Numa pesquisa pelo espaço virtual encontrei este artigo, já com uns anitos em cima, mas interessante, pela abordagem simples e abrangente com que o tema é tratado.
Ver. 1.00, 97.07.13, copyright Raúl Ferraira
Formatos de gravação de audio em fita magnética.
1. Função
Este artigo pretende descrever a forma como a gravação de som é distribuída ao longo da fita magnética em função dos variados tipos de suporte magnético.
2. Geral
Muitos são os tipos de suporte magnético que nos rodeiam. Desde a vulgar cassete ao cartão de crédito passando pelo disco rígido de computador, muitas são as utilizações.
Todos estes suportes têm determinada substância, ou mistura de substâncias, capazes de receberem e manterem campos magnéticos. De uma forma ou outra, determinada relação é estabelecida entre o som que pretendemos gravar num suporte magnético e a forma dos campos magnéticos gravados.
3. Termos
Durante o artigo são usados alguns termos. Para tentar evitar confusão, ficam desde já aqui explicitados alguns deles.
Montagem - acto de juntar diferentes pedaços de som gravado. É suposto que o ponto de montagem (denominado corte) passe tão despercebido quanto possível.
Máquina - termo usado, em geral, para referir um gravador de som ou imagem.
4. Suporte magnético
Podendo o material magnético usado ser de muitos e variados tipos, é pela sua implementação mecânica que eles se distinguem uns dos outros.
Embora a generalidade das pessoas desconheça, o primeiro suporte magnético usado para a gravação de som não foi a fita magnética.
4.1. Fio de aço
O fio de aço está obviamente obsoleto. Tal como o nome indica, tratava-se de um fio de aço que era feito passar por cabeças magnéticas.
A montagem era feita fazendo 'nozinhos' no fio.
Nunca tive o prazer de observar uma destas bobines ou um dos gravadores que as utilizavam.
Embora, na altura, fossem naturalmente os melhores, tornava-se difícil a manipulação do fio de aço, especialmente quando era necessário fazer uma montagem. Havia sempre uma descontinuidade de som no ponto onde era feito o nó.
4.2. Fita
A fita magnética veio substituir o fio de aço.
Embora hajam muitas substanciais alternativas e complementares que podem entrar na construção da fita (podendo mesmo ser composta por muitas camadas de diferentes materiais), pode, basicamente, dizer-se que são compostas por um suporte em material plástico no qual é depositada uma camada de material magnético.
Sendo sempre muito fina, a fita está disponível de variadas formas consoante a aplicação.
5. Bobine e cassete
São estas as duas formas de apresentação no dia-a-dia da fita magnética.
5.1. Bobine
Estando em presença de uma fita, necessariamente muito longa, a forma mais simples de a armazenar é enrolando-a à volta de um núcleo cilíndrico no centro do qual um furo permite a fixação à máquina.
Para evitar o contacto dos utilizadores com a fita e mantê-la enrolada sobre ela própria quando da sua utilização, são colocadas duas placas redondas à volta do conjunto.
Em aplicações domésticas as placas e o núcleo formam uma só peça. No entanto, em utilizações profissionais estas placas acabam por ser maior estorvo que ajuda, pelo que, muitas vezes, só a placa inferior é usada (ficando mais ou menos permanentemente no gravador) e somente os núcleos com a fita são removidos e colocados nos gravadores. Esta operação tem que ser feita com algum cuidado para evitar a catástrofe da queda da fita fora do núcleo. Na actividade profissional os gravadores estão normalmente colocados em posição mais ou menos horizontal e núcleo e placas são peças que se usam em separado. O orifício central de fixação é muito grande (mais de 5 cm de diâmetro) e os gravadores dispõem de um dispositivo que mantém o núcleo e eventuais placas firmemente agarradas ao gravador.
A bobine permite fácil montagem de audio por corte da fita. Utilizando ferramenta cortante, não magnética ou desmagnetizada e fita-cola apropriada, obtém-se uma transição de muito boa qualidade no ponto de montagem (corte). O não recurso a ferramenta não magnetizada pode fazer aparecer ruídos na gravação no ponto de corte. Exemplos dessas ferramentas são a tesoura e a lâmina. Uma variação um pouco mais sofisticada de lâmina é a guilhotina, onde a lâmina está montada num suporte que facilita a operação de corte.
