Cassette compacto digital

A diferencia de los sistemas de escaneo helicoidal como DAT o VHS , el cabezal es fijo y la cinta se mueve en dirección lineal con respecto al cabezal. Al igual que las cintas de audio analógicas, los cabezales utilizan la mitad del ancho de la cinta en cada dirección. Hay nueve pistas por lado: ocho para el audio y una para información auxiliar. El paso de pista es de 195  μm. El conjunto del cabezal tiene lo que Philips denominó pines de "Guía de cinta de azimut fijo" (FATG), que funcionan junto con el "Sistema de pines de bloqueo de azimut" (ALPS) en el casete para guiar la cinta. ^{[ 9 ]}

DCC utilizaba cabezales magnetorresistivos (MR) de 70  μm de ancho para la reproducción y bobinas miniaturizadas de 185  μm de ancho para la grabación. Los cabezales se fabricaban mediante fotolitografía . Algunos conjuntos de cabezales DCC tenían cabezales MR independientes para reproducir cintas analógicas, mientras que otros reutilizaban dos cabezales DCC para captar las pistas de audio analógicas izquierda y derecha de la cinta.

Todos los reproductores y grabadores DCC son de inversión automática, por lo que cada reproductor y grabador debe tener una forma de posicionar los cabezales tanto para la cara A como para la cara B de la cinta. En los grabadores estacionarios, el mecanismo cambiaba de lado al pivotar el conjunto de cabezales 180 grados (Philips utilizó una versión modificada de una platina de casete analógica de inversión automática durante el desarrollo, en la que se basó este mecanismo), ^{[ 10 ]} pero en los grabadores y reproductores portátiles, los conjuntos de cabezales tenían cabezales para las pistas de ambos lados, lo que ahorraba espacio en el mecanismo, pero hacía que el conjunto de cabezales fuera más complicado:

• Los mecanismos de cabezal pivotante de las grabadoras estacionarias, como la DCC-900, utilizaban un conjunto de cabezales con nueve cabezales de reproducción (MR) y nueve cabezales de grabación (de bobina) para DCC, además de dos cabezales (MR) para reproducir casetes compactos analógicos. El conjunto de cabezales estaba montado sobre un mecanismo pivotante que lo hacía girar 180  grados al cambiar de una cara de la cinta a la otra.
• Los reproductores portátiles de solo reproducción, como el DCC-130 y el DCC-134, utilizaban conjuntos de cabezales con 18  cabezales MR, nueve para cada lado de la cinta. Al reproducir casetes analógicos, se utilizaban dos de los cabezales MR del DCC para captar el audio analógico.
• Las grabadoras portátiles como la DCC-170 y la DCC-175 utilizaban conjuntos de cabezales con 18  cabezales MR para la reproducción DCC, 18  cabezales de bobina para la grabación DCC y 4  cabezales MR para la reproducción analógica (un total de 40 cabezales en un solo conjunto).

Los cabezales magnetorresistivos no utilizan hierro, por lo que no acumulan magnetismo residual. Nunca necesitan desmagnetizarse, y si se les aplica un campo magnético, por ejemplo, de un desmagnetizador de casete , se induce una corriente tan alta que los daña o destruye. Además, se recomienda no utilizar nunca un casete de limpieza, ya que los cabezales DCC son frágiles y esta operación podría dañarlos permanentemente. ^{[ 11 ]}

La cinta DCC tiene el mismo ancho de 0,15 pulgadas (3,8 mm) que los casetes compactos analógicos y funciona a la misma velocidad: 1 + 7/8 pulgadas (4,8 cm) por segundo. La cinta que se utilizó en los casetes de producción era de óxido férrico dopado con dióxido de cromo o cobalto , de 3 a 4 μm de espesor en un espesor total de cinta de 12 μm, ^{[ 9 ]} idéntica a la cinta que se usaba ampliamente para cintas de vídeo.    

