录音原理

磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成。

录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流——音频电流，音频电流经放大电路放大后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙处产生随音频电流变化的磁场。磁带紧贴着磁头缝隙移动，磁带上的磁粉层被磁化，在磁带上就记录下声音的磁信号。

放音是录音的逆过程，放音时，磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流，感应电流的变化跟记录下的磁信号相同，所以线圈中产生的是音频电流，这个电流经放大电路放大后，送到扬声器，扬声器把音频电流还原成声音。

在录音机里，录、放两种功能是合用一个磁头完成的，录音时磁头与话筒相连；放音时磁头与扬声器相连。

各代录音机简介

1888年美国的O.史密斯发表了利用剩磁录音的论文，奠定了录音机的理论基础。1898年，丹麦V.波尔森发明了钢丝录音机。1907年波尔森又发明了钢丝录音机的直流偏磁法，使录音机进入实用阶段。1927年，美国W.L.卡森和G.W.科彭特发明了钢丝录音机交流偏磁法（现在使用的交流偏磁法为后人所研制）。1930年出现钢丝录音机商品，不久又出现钢带录音机商品。1935年，德国通用电气公司制成磁带录音机。1951年和1953年，中国上海钟声电工社先后制成了中国第一台钢丝录音机和磁带录音机。

磁带录音机的种类很多。按使用磁带形式分为盘式录音机、盒式录音机、卡式录音机；按体积分为落地式录音机、台式录音机、录音座、便携式录音机、袖珍式录音机；按功能分为立体声录音机、单放机、跟读机、多用机等。

历史

早先的录音机叫留声机，诞生于1877年，是誉满全球的发明大王--爱迪生制造的。爱迪生利用电话传话器里的膜板随着说话声会引起震动的现象，拿短针作了试验，从中得到很大的启发。说话的快慢高低能使短针产生相应的不同颤动。那么，反过来，这种颤动也一定能发出原先的说话声音。于是，他开始研声音重发的问题。1877年8月15日，爱迪生让助手克瑞西按图样制出一台由大圆筒、曲柄、受话机和膜板组成的怪机器。爱迪生指着这台怪机器对助手说：“这是一台会说话的机器”，他取出一张 录音机锡箔，卷在刻有螺旋槽纹的金属圆筒上，让针的一头轻擦着锡箔转动，另一头和受话机连接。爱迪生摇动曲柄，对着受话机唱起了“玛丽有只小羊羔，雪球儿似一身毛……”。唱完后，把针又放回原处，轻悠悠地再摇动曲柄。接着，机器不紧不慢、一圈又一圈地转动着，唱起了“玛丽有只小羊羔……”，与刚才爱迪生唱的一模一样。在旁的助手们，碰到一架会说话的机器，竟然惊讶得说不出话来。

“会说话的机器”诞生的消息，轰动了全世界。1877年12月，爱迪生公开表演了留声机，外界舆论马上把他誉为"科学界之拿破仑"，是19世纪最引人振奋的三大发明之一。即将开幕的巴黎世界博览会立即把它作为时新展品展出。就连当时美国总统海斯也在留声机旁转了2个多小时。10年后，爱迪生又把留声机上的大圆筒和小曲柄改进成类似时钟发条的装置，由马达带动一个薄薄的蜡制大圆盘转动的式样，留声机才广为普及。虽然爱迪生发明了留声机，实现了录音。但是那时的录音机主要用机械原理实现声音的再现。它录制的声音音量低，以至录音时要对着喇叭大声地喊话。为了改进这种录音方式，丹麦科学家包尔森利用电话传声的原理，开始尝试用磁性储存声音。包尔森用钢丝做实验，在磁力的作用下钢丝会变成磁铁，磁力消失后，在磁场中的钢丝仍然会保有磁性，这种保留下来的磁性，叫做剩磁。包尔森把一条长钢丝缠绕到一个卷轴上，钢丝通过一个电磁铁与另一个卷轴相连，录音话筒与电磁铁的线圈相连。这样，通电的电磁铁就把电话筒里的电磁信号变成磁场，在磁场中的钢丝受到磁化，产生随声音大小而强弱不同的剩磁，声音就被记录在钢丝上了。由于这种磁性录音要用质量很高的钢丝和钢带，而且笨重不便，影响了这种录音方式的普及。

在录音机广泛普及的过程中起关键作用的是美国的无线电爱好者马文·卡姆拉斯。他在研究录音信号受损的问题时产生了这样一个念头：钢丝表层的磁性总是一样的，如果能在钢丝的表层均匀地录下声音，不就可以得到均匀的声音信号了吗？当时的录音机原理是用一根金属指针作记录针去接触钢丝表面，这样，只有在两者接触处的钢丝才被磁化，因此产生了录音不均衡的现象。卡姆拉斯想用一个磁头去改良它，即用一个完整的磁性圈作为磁头，把钢丝穿过磁性圈并使两者之间保持向等距离，然后利用钢丝周围的空气间隔进行录音。与前者相比，卡姆拉斯的改进在于在录音过程中利用空气间隙代替金属指针，避免了磁信号的破坏。

