录音机的工作原理



你知道它们是如何工作的吗? 尼科·德·帕斯夸莱摄影/盖蒂图片社
磁记录 是电子时代的骨干技术。它是永久存储信息的基本方法。
在音频领域,磁带(以紧凑型盒式磁带的形式)是一种流行的音乐分发方式。人们要么购买预先录制的磁带,要么制作自己的磁带 光盘.
在视频领域,录像带广泛用于广播行业和家庭,以存储材料以供以后观看。 录像机.
在计算机领域,磁记录用于 软盘, 硬盘 和磁带作为数据存储的主要方法。
在本文中,我们将研究磁记录。我们将专注于盒式磁带和录音机,但同样的技术适用于任何形式的磁性录音。您将了解到,磁记录之所以如此受欢迎,是因为它是一种简单且廉价的技术,具有良好的中期(10 到 20 年)存储特性。
磁带

任何音频磁记录系统都有两部分:录音机本身(也充当播放设备)和用作存储介质的磁带。
磁带本身实际上非常简单。它由薄塑料基材组成,粘合到该基材上的涂层 氧化铁 粉。氧化物通常与粘合剂混合以将其附着在塑料上,并且还包括某种干润滑剂以避免磨损记录仪。
氧化铁(FeO)是我们常见的红锈。氧化铁(Fe2O3) 是铁的另一种氧化物。磁赤铁矿或γ氧化铁是该物质的通用名称。
这种氧化物是一种 强磁性 材料,这意味着如果你把它暴露在磁场中,它会被磁场永久磁化。这种能力为磁带提供了两个最吸引人的功能:
您可以立即录制任何您想要的内容,磁带会记住您录制的内容以便随时播放。
您可以随时擦除磁带并在其上录制其他内容。
这两个功能使磁带和磁盘如此受欢迎 - 它们是即时的,并且易于更换。
多年来,录音带经历了几次格式更改。
最初的格式根本不是胶带,而是一根细钢丝。这 有线记录仪 由Valdemar Poulsen于1900年发明。
德国工程师在 1930 年代完善了第一台使用氧化带的录音机。磁带最初出现在 卷对卷 格式。看 本页 用于早期卷对卷记录器的图片。
卷对卷磁带很常见,直到 紧凑型暗盒 或者“盒式磁带”占据了市场。盒式磁带于 1964 年获得专利,最终击败了 8 轨磁带和卷对卷,成为音频行业中占主导地位的磁带格式。
如果您查看紧凑型盒式磁带的内部,您会发现它是一个相当简单的设备。有两个线轴和长胶带,两个滚轮和塑料外壳的两半,带有各种孔和切口,用于将盒式磁带钩入驱动器。还有一个小毛毡垫,用作磁带播放器中录音/回放头的逆止器。在 90 分钟的磁带中,磁带是 443英尺 (135米)长。
录音机

最简单的录音机确实非常简单,从随身听到高端发烧友电脑座,一切都体现了这种基本的简单性。
基本思想涉及电磁铁,该电磁铁将磁通量施加到胶带上的氧化物上。氧化物永久地“记住”它看到的通量。录音机的记录头是一个非常小的圆形电磁铁,里面有一个小间隙,像这样:

这个电磁铁很小 - 也许是一个扁平的豌豆的大小。电磁铁由用电线缠绕的铁芯组成,如图所示。在录制过程中,音频信号通过线圈发送以创建一个 磁场 在核心。在间隙处,磁通量形成 条纹 以弥合间隙(以红色显示),并且该通量使胶带上的氧化物磁化。在播放过程中,磁带的运动会在间隙上拉动变化的磁场。这会在磁芯中产生不同的磁场,从而在线圈中产生信号。该信号被放大以驱动 扬声器.
在普通的盒式磁带播放器中,实际上有两个这样的小电磁铁,它们加起来大约是磁带宽度的一半。两个头记录立体声节目的两个通道,如下所示:

当您翻转胶带时,将胶带的另一半与两个电磁铁对齐。
当你查看录音机内部时,你通常会看到这样的东西:

这张图片的顶部是两个链轮,它们与盒内的线轴啮合。这些链轮在录制、播放、快进和后退期间旋转其中一个线轴以占用磁带。两个链轮下方是两个头部。左边的磁头是一个批量擦除头,用于在录制前将磁带上的信号擦拭干净。中间的磁头是包含两个微小电磁铁的录音和播放磁头。右边是 绞盘 和 夹辊,如下所示:

绞盘以非常精确的速度旋转,以恰到好处的速度将胶带拉过头部。标准速度为 每秒 1.875 英寸 (每秒 4.76 厘米)。这 辊
只需施加压力,使胶带紧贴在绞盘上。
磁带类型和偏差

大多数高端磁带卡座都有如下控件,适用于不同的磁带配方和 偏见.
大多数更高质量的胶带通过说明 类型.目前常用的磁带有四种类型:
类型 0 - 这是原始的氧化铁胶带。如今很少见到。
类型 1 - 这是标准的氧化铁胶带,也称为“正常偏置”。
类型 2 - 这是“铬”或铬2 磁带。氧化铁颗粒与二氧化铬混合。
类型 4 - 这是“金属”胶带。胶带中使用金属颗粒而不是金属氧化物颗粒。
当您从一种类型到另一种类型时,音质会得到改善,金属胶带具有最佳的音质。普通的磁带卡座不能记录到金属磁带上 - 卡座必须具有金属磁带的设置才能记录到金属磁带上。但是,任何磁带播放器都可以播放金属磁带。
磁带卡座上的控件可让您将录音偏置和信号强度与您正在使用的磁带类型相匹配,从而获得最佳声音。
偏见 是在录制过程中应用的特殊信号。第一批录音机只是将原始音频信号施加到头部的电磁铁上。这有效,但在低频声音上会产生很多失真。偏置信号是添加到音频信号中的 100 千赫兹信号。偏置将记录的信号向上移动到磁带磁化曲线的“线性部分”。这种运动意味着磁带更忠实地再现了录制在其上的声音。下一页上的几个链接将详细介绍本主题,并涵盖杜比降噪系统。
责任编辑:David
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