跃进中的录音器材
在「音响史-LP唱盘」中，曾经介绍过由机械式录音进展到电气录音的的历史，所谓电气录音，只是把声音讯号经由麦克风拾取、放大后直接刻在圆盘上，与今天我们所认知的录音仍有很大差距。 最早的录音机从1877年爱迪生发明留声机，到Phonograph改良成的简易录音机Dictaphone，期间经过十几年。留声机只能播放制作好的滚筒或圆盘，录音机却可随录随放，但录音机用来录制音乐，却是二次大战以后的事了（早期音乐录音都直接刻在圆盘上）。话说有位被誉为「丹麦爱迪生」的年轻电机工程师Valdemar Poulsen，他利用磁性变化的原理（爱迪生的留声机是在蜡筒上用针刻出沟纹的机械动作），以钢琴线制造了一部「录话机」(Telegraphone)，1898年获得专利。他的录话机与碳精麦克风所串连的磁极线圈相同，把它当成记录磁头，在青铜圆筒上绕上钢丝线，磁极随着音频电流变化而在钢丝线表面完成磁性记录。放音时以磁头把钢丝线表面的磁性变化转换成电气变化，再用耳机来听。1907年与Pedelsen想出直流偏压的方式，使录音灵敏度大为增加，同时失真也减少了。<图1>于此同时，美国工程师Oberlin Smith发表了一篇磁性录音的论文，方法是将金属小粒混入棉线或丝线，使之感磁而录下声音，但他的理论到1920年才实验成功。隔着大西洋的两位工程师都不知道彼此的研究，他们在钢筒、钢盘、钢丝、钢带上做各种实验，希望能找出可录音与放音的设备。而早在1878年爱迪生就获得一项以薄钢片进行磁性与机械录音的专利，但他不知道有什么用途；另外C.S. Tainter在1885年，以及荷兰工程师Wilhelm Hedic在1887年也分别得到磁性录音的专利：1912年美国春田市一家公司甚至还制造了磁性录音机。不过他们的设计过于简单粗糙，都无法与Valdemar Poulsen真正用电与磁力变化的「录话机」相比。1900年巴黎的世界博览会中，Poulsen展出了他的录话机，当时科学家大为惊奇，一条钢线上居然可以因不同磁化而记录声音，而且能长久保持而不互相干扰。虽然早十年前就已经有著名歌唱家的录音圆筒出售，大排长龙的观众仍亟望听到自己的声音从机器播放出来，莅临参观的Franz Josef皇帝也留下一段谈话，成为现存最早的磁性录音数据。Poulsen带着他的发明到美国申请专利，获准后立刻筹设工厂，工厂在1903年成立，但直到1907年才有能力正式生产。这时Poulsen资金早已用罄，于是没有生产过一部录话机，Poulsen的工厂宣布倒闭，这段故事也是音响史上的一奇吧。录音机「间谍外传」这家工厂后来落入美国商人Charles Rood手中，1908年他生产出少数几部录话机。有生意头脑的Rood以录话机录制美国总统塔虎脱的谈话，又协助纽约警方侦破黑社会谋杀案，使得录话机声名大躁，甚至德国海军还透过丹麦买了几部录话机用在船舰上，引发一段「间谍外传」。1915年，美国东岸一位业余无线电玩家，每天深夜都会听到奇怪的无线电讯号，他用腊筒留声机录下来，却听不出什么端倪。有次发条变慢了，才发觉那是德国间谍发送的摩斯电码。曾有记者在德国潜艇中发现Poulsen的录话机，1918年美军要求Rood供应录话机，Rood以尚在实验阶段而拒绝，最后Rood无法推托，反以一些故障的录话机交货。根据日后的调查，Rood曾提供运兵船「林肯总统」号的行踪给德国，导致这条船被击沉。战后Poulsen专利期满，录话机不再生产， Rood被以叛国罪起诉，直到他九十几岁去世前仍在缠讼中。德国人尝到甜头后，开始对磁性录音展开研究。德国科学家Nasavishwily开始研究以金属氧化物粉末作为录音材料，代替Poulsen的钢琴线。Echophone公司也推出Dailygraph，一种小型的钢线录音机，不过战后经济萧条，过剩的速记员远较录音机便宜，使得磁性录音机开发趋缓。1927年Fritz Pfleumer成功的以粉状磁性物质涂布在纸带或胶带上进行录音，希望能取代当时的钢线录音机；同时美国的W.L. Carlson与G.W. Carpenter也想出以交流偏压消除录音杂音的方法。从钢带到纸带、胶带德国的Blattner教授直接改良录话机，称为Blattnerphone，并且出售给英国BBC广播公司与一家有声电影公司。