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本帖最后由 jazzyoung 于 2020-12-4 13:20 编辑
转帖,以前老卡坛看到过,值得看看。
编者按:Studer和Revox厂的创办人皆为Dr. Willi Studer博士。这位崛起于二次世界大战之后的电子工程师,是二十世纪全球音响工业的风云人物。Dr. Willie Studer虽然不是录音机的发明人,亦非录音硬件工业的开山始祖,但是在二次世界大战结束之后的一甲子之后,我们盖棺论定,可以断言:如果没有Willi Studer其人和其团队卓越的贡献,我们今天不可能有这么多的音乐录音可让我们聆赏。虽然模拟录音已经逐渐被数字录音所取代,而Studer和Revox二厂的盘式录音设备亦跟着逐渐式微,但是以今视昔,Willi Studer和其团队的功迹,是永远不会被抹煞遗忘的。笔者将Revox访问记放在首篇的地位,以此对Dr. Will Studer表达致敬之意。
前言:
自从本专栏成立以来,数一数,也已经访问过许多位世界一流厂商中举足轻重的人物了,如Mark Levinson的Mr. Glazier就是一位。名闻世界、家喻户晓的瑞士录音机制造厂Revox(及Studer)公司,虽然产品在台湾随处可见,质量及性能皆为人所净净乐道,但台湾的爱用者及读者似乎至今仍无缘对该厂生产录音机的技术及历史作深入的了解。在福茂公司安排下,本刊非常幸运地访问到Studer公司的资深工程师Mr. Renand Delapraz。目前已转任销售工程师的Mr. Renand Delapraz曾经在Revox公司发展录音机的时代,在技术上扮演过重要的角色。Mr. Renand Delapraz给人的感觉是谦谦君子,不说话时,你丝毫看不出他的城府,及至访问时,方见他滔滔不绝地将录音机的技术及奥秘如数家珍的一一道出。以下就是访问的内容。
问:请您谈一谈Revox和Studer公司的历史。
答:这个公司是于一九四八年正式成立的。Studer那时在一家公司任职,这家公司专门从事高电压示波器的制造。他当时已经有在数家公司任职的经验,也从事过短波收音机等的工作。二次世界大战后的一九四七年,瑞士进口了美国制的第一批磁带录音机Sound Mirror。在这一型录音机问世以前,一般录音的方式若不是*着钢线录,就是*着蜡盘。第一批进口到瑞士的Sound Mirror是110伏特,60 Hz的机种,在公开贩卖之前,须要转换至220伏特,50 Hz的规格。于是乎,机器内的变压器及驱动轴的半径都需要改变。为此,进口这批机器的厂商就物色人员来做这些工作。他们因为知道Studer博士精于电子学,所以就请他担任改装的工作。这是Studer博士首次接触录音机,当时这型录音机虽亦曾获广播电台使用,但其设计本身却非以专业用途为前提,再加以结构不佳,因此时而故障,时而问题繁衍,Dr. Studer为此机曾费不少心血,终于有一天,他想想:「如此不停修修补补,终究不是办法,何不我自己动手,从头至尾做它一部崭新的机种?」于是他就造了一部,也因而获得了瑞士广播电台一大笔的订单。他的首部产品型号为Studer 27,(见图1)共做了三十个样品。事实上,当时制造的这批机器中,直到今日尚有还在服役的。二年之后,他想,私人用的录音机也许也有市场,于是就以Dynavox的名字,制作了许多家用的录音机出售。之后,由于在使用名称上发生了纠纷,他就把名字改成Revox。Vox在拉丁文上的意思是「声音」,Re是「重复」的意思,所以「Revox」就是「将声音重复的放出」。他所造的那一型录音机型号为T -26(见图2),此型的制造持续了几年,改成Revox G-36系统机种(见图三)。36系列是Revox公司所制造的录音机中最后一型真空管的机种。之后就是A -77、M -1、2、3、4,之后就是B -77,也就是我们今日制造的机种。同时,我们也有一些副产品,如A 700(见图4)。这是首部半专业式的磁带录音机。现在,由于家用的盘式录音机已日薄西山,Revox公司也更加强了它的专业机种C -270型。(图5)
以上是Revox的历史。Studer也如同Revox一样,不断在创新,在制造质量优利的机种──包括调谐器、混音器、卡式录音机等。综合言之,整个公司分成两部份──Studer生产专业用的机种,Revox生产家用音响的产品,我们也制造语言教室设备,营销各地。
问:如果说Revox是欧洲第一家录音机制造商,正确吗?
