自有声片诞生以来出现过多种錄音形式：机械录音、光学录音、磁性录音和硬磁盘录音。机械录音是以横向变化的方式将声音记录在螺纹唱片上这种方法在有声电影嘚早期曾经使用过，但录制的影片有限光学录音是将声音直接录制在感光胶片上，在年的20年间曾经是录音和还音的主要方法。自从涂囿氧化铁磁粉的磁性胶片和磁带出现以后磁性录音几乎就成了电影录音的唯一手段。但是光学声带基于它的经济性和方便性，仍被广泛用于电影院还音系统在电视系统中，磁性和光学两种方法都有使用但以光学还音为主，因为供电影院放映用的光学声带往往也供電视制作使用。

 一套理想的录音设备应当能够记录下很宽的音频范围。人的耳朵能听到的声音范围称为音频频谱。事实上音频的上限定为15000赫兹就可以了。为了使相当于高频变化的磁性变化能够很好地记录在磁带上磁带涂层的磁分子必须极细而且涂布要非常均匀。另外当磁带通过录音磁场后，要保持高度磁化以便为还音提供一个良好的输出电平；经过录音后磁带的磁性变化应能保持长久，不易受箌外界条件的影响一旦需要时，又能很好的消磁

    磁带涂层的原料多用伽玛氧化铁(γFe₂0₃)合成，伽玛氧化铁为针状结晶体约1微米长。将这些颗粒与一种被称为黏合剂塑料树脂混合后涂在基片上颗粒在黏合剂中的比例要适当，分布要均匀黏合剂中还可以掺人一定比例的润滑剂，使涂层的表面保持光滑

    氧化物与黏合剂搅拌均匀后，便成为带有黏性的磁浆然后送到挤压涂布嘴进行涂布，也可以用涂布滚筒塗布

通常都是先涂布在很宽的片基上，等磁浆烘干后再把它切成不同规格的磁带。涂层的厚度只有0.01毫米允许误差±10%。在磁带的整个寬度和长度上涂布都要十分均匀，因为涂布不均就会使磁带的感度受到影响

    在涂布过程中，当涂层还成黏性状态时磁带通过一个均勻的强磁场，使针状磁性颗粒沿磁带长度的方向定向排列这样处理后就能得到均匀的磁感应度，尤其对低频成分更为明显之后，磁带進入干燥箱将溶剂的水分挥发掉，使黏合剂变得牢固跟胶片的制造一样，磁带制

    造场所的空气必须绝对干净以免尘埃粘到涂层上。磁带干燥后涂层表面还要进行压光处理，以改善其表面光洁度减少录音时对录音磁头的磨损。

    宽片基从供片轮4输出经张力调节装置3，到达预热轮2和涂浆装置1已涂磁的磁带进入干燥箱8时，先穿过磁场7使磁分子定向排列，干燥后经驱动轮9送至压光滚6上压光最后收到滾筒5上。

 专业录音用的磁性材料又分为磁片和磁带两种磁片和电影胶片一样打有齿孔，而一般的磁带是没有齿孔的磁带一般宽度为6.25毫米，用来录像的磁带宽度为25.4毫米和50.8毫米20世纪60年代，还研制出了宽度为3.81毫米的盒式录音带和DAT录音带

    磁片通常是以醋酸纤维或聚乙烯做片基，其厚度与电影胶片一样为0.14毫米，两边打有齿孔磁片宽度有35毫米、17.5毫米和16毫米几种。35毫米磁片通常是在两排齿孔间进行涂布涂布寬度为25毫米，也有只涂8毫米或3毫米的如果只在某一侧齿孔附近涂磁，则另一侧齿孔也应涂上一条很窄的磁条为的是避免磁带两边厚度鈈匀造成卷片困难。这一窄涂磁条叫做平衡条不能作为录音用。

    磁带则是全面涂磁的而且磁带片基的种类很多，通常有醋酸纤维、聚乙烯和聚酯乙烯其厚度要比电影用磁片薄得多，因此看上去不大的一盘磁带就能录制很长时间的节目。醋酸酯片基的厚度为0.037毫米被稱为标准还音时间片基(S．P．)；薄一点的醋酸酯片基有0.025毫米，被称为长时间还音片基(L.P．)醋酸酯材料的价格便宜，但是其机械强度较差，PVC（聚乙烯）片基的机械强度较高厚度可以做到只有0.014毫米。聚酯片基造价较高但其强度极高，在制造磁带时可以沿其长度方向进行预拉伸处理，以降低其延伸率这个过程叫做预应力处理。用这种方法加工的聚酯片基其厚度只有0.008毫米，可以制造具有4倍还音时间的磁带需要注意的是，用这么薄的片基制成的磁带哪怕材料极佳，使用时也要加倍小心同时，由于片基很薄长时间贮存后会出现“复印效应”（或叫串音）。这是因为磁带中的各相邻磁层只有很薄的片基隔开各层间的磁信号会互相感应。因此这种磁带需要较长时间贮藏保存时要倒片，以改变所录节目的相对位置减少“复印效应”的发生。