Blattnerphone像两个叠在一起的古老纺车，利用6公分宽的钢带录音，工程师形容操作的状况：「一架机器、一个人，而两者都靠不住」。这种录音机可切断钢带重新焊接来进行剪辑，但焊接点总会有轰然巨响，操作时又怕焊点断裂而钢片横飞，其实相当可怕。同时期德国的C. Lorenz买下Dailygraph所有权，经改良后称为Textophone，1934年再度改良成为Stahltonmaschine，这种钢线录音机由德国广播电台用在商业上。在钢带、钢线与塑料磁带的过渡期间，有纸质的录音带问世。1932年著名的BASF成功开发出可大量生产的录音纸带，他们与德国最大的电机制造商AEG合作，希望在1934年的柏林无线电展览中推出「Magnetophon」磁音机，BASF并先行制造了五万公尺的录音带。不过初期产品效果并不理想，BASF没有参展，西方国家居然也不知道这项消息。纸质录音带虽然效果不尽理想，但价格只有钢带的1/7，因此呼声很高。1936年日本东北大学也开始研究这种磁带的实用性，两年后永井与五十岚教授申请了交流偏压的专利，将灵敏度提高为直流偏压的四倍，失真则只有过去的数分之一。1935年德国Sira开发成功的环状磁头，则是录音史上的一大进步，Sira发明的磁头对录音、放音、消磁等有革命性的改良，即使今天的录像机磁头，都可以说是Sira的后代。<图2>1936年英国指挥家毕勤爵士率领伦敦爱乐访问德国，应BASF邀请，11月19日在该公司Ludwigshafen的大礼堂中进行了一场演奏，BASF趁机用他们的磁音机进行录音，曲目包括莫扎特第39号交响曲等，这是音乐史上第一次大型的磁性录音。在大西洋彼岸，指挥家史托科夫斯基1931年在贝尔实验室进行的立体声实验录音，以及同年RCA示范的33 1/3转长时间录音（曲目是贝多芬命运交响曲），都还是直接将声音刻在蜡盘上。美国人也进行磁性录音研究，像是Marvin Camras把交流偏压技术引进钢丝录音机，使其频宽与杂音都达到可收录音乐的水准。另一家Brush公司也发展出录音带，他们委请3M（也就是Scotch）制造一种有光滑表面，厚度为千分之三寸的薄胶带，柔软防潮，在上面可涂布磁性铁粉。这些规格后来持续用了三十年。3M首先在1947年推出Scotch 100型纸带，次年以醋酸盐胶带取代纸带，推出Scotch 111录音带，并以此为基准在1953年制订了NAB美国国家广播协会的规格。1952年东京通信工业株式会社（SONY的前身）出售了醋酸盐为底层的胶带，这可以说是日本音响工业迈向国际化的开始。立体录音时代来临二次大战期间，德国广播电台已经开始大量运用磁带录音机，播出重要军事将领的录音，美国人常搞不清楚为什么希特勒可以同时出现在好几个地方？二次大战后两个美国大兵Jack Mullin及Herbert Orr从德国带回一台AEG的磁音机，交给Ampex公司仿制，终于诞生了第一台可供录音室用的美国磁带录音机。不过在推销时却遭遇了一些困难，Mullin想到何不请天王巨星平克劳斯贝试用？平克劳斯贝所主持的广播节目叫好叫座，但需要很复杂的声效，必须事先录音，通常都是先刻录在唱片上然后播出，成本高昂效果又不尽理想。1947年夏天，Ampex提供的录音机派上用场，平克劳斯贝对于剪接方便的磁带录音机非常满意，于是预定秋天起都改用磁带录音机。不过工程人员心里怕怕的，把磁带的内容又在唱片上刻了一次，再以唱片播出，如此持续了半年多，没想到这居然是后来音乐唱片制作的标准模式。Ampex的录音机是使用录音带的全部宽度，单方向录一次，每次录完后就要回卷，这样的方式称为全轨式（Full Track）。不久就出现了每次只用磁带一半宽度的半轨式录音机，录完后相反的方向可再录一次，时间也增加了一倍。嘿，对了，既然可以用两轨，就可以录两种不同的讯号，1949年美国的Magnecord公司就开发出一种双轨式的立体声录音机，比第一张商用的立体声唱片足足早了近十年。早在1933年美国贝尔实验室曾经研究过，把一条磁带分割成多个磁道，进行多声道的录音与放音，但在十几年后梦想才成真。有了立体声录音机之后，1952年纽约的WQXR电台开始立体声的FM广播，1954年Audiosphere也发行了第一卷商业性的立体声录音带，音响世界正式进入立体声时代，并间接推动了立体声唱片的发展。