UC (noise reduction)

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The UC compander system (with "UC" derived from Universal Compatible [1] [2] [3] [4] [5] or Universal Compander [6] ) is a noise reduction system for vinyl records, aiming at highest playback compatibility even without corresponding UC expander.

Contents

Overview

The UC compander system was developed in the 1980s by VEB Zentrum Wissenschaft und Technik (ZWT) of VEB Kombinat Rundfunk und Fernsehen  [ de ] (RFT) in the former German Democratic Republic (GDR). [1] The system was based on the observation that the dynamic range of typical audio source material almost always needs to be reduced in the vinyl mastering process and that very similar system parameters are commonly applied in the process either by the sound engineer or through the hardware. [7] [1] [2] [8] [3] [nb 1] The idea was to develop a compander system loosely emulating this process and to formally standardize on its characteristics. [1] [2] [3] By emulating the typical characteristics of this compression, [2] UC compressed records would not produce acoustical artifacts which would not have been present in similar form on the produced disk anyway, and that thereby they would remain virtually unrecognizable, [1] so that consumption would remain acoustically pleasing and compatible even if records were later played back without UC expander. [1] [2] [3] [9] [nb 2] Initial experiments with a compression factor of 2:1:2 were found to still cause too many artifacts to maintain this compatibility, [1] [2] which led the UC developers to implement a broadband compander utilizing an adaptive compression factor between 1.33:1:1.33 [1] [2] [8] (or 1.67:1:1.67 [4] ) (at 0  dB) and 1:1 (at −20 dB). [2] [4] In contrast to earlier vinyl disk noise reduction systems such as dbx disc, High-Com II or CX 20, the system deliberately limited the reduced disk noise by about 10 to 12 dB(A) only, [1] [2] [10] an amount similar to what could be achieved by other compander systems where only the receiving side of the medium was exposed to users and therefore the system had to remain playback compatible with a large installed base of devices without corresponding decoder [2] (such as Dolby FM or High Com FM in radio broadcasting [11] [12] ).

In fact, the results were found so good that, [1] [2] especially for records produced with Direct Metal Mastering (DMM) (but not exclusively), [1] [2] [8] [5] the system was undocumentedly introduced into the market by the East-German VEB Deutsche Schallplatten through record labels such as Amiga, [4] Eterna  [ de ] [1] [5] and Nova [nb 3] since 1983/1984, [1] [4] [nb 4] [nb 3] with UC-encoded records only identifiable by a shy extra "U" engraving in the disk's silent inner groove area. [2] [8] [13] [5] [nb 5] [nb 3] Up to 1990, over 500 UC-encoded titles were produced. [4]

The economical necessities in the former GDR, however, made it impossible to introduce a suitable UC decoder at the same time. [4] Prototypes of a HMK-D100-based tape recorder with digital counter and UC expander seem to have existed in 1987. [14] Finally, a UC expander [5] was built into the Ziphona HMK-PA2223, [6] a tangential arm direct drive turntable manufactured by VEB Phonotechnik Pirna/Zittau [6] in limited zero batch quantities only around 1989. The expander was based on a RFT/HFO A274[D], [2] [15] [16] [17] [18] the East-German equivalent to the voltage-controlled electronic potentiometer IC Valvo  [ de ]/Philips TCA740[A]. [19] [20] [21] [22] [23]

The German reunification and the advances in digital home audio equipment put an end to the further introduction of the system in 1990. [4]

Given the revival of vinyl records, the re-introduction of UC and the development of corresponding compander hardware based on modern semiconductors has been considered several times around 1994/1995 [4] [24] and 2009/2010. [25] [26] [27]

A software decoder for UC has been implemented. [28] [5]

