Yuden meluncurkan CD-R untuk kalangan profesional. Sementara itu Phillips dan Sony merancang peralatan CD yang dapat direkam dan dimainkan di rumah.
Asas yang dipakai oleh Pioneer, Sony dan Thomson hampir mirip yaitu Ma guew-Optical Disc (MOD). Pada produk Thompson disknya diberi lapisan tipis campuran terbium, besi dan
kobalt. Dengan pemanasan sekejap (dengan laser) sampai suhu 180° C maka lapisan itu berubah menjadi magnet.
DlGlTAL AUDIO TAPE (DAT)
Pada pita kaset yang sekarang banyak beredar sinyal audio yang direkam adalah sinyal analog. Harga level sinyal disimpan dalam bentuk intensitas kemagnetan pada pita rekam. Teknik yang hampir sama diterapkan pula pada Digital Audio Tape (DAT) tetapi dengan beberapa perbedaan.
Perbedaan pertama adalah sinyal yang direkam pada DAT bukanlah sinyal analog tetapi sinyal digital dalam bentuk deretan ’0’ dan ’1 ’. Sehingga pada DAT hanya ada dua keadaan yang perlu dibedakan tidak seperti pada pita kaset analog.
Dibandingkan CD konvensional, dengan DAT pemakai rumah tangga dapat merekam secara digital. Perekaman digital sebenarnya sudah diciptakan sebelum CD , tetapi barupada Juni 1983 dimulaikonsultasi antar perusahaan untuk membuat suatu format perekaman betul-betul baru yang disebut DAT. Kesimpulan akhirnya diperoleh pada Juni 1986 dan saat ini lebih dari 100 perusahaan membubuhkan tanda tangannya. Pada kenyataannya perekaman tape secara digital terbagi dalam dua format yaitu RDAT (Rotary head DAT) dan SDAT (Stationary head DAT). Pada RDAT headnya berputar,sedangkan pada SDAT headnya diam.
Format RDAT
Bentuk kaset yang dipakai untuk format RDAT mirip dengan kaset konvensional yang sekarang banyak beredar tetapi dengan ukuran yang lebih kecil. Ukuran kaset hanya 7.3 x 54 x 10,5 mm dengan lebar pita 3,81 mm dan tebal 13 mikron.. Waktu putar biasnya 2 jam tetapi ada pula yang 1 jam.
Kecepatan mutlak (terhadap benda yang diam) pita kaset DAT pada pemutaran normal hanya sebesar 8,15 mm/detik. Kecepatan ini sangat pelan bila dibandingkan pita kaset konvensional yang mempunyai kecepatan 4,8 cm/detik. Tetapi head drum yang dipakai berputar sebanyak 2000 putaran per menit. Dengan diameter drum sebesar 30mm dan segmen pita yang melilit drum sebesar 90° maka kecepatan relatif pita terhadap head menjadi 3,1 m/detik. Kecepatan ini memungkinkan bandwith sebesar 4, 7 MHz dapat direkam dan ini cukup untuk perekaman digital. Generasi mesin RDAT pertama dapat dilihat pada gambar5a. Sedangkan alur trek pada rita kaset RDAT dapat dilihat pada gambar Sb.
Format SDAT
Dalam format SDAT terdapat dua versi. Versi pertama adalah DASH yang didukung oleh Sony, Studer dan Matsushita. Sementara versi kedua dikembangkan oleh Mitsubishi dengan nama ProDigi. Di antara kedua versi tersebut terdapat perbedaan meskipun keduanya termasuk SDAT.
DASH
Pada Format DASH untuk mengimbangi besar bandwith yang dibutuhkan dipakai sistem multitrack. Pada multitrack DASH
terdapat dua atau lebih track audio digital
dua track audio analog (track isyarat) sebuah track analog untuk kode waktu
sebuah track analog untuk kontrol.
Untuk mengatur pemakaian track audio tape untuk satu kanal audio dapat dipilih salah satu dari tiga versi yang ada. Hal ini dapat dilakukan karena fleksibilitas dari DASH.
DASH-F, adalah versi dengan kecepatan putar paling besar dan karenanya satu kanal audio memerlukan satu track.
DASH-M, adalah versi dengan kecepatan putar setengah dari DASH-F dan satu kanal audio dibagi dalam dua track. DASH-S, adalah versi dengan kecepatan putar seperempat dari DASH-F dan satu kanal audionya memerlukan empat track.
Dua track isyarat dipakai untuk menentukan lokasi tempat pengeditan secara cepat pada kecepatan putar pita yang tinggi. Sedangkan track kode waktu dipakai untuk editing sum televisi dan track kontrol dibutuhkan sistem servo untuk mengontrol kecepatan tape agar sinkron dengan sinyal referensi sistem.
ProDigi
Pada ProDigi terdapat 3 macam tape, yaitu perekaman stereo pada pita seperempat inci, perekaman 16 kanal pada pita setengah inci dan perekaman 32 kanal pada pita satu inci. Satu kanal audio hanya terdiri dari data audio 16 bit, bit sinkronisasi dan bit deteksi kesalahan. Bit koreksi kesalahan disimpan pada track tersendiri. Untuk tiap delapan track audio terdapat 2 track untuk koreksi kesalahan.
