[科普中国]-录音磁带

人类开始设想并研制录音磁带可追溯到1888年。当时，美国工程师奥伯林·史密斯就建议用含有钢粉的纤维丝带记录和回放声音，但因效果不佳而暂停。12年后。丹麦物理学家瓦尔德马·波尔林用钢丝进行了同样的尝试，结果仍不理想而告吹。铁粉涂覆的纸带进行了试验，但因纸带脆弱，易拉断，而用钢带又不易拼接。结果也未能获得成功。

1888年，美国科学家史密斯首先提出了磁性录音的设想和理论。10年之后，丹麦电话技师浦尔发明了人类历史上第一架录音机。1932年，德国的一家化学公司致力于磁带的改良工作。公司把四氧化三铁的黑色磁性粉末和黏合剂混合在一起，涂在纸带上，使音质有了很大的提高。第二年，他们又采用伽玛——三氧化二铁粉末进行试验。这就是今天通用磁带的雏形。

1934年，世界上第一条录音磁带宣告问世。当时首批制出了5万米磁带，其速度为每秒1米，音响频率为50一5000赫兹。

1963年。荷兰菲利浦公司研制成功了世界上第一台盒式录音机，同时生产了盒式磁带。1

录音磁带由带基和磁性层构成。带基为磁性层的载体，其质量决定了磁带的机械性能；要求它能承受较大的拉力而不伸长、变形或断裂。带基应足够柔软，其本身不带磁性且不易产生静电。目前，大部分录音磁带均采用醋酸纤维或聚酯树脂做带基。

磁性层中包括磁粉、黏合剂和助剂3种成分。磁粉是记录和存储信息的主体。它是颗粒状的硬磁材料。黏合剂的用途是与磁粉充分混合后，使其能牢固地黏着在带基上。助剂的作用是进一步提高磁带的性能。磁粉的性质决定着磁带的质量。通常所用的磁粉应当有很高的饱和磁感应强度，其矫顽力适中，磁粉颗粒均匀，性能稳定。常采用的有氧化铁(r— )、钴一氧化铁(Co—r— )、二氧化铬( )或金属铁粉等。

磁带在运行过程中，要受到各种拉力的作用，启动、停止、快进、快退等。它必须具有良好的抗拉强度、平滑柔软等机械性能。磁层应有良好的粘着度，保证磁粉不轻易从带基上脱落，否则会使记录的信息丢失，落下的磁粉黏附在磁头、传动机构上易降低录、放音质量。

磁带的性能还表现在矫顽力、剩余磁感应强度等方面。矫顽力表示了磁带保留剩磁的能力。矫顽力越大则磁带保留剩磁的能力越强，可记录的信号频率及分辨率越高。但是，当矫顽力太大时，要求消去其剩磁所需的磁场相应增大，容易造成消磁不清。因此，选用时应注意矫顽力适中。剩余磁感应强度表示磁场撤销以后剩余的磁感应强度，其数值表示了磁带保留磁能的大小及记录的灵敏度，应注意选取剩余磁感应强度大的磁带。2

磁带的电声指标主要有灵敏度、频率特性、动态范围、信噪比、串音等。

①灵敏度是磁带对磁场信号的反应能力，灵敏度高，则微小的信号也能记录。在放音时，灵敏度高的磁带通过放音磁头时所输出的信号幅度也大。灵敏度主要取决于采用的磁性材料的剩余磁感应强度。当磁带较厚时，其灵敏度较高，同一磁带的灵敏度应比较均匀，如磁粉颗粒大小不一或者磁带厚度不均匀，都会造成灵敏度不一致，从而影响录音和放音质量。

②频率特性指磁带的灵敏度随频率的不同而变化的性质，它受到磁粉材料、磁层厚度等因素的影响。专业录音要求磁带的频率响应曲线越平直越好。

③动态范围指磁带的磁饱和上限与灵敏度下限之间的范围，即磁带所能记录的信号的最大电平与最小电平之比，磁带记录的电平上限受磁带的饱和磁感应强度的限制，而最小输出电平则受到磁带噪声电平的限制。

④信噪比指磁带在放音时所输出的信号电平与磁带输出的噪声电平之比。

⑤磁带的层与层之间是互相紧紧地缠绕在一起的。彼此之间的磁场会相互影响，因而产生串音现象。串音的大小是磁带质量好坏的一个标志。

选用磁带应根据录音机及录制节目的内容来决定。由于磁带所用的磁性材料不同，因而要求有不同的偏磁电流及录音补偿。在录音机内对偏磁电流，录音补偿都作了不同的处理。有些录音机只有一种方式，有些则有几种方式供选择。因此，在选用磁带时，应注意录音机所推荐的磁带。此外，根据录制节目的内容(或要求)不同，也要求用不同性能的磁带。2