录音机的真正流行和实际应用还是在发明磁带以后。1935年德国科学家老耶玛发明了代替钢丝的磁带。这种磁带是以纸带和塑料袋作为带基。带基上涂了一种叫四氧化三铁的铁性粉末，并用化学胶体粘在一起。这种磁带不但重量非常轻，而且有韧性，便于剪切。随后，福劳耶玛又将铁粉涂在纸袋上代替钢丝和钢带，并于1936年获得成功。纸带价格便宜，携带方便，被人们认同和接受。

发明家卡姆拉斯也不甘落后。第二次世界大战接近尾声时，卡姆拉斯发现了一种磁性颗粒，这种颗粒就是氧化铁粉。他把这种粉末混入亮漆或凡立水中，再涂在纸带和纸盘上。当涂料未干时，就将它放入磁场，在磁场的作用下，所有的颗粒就会按一定的方向排列起来。这就是现代磁带的雏形。

录音机问世

话说当年丹麦有位年轻电机工程师Valdemar Poulsen，他利用磁性变化的原理，以钢琴线制造了一部「录话机」，1898年获得专利，这就是1930年代钢线录音机的前身。1900年巴黎的世界博览会中，Poulsen展出了他的录话机，虽然早十年前就已经有著名歌唱家的录音圆筒出售，科学家仍对录话机大感兴趣，Franz Josef皇帝还留下一段谈话，成为现存最早的磁性录音数据。

圆盘留声机发明人Emile Berliner同一年到美国设厂生产机器，Poulsen也想跟进，但资金不足，最后工厂落入商人Charles Rood手中。有生意头脑的Rood以录话机录制美国总统的谈话，又协助纽约警方侦破黑社会谋杀案，使得录话机声名大躁。德国海军透过丹麦买了几部录话机用在船舰上，一次世界大战期间他们就用来记录摩斯密码，导致美国运兵船被德国击沈，战后Rood被以叛国罪起诉，但到他九十几岁去世前仍在缠讼中，这是录音机史上的一段「间谍外传」。

德国人尝到甜头后，开始对磁性录音展开研究，1927年Fritz Pfleumer成功的以粉状磁性物质涂布在纸带或胶带上进行录音，希望能取代当时的钢线录音机。当时英国BBC广播公司使用由录话机改良的巨型Blattnerphone钢带录音机。这种录音机可切断钢带重新焊接来进行剪辑，但焊接点总会有轰然巨响，操作时又怕焊点断裂而钢片横飞，所以德国人发展的磁带安全又理想。

1932年著名的BASF成功开发出可大量生产的录音带，他们与德国最大的电机制造商AEG合作，希望在1934年的柏林无线电展览中推出「Magnetophon」磁音机，BASF并先行制造了五万公尺的录音带，在塑料材料还未普遍运用前，这是个很惊人的成就。

磁性录音

1936年英国指挥家毕勤爵士率领伦敦爱乐访问德国，应BASF邀请，11月19日在该公司Ludwigshafen的大礼堂中进行了一场演奏，曲目包括莫扎特《第39号交响曲》等，这是音乐史上第一次大型的磁性录音；在大西洋彼岸，指挥家史托考夫斯基1931年的立体声实验录音，以及同年RCA示范的33又1/3转长时间录音，都还是直接将声音刻在蜡盘上。美国人也进行磁性录音研究，像是Marvin Camras把交流偏压技术引进钢丝录音机，使其频宽与杂音都达到可收录音乐的水平。另一家Brush公司也发展出录音带，他们委请3M制造一种有光滑表面，厚度为千分之三寸的薄胶带，柔软防潮，在上面可涂布磁性铁粉。这些规格后来持续用了三十年，不过Brush所设计的录音机Soundmirror却没有形成气候。

二次大战期间，德国广播电台已经开始大量运用磁带录音机，播出重要军事将领的录音，美国人常搞不清楚为什么希特勒可以同时出现在好几个地方？直二次大战后，终于诞生了第一台可供录音室用的美国磁带录音机。不过在推销时却遭遇了一些困难，Mullin想到何不请天王巨星平克劳斯贝所主持的广播节目试用？1947年夏天，Ampex提供的录音机派上用场，平克劳斯贝对于剪接方便的磁带录音机非常满意，于是预定秋天起都改用磁带录音机。不过工程人员心里怕怕的，把磁带的内容又在唱片上刻了一次，再以唱片播出，如此持续了半年多，没想到这居然是后来音乐唱片制作的标准模式。

