在中華路的電料行裡,有許多卡式、匣式錄放音機座(機械部份)可以買到,有的甚至是卡匣兩用,售價並不貴,放音專用大約二、三百元,可錄音的(有消音頭及附屬之按鍵設備)也不過四、五百元之譜。一般人都買回去裝到現成的收音、錄音擴大機中,做放音之用。至於錄音似乎很少有人裝置。本文想告訴您如何做一次自己裝錄音機的實驗,透過這個實驗,您也許可以裝出一部堪稱理想的錄音機出來。
錄音頭和放音頭
嚴格地說來,錄音頭和放音頭在要求上是有些不同的,錄音頭的結構如附圖一所示,前後都有缺口,前面的缺口,就是錄音帶經過的部份,其間隙比放音頭要寬,後方的缺口則為防止磁飽和之用,另外,繞線的圈數較少,不過這些特點在外觀上並不能辨別,購買時宜問清楚。
典型的放音專用頭,則如圖二所示,後方並無缺口,前方缺口間隙較小,線圈繞得多,以獲得較高的輸出電壓。雖然錄音頭和放音頭在要求上有所不同,不過在一般業餘的錄音機中,卻只用一個錄/放音兩用頭,兼任了錄音和放音的工作,這個時候錄/放音雙用頭自然得兼顧錄音放音兩種作用的要求而予折衷設計。因此當你選購一台錄音機座之機械部份時,就應特別注意,如果它是放音專用機座時,那麼所附裝的磁頭,必屬放音專用頭; 而為錄放兩用時,則為錄放兩用頭。放音專用頭雖非絕對無法錄音,只是效果沒有那麼好罷了。讀者如果只想實驗而已,那麼以放音頭將就自然無妨,如果有心做得好一些,尤其想嘗試交流偏壓錄音時,最好買一個錄放音兩用頭。
如果您所買的機座是放音專用的或者是匣式機,便不會有消音頭,也不會有裝消音頭的位置,不過這點似乎與本實驗無關,因為我們可以拿空白錄音帶來做實驗,根本用不到錄音。如果您真想裝一部可以操作的錄放音機,自然得買一部兩用機座。隨後,我們會告訴您如何消音法。
放音線路
如果本實驗是要在已經裝好了的放音機上進行,自然不必另加放音線路; 如果是新買的機座,則應先準備一塊放音線路板,以備做放音實驗之用。由於本文重點在錄音實驗,是故放音部份不擬詳談。所幸,當您選購機座時,在同一個電料行裡,必然也可以買到現成的磁頭放大器,小小的一塊線路板,上有四個晶體,供兩聲道之用,效果不是很超凡,卻甚為可用。
要特別注意的乃是由錄放音頭到線路板之間的接線,應當用雙心(即平衡式)隔離線,其隔離層在錄放音頭這邊不接,在PC板那端才接地,用雙心隔離線有兩個好處,第一是所感應到的哼聲及馬達雜音可以對消,其次是便於做錄/放音切換。
另外市售的磁頭放大器,原本供放音頭專用,如用之於錄放音頭時,增益可能不太夠,可略將回授量降低調整之。
錄音信號電平
一切準備就緒,可開始做錄音實驗了。
錄音的程序是: 把聲頻信號加到錄音頭上,使錄音頭變成一個電磁鐵,電磁鐵在去磁化通過磁隙的磁帶。究竟要加多強的信號才能使錄音頭磁化到把音錄在磁帶上呢?就一般的錄放音頭而言,所需信號電平並不高,差不多是一般前級擴大機的輸出就夠了(最大約到5~10伏),輸出阻抗在10K以下,例如ESS前級之輸出就非常適合作此錄音實驗。當然,如果你有輸出高達10V RMS的聲頻信號產生器,亦可以用來作連續音錄音之用。
信號源和錄音頭之間的連接法是串入一枚50KB的可變電阻,為了安全計,可再加串一枚10KΩ的固定電阻,如圖三:
訊源接好線,一切準備就緒,可開始第一次錄音實驗,放上錄音帶,並使之行走,加上信號,計時、音量由小開到大(50KB暫調於中點)每一分鐘變更一個電平,這樣進行大約五分鐘後,取下錄音帶,此時最好有另一放音機在旁,已變立即放音試聽,否則只好改接到磁頭放大器放音試聽。