Ampex则在磁带录音的基础上，1953年成功开发出彩色录像机，此后廿年间独霸市场。不过世界第一部立式开卷磁带录音机，却由1956年日本Akai的900型拔得头筹，Akai的机械结构精密，获得「机械屋」的美誉，美国陆军也指定使用Akai录音机。<图3>成立于1944年的Ampex是由俄国工程师创设的，他把自己名字的开头加上「阁下」，就成了Ampex。Ampex的首部名机是坚如盘石的300，之后的350成为Ampex第一部改用晶体线路的录音机。另外有部便携式的PR10（后来改款成AG500），只使用一个马达，但完成度很高，使得户外录音成为可行。在盘式录音座世界中，其它名机还包括瑞士Studer的产品，1967年上市的A77，以及1973年上市的A700、1977年上市的B77，其成就都不可磨灭，专业用的A80更长时间成为录音室的最高指针之一。此外1975年以绝缘环方式工作的Technics RS-1500U，1975年推出世界首度装设dBX的Teac A-7400RX，1976年Denon推出的三马达/三磁头机种DH-710F、Akai在1977年推出的三马达/四磁头机种Pro 1000、SONY的便携式开卷录音机TC-5550与瑞士Nagra便携式开卷录音机IV-SD、美国Uher的Royal Deluxe，以及Nagra的Kudelski等，也都是盘式机辉煌时代有名的经典之作。匣式录音带的一场大战从这时开始，磁带录音机进入战国时代，也进入一般美国家庭中。盘式录音机效果虽好，要让一个老爷爷把磁带东绕西拐的穿过许多滚轮，正确安装完毕，只怕不太容易。而且盘式录音机的体积、重量、价格始终居高不下，要求改良的期待越来越强烈。克里夫兰一位发明家George Eash就把一个五寸的盘带装到塑料盒中，再加上一些压轮与导杆，使它很容易就能使用，即使在颠簸的汽车中也能不受影响，Eash这项发明就是我们所说的「匣式录音带」。Eash最初遭遇的困难是时间太短，只有三十分钟，后来经过不断改良，才能录下一个小时的音乐。另一位发明家Bernard Cousino则研发出无尾式循环录音带，盒带比East的还精巧，但时间只有四分钟。1963年Earl Muntz进一步改良Eash的设计，大量用于汽车、轮船之上。英国Viking开始制造Fidelipac放音机，美国家乐Garrard则发展出另一种盒带，希望能取代自动点唱机，事后证明不太成功，但家乐工程师认为他们至少解决了穿绕录音带的不方便。同时欧洲有一种以德律风根、歌兰帝为主导的「DC International」规格，采用磁带盘对磁带盘的直接匣式化。RCA在1958年推出一种复杂的「革命性」盒带，大小像袖珍本书籍一样，可以多个叠放起来，如自动换片机一样的自动换带。不过后来发现这些盒带常常不争气的卡在一起，而价格又比盘式带高出许多，可想而知，RCA铁定赔了一笔钱。1961年CBS则推出一种自动换带的装置，录音带尾端固定于卷盘，头端在播放时卷入机内，唱完后自动卷回盒内，体积非常小。但是这种设计的录音品质很差，三两下就消失不见了。制造喷射机的Bill Lear也看好录音机市场，他与福特汽车合作，直接把改良型八音路匣式录音机装到汽车上强迫中奖。有RCA提供音乐软件，有摩托罗拉负责制造，有福特汽车作为行销通路，航空大亨最后仍然没有结果。当初Muntz在匣式录音机中使用了四声轨的录音头，原本是要延长播放时间，后来却意外的成为四声道音响的优良储存设备，一直到七○年代末期，称为Fidelipac的匣式放音机还有许多拥护者，美国现在有本关于Fidelipac的地下刊物（订费还相当高），一年只出几期，软件与硬件在同好间彼此流通，形成一种特殊的音乐文化。四声道时代，匣式录音机成为最容易记录的媒介，因为它所有声轨都独立的，所以很容易就有雷声由前到后的移动感。台湾的「白马音响」恭逢其盛，也把匣式录音座列为标准配备，直到几年前，市售的卡拉OK机器仍可见到匣式录音座的身影，可见其独特的生命力。Philips卡式座脱颖而出真正成功的产品是Philips北美分公司Norelco在1964年所推出的「携带录音机」，也就是现在所说的卡式录音机。当时盘式录音机的发展已臻成熟，销售量达到空前高峰，价格合理的电池式手提盘式机也问世了，照理说Philips没什么机会。