Se utilizan nueve cabezales para leer/escribir la mitad del ancho de la cinta; la otra mitad se utiliza para la cara B. Ocho de estas pistas contienen datos de audio, la novena pista se utiliza para información auxiliar como títulos de canciones e indicadores de pista, así como marcadores para que el reproductor cambie de la cara A a la cara B (con o sin rebobinar primero hacia el final de la cinta) e indicadores de fin de cinta.

La capacidad máxima (teórica) de una cinta DCC es de 120 minutos, en comparación con las 3 horas de una DAT; sin embargo, nunca se fabricaron cintas de 120 minutos. Además, debido al tiempo que tarda el mecanismo en cambiar de dirección, siempre hay una breve interrupción en el audio entre las dos caras de la cinta. Las grabadoras DCC podían grabar desde fuentes digitales que utilizaban el estándar S/PDIF , con frecuencias de muestreo de 32  kHz, 44,1  kHz o 48  kHz, o desde fuentes analógicas a 44,1  kHz.

Debido a la baja velocidad de la cinta, la tasa de bits alcanzable con DCC es limitada. Para compensar, DCC utiliza la codificación de subbanda adaptativa de precisión (PASC) para la compresión de datos de audio . PASC se integró posteriormente en el estándar ISO/IEC 11172-3 como MPEG-1 Audio Layer I (MP1). Si bien MP1 permite diversas tasas de bits, PASC está fijada en 384 kilobits por segundo. El ancho de banda de una grabación de CD de aproximadamente 1,4 megabits por segundo se reduce a 384 kilobits por segundo, una relación de compresión de alrededor de 3,68:1. La diferencia de calidad entre PASC y la compresión 5:1 utilizada por las primeras versiones de ATRAC en el MiniDisc original es en gran medida una cuestión subjetiva. 

Después de agregar información del sistema (como ajustes de énfasis, información SCMS y código de tiempo) y agregar bits de corrección de errores Reed-Solomon al flujo de datos de 384 kbit/s, seguido de la codificación 8b/10b , ^{[ 12 ]} la tasa de bits resultante en la cinta de las ocho pistas de datos principales termina siendo el doble de la tasa de los datos PASC originales: 768  kbit/s, que se graba en las ocho pistas de datos principales a 96  kbit/s por pista en un patrón entrelazado. ^{[ 13 ]} Según la página web de Philips, ^{[ 9 ]} es posible que un reproductor DCC recupere todos los datos faltantes de una cinta, incluso si una de las 8 pistas de audio es completamente ilegible, o si todas las pistas son ilegibles durante 1,45  mm (aproximadamente 0,03 segundos).

En las cintas pregrabadas, la información sobre el artista, el título del álbum y los títulos y la duración de las pistas se graba continuamente en la novena pista auxiliar durante toda la cinta. Esto permitía a los reproductores reconocer inmediatamente la posición de la cinta y cómo acceder a cualquiera de las demás pistas (incluyendo a qué lado de la cinta girar), tan pronto como se insertaba la cinta y se iniciaba la reproducción, independientemente de si la cinta se había rebobinado antes de insertarla o no.

En las cintas de usuario, se grababa un marcador de pista al inicio de cada pista, lo que permitía saltar y repetir pistas automáticamente. Estos marcadores se grababan automáticamente al detectarse un silencio durante una grabación analógica o al recibir un marcador de pista en la señal S/PDIF de una fuente de entrada digital (este marcador lo generan automáticamente los reproductores de CD). Era posible eliminar estos marcadores (para fusionar pistas) o añadir marcadores adicionales (para dividir pistas) sin volver a grabar el audio. Además, posteriormente se podían añadir marcadores que indicaban el final de la cinta o el final de la cara, de modo que durante la reproducción, el reproductor detenía el mecanismo, avanzaba rápidamente hasta el final de la cara A o cambiaba inmediatamente de la cara A a la cara B.

En las generaciones posteriores de grabadoras, era posible introducir el título de cada pista, que se grababa en la pista auxiliar después del marcador de inicio de pista. Dado que la información del título se almacenaba en un solo lugar (a diferencia de las cintas pregrabadas, donde los usuarios podían ver los nombres de todas las pistas), no era posible ver los nombres de las pistas que no fueran la que se estaba reproduciendo.