試聽的結果,你會發現,在音量小時,完全沒有錄進去,音量逐漸加大後,即出現斷斷續續的聲音,就好像OTL擴大機偏壓太小的情況一樣,甚至更為嚴重。原來,錄音頭也和電晶體有類似的特性,亦即要加上偏壓才能有理想的工作,原因是當一磁體要被磁化時,開始時幾乎沒有反應,直到電流加到某一程度,才開始磁化,並與電流程正比,如繪成曲線,即如圖四:
由於所加信號是正負交變的,強度不夠時,便完全錄不進去,只是較強的峯值錄了出來,但中間部份還是被切掉了。所以聽來是斷斷續續的。
加上直流偏壓
為了克服這樣的缺陷,接著我們要實驗一下加上直流偏壓的錄音方法。線路的接法如圖六:
一個正或負10伏的純淨直流電壓,經50KB可變電阻在經22K保護電阻之後,加到錄音頭上。
接好,即進行第二次錄音試驗,這次錄音,稍稍麻煩一些,先把音量固定在½左右,加上信號及直流電壓,並轉動錄音帶,調整時,比照第一次的方法,調VR2由最大開始,然後¾、½、¼及0分別各錄一分鐘。
這次錄音試聽,您一定會驚奇地發現至少有一段錄得非常好,這一段,很可能就試在VR2調在½或¼的某一段。心中有了數,便可在½或¼的附近,做第三次試錄,並精確調整VR2,此時宜盡量將音量開大,已調到錄出來的電平和一般音樂帶相近而又無破裂聲為度。
頻率補償的加入
錄音線路難道就這麼簡單嗎?當然不是的。因為您必然會發現剛剛錄音的結果,高音被衰減了很多,聲音顯得非常沉悶。這是由於錄音頭內部是屬於電感性的元件,送進去的信號頻率愈高,感抗就愈大,因而電流愈小,所以高音的磁化必然較弱。所以在信號送入錄音頭之前,事先要將高音加強,加強的方法很簡單,如圖七:
亦即在衰減電阻間並連一枚小電容,數值約在500P~0.002uF之間,可逐一接入試錄,試聽直到滿意為止。並上電容之後,注意VR1之位置應略加大一些。
如果您所使用的放音發聲設備(擴大機和喇叭),不是什麼名牌上品,以上的實驗,其錄音效果必已可滿足您的要求,偶爾替外行的朋友裝一裝,也差強可以唬得過去,音位線在手提的卡式收錄音機中,有小部份也是使用簡單的直流偏壓法錄音的。
消音的方法
前面已經提過,如果使用的機座是屬於放音專用的,便無法容納消音頭的位置。只好在每次錄音之前,事先將錄音帶消磁。磁帶消磁最簡便的方法是找兩塊從喇叭上拆下來的強力磁鐵,一塊在卡式盒的這面,另一塊在另一面,N對S使其透過整捲磁帶互相吸引,一面捲動錄音帶,如此,整個磁帶上的音就會被消得一乾二淨。但此法對大部份匣式帶似乎比較困難一些,因為一般的匣式帶,似乎在背面塗有防磁層(普通磁帶,反面勉強可以錄音,匣式帶則完全不能),所以沒有夠強的磁力是無法消音的。
如果想獲得比較好的消音效果(殘餘嘶聲較小),自然宜用磁帶消音專用的強力消磁器,圖八就是堅新電子所製消磁器樣子。
如果所買機座是錄、放音兩用的,上面必已裝了消音頭。消音頭的外形和錄放音頭並無兩樣,只是其固定用的螺絲孔稍窄而已,在卡式機中,不管單聲或立體聲,消音頭都是半軌單音式的。只有盤式機左右聲道才分別消音。另外,在匣式機中,由於只能容納一個音頭,因此並無單獨的消音頭,如果要使匣式機也具有錄、放兩用的功能,就需要一種消●錄/放的複合式磁頭,此類磁頭並不容易買到,如果讀者知道何處有賣時,不妨來信本刊,讓需要的人,可以去買。
消音頭的結構和錄放音頭相仿,唯間隙更大,線圈亦少。
前面之錄音,既用直流偏壓,則消音工作順理成章地,也可以採用直流消磁法。接線如圖九:
一看就知道,實在再簡單不過了。調整時,可將已錄好的錄音帶放上,並使之放音,接著把DC10V電壓接上,然後調整25KB電位器,由大到小,聲音亦慢慢消失,一直調到完全消失為止,這就是消音電路了。