5.2. Cassete
A cassete não é mais que a utilização das mesmas ou similares fitas magnéticas mas em que a fita está enrolada num par de núcleos dentro de alguma espécie de caixa. Além de enrolada, a ponta fita está presa a esses núcleos.
A cassete tema avantajem de permitir ao gravador o carregamento automático e rápido da fita, mas tem a desvantagem de não permitir montagem. A cassete evita o contacto directo da fita com o meio ambiente, especialmente durante a manipulação.
Nalguns casos, a fita dentro da cassete está enrolada em bobines, noutros só os núcleos estão presentes.
Um caso especial de cassete é o cartucho. Difere da cassete porque só contem um núcleo com apenas uma placa lateral. A ponta e o fim da fita estão coladas uma à outra em 'pescadinha'. O núcleo tem uma forma especial que permite à fita 'escapar-se' do centro do enrolamento à medida que é puxada. Desta forma obtém-se uma fita sem-fim. Este formato de cassete só permite à fita movimento numa direcção. Embora seja ainda usada em formatos profissionais, foi, há alguns anos, bastante popular em uso doméstico. A razão do seu desaparecimento prende-se, entre outras razões, com a dificuldade em produzir cartuxos suficientemente robustos para suportarem a manipulação doméstica sem deterioração da fita.
A fixação da ponta e do fim da fita aos núcleos das cassetes não é feita inserindo um pedaço de fita, normalmente transparente, entre a fita magnética propriamente dita e os núcleos. Uma das funções dessa fita transparente (que não permite a gravação de som) é possibilitar ao gravador detectar que a fita está prestes a chegar ao fim.
6. Formatos básicos da gravação
A gravação de sinais na fita é obtida aplicando determinados campos magnéticos à mesma que ficam nela, mais ou menos, permanentemente gravados.
Pretendo, por formato físico da gravação, significar as dimensões e posicionamento dos campos magnéticos gravados na fita.
Não sendo possível visualizar facilmente a gravação é possível obter uma razoável ideia do seu aspecto físico de se depositar limalha de ferro sofre a fita. É evidente que se tal for feito essa fita só deve ser reusada se se conseguir limpar eficazmente a limalha lá colocada.
A qualidade da gravação é:
- directamente proporcional ao comprimento da pista magnética por unidade de tempo
- directamente proporcional à largura da pista magnética
Pode dizer-se, ao fim e ao cabo, que a qualidade de uma gravação é directamente proporcional à superfície total de fita usada por unidade de tempo.
A gravação é 'arrumada' na fita basicamente por dois processos:
- longitudinalmente
- transversal ou obliquamente
6.1. Gravação longitudinal
A gravação longitudinal obtém-se fazendo passar a fita por uma cabeça fixa. Nessa cabeça determinado elemento ou elementos impregnam a fita de campos magnéticos. A gravação resultante terá o aspecto de uma ou mais tiras, mais ou menos largas, ao longo da fita.
Naturalmente a soma da largura das várias pistas tem que ser inferior à largura da fita por forma a manter algum espaço não usado entre essas pistas de forma a assegurar a leitura de cada uma das pistas sem interferências da pistas adjacente.
6.2. Gravação transversal ou oblíqua
A gravação transversal ou oblíqua, normalmente chamadas de helicoidal é um pouco mais complexa.
Surge pela necessidade de gravar uma ou mais pistas extremamente compridas e muito finas.
Como é evidente, o comprimento total de uma gravação longitudinal não pode ser superior ao comprimento da fita. Por razões de vária ordem, é necessário por vezes gravar uma pista excepcionalmente comprida. Naturalmente que se poderão fazer fitas muito compridas, mas, imagine-se, por exemplo, uma bobine com 1 metro de diâmetro. Seria impraticável.
Os processos de gravação que precisam de uma pista muito comprida permitem por outro lado a utilização de uma pista muito fina. O que se faz então é arrumar obliquamente (em relação à fita) uma quantidade enorme de segmentos relativamente curtos, uns ao lado dos outros. Evidentemente que não obtemos uma única pista muito comprida mas somando o comprimento de todos os segmentos oblíquos o valor obtido é muitíssimo superior ao comprimento da fita. Naturalmente que está previsto um processo que permite ao gravador ligar esses segmentos de gravação uns aos outros como se fosse um só.