Existen algunos problemas menores de compatibilidad con los títulos grabados por los usuarios; por ejemplo:

• En las grabadoras estacionarias con pantallas sencillas de catorce segmentos , toda la información de las pistas debía convertirse a mayúsculas, ya que en dichas pantallas era imposible mostrar caracteres en minúscula. Eran capaces de mostrar símbolos imposibles de introducir con sus propios editores de información de pistas (como el apóstrofo).
• El autorradio Philips DCC-822/DCC-824 con reproductor DCC disponía de una pantalla de texto de matriz de puntos completa que podía mostrar caracteres en mayúsculas y minúsculas tanto en cintas pregrabadas como en cintas grabadas por el usuario.
• Las grabadoras portátiles de última generación DCC-170 y DCC-175 podían mostrar información de texto de cintas pregrabadas, pero no de cintas grabadas por el usuario. La DCC-175 podía escribir y leer información de texto desde/hacia una cinta de superusuario a través de la PC, pero no mostraba la información de texto grabada por el usuario en la pantalla.

Algunos documentos de Philips distinguen entre "cintas de usuario" y "cintas de superusuario". Las cintas de superusuario contienen una grabación de audio continua, con códigos de tiempo absolutos continuos con respecto al inicio de la cinta y pistas numeradas consecutivamente. En cambio, las cintas que no son de superusuario pueden tener una o más secciones sin código de tiempo absoluto y pistas sin numerar. El botón "Renumerar", que permite a la grabadora encontrar todos los marcadores de pista en la cinta y asegurar que todos los números de pista sean consecutivos (lo cual podría no ocurrir si el usuario divide o fusiona pistas), solo funciona con cintas de superusuario. Aparte de los códigos de tiempo absolutos y los números de pista, que pueden volverse discontinuos o no estar disponibles en una cinta que no es de superusuario, es imposible distinguir entre cintas de usuario y de superusuario.

Para garantizar que los códigos de tiempo absolutos permanezcan continuos (y que la cinta siga siendo una cinta de superusuario), el usuario debe iniciar cada grabación en un punto donde haya códigos de tiempo absolutos disponibles. Algunas grabadoras tienen un botón APPEND para encontrar automáticamente el final de la última grabación y preparar la grabadora para la siguiente. Cuando se activa el modo de grabación (con o sin la función APPEND), la electrónica lee la cinta durante una fracción de segundo para sincronizar el contador de tiempo absoluto interno con el tiempo grabado en la cinta y, a continuación, inicia la grabación al principio de un fotograma de la cinta, de modo que el flujo de datos resultante tenga un código de tiempo absoluto continuo.

Todas las grabadoras DCC utilizaban el sistema de protección contra copia SCMS , que emplea dos bits en el flujo de audio digital S/PDIF y en la cinta para diferenciar entre audio protegido y no protegido, y entre original y copia:

• Se permitía grabar digitalmente desde una fuente marcada como "protegida" y "original" (por ejemplo, una cinta DCC o MiniDisc pregrabada), pero la grabadora cambiaba el bit "original" al estado "copia" en la nueva cinta para evitar la copia de la copia. Los CD no tienen bits SCMS, ya que este formato es anterior a este sistema. Sin embargo, la grabadora interpreta la ausencia de bits SCMS como "protegida" y "original". Por consiguiente, la grabación DCC no se puede copiar posteriormente.
• También se permite grabar digitalmente desde una fuente marcada como "no protegida"; la indicación "original/copia" se ignora. La información de "no protegida" se conserva en la copia.
• No está permitido grabar digitalmente desde una fuente marcada como "protegida" y "copia": el botón de grabación no funcionará, cualquier grabación en curso se detendrá y se mostrará un mensaje de error en la pantalla.