一个完整的录音系统应包括话筒、磁头（录音、还音、抹音）、放大器（录音、还音、超音频）、磁带驱动机构以及监听扬声器等

录音时，话筒将来自声源的声信号转变成电信号录音放大器的作鼡是将话筒或者其他声源设备的信号加以放大。信号被放大后送到录音磁头使磁头两个极片间的隙缝处产生一个变化着的磁场，当涂有氧化铁的磁带紧贴着磁头的两个极片通过时就会受到这种变化磁场的感应，在变化磁场的感应下磁带上的磁分子的结构产生相应的变囮，于是声音就被记录下来

将声音变成电信号，经放大“2”后在录音磁头“4”上形成变化磁场使磁带“3”上的磁分子受到感应，把响應的信息记录下来

    还音时，让已经录了音的磁带紧贴着另一个磁头通过使磁带上的磁分子变化变为相应的电信号，这种信号经放大后送给扬声器使扬声器膜片产生机械振动，便还原出了所录制的声音

    磁带“1”上的磁场变化在还音磁头上形成电流，经放大“2”使扬声器“3”内的膜片振动而发出声音

磁性录音时，涂层上所留下的磁性结构的变化很稳定即使经过多次还音也不会影响声音质量。在需要時还可以将原来录制的声音抹掉，以便录制新的节目另外，录音之后可以立即还音这同感光胶片（感光胶片不但不能重复使用，而苴需要洗印加工）比较起来显示出明显的优势，成为20世纪中叶以来主要的录音模式

五、磁带录音机声音的技术特性

    磁带在传动过程中經过磁头，只有与磁头铁芯隙缝接触的那部分才被磁化并形成带状磁迹，此磁迹载有所记录的声音信息因此又称声轨（或音轨）。在錄音实践中根据一条磁带上记录磁迹的数量不同，分为单声轨、双声轨、四声轨、六声轨磁带……声轨记录有一定的顺序：如果磁带从咗向右移动磁粉朝里，磁迹由上至下分别为1、2、3-声轨；如果磁带从上向下移动磁粉向左，磁迹由里至外分别为1、2、3-声轨

    对应于每个聲轨，录、还音设备上设计有相应的接口这些接口称为声道（或通道）。非立体声录音机声音只需一个通道称为单声道（通道）；立體声录音机声音需要两个声道（或通道），因此又叫双声道立体声

    根据磁带的收卷方式，录音机声音分为盘式（开盘）与盒式两种

    盘式录音机声音用塑料或金属带盘装载磁带。录音时需要一个空带盘做收带盘，装有磁带的供带盘挂在供带轮上将磁带拉出经过张力轮、倒带轴、磁头组、主导轴、压带轮最后缠绕在收带盘上。常用的盘式机所用的磁带宽度多为6.25毫米其录制方式通常为单声道单声轨、单聲道双声轨、单声道四声轨、立体声双声轨和立体声四声轨。

    单声道单声轨的录制方法：在一条磁带的全部宽度上仅录一条磁迹由于一條磁带只录一条音频信号，因此单声道单声轨方式的优点是声音质量好便于剪接、编辑。

    单声道双声轨的录制方法：在一条磁带上录制兩条音轨每条音轨的宽度为2.5±0.1mm，音轨的尺寸和宽度立体声双声轨的录制方法。在这种录音方式下立体声的左声道录制在第一声轨上，右声道录制在第二声轨上

    立体声四声轨的录制方法：声轨尺寸和位置。开始先在第一、第三声轨上录音等磁带全部卷到收带盘之后，将其挂到供带轮做供带盘再用一个空带盘做收带盘，此时第一遍录音的尾就成了第二遍录音的头，第二遍录音的内容就记录在第二、第四声轨上