這裡你必須特別注意的乃是,當加入消音頭並以直流進行消音後,由於磁帶上存有固定方向的殘磁(而且排列並不十分規則,此為直流消音後,嘶聲很大的原因),到了錄音頭時,和錄音頭所加的直流偏壓發生重疊,如為同極性時為增強,反極性則對消。因此,消音頭和錄音頭正負接線的極性就發生了關聯,經由實驗,可以發現把消音頭極性反轉時,可能錄音會變得極為困難。
交流偏壓錄音
直流偏壓錄音有兩個極為明顯的缺陷,一是只利用了全部可以磁化範圍的一半,所以動態範圍較小,當較強的信號進去時,立刻失真; 另一為嘶聲有顯著的增加。但是雖說如此,除非是錄鋼琴、聲樂或管弦樂並放到高級卡座上試聽,否則並不致真的很差。
為了改進這個缺陷,必須改用交流偏壓法,交流偏壓錄音之原理,乃是利用一超聲頻的交流信號,把聲頻信號「撐」到磁化曲線的兩段直線部份,如圖十。
圖中所示已繪出磁滯迴線,關於這部份理論,請參考錄音機專門的書籍,在此,我們仍以實驗為主。
▓偏壓頻率的選擇:
既使用所謂「超聲頻偏壓」,則此超聲頻率究竟是多少Hz,主要決定在以下幾點顧慮:
①頻率不能太低,如果接近可聞聲頻之20KHz時,可能與聲頻信號混淆不清,發生差頻而被錄。
②即令超越最高聲頻20KHz一倍,選在40KHz附近,則最高聲頻之二次諧波失真亦易與偏壓互調而產生可聞之差頻。
③早期錄音機之偏壓頻率多用在50~60KHz左右,新型Hi-Fi錄音機多用到100KHz以上,主要是依據最高聲頻五倍以上而定。
④偏壓頻率提高後,因磁頭感抗贈大,是故要較高的偏壓電壓,才能獲得足夠的偏流。
⑤偏壓頻率一高,容易產生幅射,干擾AM接收。
偏壓振盪器
既然要做交流偏壓錄音實驗,便先要有一交流偏壓源。如果手頭上正好有最高可到100KHz左右的聲頻信號產生器,而輸出電平高達15~20V時,便可以派上用場。如果沒有,那只好臨時裝一個振盪器,此振盪器,因屬實驗用,要求並不嚴,只要注意到以下幾點即可:
①高頻信號力求正弦化之波形,失真少。
②偏壓頻率大約在40KHz~100KHz之間。
③振盪強度大約能到20Vp-p即可。
圖十一,是一簡單而可供實驗之線路:
圖中之振盪線圈繞製也許比較麻煩,且振盪頻率也無法預估,因此我們建議去買一個MPX立體聲分離器所用之38KHz變壓器(選最後一個),此變壓器通常是跨接500P電容時為38KHz,可改接250P或100P使其振盪頻率升高到50K以上,電路裝好,如有示波器最好先觀察一下振盪頻率、波形及強度等,否則只好用電表量,大約應有20伏左右之振盪輸出已足。
圖十二是可供實驗之交流偏壓加入法,偏壓信號可來自振盪器或信號產生器,經50KB之可變電阻予以調整衰減,再經100~250P電容交連到磁頭上。
此時有一個觀念先要弄通,就是聲頻信號除了送到錄音頭之外,並不會經由100~250P的電容(容量太小了)而被短路; 偏壓信號則經100~250P之後到達錄音頭,聲頻信號經路上接有10KΩ電阻是防止偏壓信號被短路的,在平常的錄音機中,此電阻應是一個由電感和電容並聯接成的陷波器,這樣可以更有效地阻止高頻信號倒流到聲頻信號源去。
錄音實驗
線路接好,而對電路之工作概況又有了認識之後,即可依據前述直流偏壓錄音試驗的方法,開始試錄及調整的工作。
交流偏壓錄音法,固然有較好的錄音效果,而在調整上卻更為麻煩,調整不好,則效果反將更糟,調整得要領為:
VR2是調偏壓的,由小調到大,以試錄結果決定之。
偏壓調好後,接著可調整高頻補償,但此時一動1000P電容可能同時會影響到偏壓,因此,如能在聲頻信號放大電路上以回授式補償即可避免產生困擾。
轉載音響技術第23期 NOV. 1977 錄音實驗/梁清一
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