Para se conseguir a gravação helicoidal é necessário que a cabeça se movimente. Nessa altura a cabeça é montada num cilindro que roda a uma velocidade considerável. O eixo desse cilindro está inclinado em relação à perpendicular do eixo da fita e a fita é feita passar de forma a enrolar parcialmente esse cilindro.
O movimento da fita conjugado com o movimento do cilindro (a cabeça magnética está montada nele) produz pistas oblíquas.
7. Formatos de bobine e cassete
Pode dizer-se que há formatos de gravação de audio em fita magnética para todos os gostos.
Evidentemente que alguns formatos não se encontrarão listados abaixo. A minha intenção é, por um lado, falar sobre aqueles que podem sem grande dificuldade ser encontrados em usos domésticos ou profissionais, por outro lado, falar sobre aquilo que conheço, ou que me lembro, ou de que alguma informação me chegou.
7.1. Fita larga ou multipista - longitudinal
Entende-se por fita multipista a fita de dimensões normalmente superiores a 1/4" (o símbolo " significa polegada ou inch em inglês). A polegada e o pé (') são quase sempre usados como unidade de medição da largura e comprimento da fita.
A gravação nesta fita é, quase sempre, num só sentido.
Os formatos multipista mais usados são os de 2", 1" e 1/2".
Não há limite teórico ao número de pistas que se podem gravar em cada uma destas fitas. O que há que ter em mente é que quanto mais pistas se pretenderem encaixar numa fita mais ruidosa vai ser a gravação resultante.
Em fitas de 2" gravam-se normalmente 48 ou 24 pistas.
Em fitas de 1", 24 ou 16 pistas.
Em fitas de 1/2" 16 ou 8 pistas.
A velocidade de gravação nestes formatos são normalmente de 30ips (inch per second ou polegadas por segundo), 15ips ou 7,5 ips.
Evidentemente que para se obter qualidade idêntica em 16 pistas 1" e 16 pistas 1/2" é suposto usar-se, no último, o dobro da velocidade.
Alguns gravadores destes formatos permitem um acoplamento electrónico entre duas ou mais unidade de forma a multiplicar a quantidade de pistas disponíveis. Quando dois ou mais desses gravadores são acoplados, ou encravados, é suposto comportarem-se como um só, debaixo de um controlo único.
Há também formatos digitais longitudinais. Usam, salvo erro, fita de 1/2" e gravam pistas longitudinais (uma por pista). A fita que usam é particularmente fina, as bobines de dimensões semelhantes às outras multipista e a velocidade de gravação considerável. Embora já tenha tido contacto com esses tipos de gravadores, não me é possível, de momento, dispor de mais especificações.
7.2. Fita de 1/4" - longitudinal
Este formato é normalmente usado em gravações mono ou estéreo ou de 4 pistas sendo muito popular o uso de gravações em ambos os sentidos. São formatos que permitem grande qualidade.
O uso de gravação em ambos os sentidos só é possível quando, ao virar a fita, a gravação não vá coincidir com a gravação feita previamente.
Correndo um risco de deixar de for a alguns formatos também importantes, diria que os mais utilizados são:
- Pista completa mono
- Meia pista mono
- Meia pista estéreo
- Quarto de pista estéreo
- Quatro pistas
7.2.1. Pista completa mono
São gravadores que gravam toda a largura da fita numa só passagem.
São normalmente usados em ambientes profissionais.
Alguns destes gravadores gravam ainda, em sobreposição da pista principal, duas pistas minúsculas, centrais em oposição de fase, onde fica gravado um sinal de controlo. A razão porque se usam duas pistas para gravar esse único sinal de controlo está relacionado com a o uso de gravação em oposição de fase entre essas duas pistas muito finas. Gravando o sinal de controlo dessa forma esse sinal não é reconhecido pelas cabeças de leitura da pista única principal.
As velocidades mais usadas são de 30, 15, 7.5, 3.75 e 1.875ips.