(1)录音

利用磁性材料的磁滞特性来实现对音频信号的记录，只要使涂有硬磁性材料的载体(如磁带)在通过磁头所产生的交变信号磁场中作等速运动，载体便会沿运动方向相应地磁化，声音信息也就以剩磁的方式保留在载体上。或者说，以时间分布的音频信号将转换成按空间分布的信息而被存储起来，从而完成音频信号的记录。但是，从磁滞回线中知道：铁磁物质在磁场中初始磁化时，由于磁场的大小与磁带上的剩磁通量之间因磁畴的惯性而呈现非线性关系，这就会导致在记录过程中剩磁信号产生严重的非线性失真。为了改善这种畸变带来的不良影响，在信号记录时，应给录音磁头加上一个偏磁电流，称为偏磁记录。磁头是磁带录音时电能与磁能相互转换的器件，录音磁头由铁芯、线圈绕组等部分组成，在它前部留有工作缝隙，后部也留有缝隙，缝隙中加入非导磁材料。录音磁头的工作缝隙宽度一般为1μm～10μm；后部缝隙较宽，约为300μm。后部缝隙的作用是用来防止铁芯饱和及减少调制噪声和干扰。

(2)消音

要使已录有信号的磁带重新录制信号，就要对原有的录音带进行消音。磁带的消音方法有直流消音法和交流消音法。其消音的基本原理是对磁带加一个直流或交流磁场，以便淹没或消去原有的剩磁。在录音机中利用消音磁头进行消音，其结构和录音磁头相似，但其工作缝隙较宽。为了使消音时有一定的磁饱和值，消音磁头没有后缝隙。

(3)重放

重放过程实际上是记录的逆过程，它通过磁电转换把磁带上的剩磁信息还原成电信号。实现这个转换的装置是放音磁头。磁带在放音磁头前必以与录音时相同的带速运行才能正确还音。在普及型录音机中通常利用同一磁头来完成记录与重放功能，称为录、放磁头，专业用机的录、放磁头则是分开的。放音磁头也由铁芯、线圈绕组构成。在其前部有一工作缝隙。当磁带通过此工作缝隙时，磁带上的剩磁使放音磁头的线圈上产生相应的输出电压。2

1、按外形结构划分

录音磁带按外形结构分有盘式磁带、卡式磁带和盒式磁带等3种。

盘式磁带绕在塑料或金属盘架上，用在盘式盘式磁带绕在塑料或金属盘架上，用在盘式采音机中，使用时需人工引带。盘式带性能好，一般用于专业和立体声录音等方面。

卡式磁带是头尾相接的循环磁带，仅有一个带盘，用于汽车内磁带放声或立体声放声。使用比较方便。

盒式磁带是目前应用最广泛的一种磁带。标准盒式带有C一45、C一60、C一90、C一120等，录放音时间分别为45、60、90、120分钟。此外还有新型盒带，大盒式磁带，小盒式磁带等。

2、按磁粉材料划分

(1)γ— ，磁带。在带基上涂有γ—材料，是一种普及型磁带。带盒上标有“LN“一字样表示低噪声，其高频特性不好，不宜录制频率范围较宽的节目。新近出现了一种标有“LH”符号的质量较好的“磁带，意为低噪声高输出，进一步改善了磁带的频率特性、信噪比和灵敏度。

(2) 磁带。俗称铬带。是由二氧化铬材料制成，磁性能比γ— 带好，是一种中高档磁带。缺点是硬度大，易磨损磁头。为了发挥铬带的性能，录音机上设有铬带转换开关。

(3) -γ— 磁带。称为铬铁带，是将γ—和磁粉先后涂在带基上，又称为双层带。它利用γ—磁粉中低频特性好，而磁粉高频特性好的特点，相瓦弥补不足，得到较好的特性。带盒上标有FC或FCr字样。

(4)Co-γ— 磁带。称为钴带，是在γ—磁粉中掺入钴离子或在其外层包一层钻化合物构成磁粉，’在有些性能上可超过铬带或铁铬带。高频特性好，信噪比高。

(5)金属磁带。是一种新型的磁带，采用铁钴镍金属磁粉，其输出最大，失真小，高频特性好，不易饱和。适于作高密度记录。缺点是一般录音机不能重放。带盒上标有Metal和MPT字样。

3、按特殊用途划分

(1)清洗带。用来清洗磁头的专用磁带，可用它来代替酒精清洗。常用的如C—10磁带等。

(2)试听带。磁带上录有频率成分丰富，音质好的节目。用它来检查录音机的放声质量，进行主观听音评价。一般用C—12磁带。

(3)性能测试带。用于对录音机进行各种性能测试的标准带。有磁平带、方位角带、带速抖晃测试带、频率响应带等。3

1)使用者应了解各种录音磁带的性能，这样才能根据各种具体情况发挥各种磁带的效能。

2)使用磁带过程中，应防止磁带受剧烈的冲击和振动。否则会损坏磁带的内部机构或发生错位：影响正常工作。

3)使用磁带时应根据磁带类型，．正确使用录音机中的磁带功能选择开关，使各种录音磁带工作在最佳状态。

4)磁带在走带或快进、倒带过程中，应卷绕整齐，松紧适当，以防止磁带变形t卡带、轧带等。

5)使用磁带时，要注意不要用手触摸磁带，防止弄污、划伤磁带。3

录音磁带保管得好坏对磁带的机械性能，电声性能，使用寿命有很大影响，为此保管上应注意以下几个方面。

1)磁带用后，要放入盒内，防止灰尘及其它异物掉入盒内。 ’

2)磁带存放时，要盘卷整齐、竖放，以防止磁带变形。

3)磁带应避免在高温、低温、潮湿等环境中存放。

4)录有节目的磁带存放时应远离各种磁场，以防止磁带的节目内容受影响。

5)长期保存并且内容珍贵的节目，应将其带盒侧面的防误抹片抠掉。3