See also

Notes

  1. ↑ At this time VEB Deutsche Schallplatten often used an EMT  156 compander, and they observed that they frequently ended up with very similar compression settings being acoustically acceptable. [A]
  2. ↑ Given the similarities of the UC compression characteristics with that of the normal compression applied in the mastering, this also means that utilizing an UC expander on non-UC records will often lead to acoustically pleasing results as well.
  3. 1 2 3 As of May 2021, the Discogs database lists vinyl records with "CU" in the runout code for Amiga (1983 [B] –1987), Eterna  [ de ] (1983 [B] –1988) and Nova (1985–1987). It also lists records marked "DU" for Eterna (1986–1990). [C]
  4. ↑ The Hohmuth (1987) source states that the UC system was introduced into the market in 1984, whereas the Wonneberg (2000) source states 1983 as the year of introduction. The Discogs database lists some UC compressed records with runout codes indicating disk mastering years starting 1983. [D]
  5. ↑ UC compressed records are indicated in the record's matrix code engraved in the silent inner groove area of the record. The last one or two letters following the catalog number block and date code can be either "C" (Kupferschnitt, for copper cutting), "U" (for UC compression being used) or "CU" (both). [E] [F] (Discogs lists a number of other letters as well.) The letter combination "DU" (presumably for Direct Metal Mastering (DMM) or "digital recording" combined with UC compression) was used as well. [G] The general scheme used for the runout code between 1971 and 1990 is "c cc ccc - pvmyy [s]s [x]x" (sometimes followed by some more letters or digits) with c = catalog code, p = record page, v = version, m = letter code for month, y = 2-digit year (for 19yy), s = staff?, x = properties (incomplete list of letter combinations: "N" = Neumann VMS/SX combination?, "NT" = Neumann with tracing generator?, "M" = ?, "MT" = ?, "C" = copper cut, "CU" = copper cut with UC compression, "D" = DMM or digital?, "DT" = DMM or digital with tracing generator?, "DU" = DMM or digital with UC compression, "U" or "□U" = UC compression). An example picture of a copper cut UC compressed record ("F85 EN CU") can be found in the Müller (2018) source.

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DYNAS is a dynamic analog filtering and tuning technology to improve the reception of FM radio broadcasts under adverse conditions.