7.2.2. Meia pista mono
Gravadores normalmente domésticos em que a pista ocupa ligeiramente menos de metade da largura da fita, encostada a um dos bordos.
Permitem a gravação em ambos os lados da fita.
Convém aqui esclarecer que quando se fala em ambos os lados da fita, não se quer com isto dizer em ambas as faces da fita. A gravação é sempre feita do mesmo lado. O que se passa é que a bobine é virada e o 'outro lado' é o da bobine. O termo 'outro lado da fita' acabou por se estabelecer mas de facto o que se passa é que a fita é gravada em ambas as direcções em locais diferentes.
As velocidades mais usadas são 7.5, 3.75, 1.875ips e ainda inferiores.
7.2.3. Meia pista estéreo (largas e finas)
Formato de utilização tendencialmente profissional em que duas pistas (largas) gravadas em simultâneo ocupavam a quase totalidade da fita.
Uma variante deste tipo de formato acomoda ainda uma pista central de controlo muito fina. Nessa altura as pistas de som são ligeiramente mais finas. Alguns gravadores não estando equipados com a pista central têm cabeças tal que são compatíveis com a gravação usando pista central.
Convém notar que uma fita gravada num gravador de pistas finas equipado com pista central quando reproduzida num gravador de pistas largas vai reproduzir os sinais de controlo como se de som se tratasse.
Um dos casos aborrecidos que frequentemente acontecem no uso destes formatos é quando uma fita previamente gravada num primeiro gravador de pistas largas é depois regravada num gravador de pistas finas (mesmo sem pista de controlo) e posteriormente reproduzida num gravador de pistas largas. A gravação no gravador de pistas finas não vai apagar a zona que para ele correspondente à pista de controlo e naquele local vai ficar a gravação inicial. Quando essa fita for reproduzida num gravador de pistas largas vai ouvir-se, ao fundo, sobreposta, a gravação inicial.
São usadas normalmente velocidades de 30, 15, 7.5 e 3.75ips.
7.2.4. Quarto de pista estéreo
Formato de utilização tendencialmente doméstico.
Tem um arranjo de pistas que permite virar a bobine. Cada pista ocupa ligeiramente menos que a quarta parte da largura da fita.
Consegue sem grande dificuldade reproduzir fitas gravadas em meia pista estéreo (larga).
São usadas normalmente velocidades de 15, 7.5, 3.75, 1.875 e inferiores.
7.2.5. Quatro pistas
Usa numa só passagem toda a fita gravando nela 4 pistas. Não permite virar a bobine.
Usa-se em pequenos estúdios mais ou menos amadores.
São usadas normalmente velocidades de 15, 7.5 e 3.75ips.
7.3. Cassete tipo Philips
Este tipo de cassete tem dimensões de 102x64x12mm.
Usa fita de 3.81mm de largura.
O formato mais comum de gravação grava duas pistas encostadas a um dos bordos da fita e outras duas na direcção inversa.
Uma das variações deste formato permite gravar 4 pistas numa só direcção.
A fita corre a 4.75cm/S embora, alguns modelos tenham também 9.50cm/S.
7.4. Mini cassete
Este tipo de cassete não é normalmente usado para efeitos de gravação de música mas de apontamentos de voz.
7.5. Gravação de audio em formatos de vídeo.
Muito embora pareça que um gravador de imagem servirá especialmente para gravar imagem, tem tremendas potencialidades quando usado unicamente para gravar som.
7.5.1. Cassete tipo VHS
É sabido que gravar imagem obriga a dispor de maior capacidade para armazenar informação que para gravar som. Se a capacidade de gravação de imagem, mesmo de um gravador doméstico, for usada para gravar exclusivamente som, pode obter-se uma excelente qualidade. Essa possibilidade é usada de duas formas distintas:
- Gravando audio digital como se de vídeo se tratasse
- Gravando uma portadora de de frequência relativamente alta modulada em frequência, juntamente com a imagem.
O segunda forma de gravar cai for deste âmbito porque se trata de um formato que não grava exclusivamente som, mas, som e imagem. Podem-se no entanto tecer considerações sobre o primeiro.
