



              HISTORIK


Konsumenten har aldrig haft det s bra som nu.P senare tid har 
den hgteknologiska utvecklingen inte bara varit inriktad p 
data- och militrindustrin utan ocks p konsumentindustrin.


Ett exempel r kompaktkassetten som snart fyller tjugofem r.
Under denna tjugofemrsperiod har kassetten utvecklats till en 
punkt dr den knappast gr att gra bttre.Man har ntt den 
fysikaliska grnsen fr vad standarden tl.
Problemet med analog inspelning r att om man frsker
tgrda alla dess svagheter skulle kostnaderna fr
produkten och bandfrbrukningen raka i hjden s kraftigt att
produktionen skulle bli olnsam.
Detta faktum har gjort att man brjat ska andra vgar 
som ledde till digitala ljudets uppkomst.
Den digitala systemstandarden av idag r vida verlgsen den 
analoga.


DAT betyder digital audio tape och r det perfekta kassettljudet 
som det varit brk om i nu mnga r.
Nr tekniken frst lanserades r 1985 gav skivindustrin (frmst 
den amerikanska) upp ramaskrin och kvste teknikens utbredning.
Risken var ,ansg man, att man nu kunde sitta hemma och gra 
perfekta bandkopior t hela slkten.
Resultatet skulle bli att skivindustrin frbldde.
Till slut enades man om en lsning, en liten sprr som bara 
tillter inspelning av ett band t gngen.Lsningen hindrar 
allts eventuell masskopiering.


Till en bjan utvecklades allts DAT fr lagring av ljud men det 
drjde inte lnge frrn man upptckte frdelarna med DAT 
ven inom databranschen.
Tidigare har man anvnt stora klumpiga banduppsttningar fr att 
lagra data men nu har ett mindre och smidigare alternativ
dykt upp.

DAT-bandets storlek r allts en av dess frdelar. En annan frdel 
r att det gr vldigt snabbt att leta reda p enstaka data.
Dessa tv egenskaper har reglerats s att priset antagit 
rimliga proportioner.






















Digitalt ljud?? Finns det?
Nej,ljud definieras som tryckvariationer i luften och har ett
analogt frlopp.
Fr att undvika eventuella missfrstnd skall hrmed uttrycken
analog och digital frklaras.



             ANALOGA FRLOPP

Fram till slutet av 60-talet var all upptagning,inspelning och
verfring av ljud analog.
Informationen verfrdes tex.av magnetiseringsgraden hos ett band.
Ett analogt frlopp r nr ngot liknar,verensstmmer.
Frklaringen lter lite svvande men fr att ytterligare 
frklara kan man jmfra med en karta.
En karta r en bild av verkligheten i mindre format men den 
liknar och verensstmmer med verkligheten.
En grammofons pickup gr en vgformad rrelse ver skivan,en
likadan rrelse som ljudet.
Hos ett band varierar magnetiseringsgraden kontinuerligt med tiden.
Den kontinuerligt varierande kurva som fanns i ett led i en
ljudkedja, skulle vara en analogi (i verrensstmmelse) med
kurvan i frra ledet.
Om kurvorna var oidentiska hade ljudfrvrngning (distortion) uppsttt.
Om inte bandspelaren gick med konstant hastighet fanns det 
heller ingen analogi med tiden.
Det r ven faststllt att frvrngningen p utgngen r lika 
med summan av de frvrngningar som uppsttt mellan leden.






              DIGITALA FRLOPP

I ett digitalt system verfrs informationen i binr form dvs 
ettor och nollor. Signalen kan allts bara anta tv vrden.
Om en digital signal blir pverkad av brus eller strningar kan 
mottagaren trots detta terskapa en korrekt signal,eftersom den 
bara behver avgra om signalen r ver eller under ett visst 
trskelvrde.
Mottagaren innehar ocks en klocksignal vilket gr att ven 
tidsfrndringar (tex svaj i en bandspelaren) kan elimineras.
Man kan sga att mottagaren skapar ett nytt original.
Det r allts mjligt att kopiera en inspelning utan att 
frsmra ljudkvaliteten p ngot stt.
Oavsett hur mnga led en digital signal passerar kommer den 
alltid att verens stmma med orginalet.














              SKILLNADEN


En analog signal r:       TIDSKONTINUERLIG dvs vid vilken
                           tidpunkt som helst finns ett
                           signalvrde.

