发点入门知识——卡座cal漫谈

suline

卡座cal漫谈

cal，英文全称为calibration，就是校准的意思。

定义：为了适应不同的磁带特性，卡座一般通过cal功能来校准磁带在本机上的录放频响曲线，使之达到高低频曲线均衡。

先简单描述一下偏磁电流对录音信号的影响。录音磁头必须加入一定的偏磁电流才能保证在磁带上录出不失真的动听音乐。没有偏磁电流，就不能录出正常的声音。

低档收录机使用直流偏磁方式，高级一点的都使用交流偏磁方式，其频率从早期的60khz到后期的210khz，大致是越高级越后期的机子频率越高。


在正常的范围内，偏磁电流的变化，对低频信号输出影响不大，但对中高频信号影响非常大。偏磁电流变小，高频输出变大，失真也变大；偏磁电流变大，高频输出变小，但失真也会变小。
如下图，偏磁越大，高频输出和失真就越小


在录音前先录制高低频cal参考信号，同时进行播放对比，然后调节偏磁电流（bias），使磁带在高频和低频都能基本保持输出一致。这就是cal调整偏磁的基本道理。

Cal还要做一件事，就是校准磁带录音灵敏度。根据偏磁电流对低频信号影响不大的特点，所以一般用400hz信号来校准，通过调节面板rec level或者是板上的微调电阻，确保多少电平输入就有多少电平输出。

严格地说，磁带的灵敏度是会随着偏磁强度的增加而增加，直到某个点，然后下降，如下图所示


Cal的高低频参考信号由卡座的内置信号发生器产生，一般是两个正弦波信号，一个低频400hz用来校准灵敏度，一个高频10khz用来校准偏磁。早期的卡座高频用的是6.5khz或者8khz，后期的会高一些，甚至有用15khz的，比如中道龙；也有用白噪音（white noise）来调偏磁的，比如日立D9，这个就没法看电平表了，全得靠耳朵来切换对比。

讲究一点的机子有三个或者4个频点，但增加出来的大都是用来精细调节频响曲线，对应调节旋钮调的是电路的中高频增益而不是偏磁。不同机子设计思路不同，不可盲目理解。此类机子录音绝对精准。比如sony的ka系列，增加了一个3khz信号，调节旋钮称之为EQ，电平显示表对应MID。这里有个问题，就是调节EQ，会影响到高频信号增益，所以会比较麻烦一点。teac z7000有4个频点，400hz电平调节，6.3khz用于偏磁调节，12.5khz高频补偿，18k极高频补偿。

由于磁带高频饱和电平低，一类带在-10dB就开始饱和了。所以磁带录制Cal测试信号电平一般都非常低，大都低于-30dB。也有些机子比如中道龙，400hz信号输出达到了0dB标线，切换到15khz就变成了-20dB，相应地会在电平表上做10倍提升，使之显示到0dB标线。我们用频谱分析就可以发现0dB录音其实已经有比较明显的奇次谐波了，这时候较大的三次谐波能量会影响到电平表指示，所以用来校准电平就会有误差。
三次谐波的相对值直接指标就是磁带的mol（最大输出电平），定义为磁带重放信号的三次谐波失真达到3％,这时输出电平与参考电平(0dB=250nwb/m)之差即为 MOL。Akai的R99在自动cal的时候会检测mol值，并显示屏上做出标识，非常方便控制录音电平。

为了确保Cal功能准确，必须确保几点，一是必须确保放音频响是好的，否则回放高频响应不到位，就会导致偏磁调整过低或者根本不能到位，即使偏磁显示到位，但已明显偏低，录音失真会加大，尤其是针对二类四类带子，大电平失真已非常明显；二是cal信号发生器输出准确，三是显示表准确。新机出厂自然是没问题，但几十年的二手机就需要进行维护打理了。盲目相信cal是错误的。

还有一个比较好玩的就是，cal信号录制的磁迹。

我们通常看到电平表显示cal信号，总是左声道显示高频，右声道显示低频，就会以为高频信号是录制到左声道，低频录制信号是到右声道的。早期的机子确实是这样，但由于左声道的磁迹位于磁带边缘，不管是磁带受损还是走带不精确，都会让处于边缘的左声道不能实现理想的录音状态，尤其是高频特别容易受到影响。所以有些机子是左右反过来录的，然后回放显示的时候再换过来。

还有很多后期机子只在右声道录制高低频的混合信号，相当于磁带中部，这样受影响的可能性较小，然后回放，经过分频和放大电路分出高低信号再分别送到左右声道显示。

大部分早期自动cal的机子基本只做一个声道偏磁校准，左声道随动。后期的自动cal机子大都是两个声道同时录的，调节也是左右独立的。

实际打理的时候，也发现只做一个声道的高级机型，这里就不点名了。

yeyilin

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朋友写的非常准确和详细，

PS：朋友的注册时间真早~

oldwalkman

好文章

lxk81

赞赞赞赞

liebdeckwm

有涨姿势了。

rzqj9815

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学习了，知识不进积累中

ballcar

rzqj9815 发表于 2018-12-12 13:09
学习了，知识不进积累中

我想请问论坛中那么多技术文章都是些什么样的高手写的啊 ？为什么我就看不懂呢？

ballcar

卡座工程师，维修师傅？音频电路专家

碧水蓝天321

看起来挺好，就是不知道具体咋操作

老顽豆

楼主说的真好，胜过大神们，我会瞎折腾，但说不来。

逆行鲨

谢谢林兄普及卡座基础知识，甚是受用

zhaomr

真是好文章！谢谢。

不二青少年

zhaomr 发表于 2018-12-12 18:43
真是好文章！谢谢。

真理！

dou0328

不知道6磁头录像机，需不需要调整偏磁?

lyw5

好文章，受用了！