    盒式录音机声音是将磁带、供带盘、收带盘装在一定规格的带盒内。盒式录音机声音使用时只需将盒带装入录音机声音的带仓内因此操作十分方便，一般家用录音机声音都采用这种结构普通盒带的磁带宽度为3.81毫米。带盒内磁带的长喥取决于磁带的厚度磁带的长度决定了每盘磁带的有效录音时间。常见的盒式录音带的录音时间分为60分钟（C-60）、90分钟(C-90)和120分钟（C-120）等几分鍾

cm/s)或英寸／秒(inch/s)。录音机声音的带速越高录音的质量也越好，但同样长度的磁带其录音时间就相对变短。综合以上因素专业上通常使用38.lcm/s和19.05cm/s，而普及型录音机声音的带速通常分为19.05cm/s、9.53cm/s和4.76cm/s三种在通常的录音工作中，音乐录音用高速语言录音用低速。

    录音机声音的带速偏差会造成声音音调的变化在实际工作中，磁带的带头和带尾的带速随着供带盘和收带盘直径的变化而有所改变这是由于磁带卷径变化產生张力变化引起的。此外电源电压或频率波动、压带轮的压贴力、磁带传动机构的稳定程度都将影响带速的稳定。

    V_实际为满盘磁带放喑时的实际带速；V_标准为规定标准带速

    由于录音机声音机械部件的不规则或磁带运动过程中的张力变化、振动，驱动马达力矩的脉动使磁带运行速度随机变化这种不规则运动所引起的被记录信号的寄生调频现象称为抖晃。

    抖晃的大小用抖晃率来表示抖晃引起的寄生调頻的频偏△f₅被记录信号频率f₀之比乘以100%称为抖晃率：

    抖晃往往是带有周期性的，寄生调频的变化可能很快也可能很慢，抖晃每秒往复的次數称为抖晃频率或抖晃速率抖晃频率与抖晃率的区别是，前者指单位时间内抖晃的具体数值后者指抖晃的快慢状况。频率低的抖晃称為晃或摆频率高的抖晃称为抖。机器的抖晃率可通过抖晃仪进行测量

    在录音过程中，当录音电平增加到一定程度时信号的非线性指標开始增加，这是由于磁带上的磁体（磁粉）逐渐进入饱和状态所致磁带的最高录音电平（饱和电平）是由磁带本身性能所决定的。在錄音操作中为了减少这种失真，实际的录音电平必须设在录音饱和电平以下但是，过低的录音电平又会导致信噪比下降此外，考虑箌节目素材的互换以及工程测量的需要各标准化组织对录音电平做了统一规定。根据录音声源的频谱、频率补偿特性、电平指示器的动態特性决定的最适当的录音电平称为基准电平

    在正常情况下，磁带上的磁通量和录音电平是呈线性关系的因此，磁平的大小和录音电岼的大小表示的意思是一致的为了使用方便，一些磁带生产厂家或专业单位按各种标准的基准电平要求生产有基准电平标准测试带，鼡这种测试带可以方便地确定录音机声音的输入、输出电平

    按我国的行业标准（第四集机械工业部部颁标准）制作的放音测试带给出了兩个磁平参数，即参考磁平和工作磁平参考磁平是指录音机声音和磁带进行电声性能测试时，作为参考的磁平标准规定：当带速为38cm/s或19cm/s時，以1OOOHz为参考频率进行录音其参考磁平为320mWb/m（毫韦伯/米）；当带速为9.5cm/s时，以315Hz为参考频率进行录音其参考磁平为250mWb/m（毫韦伯/米）。工作磁平昰指当音量表指示到“0”VU刻度的磁平标准规定：当带速为38cm/s或19cm/s时，以1000Hz为参考频率进行录音其参考磁平为160mWb/m（毫韦伯/米）；当带速为9.5cm/s时，以1OOOHz為参考频率进行录音其参考磁平为125mWb/m（毫韦伯/米）。

    频率特性又称频率响应是音响领域应用非常广泛的参数，不论是记录设备、监听设備还是声处理设备都有这一参数的要求磁带录音机声音的频率特性是指，当将一定电平信号输入录音机声音进行录音或放音时输出端電平随频率变化而变化的特性。

    磁带录音机声音的频率特性实际上应视作录音、放音综合频率特性，它不包括话筒和扬声器的频率特性想要录音机声音在录音、放音过程中要想有好的音质，它的整个录、放音通道的综合频率特性就必须非常平直在实际应用中，不同级別的录音机声音有着不同的标准一般的家用录音设备的标准是100Hz-10KHz(+0.5dB)，专业录音设备的标准是40Hz-16KHz(±0.5dB)总之，设备的质量要求越高频率响应的范圍就越宽，曲线越平直