                           AMPLITUDKONTINUERLIG dvs signalen
                           kan anta vilket amplitudvrde
                           som helst inom arbetsomrdet.

En digital signal r:      TIDSDISKRET och
                           AMPLITUDDISKRET
                           dvs signalen kan endast anta
                           vissa bestmda vrden.

Analog bandspelare:
                   * Brus frn bandet
                   * Mnga kopieringar ger usel kvalitet
                   * Svaj
                   * Bandeko
                   * verhrning mellan kanalerna
                   * Oekonomisk bandfrbrukning

Digital bandspelare:
                    * Brus p band spelar ingen roll
                    * Kopiera hur mnga gnger som helst
                    * Inget svaj
                    * Inget bandeko
                    * Ingen verhrning
                    * Ekonomisk bandfrbrukning
































              DATALAGRING

Som tidigare nmnts utvecklades DAT-tekninken ursprungligen fr 
lagringen av ljud.Men samma teknik kan anvndas fr att lagra data.
Trots att tekniken r ny har den mottagits ver frvntan p 
marknaden.

DAT anvnds frmst i form av skerhets kopior. En skerkopiering
r en kopiering av hrddisken.
Utifall att ett virus eller dylikt skulle drabba datorn och 
hrddisken har man all viktig data lagrad p en tape vid sidan om.

Ett DAT-band kan idag lagra 1,3 Gbyte (1 byte = 1 tecken) och 
dess lagringshastighet ligger p 183 kbyte per sekund.
Det tar ca 2 timmar att lagra det 60 meter lnga bandet.
Datalagring med DAT-band har tv stora frdelar:

  * mycket stor lagringskapacitet till ett lgt pris

  * bandet kan raderas och teranvndas

Marknadens behov har framkallat tv olika systemfrslag:


                       * Data/DAT

                       * DDS (Digital Data Storage)

Data-DAT har framfrallt satsat p  avancerade funktioner fr  
datatkomst.Dvs tiden det tar att ta fram datan frn bandet till 
skrmen.Data DAT har lyckats skapa en tkomst tid p 20-70 
millisekunder vilket r otroligt snabbt jmfrt med t.ex 
lagringsmediat Exabyte (8-millimeters band) som har en 
tkomsttid p 20 minuter.

Det r dock DDS som slagit igenom bst p marknaden.
DDS r inriktat mot framfr allt snabb skerhetskopiering av 
stora datavolymer.
I spetsen fr DDS str Sony i Japan och Hewlett-Packard i USA.
DEn europeiska organisationen fr datortillverkare,ECMA, har 
antagit DDS-frslaget.
DDS kan drfr anses som den internationellt sett dominerande 
DAT-lsningen.

P fretagen frvarar man DAT-banden i sk "stackar" om 8-10 stycken.
Det finns ytterligare anvndning av DAT-tekniken i samband med 
datorer, nmligen som ett komplement till minnet,dvs man 
anvnder DAT-enheten som en passiv hrddisk.
I minnet har man ofta program och data som ej uttnyttjas ofta.
Minnet fungerar d som ett sorts lager och det r 
oeffektivt,drfr plockar man upp denna data p DAT-band.












              DAT-KASSETTENS UTFORMNING

DAT-kassetten r mindre n en vanlig analog kassett.
Den har mtten 73 * 54 * 10,5  mm.

ppningen genom vilken tapen r tkomlig r frsedd med en 
lucka,samma modell som fr videoband.
Nr luckan lses , lses ven spolarna i ett fast lge fr att 
undvika bandskador.
Tapen r sledes vl skyddad s lnge den befinner sig i 
kassetten.

Kassetten har fyra stycken identifieringshl utplacerade enligt 
standard.Med hjlp av hlen identifierar bandspelaren
automatiskt vilken typ av band den laddats med.
Dessutom finns ett till hl fr att inspelnings skydda kassetten.

Bandet r tillverkat av tunt homogent magnetskikt.
Vid anvndning av analoga band kan man rka ut fr ngot
som kallas bandeko.
Eftersom bandet ligger ihoprullat,magnetiseras vissa starkt
magnetiserade avsnitt av sig, s att ljudet hrs svagt en sekund
senare igen.
Vid anvndning av DAT-band uppstr dock inte detta problem
eftersom avlsaren endast behver avgra om signalen r en "etta"
eller "nolla".