使用1/8寸带宽的卡式带最初并无意用来录音乐，1965年Ray Dolby博士发明了杂音抑制系统，却替卡式带开创了一条生路。1966年Norelco推出了家庭用的卡式录音座，Ampex随即推出商业用卡式音乐带，而日本的SONY、Kenwood等厂商快速加入，使得卡式录音机成长快速，变成挡都挡不住的趋势。初期卡式带由于磁带宽度小，音轨宽仅0.6mm，速度又局限为4.8cm/秒，所以音响效果比盘式录音带仍有一段差距。当时所用的磁带以氧化铁为主要材料，把它涂在18 Micron厚的胶带上。其后有些厂商发表了低杂音高输出的LH磁带，但仍无法满足音响迷要求。1971年出现了二氧化铬CrO2为磁性材料的高密度磁带，其高音频率与动态范围已经可以和速度19mm/秒的盘式带相比了。这时硬件厂商把均衡器的时间常数从120μs/秒改为70μs/秒，S/N比获得很大改善。这个时候由Ray Dolby博士在伦敦的杜比实验室开发的杜比杂音消除系统派上用厂了，它成了卡式录音座的一大革新。1967年完成的杜比杂音消除系统，专业用可在录音与放音单独控制电平的称为A型，卡式录音座则使用便宜的B型。除了杜比系统外，另外还出现dBX、High Com Adres等杂音消除系统，他们一再的将音质推向高峰。1973年出现了为改善中低音域所设计的Fe-Cr磁带；1974年推出在氧化铁中加入了钴的钴/氧化铁磁带，可改善中低音域的最大输出电平。1978年卡式座又有一次重大进展，金属带终于出现了，它的动态范围、高音表现与线性表现都非常优异，使卡式座可以正面与盘式座相抗衡。此外直接驱动、PLL石英锁固、铁汰氧磁头、多马达系统、伺服马达、遥控装置等新技术的开发，使卡式座也能在Hi-End音响中占有一地。<图4>其中最被音响迷津津乐道的录音座，应该是Nakamichi了，1973年Nakamichi推出的1000型卡座，就已经使用三磁头完全独立设计，与稍后发表的700型录音座都采用铁氧化消、录音头、结晶坡莫合金放音头。1977年这两部名机改款，放音头使用镍、铌、钽合金的SR磁头，即使磨损了都还能拥有20Hz-20KHz的响应频率。1980年两部机器再度改款成1000ZXL与700ZXL，增设了许多调整功能，不仅在当时是卡式座的「机王」，由于CD问世，他们也成了卡式录音座最后的精神标竿。Revox的B710卡座为金刚不坏之身；日本最早的卡式录音座AIWA TP-707（1964年）；使用玻璃磁头的Akai GX-R99（1983年）；SONY的专业用便携式名机TC-D10M、Teac拔得头筹的首部装置dBX录音座F550RX；以及YAMAHA装置有杜比B/C、dBX、杜比HX-Pro等多种杂音消除线路的K-1xw，挪威Tandberg的专业机种TCD340A等，也都是卡式时代令人怀念的器材。美国Mark Levinson曾委托日本厂商制造了一部卡式座，想必没多少人看过，价格也不是凡人所能想象的。日本松下电器、Teac、SONY三家公司联合发表大卡式系统（Elcassette System），以高传真音乐录放为目标。这种系统除了有各种操控外，并有像CD一样的选曲功能，能与8mm影片同步，磁带宽度与盘式录音机一样，速度为9.5cm/秒，效果非常卓越。不过一则没有软件厂商支持，二来兼容性不高，所以不到几年就被淘汰了。数字录音机进入数字时代后，模拟录音机遭到挑战，音响迷喜新厌旧故态萌发，加上CD普及率增加，而且容易复制，录音机的生存空间就更小了。1972年起，日本NHK与Denon合作，开始进行PCM数字录音，当时的数字录音机体型庞大，还需要一部电源车守候在音乐厅外头，复杂程度根本不是家庭使用者所能承受的。但在1979年，出现了可搭配录像机使用的PCM转换器，数字录音终于有机会进入家庭。事实上，早期的专业数字录音机，也都是以PCM转换器搭配改装的SONY 3/4吋录像机组合成，直到1985年左右许多欧洲唱片公司依旧采用这种设备。录像机充当录音机，占优势的地方主要有几点：一、录像机采用旋转式磁头，转速每秒钟高达数公尺，因此一条声轨就能容纳大量的讯号，而且磁头制造较容易，磁隙有0.25μm（千分之一毫米）即可。