答:不正确。录音机是由AEG公司发明的。磁带录音机的发明与磁带(不是现在的这种磁带,而是表层涂有物质的带子)有非常密切的关系。一九三一年,一位德国化学兼音响迷Pfleumer那时为他工作的公司设计了一种涂布有物质的卷烟纸,从这儿他获得了一个灵感,于是就用纸张和氧化等物质制成了可供录音用的磁带。但那时他本人并非机械方面的工程师,所以并没有这方面作太大的发展,但他告诉了一位朋友。这位朋友当时在一家叫作IG Farben的公司,也就是BASF公司的前身工作。这家公司与柏林的AEG公司就合作制造了一部机器,叫作Magnaphone。这部机器是在一九三四年制成的,也就是磁带录音机的始祖。
一九三七年,另一位工程师发明了环形磁头。在环形磁头发明之前,磁头的位置分列在磁带的前后,环形磁头的发明解决了许多问题。但这些发明在当时还来不及传世,原因是三十年代早期世界经济的萧条,然后,在德国,政治风气倾向着发动战争。那时的德国政府为要将此一利器留作日后的情报工具,于是便将其当作机密。此间的故事极多,几个小时也讲不完。一九四二年,当修护人员在维修一部录音机的录音放大部份时,线路产生了高频振烫,于是瞬时之间声音就没有了。他们在感到奇怪之余,也对此现象加以研究,而终于发现了高频的交流?压加在讯号里录到磁带上,能大幅地加大动态范围及减少失真(注:这是录音机发展史上一个非常重要的发现)。一九四四年,当盟军侵入德国时,发现了这个玩艺,那时一位工程师John Mullin将两部这样的庞然大物寄回了老家。战后,他回到家乡,重新制作了这部机器,再加上他自己设计的真空管线路,装成了两部供会议使用的录音机,在芝加哥供人参观。那时平克劳斯贝的制作人看到这部机,就要向Mullin先生购买二十部。Mullin说:「对不起,我也祇有这么两部,而且目前还没有人制造磁带呢!」他们觉得这种机器若能大量制造便必能销售,于是找了一家战时为飞机制造马达名叫Ampex的公司,完全模仿Mullin从德国带回的这两部机器制造,使用同样的磁头,同样的速度──30 ips、15 ips等等。因此,首批Ampex制造的录音机便在一九四八年正式登场了。该公司几乎也同时制造了一批小型的录音机─Sound Mirror。这批录音机中一部份便流传至瑞士,而成为Revox录音机发展的起源。 不过,话说回来,磁带录音机的研究历史却要远早于此。对于人声录音的研究,最早当可溯源至一八九五年。是由一位丹麦工程师 Valdemar Poulsen发明的。那时没有电子电路,所以信号很弱。他使用钢线、钢碟,以非常高的速度录音。
问:那他用什么来当作电力呢?
答:用电池。他使用的麦克风在振动时能够引发电池的电力磁化钢线,而且他也已经使用了直流的偏压,效果不错。所以你要知道,他那时的录音机已经具备了录音机的一切要素了。
问:你认为Revox在磁带录音机上所作的最大的项献是什么?
答:我想Revox对磁带录音机的最大项献,不仅是在于磁头的制造,也在于磁带的传动系统。磁带录音机的质量取决于三件东西:磁头、磁带与磁头之间的接触,也就是磁带传动系统,以及电子线路。我们在磁头的制造上下了许多的功夫,拥有许多的专利。Studer从开厂至现在,都是使用自身制造的磁头及传统组件,因为我们相信如此才能从头到尾控制好质量。制造磁头是一件让人相当头大的工作。磁头的宽度与磁带行走的速度和你所要的频宽都有着非常密切的关系,如果磁带的表面滑顺,它与磁头接触就良好,磁头的性能也会提高。但这也与磁带的传动和导带系统有着密切的关系。你看看一部Studer机器,就会发现它的这一部份做得有多好。导带论、压带轮、导带柱、马达……构成完美的机械结构。
问:就我所知,磁头的材质对于录音机的性能有极为重大的影响。请问你认为最好的磁头材料是什么?