Tonhuvudet avlser ca 1526 miljoner bitar i sek.
Om man dessutom lgger till bitar fr fel korrektion fr man en
hastighet p 2 miljoner bitar/sek dvs datan ligger extremt ttt
packad p bandet.
P ett vanligt analogt kassettband ligger spren utmed
lngdriktningen hos bandet.
Men om man vill ha hgre kvalitet p lagringskapacitet,
verhrning och mekaniska toleranser rcker inte den
"sprgeometrin" till , lsningen blir d att man arrangerar
spren snett ver bandet.
Man stadkommer detta genom att lta trumman med huvudena rotera
kring en axel som lutar i frhllande till en linje vinkelrt
mot bandets lngdriktning.
Vinkeln mellan spren och bandets lngdriktning r dock endast
6,23 grader.

Fr att frhindra verhrning mellan spren mste man
principiellt sett ha luckor mellan de mycket nrliggande
diagonala spren.
Men det skulle ju innebra att en stor del av bandytan upptogs
av alla luckor och bidra till ondigt stor bandfrbrukning.
Genom att anvnda s kallad asimut-inspelning r det mjligt att
packa spren ttt intill varandra utan att f verhrning.

Asimut kan versttas som vinkel och syftar p att man
arrangerar huvudena i den roterande trumman s att deras spalter
str lite snett i frhllande till trummans rotationsaxel.










              OMVANDLING FRN ANALOG TILL DIGITAL SIGNAL

Det finns mnga olika stt att omvandla en analog kurvform till
en digital bitstrm p.(Bit=binr siffra, Byte= 8 bitar).
I detta kompendium behandlas framfr andra metoden
pulskodsmodulering , PCM.

Som tidigare konstaterat r ljud en analog signal.
I ett koordinatsystem med tid p x-axeln och tryck eller
amplitud p y-axeln kan vi beskriva vilket ljud som helst.
Signalen r kontinuerlig i tiden och kan anta vilket amplitud
vrde som helst inom arbetsomrdet.
 















Lt oss betrakta kurvan i fig 1.
Mste vi knna till varje punkt p kurvan fr att kunna
tillgodogra oss den information som vi r intresserade av?
Nej, det behver vi faktiskt inte.

Hur mnga stickprov per tidsenhet behver man ta ur kurvan
fr att den fortfarande skall lta som orginalet?
Ja, det r det mnskliga rat som stter grnsen.
Mnskliga rat klarar frekvenser mellan 20 - 20000 Hz.
Om vi allts vljer tiden mellan proven s att inga
frekvenser under 20 kHz gr frlorade kan vi verfra den
information som r intressant.
Vr kurva skulle f utseendet enligt nedan:























              LGPASSFILTER

Det ser nu ut som om vi frstrt vr ursprungliga kurva totalt.
Vad r egentligen skillnaden mellan kurvorna i fig 1 och fig 2?
Sinusvgen innehller endast en frekvens dvs.grundtonen medan
fyrkantvgen dessutom innehller en mngd vertoner.
Definitionen av en fyrkantsvg r att den innehller alla udda
vertoner dvs.3,5,7,9.... gnger grundfrekvensen.

Gr det att ur fig 2 terskapa fig 1 ?
Vi har en fyrkantsvg och vill avlgsna alla vertoner fr att
tervnda till utgngslget.
Lsningen blir att lgpassfiltrera med en grnsfrekvens
mellan f och 3xf.
P samma stt fr vi fram vr ursprungliga signal frn fig 1
genom att lgpassfiltrera trappstegskurvan i fig 2 med en
lmplig grnsfrekvens.

Hur ttt mste vi ta proven fr att vertonerna skall komma ver
20 kHz och bli ohrbara?
Svaret finns i det sk samplingsteoremet,tillskrivet en
amerikansk matematiker och informationsteoretiker,Mr Nyquist:


 Om en kontinuerlig signal inte innehller ngon
 frekvenskomponent hgre n F kan den terskapas
 helt om den samplas med frekvensen
                                       2F > f

fs = samplingsfrekvens

Detta betyder att vill vi terge frekvenser upp till 20 kHz,
mste samplingsfrekvensen vara ver 40 kHz.
  






























              SAMPLE AND HOLD

Det r i  "sample and hold " kretsen som stickprovstagningen
sker.




















Sjlva namnet berttar vad kretsen utfr.
Den tar ett prov p insignalen och hller sedan utsignaler p
provets niv.
Omkopplaren styrs av samplingspulserna.
Nr omkopplaren r sluten laddas kondensatorn snabbt upp till
insignalens niv.
Nr kretsen bryts behller kondensatorn sitt vrde tills nsta
samplingspuls stnger omkopplaren och kondensatorn laddas upp p
nytt.

