模拟音频记录设备

早期，人们尝试通过机器直接记录声音的模拟信号，例如通过录音磁带和密纹唱片将声音拾取，处理后以磁记录或机械刻度的方式记录下来，此时磁带中剩磁的变化，或密纹唱片音槽内的纹路起伏变化都与声音信号的变化成正比关系。

1.机械留声机

1857年，法国发明家斯科特（Scott）发明了只能记录声音的波形而不能还原声音的声波振记器，这是最早的原始录音机，也是留声机的雏形。目前，公认的最早的可还原声音的记录设备是1877年爱迪生发明的留声机，如图3-2所示。它有一根固定在膜片上的刻针，刻针下面有一个能转动的圆筒，圆筒上铺有锡箔。对着膜片说话，膜片带动刻针上下振动，同时转动圆筒的摇把，小针就在锡箔上刻出与膜片振动相一致的深浅不同的沟纹，声音就这样被记录下来。相对地，让小针沿着刻好的沟纹滑动，带动膜片振动，膜片就发出与原来相同的声音。

图3-2 留声机构造原理图和实物图

1885年，美国发明家奇切斯特·贝尔和查尔斯·吞特利用涂蜡的镀锌圆盘来代替爱迪生留声机中的圆筒，先将音乐刻录在蜡层上，这样就可以从蜡层上大量复制唱片了。1887年，旅美德国人Emil Berliner成功地研制了这种使用圆盘刻录的唱片机，并获得了专利。于是，留声机和唱片开始大量生产并在家庭中使用。

进入20世纪，电子管的产生，使得电信号的放大成为可能。以贝尔实验室为代表的一些研究机构开始用电气马达代替手摇（图3-3），并把麦克风和功率放大器等设备应用到唱片录音上，这标志着录音开始进入电声录音时代（图3-4）。后来，随着盒式磁带的出现，留声机逐渐被淘汰。

图3-3 手摇式唱片机

图3-4 电气式唱片机

2.钢丝录音机

美国人史密斯于1888年提出用磁体记录声音的设想，丹麦电话工程师将这一设想变成现实。他发明的永磁钢丝录音机与传统的唱片机不同，与振动膜片相连的不是尖针，而是一块小磁铁。当磁铁振动时，一根钢丝在磁铁前匀速通过，钢丝上不同的位置发生不同程度的磁化，这样声音就变为强弱不同的磁信号，从而被记录下来。后来，美国科学家马文·卡姆拉斯对钢丝录音机进行了改良，采用通电的线圈代替磁铁，并让钢丝以穿过线圈的方式进行磁化，改良后的录音机性能提升了很多。图3-5所示为美国产“芝加哥—西风”牌钢丝录音机。

图3-5 钢丝录音机

3.磁带录音机

由于钢丝笨重而不易携带，并且音质不好，美国的奥奈尔将铁粉涂在纸带上代替钢丝，制造了世界上最早的磁带录音机。1928年，德国人弗勒马用塑料带代替牛皮纸带，并将氧化铁粉涂在上面，使磁带更加牢固可靠。当时的录音机主要以开盘录音机（图3-6）为主，并有不同的规格。50年代菲利浦公司在开盘式录音机的基础上发明了走带构造，才使得录音机真正普及到了家庭之中。随后出现的立体声录音机和磁带录音机（图3-7）被投入市场，使得磁带录音机风靡全球。

图3-6 开盘式录音机

图3-7 磁带式录音机

从传统模拟音频记录设备的演变来看，其记录介质经历了石蜡（锡箔）、钢丝到磁带的过程；技术手段经历了由机械记录演变到磁记录的过程；设备结构经历了从开放式的开盘结构到封闭式的磁带结构的演变过程。