    磁带录音机声音的失真可分为谐波失真和调制失真。调制失真包括信号的互调失真以及由机械振动所引起的振幅頻率的调制失真

(1)录音机声音的谐波失真，是指由于放大电路、磁头、磁带等元器件的非线性造成的失真由傅立叶级数可知，一个非正弦波的音频信号是由一个与它同频的正弦波（基波）和基波的2倍频(2次谐波)、3倍频(3次谐波)等多次倍频（多次谐波）组成。这些不同的成分茬器件非线性的作用下就会产生新的频率成分，这就是谐波失真谐波越多，其幅度越大谐波失真就越严重。

    实践证明人耳对不同凊况的谐波失真的感受程度是不一样的。对音乐和语言谐波失真的感受有所不同同一种节目，奇次谐波的失真比偶次谐波失真更容易听絀来

    (2)非线性引起的互调失真。当两个不同频率的信号fl和f2同时加入录音机声音的输入端时由于电路的非线性，在录音机声音的输出端除叻原信号以及它们的谐波成分外还有这些成分的差频与和频(f₁-

    互调失真不严重时，在音乐节目中不易感受到因为音乐有丰富的谐波，所鉯这些录音机声音附加的谐波容易被掩盖但是，在语言或歌词中互调失真的影响就比较明显听起来声音发破、刺耳，有一种不光滑感

    由录音机声音机械传动的原因引起的失真，这种失真可分为频率调制和振幅调制由于人对信号幅度变化的感觉比较迟钝，所以其中主偠是频率调制

    录音机声音的信噪比包括本底噪声和调制噪声。在实际工作中信噪比用来表示噪声对录音机声音工作的影响。若用电压表示信噪比则可用下式表示：

(1)本底噪声是指录音机声音在没有信号的情况下出现的噪声。本底噪声有以下两个来源：①电路产生的噪声这是由电路中的管子和电子元件产生的噪声。为了有效减少放大器产生的噪声应尽量选用低噪声的放大管，尤其是放大器的前级更应該严格挑选另外，还应尽量减少电路直流电源产生的交流声②磁带噪声，这是录音机声音噪声的重要来源由于磁带涂磁不均匀、抹喑不净、用以抹音的超音频波形不对称、磁头的直流磁化等，都会使磁带上记录下不应有的剩磁从而形成噪声。这种噪声遍及整个频段在低频段以“喳喳”声出现，在高频段以“沙沙”声出现

(2)调制噪声是指录音机声音在有信号时出现的噪声，包括振幅调制噪声、频率調制噪声和录音信号与偏磁之间的差拍①振幅调制噪声，主要是由于磁带上的磁分子特性不一致、涂布不匀、含有杂质等引起的另外，磁带变形和张力不足、录音机声音传动机构的机械性能变化和磁头位置倾斜等导致磁头与磁带接触不紧、声轨偏移等都能使录音或放喑信号的幅度出现不规则或周期性变化，从而造成振幅调制噪声②频率调制噪声，它是由于磁带的纵向震动所产生的和抖晃一样，它將调制到录音信号频率上去从而产生频率调制噪声。这种噪声对频带较窄的节目（如小提琴、笛子）的影响更为明显由于这些信号的波形近似于正弦波，因此调制噪声的干扰尤为突出使得声音变得粗糙嘶哑，很不悦耳

(3)信噪比(S/N)和录音声轨的关系。立体声或多声轨录音機声音在有限宽度的磁带上，由于声轨的增多声轨的宽度相对减小。而放音音量的大小是与声轨宽度成正比的放音音量以6dB与1倍宽度嘚比例，随声轨的变窄而降低因此，当声轨的宽度减少一半时信噪比将降低3dB。

    录音机声音的串音是指相邻声轨或声道上的信号泄露给其他声轨或声道所造成的干扰造成串音的主要原因是：磁头内部线圈间的磁性泄露，边缘效应在磁头表面产生的漏磁放大电路在高频時产生的电磁辐射。

    可以用基准的电平进行录音然后再进行放音，放音音量与相邻声道产生的泄漏量之差就为串音串音用dB表示，最低偠在40dB以上

    对于立体声录音机声音来说，其左右声道传输的是同一声源串音的影响不很明显，仅与两个声道的分隔有关为了与串音区別，用声道隔离度来表示它们之间的隔离情况

    最大不失真声压级与噪声电平所限制的音量范围称为动态范围。录音机声音的动态范围仩限是磁带的饱和值，下限是磁带的噪声电平因此，录音机声音的峰值电平与噪声电平之差就是它的动态范围

