錄音機(jī)的工作原理



你知道它們是如何工作的嗎? 尼科·德·帕斯夸萊攝影/蓋蒂圖片社
磁記錄 是電子時(shí)代的骨干技術(shù)。它是永久存儲(chǔ)信息的基本方法。
在音頻領(lǐng)域,磁帶(以緊湊型盒式磁帶的形式)是一種流行的音樂(lè)分發(fā)方式。人們要么購(gòu)買(mǎi)預(yù)先錄制的磁帶,要么制作自己的磁帶 光盤(pán).
在視頻領(lǐng)域,錄像帶廣泛用于廣播行業(yè)和家庭,以存儲(chǔ)材料以供以后觀看。 錄像機(jī).
在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,磁記錄用于 軟盤(pán), 硬盤(pán) 和磁帶作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的主要方法。
在本文中,我們將研究磁記錄。我們將專(zhuān)注于盒式磁帶和錄音機(jī),但同樣的技術(shù)適用于任何形式的磁性錄音。您將了解到,磁記錄之所以如此受歡迎,是因?yàn)樗且环N簡(jiǎn)單且廉價(jià)的技術(shù),具有良好的中期(10 到 20 年)存儲(chǔ)特性。
磁帶

任何音頻磁記錄系統(tǒng)都有兩部分:錄音機(jī)本身(也充當(dāng)播放設(shè)備)和用作存儲(chǔ)介質(zhì)的磁帶。
磁帶本身實(shí)際上非常簡(jiǎn)單。它由薄塑料基材組成,粘合到該基材上的涂層 氧化鐵 粉。氧化物通常與粘合劑混合以將其附著在塑料上,并且還包括某種干潤(rùn)滑劑以避免磨損記錄儀。
氧化鐵(FeO)是我們常見(jiàn)的紅銹。氧化鐵(Fe2O3) 是鐵的另一種氧化物。磁赤鐵礦或γ氧化鐵是該物質(zhì)的通用名稱(chēng)。
這種氧化物是一種 強(qiáng)磁性 材料,這意味著如果你把它暴露在磁場(chǎng)中,它會(huì)被磁場(chǎng)永久磁化。這種能力為磁帶提供了兩個(gè)最吸引人的功能:
您可以立即錄制任何您想要的內(nèi)容,磁帶會(huì)記住您錄制的內(nèi)容以便隨時(shí)播放。
您可以隨時(shí)擦除磁帶并在其上錄制其他內(nèi)容。
這兩個(gè)功能使磁帶和磁盤(pán)如此受歡迎 - 它們是即時(shí)的,并且易于更換。
多年來(lái),錄音帶經(jīng)歷了幾次格式更改。
最初的格式根本不是膠帶,而是一根細(xì)鋼絲。這 有線(xiàn)記錄儀 由Valdemar Poulsen于1900年發(fā)明。
德國(guó)工程師在 1930 年代完善了第一臺(tái)使用氧化帶的錄音機(jī)。磁帶最初出現(xiàn)在 卷對(duì)卷 格式。看 本頁(yè) 用于早期卷對(duì)卷記錄器的圖片。
卷對(duì)卷磁帶很常見(jiàn),直到 緊湊型暗盒 或者“盒式磁帶”占據(jù)了市場(chǎng)。盒式磁帶于 1964 年獲得專(zhuān)利,最終擊敗了 8 軌磁帶和卷對(duì)卷,成為音頻行業(yè)中占主導(dǎo)地位的磁帶格式。
如果您查看緊湊型盒式磁帶的內(nèi)部,您會(huì)發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的設(shè)備。有兩個(gè)線(xiàn)軸和長(zhǎng)膠帶,兩個(gè)滾輪和塑料外殼的兩半,帶有各種孔和切口,用于將盒式磁帶鉤入驅(qū)動(dòng)器。還有一個(gè)小毛氈墊,用作磁帶播放器中錄音/回放頭的逆止器。在 90 分鐘的磁帶中,磁帶是 443英尺 (135米)長(zhǎng)。
錄音機(jī)

最簡(jiǎn)單的錄音機(jī)確實(shí)非常簡(jiǎn)單,從隨身聽(tīng)到高端發(fā)燒友電腦座,一切都體現(xiàn)了這種基本的簡(jiǎn)單性。
基本思想涉及電磁鐵,該電磁鐵將磁通量施加到膠帶上的氧化物上。氧化物永久地“記住”它看到的通量。錄音機(jī)的記錄頭是一個(gè)非常小的圓形電磁鐵,里面有一個(gè)小間隙,像這樣:

這個(gè)電磁鐵很小 - 也許是一個(gè)扁平的豌豆的大小。電磁鐵由用電線(xiàn)纏繞的鐵芯組成,如圖所示。在錄制過(guò)程中,音頻信號(hào)通過(guò)線(xiàn)圈發(fā)送以創(chuàng)建一個(gè) 磁場(chǎng) 在核心。在間隙處,磁通量形成 條紋 以彌合間隙(以紅色顯示),并且該通量使膠帶上的氧化物磁化。在播放過(guò)程中,磁帶的運(yùn)動(dòng)會(huì)在間隙上拉動(dòng)變化的磁場(chǎng)。這會(huì)在磁芯中產(chǎn)生不同的磁場(chǎng),從而在線(xiàn)圈中產(chǎn)生信號(hào)。該信號(hào)被放大以驅(qū)動(dòng) 揚(yáng)聲器.
在普通的盒式磁帶播放器中,實(shí)際上有兩個(gè)這樣的小電磁鐵,它們加起來(lái)大約是磁帶寬度的一半。兩個(gè)頭記錄立體聲節(jié)目的兩個(gè)通道,如下所示:

當(dāng)您翻轉(zhuǎn)膠帶時(shí),將膠帶的另一半與兩個(gè)電磁鐵對(duì)齊。
當(dāng)你查看錄音機(jī)內(nèi)部時(shí),你通常會(huì)看到這樣的東西:

這張圖片的頂部是兩個(gè)鏈輪,它們與盒內(nèi)的線(xiàn)軸嚙合。這些鏈輪在錄制、播放、快進(jìn)和后退期間旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)線(xiàn)軸以占用磁帶。兩個(gè)鏈輪下方是兩個(gè)頭部。左邊的磁頭是一個(gè)批量擦除頭,用于在錄制前將磁帶上的信號(hào)擦拭干凈。中間的磁頭是包含兩個(gè)微小電磁鐵的錄音和播放磁頭。右邊是 絞盤(pán) 和 夾輥,如下所示:

絞盤(pán)以非常精確的速度旋轉(zhuǎn),以恰到好處的速度將膠帶拉過(guò)頭部。標(biāo)準(zhǔn)速度為 每秒 1.875 英寸 (每秒 4.76 厘米)。這 輥
只需施加壓力,使膠帶緊貼在絞盤(pán)上。
磁帶類(lèi)型和偏差

大多數(shù)高端磁帶卡座都有如下控件,適用于不同的磁帶配方和 偏見(jiàn).
大多數(shù)更高質(zhì)量的膠帶通過(guò)說(shuō)明 類(lèi)型.目前常用的磁帶有四種類(lèi)型:
類(lèi)型 0 - 這是原始的氧化鐵膠帶。如今很少見(jiàn)到。
類(lèi)型 1 - 這是標(biāo)準(zhǔn)的氧化鐵膠帶,也稱(chēng)為“正常偏置”。
類(lèi)型 2 - 這是“鉻”或鉻2 磁帶。氧化鐵顆粒與二氧化鉻混合。
類(lèi)型 4 - 這是“金屬”膠帶。膠帶中使用金屬顆粒而不是金屬氧化物顆粒。
當(dāng)您從一種類(lèi)型到另一種類(lèi)型時(shí),音質(zhì)會(huì)得到改善,金屬膠帶具有最佳的音質(zhì)。普通的磁帶卡座不能記錄到金屬磁帶上 - 卡座必須具有金屬磁帶的設(shè)置才能記錄到金屬磁帶上。但是,任何磁帶播放器都可以播放金屬磁帶。
磁帶卡座上的控件可讓您將錄音偏置和信號(hào)強(qiáng)度與您正在使用的磁帶類(lèi)型相匹配,從而獲得最佳聲音。
偏見(jiàn) 是在錄制過(guò)程中應(yīng)用的特殊信號(hào)。第一批錄音機(jī)只是將原始音頻信號(hào)施加到頭部的電磁鐵上。這有效,但在低頻聲音上會(huì)產(chǎn)生很多失真。偏置信號(hào)是添加到音頻信號(hào)中的 100 千赫茲信號(hào)。偏置將記錄的信號(hào)向上移動(dòng)到磁帶磁化曲線(xiàn)的“線(xiàn)性部分”。這種運(yùn)動(dòng)意味著磁帶更忠實(shí)地再現(xiàn)了錄制在其上的聲音。下一頁(yè)上的幾個(gè)鏈接將詳細(xì)介紹本主題,并涵蓋杜比降噪系統(tǒng)。
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