References

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  5. 1 2 3 4 5 6 Müller, Claus (2018) [2017]. "UC-Expander" (in German). Archived from the original on 2021-05-05. Retrieved 2021-05-05. p. 4: […] In den 1980er Jahren wurden in der DDR vom VEB Deutsche Schallplatten unter dem Label ETERNA  [ de ] viele sehr gute Aufnahmen klassischer Musik veröffentlicht. Diese Platten wurden, nicht wie sonst üblich, in Lackfolie sondern direkt in eine Metallscheibe geschnitten (DMM - Direkt Metal Mastering). Das ersparte zwei Zwischenkopien im Produktionsablauf, was nicht nur schneller ging, sondern auch zu einer erheblich besseren Qualität führte. Zur weiteren Steigerung der Klangqualität wurde das UC-Kompandersystem (UC - Universal Compatible) eingesetzt. Damit wurden beim Schneiden der Platte die leisen Töne etwas lauter und die lauten entsprechend leiser überspielt. Wendet man bei der Wiedergabe das umgekehrte Verfahren an, werden mit den leisen Tönen auch die Störungen abgeschwächt und die lauten Stellen verzerren nicht und nutzen sich weniger ab. All das geschah so vorsichtig, dass man die Platte auch ohne Expander bei der Wiedergabe noch genussvoll anhören konnte. Zum Glück, denn es hätte sowieso nur einen Plattenspieler gegeben, der über eine entsprechende Schaltung verfügte und der war sehr teuer. Vermutlich aus diesem Grund hat man auf eine weithin sichtbare Kennzeichnung der mit diesem Verfahren aufgenommenen Platten verzichtet. Nur in der Gravur zwischen den Auslaufrillen kann man am angehängten U den Einsatz des Kompressors erkennen […] Das vorliegende Programm erfüllt die Aufgabe eines UC-Expanders, mit dem Sie eine im wav-format digitalisierte Schallplattenaufnahme bearbeiten können, um nun endlich den Klang genießen zu können, den Sie damals erworben haben. Bis dahin gibt es aber noch eine Schwierigkeit. Zur richtigen Einstellung des Programmes benötigen Sie eine Schallplatte, auf der ein Bezugspegelton aufgezeichnet ist, wie das bei den, dem Plattenspieler beiliegenen, Testplatten der Fall war. […] (NB. Describes a software implementation of an UC expander as a program "UCExpander.exe" for Microsoft Windows. Also shows a picture of the "U" engraving in the silent inner groove of a record indicating a UC encoded vinyl disk.)
  6. 1 2 3 Seiffert, Michael; Renz, Martin, eds. (2013-02-24) [2013-02-22]. "Ziphona HMK-PA2223". Hifi-Museum (in German). Archived from the original on 2021-05-06. Retrieved 2021-05-06. (NB. Has pictures of a VEB Phonotechnik Pirna/Zittau Ziphona HMK-PA2223, a tangential arm direct drive turntable with built-in UC expander, with the frontpanel showing a "UC" logo (for "Universal Compander").)
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  22. ↑ "TCA740" (datasheet). Valvo  [ de ]. Archived from the original on 2021-05-07. Retrieved 2021-05-07.
  23. ↑ TCA740A - D.C. treble and bass stereo control circuit (PDF) (datasheet). February 1980. pp. 132–139. Archived (PDF) from the original on 2021-05-07. Retrieved 2021-05-07. (8 pages)
  24. ↑ Wonneberg, Frank [in German] (2004-11-30) [1995]. Lehmann, Norbert (ed.). ""DDR"-Produkte". Analog-Forum (in German). Cologne, Germany. Archived from the original on 2021-05-06. Retrieved 2021-05-07. […] Man hat sich in der DDR auch ziemlich ausgefuchste Gedanken über eine analoge Rauschunterdrückung gemacht. Der UC-Kompander war ein […] Kompressor, der bei Nichtvorhandensein eines Expanders auf der Wiedergabeseite wegen der vorsichtigen Signalbehandlung prinzipiell praktisch nicht unangenehm auffiel und bei exakter Einmessung mit einem Gegenstück das Rillenrauschen sehr weit absenkte. […] Diese Informationen erhielt ich vor etlichen Jahren von Frank Wonneberg  [ de ], dem Autor des Vinyllexikons, damals noch Herausgeber der Zeitschrift "Living Vinyl" […] Es ging zu der Zeit um eine eventuelle Serienproduktion, aus der dann nichts wurde […] (NB. "Living Vinyl" was published by AVA Berlin in 1994/1995.)
  25. ↑ Wunderwald, Klaus (2005-07-08). Wölfel, Christian (ed.). "Klangtuning am RFT Tangential-Dreher …". Analog-Forum (in German). Archived from the original on 2021-05-07. Retrieved 2021-05-07. Der Hardware-Entwickler Helmut Milde wohnt übrigens in Dresden und er sagte mir, er hat noch eine bessere Schaltung mit moderneren ICs, was die Schaltung vereinfacht. Er muss es jedoch noch raussuchen, kommt aber erst im Herbst dazu.
  26. ↑ Wunderwald, Klaus (2009). "(unknown)" . analog (in German). No. 3. Oberhausen, Germany: Analogue Audio Association e.V.  [ de ] (AAA). p. 17. ISSN   1868-2650.{{cite magazine}}: Cite uses generic title (help) (NB. Project to build a UC expander based on modern ICs, assisted by original developer Helmut Milde.)
  27. ↑ Wunderwald, Klaus (2010-01-13). "Datenblatt des IC VCA1001 von Aphex". Analog-Forum (in German). Archived from the original on 2021-05-07. Retrieved 2021-05-08. Das ist […] ein […] sehr guter […] VCA (Voltage Control Amplifier) […] Jedenfalls würde er sich für ein Projekt eignen, welches ich in der analog 3/09, S. 17 vorgestellt hatte. Nämlich einen "UC-Expander" mit heute verfügbaren Bauteilen zu bauen unter Mithilfe des damaligen Entwicklers Helmut Milde. […] Der VCA1001 ist einzeln […] verfügbar, kostet […] an die 10 EUR […]
  28. ↑ Müller, Claus (2017-06-10). Müller, Walter (ed.). "UC-Expander". µsikus (in German). Archived from the original on 2017-06-29. Retrieved 2021-05-05. […] In den 1980er Jahren wurden in der DDR vom VEB Deutsche Schallplatten unter dem Label ETERNA  [ de ] viele sehr gute Aufnahmen klassischer Musik veröffentlicht, welche mit der DMM-Technik hergestellt wurden und zur weiteren Steigerung der Übertragungsqualität das UC-Kompandersystem zum Einsatz kam. Der vorliegende UC-Expander ermöglicht es, nachdem sie richtig digitalisiert wurden, diese Aufnahmen in ihrer vorgesehenen Qualität anzuhören. Voraussetzung dafür sind das Vorhandensein einer Schallplatte mit einem aufgezeichnetem Bezugspegelton (10 cm/s bei 1 kHz) […]

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