答:从磁性的观点来看,磁头的材料愈软愈好。它的残留磁性要极低,一旦通过的电流消失之后,它才能立即回复到不带磁性的状态,以免将磁带磁化。我们找到的材料,是一种叫作波莫合金(注:波莫合金──Permalloy,是一种对磁力敏感的镍铁合金)的材料。我们将这种材料制成一片一片的薄板,每一片的厚度约在1 / 100 mm左右,然后将它们堆栈起来,每两层之间再加以绝缘,以将铁芯因为感磁时造成涡流的损失减到最小(注:当磁带「划」过磁头时,磁带上分布的磁力线会沿着环形的铁芯跑,这种磁力流动的现象会在铁芯内产生一股微量的电流,称作涡流。涡流会使高音受到损失,也会使铁芯发热。有效减少涡流的方法之一是 铁耻的结构作成薄片,然后使薄片与薄片之间彼此绝缘,以减少涡流发生的可能)。我们也曾经发展过一种合金,它的感磁性能极好,硬度亦极高。一个这种材料制成的磁头经过两仟个小时的磨耗,仍然具有极好的性能。
问:就我所知,TEAC公司在制造盘式录音机之初,有人买了一部TEAC录音机,然后把磁头换成Ampex的。一个Ampex磁头比一部TEAC录音机还贵,但也极为耐用。请问将磁头制成如此高超的性能有何诀窍?答:录音座的磁头是多方面协调(Compromise)的成品。当然,录音头的寿命是很重要,而如果你要它耐用,就要将它制作得硬,但磁头的形状也决定了它磨损的速度,如果磁头的表面形状非常尖锐,磁带与磁头的接触面就小,磁头承受的压力也就更大,因此,磨损速度也就会更快。如果将磁头的形状作成圆滑的弧形,磁头与磁带的接触面积就会加大,于是手磁头的寿命也就跟着延长许多。另外,如果磁头与磁带之间有灰尘,那么问题又大了。还有,一九三○年代所发展出来的环形磁头,是一个非常重要的发明。它决定磁头再生频率的下限。如果以15 ips的速度播放带子,一秒钟20 Hz的声波在这个带子上所占的长度为何,用很简单的计算就可以得知。(注:其波长应等于15 inches ?20 = 0.75 inch)如果磁头的宽度等于0.75 inch,那么,这个波形划过磁头时,磁头的输出就会变得最小,因为磁头「读」到这个波形之时,正半波和负半波同时对磁头加以感应,结果正、负波互相抵消。这就是磁头必须要做成环形的原因,因为磁带经过磁头时,与磁头作最紧密接触的地方,仍然祇有间隙的部位而已,因此可以对这种情形有所改善。 不同速度行走的磁带需用不同的磁头来放音,磁头的间隙愈狭窄,它的频率响应也愈好;但相对的,磁头的输出也就愈小,因为磁头间隙愈小,磁力线就愈容易短路。因此,如果磁头的间隙小到1
μm(卡式录音座的磁头间隙有小到0.7 μm的)以下,就需要加上好几级的放大电路方可将损失的信号弥补过来(注:这是卡式录音座杂音特别大的主要原因)。所以,速度高达30 ips的录音座,并不需要特别小的磁头间隙(注:甚至有厂家将专业级的30 ips录音座装上一个频率上限祇到达15 KHz的放音磁头,就是要取其间隙大,因此输出损失小,讯号经过放大之后的杂音水平也跟着低的众多优点)。另外,磁头间隙的深度也与放音的性能有关。间隙愈深,磁头的寿命愈长,但磁力线就愈容易短路,所以放音的特性也就愈差。 在五十、六十年代,名厂家竞相研究各种材料。其中亚铁盐(Ferrite)铁曾经被许多的厂家使用过。它非常坚硬,但性能很差。Ferrite近似玻璃,是绝缘物体。录音头必须要接受高频率的偏压电流,而偏压电流流经录音头的线圈中,会使绿音头发热,热在Ferrite材料中不易散去,因此就愈积愈多,于是,既硬又脆的Ferrite磁头就会碎裂。而在它碎裂之前,它的感磁特性就巠随着磁头的温度上升而劣化了。破裂之后,裂痕就会扮演另一个磁头间隙的角色,一则泄漏偏压,损害到已经录好的信号;二则对磁力形成阻碍。了解了它的诸多缺点之后,卡式机的厂商还是使用它,因为它的诸多缺点之后,卡式机的厂商还是使用它,因为卡式机的要求不高;但盘式机的厂商从此不再将Ferrite这种材料用来制造录、放音头。 最好的头,截至目前为止,是「全金属头」。这种头以波莫合金作材料,所有的外壳、螺丝等均为金属。它与录音座的底盘紧密连结,因此散热极好,磁头因温度升高而卫生的不良影响降至最低。
问:这么说来,Revox还是用波莫合金作为磁头的材料?
答:是的。
问:但日本的厂商已经使用Sendust作磁头的。答:是的,Sendust是Ferrite的最佳代替品,但仅仅限于卡式座的录音头。没有任何一家专业录音座厂家使用它来作录、放音头的。
问:Revox的卡式座呢?