              KVANTISERING


Med hjlp av lgpassfilter och "sample and hold", omvandlade vi
en ljudsignal till en tidsdiskret signal dvs. signalen
terfinnes endast vid vissa bestmda tidpunkter.
Men signalen r fortfarande analog.
Varje trappsteg i signalen kan anta vilket vrde som helst inom
arbetsomrdet.
Det innebr att det skulle behvas ett ondligt antal siffror
fr att beskriva varje tnkbar niv.
Det kan vi naturligtvis inte tillta utan mste begrnsa oss
til ett visst antal siffror.
Ett bestmt antal binra siffror ger ett bestmt antal mjliga
niver.
Varje "trappsteg" mste sedan inordnas p den nrmaste av dessa
frdefinierade niver.
Genom denna procedur,kvantisering,infr vi allts medvetet ett
fel i omvandlingen.












              KVANTISERING.FORTS

I figur 2 har vi anvnt tre binra siffror fr att beskriva
niv.Tre siffror ger tta mjliga niver.
Den tunna linjen beskriver insignalen och den grvre utsignalen
efter kvantiseringen.
















Skillnaden mellan den tunnare och den grvre linjen utgr allts
detr fel som kvantiseringen ger upphov till.
Vad r det d fr typ av fel???
Eftersom felet r nivberoende r det uppenbarligen en form av
distortion.
Om vi lyssnar p felet kan vi konstatera att det upptrder som
brus.Detta beror p att felet,sett ver hela arbetsomrdet ,inte r
nivberoende.
Felet kallas drfr ibland kvantiseringsdistorsion och ibland
kvantiseringsbrus.

Genom att ka det antal binra siffror vi anvnder fr att
beskriva nivn av varje trappsteg kan vi minska felet.
Fr varje bit vi lgger till frdubblas antalet niver vi kan
beskriva och felet minskas till hlften.
En minskning av bruset medhlften innebr en minskning med 6 dB.
Vi kan allts pst signal/brus-frhllandset i ett digitalt
system blir 6 dB per bit i kvantiseringen.
              Samband mellan antal bitar
              och signal/strfrhllande

         Antal bitar           Antal niver           S/N,dB

            10                    1024                  60

            12                    4096                  72

            14                   16384                  84

            16                   65536                  96

                             S/N = 6 dB/bit

I dagens utrustning anvnds 16 bitar fr att beskriva de olika
niverna.
Sexton bitars upplsning ger 65536 mjliga niver.
Detta stller oerhrt hga krav p omvandlaren.





              A/D-OMVANDLAREN.

Eftersom "sample and hold"-kretsen levererar 48000 sample per
sekund,har kvantiseringskretsen cirka 20 mikrosekunder p sig
att inordna varje mtvrde p en av dessa 65536 niver.

Detta sker med hjlp av en metod som kallas gaffling.
Metoden bygger p att ,genom frsk, stegvis eliminera hlften
av de mjliga vrdena.
Ett exempel:Om ngon tnker p ett tal mellan ett och hundra s
gr det alltid,under frutsttning att man fr veta om man
gissat fr hgt eller fr lgt,att p sju frsk lista ut
vilket talet r.
Man brjar med femtio och fr d veta p vilken halva svaret
ligger.
Om femtio r fr hgt fortstter man med tjugofem,och kan
terigen eliminera hlften osv...
P samma stt gr kvantiseringskretsen nr den omvandlar genom
elektrisk testning.




















Nr logiken fr en startpuls brjar den med att lgga ut ett
digitalt ord med en etta i frsta positionen och resten nollor.
I D/A omvandlaren omvandlas detta ord till en spnning som
ligger i mitten av arbetsomrdet.
I komparaton jmfrs denna testspnning med vrdet p samplet.
Om samplet r starkare gr en signal till logiken och berttar
att den frsta ettan skall behllas.Nsta test grs med den
ursprungliga ettan samt en etta i andra positionen.
Genom 16 jmfrelser r det mjligt att ta reda p vilken av de
65536 niverna som ligger nrmast samplets vrde.