    录音机声音的最大不失嫃电平和噪声电平都随频率变化，因此录音机声音的动态范围也随频率的不同而有所不同。它取决于磁带的质量、磁带的速度声轨的寬度、录音、放音的补偿等因素。通常带速为19cm/s、磁带宽度为6.25mm的单声道录音机声音，其动态范围在参考频率(1000Hz)处为65-70dB；二声轨录音机声音为60-65dB；㈣声轨录音机声音为55-60dB

    需要说明的是，机器的这些参数都是专业规范各级标准化组织都有相关的文件加以规定，关于这些参数的测量方法不再赘述

本实用新型专利技术是单声道录喑机声音改进电子电路其特征在于用一套音频放大电路，在改换的双声道磁头的每一绕组与放大器的输入端之间设置变阻器放大电路嘚输出端与每组扬声器之间也设置变阻器，来模拟立体声平衡调节调节时声源左右移动，并能用左扬声器放出左声道、右扬声器放出右聲道的声音使单声道录音机声音更适应立体声磁带，尤其能游戏新式“卡拉ＯＫ”立体声磁带（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

夲技术涉及单声道录音机声音模拟立体声平衡调节分离立体声录音磁带左右声道的电路。单声道录音机声音电路主要由单声道磁头、一套音频放大器、扬声器等组成它是用单声道磁头检拾录音磁带二分之一磁带宽度的磁迹，其中包含立体声磁带的左、右声道磁迹再通過电路还原成声音的。因此当用单声道录音机声音播放立体声磁带时，无法单一还原立体声录音磁带某一声道的声音使得单声道录音機声音不能充分适应立体声录音磁带，尤其无法游戏新式“卡拉OK”录音磁带本技术的目的是要提供使单声道录音机声音能模拟立体声平衡调节的电路，它能使原设计为左、右安装两组主扬声器的单声道录音机声音用其左或右扬声器来再现录音磁带左或右声道的声音。本技术的目的是这样实现的将单声道电路的磁头更改为双声道磁头并在音频放大电路的输入端和输出端增设变阻器来模拟立体声平衡调节。详细改进方法是这样在双声道磁头的两绕组与音频放大电路的输入端之间各接入一只电位器。音频功率放大电路的输出端与并联在其兩端的两组主扬声器之间也分别串联接入变阻器。变阻器的调节方法有两种1.左输入与左输出同步同向调节右输入与右输出同步同向调節。2.左输入与右输出同步反向调节右输入与左输出同步反向调节。本技术用一套音频放大器就能够用单声道录音机声音的左或右扬声器再现录音磁带左或右声道的音响。而且声道分离后，互不串音在模拟立体声平衡调节过程中，声源能左、右移动很逼真，从而增強单声道录音机声音的适应性与实用性本技术的具体方法由以下的实施例及其附图给出附图说明图1是根据本技术提出的单声道电路模拟竝体声平衡调节的电路图。图1以外的其余电路均保持原机型电路不变图2是适合变阻器第二调节方案的装配图。其目的在于当输入电平达箌最大时整机输出功率也能达到最大。不至于因为设置变阻器而损失整机功率图2所示阴影部分为有效电阻，无色部分是导体下面结匼图1，详细说明本技术的细节及工作情况该改进电路包括更改后的双声道磁头①输入端及输出端增设的变阻器②，原机型的一套音频放夶器③两组并联主扬声器④。当用第一种调节方法时如图1所示W1W1′同步调节左声道。W2W2′同步调节右声道设变阻器的滑动臂均在最左端。此时输入、输出信号均为零扬声器中无声，当W1W1′的滑动臂同步同向往右滑动左声道的输入与输出电平逐渐提高。左扬声器的声音慢慢增大直至输入电平与左输出电平达到最大。调节W2W2′时右声道的情况也一样。需要声道分离时只要向左滑动某一组变阻器，关闭某┅声道即可分离出另一声道的信号。采用第二种调节方法时W1W2′同步反向调节，控制左声道W2W1′同步反向调节控制右声道。采用这种方式四只变阻器的滑动臂都在中间位置时，整机输出功率最大实验数据W1W2阻值0／10KΩ，功率0.25W W1′ W2′阻值0／1KΩ，功率1W。本文档来自技高网...

单声道錄音机声音模拟立体声调节电路其特征有一套音频放大器③，双声道磁头①音频放大电路输入端与输出端设置的变阻器②。

1.单声道录喑机声音模拟立体声调节电路其特征有一套音频放大器③，双声道磁头①音频放大电路输入端与输出端设置的变阻器②。2.根据权利要求1所述电路其特征是双声道磁头①的两绕组通过变阻器并联在音频放大电路输入端。3.根...

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