二、录像机的机械结构精密，底座为厚重的铸铝制成，马达转速精确，抖动率比任何录音机都要小。三、由于是专业用的录像机，编辑上很方便，起码比传统录音机好太多了。不但是用来录数字声音，即使用在模拟录音上，录像机也成绩菲然， VHS系统采用影像与声音分层记录方式，效果又比Bata系统好。不过搭配录像机毕竟还是麻烦，而且售价偏高，最后并未流行起来。1984年，日本成立了DAT（Digital Audio Tape Recorder）发展协会，结合当时软硬件制造商共七十几家公司，一起发展轻巧方便的家用数字录音机。刚开始成员分成两派，一派主张利用固定式磁头，后来发现当时磁头磁密度的技术不足，无法每秒录制数百万Bit的讯号，因此最后被旋转磁头派占得上风。初期决定DAT录音带作成卡带的一半大小，以14或16 Bit编码，取样频率为44.1KHz或48KHzK，一卷带子可录制一小时的音乐。DAT所用的磁带，则使用抗磁力高的金属带，真空蒸馏法涂布的磁带与较便宜的酸化铁磁带最后遭到淘汰。原先DAT预计在86年推出，但在美国市场遭到所有大唱片公司的抵制，因为DAT几乎可以毫不失真的拷贝CD，将会对唱片业者造成钜额损失。这么一来，迫使DAT发展协会重新设计一套加密系统，称为SCMS，只允许DAT拷贝一次。到了1987年，DAT终于克服版权问题，开始在日本贩售，欧洲由SONY极力推广。DAT走入专业领域SONY推出的第一部DAT编号为DTC-1000ES，同时也以SONY久富盛名的专业便携式录音机为蓝本，推出世界第一部便携式DAT-TCD-D10。之后SONY还有DCT-500、TCD-10 Pro、DTC-77、TCD-D3、DTC-2000、DTC-ZA5等多部DAT上市，直到今天，SONY仍执DAT阵营的大纛。虽然参与开发者众，但经过一番版权风波，最后投入DAT市场的厂家并不多，因为消费者接受的程度也不如预期。Technics（日本以外地区以Panasonic品牌销售）、Pioneer、Denon与Teac是其中比较引人注目的。Teac在1987年推出Esoteric R-1 DAT，90年推出对应SCMS加密系统的Esoteric R-10，1994年又有比较便宜的Esoteric R-9，此后专业机种以Tascan品牌出售，家用市场已逐渐淡出。Pioneer在97年推出第一部DAT-D-1000，速度稍晚，但进步却是最快的，1992年Pioneer的D-07成为世界第一部可记录96KHz取样频率的DAT。之后Pioneer的DAT像是D-C88、D-9601等都采用96KHz技术，1996年的D-HS5更加入Hi-Bit圆滑转换线路，使他们成为DAT领域的「先锋」。不过提到DAT的「梦幻铭器」，则非Nakamichi在1988年推出的1000/1000P莫属，一则它是机械结构与数字线路独立：二则它的高售价与高音质表现也非常人能及。固然有版权问题与售价的双重压力，但把DAT逼入专业领域的，还是1992年在拉斯维加斯音响展中，飞利浦介绍的DCC数字录音带与SONY推出的Mini Disc（MD）。经过十年的发展，Philips终于寻找到使用固定磁头用于数字录音的方式，他们根据音响心理学的原理，将数字讯号进行压缩，再录进与传统卡带一样大小的金属带中。这么做的主要目的，是让这种称为DCC的新产品，可以兼容于旧有的模拟卡带，听起来很有吸引力吧？不过自从第一号机DCC900推出后，Philips似乎就没了下文，只剩一些小厂还在生产DCC录音座，主要软件厂商没有加入，已注定了DCC的命运。另一方面，SONY的MD却迟至1995年才大量上市，MSD-JA3ES采用20位ADC，把压缩的损耗减到最低。如果只强调MD的录音效果，恐怕会重蹈DAT下场，于是SONY将MD加进迷你音响组合中，终于在日本国内造成风潮，Denon与Teac是最大的支持者。<图5>录音器材的下一步，我们期待可录式DVD可以尽快上市，并让价格平价化，最好规格还是24 Bit/96KHz......这些会是梦想吗？应该不会，日本几家DVD大厂已经跃跃欲试，准备抢夺市场先机，连苹果计算机中的Toast烧录软件都已经做好烧录DVD的对应程序，你想离目标还会远吗？回顾百年音响史，录音器材的演变大概是所有音响产品中进步最大的，您认为呢？