Pada ProDigi terdapat dua track isyarat yang memakai perekaman analog untuk perekaman stereo dan 16 kanal. Sedangkan untuk yang 32 kanal dipakai Pulse Width Modulation yang memungkinkan kode isyarat dimainkan dengan variasi kecepatan yang lebar.
Di samping perbedaan di atas terdapat pula perbedaan yang lain seperti kecepatan tape, banyaknya bit pada setiap panjang pita, waktuputar, dan kode kanal yang dipakai.
KEUNTUNGAN DAT
Dengan DAT kita mendapat beberapa keuntungan suara hasil rekaman mempunyai kualitas sama dengan CD "dapat merekam sendiri siaran digital satelit dapat melakukan dubbing secara digital dan analog rekaman sendiri dengan kualitas tinggi dapat melakukan pencarian dengn cepat
dapat menyimpan informasi tambahan ,seperti tanggal perekaman dan daftar isi, dan mempunyai fungsi tambahan seperti menampilkan gambar diam di televisi.
MASALAH PEMBAJAKAN
Dengan kemampuan merekam secara digital yang berarti memberikan hasil seperti aslinya dengan kualitas setara CD telah membuat kuatir kalangan showbis. Kekuatiran akan pembajakan membuat mereka menentang kehadiran DAT. Akan tetapi saat ini telah dikembangkan teknik proteksi terhadap pembajakan. Salah satu teknik proteksi tersebut adalah Serial Copy Management System (SCMS). Dengan teknik ini perekaman digital hanya bisa dilakukan satu generasi saja. Bila kita merekam dari CD secara digital ke suatu DAT maka pada rekaman tersebut telah diberi isyarat proteksi yang mencegah perekaman digital DAT tersebut ke DAT lainnya. Bila kita merekam secara analog maka perekaman tersebut dapat berlanjut tetapi dengan mutu yang terus menurun.
STUDIO DlGITAL
Yang dimaksud studio digital di sini adalah suatu studio dengan segenap peralatannya adalah digital dan tidak ada lagi pemborosan sinyal analognya. Studio digital ini semakin diperlukan
Untuk mengurangi biaya dan degradasi sinyal akibat perulangan pengubahan analog ke digital dan digital ke analog seperti banyak terjadi di studioqstudio saat ini.
Pada gambar 6 terlihat suatu konfigurasi suatu studio digital. Ada empat ruangan yang terpisah yaitu ruang kontrol (control room), peralatan (apparatus room), perekaman (recording room) dan studio. Pemisahan ini mempunyai efek yang baik seperti ruang kontrol yang bebas dan noise alat rekam dan komputer sehingga akustiknya lebih bagus. Selain nu bila ada
perbaikan di ruang peralatan maka studio masih bisa beroperasi dengan peralatan cadangan.
Untuk menghubungkan antar peralatan dipakai serat optik (fiber optic). Data diubah menjadi infomasi cahaya sehmgga crosstalk antar kabel dapat dihilangkan. Selain itu data disalurkan dengan cara multipleksing. Multipleksing adalah pengiriman beberapa data secara bersama dalam satu saluran sehingga jumlah perkabelan bisa dikurangi.
Studio digital multitrack mempunyai sejumlah kanal pemroses audio yang terkontrol secara independen. Jumlah kanal bisa hanya dua atau 128 (untuk dubbing film). Setiap kanal memiliki pengatur penguatan, equalisasi dan jangkauan dinamik. Di samping itu dapat pula ditambah peralatan pembangkit efekefek spesial. Setiap fungsi biasanya diatup dengan satu kontrol sehingga jumlah kontrol yang dipakai bisa mencapai 5000 atau bahkan lebih dan pengoperasiannya memerlukan operator sampai empat orang.
Dengan perkembangan teknologi hard disk dan pemrosesan sinyal digital maka fungsi mixing, editing dan efek spesial dapat disatukan dalam satu peralatan yang disebut Digital Audio Workstasion (DAW). Prusahaan yang mengembangkan untuk keperluan studio film dan televisi antar lain adalah Lucas Film dan BBC. Ukuran dan harga DAW semakin kecil seiring dengan kemajuan teknologisehingga cocok untuk rekaman komersial.
REFERENSI
Jeffrey Bloom dan Guy W. McNally, Audio Digital Audio Techniques" pada buku ”Audio Engineering Handbook, K. Blair Benson ed, Mc Graw Hill Book Company,NY, 1988.
“Claus P. Regge, ”Home Electronics 1990-91” edisi Indonesia, PT Gramedia, Jakarta, 1990.
Vivian Capel, "Newnes Audi & HiFi Engineer 's Pocket Book", Heinemann Newnes Book, London, 1988.
QW. L. Sinclair and L.J. Haworth, "Digital Recording in the Professional Industry. Part] ", Majalah ELECTRONICS & COMMUNICATION ENGINEERING JOURNAL vol 3 no 3 bulan Juni 1991, Institution of Electrical Engineers, Lon-don,1991.
\W. L. Sinclair and L.I. Haworth, ”Digital Recording in the Professional Industry. Part II ", Majalah ELECTRONICS & COMMUNICATION ENGINEERING JOURNAL vol 3 no 4 bulan Agustus 1991, Institution of Electrical Engineers,
London, 1991.