En komplett A/D-omvandlare bestr av fyra olika byggblock














              TILLBAKA TILL LJUD


Vi har nu kommit s lngt att vi har omvandlat ljudet till en
lng rad sifferkombinationer.
Dessa kan nu magnetiseras fast p DAT-bandet och sedan avlsas
hos bandspelarens tonhuvud.
Sedan mste bandspelaren fvandla tillbaka sinuskurvan fr att
skicka ut den genom frstrkarna dvs D/A-omvandlare.
Denna bestr utav tre huvudblock










I decodern med kontrolleras den mottagna signalen, de fel som
uppsttt rttas till, och en parallell signalmatas vidare till
D/A-kretsen.
I D/A-kretsen skall varje digitalt ord omvandlas till en
spnningsniv.
Det finns flera olika stt att gra detta men det vanligaste
sttet r att man anvnder en "resistansstege" och en spnnings-
referens.


















Den ovanstende figuren visar en sk R-2R-stege.
Frdelen med denna konstruktion r att de ingende motstnden
bara har tv olika vrden.
Den mest signifikanta biten till hger (MSB) styr omkopplaren i
konstruktionen med var sin bit i det digitala ordet.
Omkopplaren kan antingen koppla 2R-motstndet mot jord (en 0:a)
eller ansluta det mot en spnningsreferens (en 1:a).
Om man tillmpar Ohms lag finner man att om strmmen I flyter
frn spnningsreferensen s kommer strmmen genom den frsta
omkopplaren att bli I/2.








              KLLFRTECKNING




BRDEFORS LEIF,LEKTIONER NOV-90

DETTA R DAT FR DATA, DATORNYTT NR 3 1991

LUNDBECK ERIK,KOMPENDIET DAT-VAD R DET? 1989

NU KOMMER LJUVA LJUDET, AFTONBLADET, 4.11.1990

RIKSRADIONS DAT-SERIE, 1990

SONYS DIGITAL HANDBOK VOL. 2,SONY CORPORATION,1990
















































              HAR DAT NGON CHANS P MARKNADEN?


Beskrivningen av DAT-banden bde inom data och ljudbranschen ger 
ett mycket optimistiskt intryck.
Men det finns ven nackdelar annars skulle inte LPskivor och
8mm-band finnas kvar i den utstrckning de gr.

Har DAT-bandet ngon chans att sl??
Ja, det tror bde jag och tillverkarna. Frdelarna vger upp det 
ngot ofacila priset.
DAT-utrustning r dyrare n vanlig analog utrustning pga dess
mer invecklade komponenter.
En enkel spartansk brbar DAT kostar ca 8000 :- p ljudmarknaden
och en hemmaanlggning gr p ngra tusenlappar mer.
Om ljudanlggningen skall anvndas inom studioarbete krvs mer
kvaliciferad teknik som kan kosta upp till 50-60 tusen.
Inom ljud har det som tidigare sagts gtt lite trgare
pga den amerikanska skivmarknadens agerande.
Trots detta kan man frmoda att inom 10 r kommer
LP-skivor och analoga kassetband anses vara urldrigt.

ven p datalagringsmarknaden har DAT-bandet sptts en god framtid
och r troligen mycket konkurrenskraftig.DAT-bandet har dessutom
god utvecklingspotential inom omrdet.

Jag sammanfattar hftet med att : DAT finns snart i var mans
omgivning. 


































































                  INNEHLLSFRTECKNING



     *Innehllsfrteckning..........................sid. 1

     * Sammanfattning...............................sid. 2

     * Historik.....................................sid. 3

     * Analoga och digitala frlopp.................sid. 4

     * Skillnaden...................................sid. 5

     * Omvandling frn analog till digital signal...sid. 6

     * Lgpassfilter................................sid. 7

     * Sample and hold..............................sid. 8

     * Kvantisering.................................sid. 9

     * A/D-omvandlaren..............................sid.10

     * Tillbaka till ljud...........................sid.11

     * DAT-kassettens utformning....................sid.12

     * Datalagring..................................sid.13

     * DAT:s chanser p marknaden...................sid.14

     * Kllfrteckningar............................sid.15







              SAMMANFATTNING


Detta kompendium behandlar DAT-bandet och dess
anvndningsomrden.
Inledningsvis frklaras grundligt skillnaden mellan analog
och digital. Sedan beskrivs och frklaras sjlva omvandlingsprocessen
in i minsta detalj.
Slutligen har vissa ekonomiska aspekter tagits upp av DAT-
teknikens infrande.
Bde DAT fr data och DAT fr ljud har behandlats i kompendiet.