答:我们的卡式头亦是以Sendust为材料。Sendust有很多的优点,但还不足以在专业机上替代波莫合金头。我们了解了这一点之后,就专注在波莫合金头的改进。我们完成的改进中,最具革命性的一点是在放音磁头的间隙中放置一片极薄的不导磁金属(如钽),使得磁力线的形状尖锐化。这一层薄片的厚度,用在放音头间隙中的为1.5 μm;用在录音头上的为4~5 μm。制作整个头的过程很简单,仅需将此薄片放至磁头的两半间,将磁头合起来,再将磁头的表面磨光。用在Revox机器上的录、放音头,其精密度要求不如二十四轨的录音机那么的严谨,因为,一个二十四轨录音头,它的二十四个间隙必须毫发不差的完全连成一直线,而且这二十四个间隙的宽度必须绝对完全一致,否则高频的讯号会发生相立上的问题。为了要达到这种要求,我们将一组二十四轨磁头分成两部份制作,每部份都包含二十四个磁头的半边。我们先将这排列好的磁头施以「镜面研磨」的手续,使得被研磨的部份完全成一直线。(注:「镜面研磨」是指将一块金属的表面研磨至像镜子般的光亮,甚至可以完全取代玻璃镜子的功能。在金属的加工程序上,一块金属先经过车床或铣床的车削(此时这块金属的表面是非常粗糙的),再经过磨床的研磨,它的表面粗度可以到达10 μm以内。此时再以一些质软的研磨材料快速研磨,至终可以将此金属表面处理得如镜片般光滑。录像头的时表面光可可照人,就是镜面研磨的成果。)它的表面粗度仅为3个尘米。(注:表面粗度为一个表面上任何一点与邻近点高低的差距;尘米为10-9米。)之后,我们将这半边磁头放入一个真空罩子内,同时亦将一只石英放入此罩内。在罩内,我们将Sio加热蒸发,于是乎它的沈淀就会自然堆积到这半边的磁头磨光面,以及石英的表面。当Sio在石英的表面堆积得够多了,从这个石英外接的一个振荡频率计上,我们就会知道该石英的振烫频率改变了。振烫的频率到达了某一点,我们就知道石英(及磁头磨光面)上所沈积的Sio已经到达了我们所要的量。此时,我们就将这半边磁头从真空罩中取出,与另半边磁头合在一块儿,于是磁头的间隙就完全的一致了。用石英振荡的方法来控制厚度,我们能够控制的范围是1 Hz。(注:就控制厚度而言,这是笔者所听过最不可思议,也最准确的方法。因此,我们可以知道瑞士名闻遐迩的工业水平到底是如何不同凡响了。)
问:请问,这个方法是谁发明的?
答:是我,但请你不要用「发明」这个字。今天已经没有任何人能够再「发明」任何东西了,所有的创新都是综合所有前人意念(Ideas)的结果。我想出了这个方法,但我并未「发明」这种机器。机器是前人发明的,我祇是借用它来达到我所要的目的而已。
问:那么,你认为这是你个人在录音机史上最重要的贡献了?
答:是的。这也就是Studer的一只二十四轨录音头会贵到三仟美元的原因。
问:我在数年前听说Ampex公司在制造二十四轨录放音头的时候,真是仟中选一,而其它任其全部报废。原因也就是你所说的──要二十四轨的间隙同宽并且排成一直线,是非常难做到的。
答:我们目前已经能做到几乎无损耗的地步,它的制作过程是非常的长而复杂。
问:你们花了多少年才研究出这种制作录音头的方式?
答:我想,应该说是无时无该不在进行革新工作。我们每天有十八位工程师埋首于研究发展之中,现在我们正在研究用最新的科技来制作数字头
问:我知道Tandberg公司以前的录音头与Revox公司的不一样,但两家公司都说他们的高音最好,请问道理何在?答:你先要知道:Tandberg公司所用的Cross-field录音方式并不是什么太了不起的革新。当Tandberg发表他们的Cross-field录音机时,很多人喜欢用3.75 ips的速度来录音乐。以这种速度录音,正常的带子和录音头是无法达到很好的高频响应的。Cross-field的录音方式采用两只磁头,一只为录音头,另一只为偏压头。偏压头的隙缝位置比录音头的稍前一些,因此避免了高频率偏磁在带子通过了录音磁头之后所产生的「自身消磁」的作用。在我看来,这种录音方式虽有优点,但亦有两个基本的缺点。它的优点是可以让你使用便宜的磁头而获致良好的效果,但由于偏压头和录音头于处于磁带的两侧,使得使用的人无法在带子上施加压力,也无法在录音带作剪接的记号。所以即使Tandberg目前也不再使用Cross-field的录音方式了。另外,既然你提到了Cross-field,我就想说明一件事:录音机的技术之所以能够有今天的成就,是由数以仟计的小发明组合而成的。我们做录音机的人,必须从两个层面去考虑录音机的制作:一个层面是技术的,另一个层面是商业的。从技术层面看,有些发明的确是非常有价值的东西,而一个公司也可以声称他们是有某某最好的技术,可以造福使用他们机器的客户,就如Cross-field这种东西。但当时移势转,新的东西取代了旧的技术时,你就得将更新的东西提供给消费者,那怕它们在技术的层面上并没有旧有发明那么刺激。所以,虽然有关录音机的发明数以仟计,但真正能够有用的,还是存在于今天的这些东西。 |
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