La grabación analógica no tenía restricciones: las cintas grabadas desde una fuente analógica se marcaban como "sin protección". La única limitación de la grabación analógica en DCC, en comparación con las grabadoras DAT, era que el convertidor analógico-digital tenía una frecuencia de muestreo fija de 44,1  kHz. En la grabadora portátil DCC-175, era posible eludir la protección SCMS copiando el audio al disco duro y luego de vuelta a otra cinta, utilizando el programa DCC Studio.

El casete DCC y la caja que usó Philips (pero no otros fabricantes de casetes) fueron diseñados por Peter Doodson , quien también diseñó la caja de CD . ^{[ 14 ] [ 15 ]}

Los DCC son similares a los casetes compactos analógicos, excepto que no tienen protuberancias donde se ubican los orificios de acceso a la cinta. Los casetes DCC son planos y no tienen orificios de acceso para los ejes en la parte superior (no son necesarios porque la inversión automática es una función estándar en todas las grabadoras DCC), por lo que este lado se puede usar para una etiqueta más grande que la que se puede usar en un casete compacto analógico. Una tapa metálica con resorte, similar a las tapas de los disquetes de 3,5 pulgadas y los MiniDisc, cubre los orificios de acceso a la cinta y bloquea los ejes cuando el casete no está en uso. Los casetes tienen varios orificios y hendiduras adicionales para que las grabadoras DCC puedan distinguirlos de los casetes compactos analógicos y para que puedan determinar la longitud de una cinta DCC. Además, hay una pestaña deslizante de protección contra escritura en el DCC para activar y desactivar la grabación. A diferencia de las muescas de separación de los casetes compactos analógicos y las cintas VHS, esta pestaña facilita que una cinta vuelva a ser grabable y, a diferencia de los casetes compactos analógicos, la marca protege toda la cinta en lugar de solo un lado.

Las cajas de los DCC generalmente no tenían el mecanismo de plegado característico de los casetes analógicos compactos. En cambio, solían ser simples cajas de plástico abiertas por uno de los lados cortos. El frente tenía una abertura rectangular que dejaba al descubierto casi todo el casete, de modo que cualquier etiqueta era visible incluso dentro de la caja. Esto permitía al usuario introducir y extraer el casete con una sola mano (lo que se consideraba una gran ventaja para su uso portátil ^{[ 14 ]} ) y reducía los costes de producción, especialmente para los casetes pregrabados, ya que la caja no necesitaba una etiqueta aparte. Sin embargo, Matsushita (ahora Panasonic), socio del formato, y otros, producían casetes vírgenes (bajo su marca Panasonic) con una caja tipo concha. Dado que los DCC no tienen protuberancias cerca de los orificios de acceso a la cinta, hay más espacio en la caja detrás del casete para insertar, por ejemplo, un folleto para una cinta pregrabada o una tarjeta plegada donde los usuarios pudieran escribir el contenido de la cinta. A pesar de las diferencias, las dimensiones externas de las cajas DCC estándar eran idénticas a las de las cajas de casetes compactos analógicos, por lo que podían utilizarse en los sistemas de almacenamiento existentes. La caja tipo concha diseñada por Matsushita era ligeramente más delgada que la de un casete compacto analógico.

Solo existe una grabadora DCC con capacidad de conexión y control mediante ordenador: la DCC-175. Se trata de una grabadora portátil desarrollada por Marantz en Japón (a diferencia de la mayoría de las grabadoras Philips, desarrolladas en los Países Bajos y Bélgica), con un aspecto muy similar al de otras grabadoras portátiles de Philips y Marantz de la época: la DCC-134 y la DCC-170. La DCC-175 se vendió únicamente en los Países Bajos y estaba disponible por separado o en un paquete con el cable de datos "PC-link", que permitía conectar la grabadora a un puerto paralelo de un PC compatible con IBM . Se fabricaron cantidades muy limitadas tanto de la grabadora como del cable, lo que provocó que muchas personas buscaran uno o ambos en el momento de la desaparición del sistema DCC.