匣式录音带的出现

Ampex的录音机是使用录音带的全部宽度，单方向录一次，每次录完后就要回卷，这样的方式称为全轨式（Full Track）。不久就出现了每次只用磁带一半宽度的半轨式录音机，录完后相反的方向可再录一次，时间也增加了一倍。嘿！对了，既然可以用两轨，就可以录两种不同的讯号，1949年美国的 录音机Magnecord公司就开发出一种双轨式的立体声录音机，比第一张商用的立体声唱片足足早了近十年。有了立体声录音机之后，1952年纽约的WQXR电台开始立体声的FM广播，1954年Audiosphere也发行了第一卷商业性的立体声录音带，音响世界正式进入立体声时代，并间接推动了立体声唱片的发展。Ampex则在磁带录音的基础上，1953年成功开发出彩色录像机，此后廿年间独霸市场。从这时开始，磁带录音机进入战国时代，也进入一般美国家庭中。盘式录音机效果虽好，要让一个老爷爷把磁带东绕西拐的穿过许多滚轮，正确安装完毕，只怕不太容易，后来克里夫兰一位发明家George Eash就把一个五寸的盘带装到塑料盒中，再加上一些压轮与导杆，使它很容易就能使用，即使在颠簸的汽车中也能不受影响，Eash这项发明就是我们所说的「匣式录音带」。Eash最初遭遇的困难是时间太短，只有三十分钟，后来经过不断改良，才能录下一个小时的音乐。1963年Earl Muntz进一步改良Eash的设计，大量用于汽车、轮船之上。此外，Muntz在匣式录音机中使用了四声轨的录音头，原本是要延长播放时间，后来却意外的成为四声道音响的优良储存设备，一直到七年代末期，称为Fidelipac的匣式放音机还有许多拥护者，形成一种特殊的音乐文化。

80年代的录音机

另外RCA在1958年推出一种复杂的「革命性」盒带，大小像袖珍本书籍一样，可以多个迭放起来，如自动换片机一样的自动换带。不过后来发现这些盒带常常不争气的卡在一起，而价格又比盘式带高出许多，可想而知，RCA铁定赔了一笔钱。1961年CBS则推出一种自动换带的装置，录音带尾端固定于卷盘，头端在播放时卷入机内，唱完后自动卷回盒内，体积非常小。但是这种设计的录音质量很差，三两下就消失不见了。制造喷射机的Bill Lear也看好录音机市场，他与福特汽车合作，直接把改良型八音路匣式录音机装到汽车上强迫中奖。有RCA提供音乐软件，有摩托罗拉负责制造，有福特汽车作为营销通路，航空大亨最后仍然没有结果。七年代SONY为了高音质的目的，推出体积约为卡带一倍大的超卡带录音机，其录音质量直追高级盘式机，因为其它厂商的抵制，加上买不到软件与空白带，超卡带又成为录音机史上的昙花一现。真正成功的产品是Philips北美分公司Norelco在1964年所推出的「携带录音机」，也就是现在所说的卡式录音机。当时盘式录音机的发展已臻成熟，销售量达到空前高峰，价格合理的电池式手提盘式机也问世了，照理说Philips没什么机会。1965年Ray Dolby博士发明了杂音抑制系统，却替卡式带开创了一条生路。1966年Norelco推出了家庭用的卡式录音座，Ampex随即推出商业用卡式音乐带，而日本的SONY、kenwood等厂商快速加入，使得卡式录音机成长快速，变成挡都挡不住的趋势。

卡式录音机的发展方向

卡式录音机往后发展就围绕在磁头的精密度与材质变化、录音带磁化物的改善，以及杂音抑制技术等方向打转了。例如日本Akai所发展的玻璃磁头，以耐磨好声著称；Nakamichi开发的精密磁头，第一次达到普通带也有20Hz-20KHz的频宽。录音带也以二氧化铬取代了常用的氧化铁，甚至有用钴、镍等作为感磁物的录音带。杂音抑制系统则从Dolby B、C进步到Pro HX，动态

与频宽都很令人满意，欣赏最高级的卡式录音带，几乎有LP唱片的感受，这是数字录音机所欠缺的。

数字录音机以DAT打头阵，它的工作原理与录像机差不多，都是以高速旋转的磁头在磁带上记录讯号，它可以说是录音机发展八十多年来最大的突破。无奈DAT效果太好了，即使加上防拷贝装置，所有的软件厂商仍然害怕它会造成盗版音乐泛滥，因此极力抵制，最后使DAT只能留在录音室里为少数人服务。