O que se faz é arrumar audio na forma digital de forma a fazer crer ao gravador que se trata de imagem. De facto, olhando para a imagem resultante da gravação de som desta forma, outra coisa não vemos no ecrã que riscos e ruído. Do ponto de vista do gravador o sinal que se lhe apresenta tem todas as características eléctricas de um sinal de imagem, mas, a informação contida nesse sinal refere-se a som na forma digital e não imagem na forma analógica que seria mais natural.
Evidentemente que para converter som num formato susceptível de ser gravado numa fita de vídeo requer equipamento próprio. O mesmo é necessário para reprodução.
A forma como as pistas magnéticas ficam dispostas na fita é igual ao formato de gravação de vídeo VHS.
A fita VHS é de 1/2".
7.5.2. Cassete tipo U-Matic
De forma semelhante ao VHS, pode, usando-se o mesmo princípio, gravar-se som.
Há no entanto duas diferenças:
- Não se conhece, nestes transportes, gravação em FM
- A fita é de 3/4"
O formato U-Matic, quer nas versões Low Band, Hi Band ou SP (por ordem crescente de qualidade) tem mais potencialidade de gravação que o VHS. Além da fita ser mais larga e cassetes de maiores dimensões, usa mais fita por unidade de tempo, o que permite diminuir substancialmente a relação sinal ruído e indirectamente aumentar a densidade de gravação de som digital. A fita é ainda mais robusta de forma a suportar utilizações repetitivas. Pode, por isso, usar-se este formato para gravação multipista.
Podendo fazerem-se gravações multipista numa só passagem, não é normalmente dessa forma que este formato é usado. Em estúdio seria pouco produtivo se não se pudessem gravar pistas individualmente.
Porque numa só cassete e com uma só máquina não é possível gravar som de uma só pistas mantendo as anteriores, o que se faz é, usar dois gravadores. O primeiro gravador (reprodutor) reproduz as várias pistas nele gravadas para o segundo na forma digital. No percurso do sinal (entre o reprodutor e o gravador) é colocado equipamento apropriado de forma a inserir som digital no espaço correspondente a uma ou mais pistas. A gravação multipista individual é conseguida copiando sucessivamente a informação de audio digital do reprodutor para o gravador através de equipamento processador, de forma, não só a inserir novas pistas de audio, mas também a permitir ouvir o anteriormente gravado.
7.6. Cassete DAT
Este tipo de cassete tem dimensões de 73x54.5x10mm.
A cassete DAT (Digital Audio Tape) foi muito bem aceite a nível profissional. Além de proporcionar a gravação de estúdio de muito boa qualidade grava também código de tempo e alguns dados adicionais.
O audio é gravado digitalmente em pistas helicoidais (segmentos de pista). É um dos exemplos em que as potencialidades abertas pelos formatos de gravação de imagem são usadas para gravar som.
A velocidade da fita depende do modo de gravação, que pode ser feito em modos normal e largo.
No modo normal a fita corre a de 8.15mm/S e a pista magnética terá 13.6µm de largura (1µm é igual à milionésima parte do metro). No modo largo, usado normalmente para produção de cópias por contacto, a fita corre a 12.225mm/S e a pista magnética terá 20µm de largura com um espaço entre segmentos de 0.4µm.
A velocidade da cabeça sobre a fita é de aproximadamente 1.57m/S, ou 5,6Km/h.
As cabeças magnéticas, montadas no cilindro em pares, usam (dentro de cada par), azimutes diferentes. Desta forma, com cabeças de 20µm é possível obter pistas de 20 ou 13.6µm. Isto consegue-se apagando um pedaço (longitudinalmente) do segmento anterior ao gravar o segmento seguinte.
Um par de segmentos de pista constitui um frame. Os segmentos são gravados alternadamente por um par de cabeças montadas no cilindro a 180°.
Embora se trate de um gravador de duas pistas, ambas são gravadas em todos os segmentos de pista magnética usando um processo de correcção de erros denominado Double Reed-Solomon Code operando sobre cada dois segmentos (um frame).
O sistema permite gravar até 16 bits a 48 000 amostragens por segundo.
Uma gravação de duas horas em formato normal produz um total de 11,2Km de pista magnética segmentada.