El manual de servicio del DCC-175 ^{[ 16 ]} muestra que, en la grabadora, el cable está conectado al bus I²S que transporta el flujo de bits PASC, y también a un puerto serie dedicado del microcontrolador, para permitir que el PC controle el mecanismo y lea y escriba información auxiliar como marcadores y títulos de vía. El conector del puerto paralelo del cable contiene un chip personalizado creado especialmente para este propósito por Philips Key Modules, así como un chip RAM estándar . Philips no puso a disposición del público información técnica detallada sobre el chip personalizado y, por lo tanto, es imposible que quienes poseen un DCC-175 pero no un cable de enlace con PC fabriquen su propia versión de dicho cable.

El paquete de cable PC-link incluía el siguiente software:

• DCC Backup para Windows, un programa de copia de seguridad
• DCC Studio, una grabadora y editora de sonido para Windows.
• Un programa de base de datos de cintas DCC que funciona conjuntamente con DCC Studio.

Philips también proporcionó una aplicación de copia de seguridad para DOS a través de su BBS , y posteriormente actualizó el software DCC Studio para corregir algunos errores y mejorar la compatibilidad con Windows 95 , que se lanzó justo antes del lanzamiento del DCC-175. El software también funciona con Windows 98, Windows 98SE y Windows ME, pero no con versiones posteriores de Windows.

Los programas de copia de seguridad para DOS y Windows no admitían nombres de archivo largos, una característica introducida por Windows 95 apenas unos meses antes de su lanzamiento. Además, debido a que la cinta funcionaba a su velocidad y tasa de datos habituales, se tardaban 90 minutos en grabar aproximadamente 250 megabytes de datos sin comprimir. Otros soportes de copia de seguridad comunes en aquella época eran más rápidos, tenían mayor capacidad y admitían nombres de archivo largos, por lo que los programas de copia de seguridad DCC resultaban poco útiles para los usuarios.

La aplicación DCC Studio, sin embargo, era muy útil, ya que permitía copiar audio de cinta a disco duro y viceversa, independientemente del estado SCMS de la cinta. Esto permitía sortear las restricciones de SCMS con DCC Studio. El programa también permitía a los usuarios manipular los archivos de audio PASC grabados en el disco duro de diversas maneras: podían cambiar la configuración de ecualización, cortar, copiar y pegar fragmentos de pistas, y colocar y mover marcadores de audio, así como nombrarlos desde el teclado del PC. Era posible grabar una cinta mixta seleccionando las pistas deseadas de una lista y reorganizándolas en una lista de reproducción. A continuación, el usuario podía pulsar el botón de grabación para copiar toda la lista de reproducción a la cinta DCC, grabando simultáneamente marcadores (como el de retroceso y el de fin de cinta) y los títulos de las pistas. No era necesario grabar los títulos de las pistas y los marcadores de cinta por separado (como se haría con una grabadora fija), y gracias al uso del teclado del PC, era posible utilizar caracteres en los títulos de las canciones que no estaban disponibles con el mando a distancia de una grabadora fija.

El programa DCC Studio utilizaba la grabadora como dispositivo de reproducción y grabación, evitando la necesidad de una tarjeta de sonido independiente , un accesorio poco común en aquella época. Trabajar directamente con los datos PASC, sin necesidad de comprimirlos ni descomprimirlos, también ahorraba mucho espacio en el disco duro, y la mayoría de los ordenadores de la época habrían tenido dificultades para comprimir y descomprimir datos PASC en tiempo real. Sin embargo, muchos usuarios se quejaron de que les hubiera gustado poder usar archivos de audio WAV sin comprimir con el programa DCC Studio, y Philips respondió enviando un disquete a los usuarios registrados con programas para convertir archivos WAV a PASC y viceversa. Desafortunadamente, este software era extremadamente lento (tardaba varias horas en comprimir unos minutos de música PCM en un archivo WAV a PASC), pero pronto se descubrió que los archivos PASC son simplemente archivos MPEG-1 Audio Layer I que utilizan una función de relleno poco documentada del estándar MPEG para que todos los fotogramas tengan la misma longitud, por lo que resultó fácil utilizar otro software de decodificación MPEG para convertir PASC a PCM y viceversa.