5.4 模拟磁带的重制

5.4.1 概述

5. 4.1.1 模拟磁带录音技术自“二战” 后期大规模发布和普及以来, 已 渗透到录音行业的各个领域。技术进步使磁带成为专业录音室的 主要记录格式, 制造业发展使民众能够买得起盘式录音机。1963 年推出的飞利浦 (Philips) 小型盒式磁带让人们买得起录音设 备, 人们终于能够将任何他们认为重要的事记录下来。几乎每个 音频档案馆和图书馆都存有模拟磁带录音, 据 PRESTO (Wright & Williams, 2001) 估计, 全世界的藏品中有超过1 亿小时的模 拟磁带录音, 这一数字与 IASA 对濒危载体的调查完全一致 (Boston, 2003)。自20 世纪70 年代以来, 音频档案工作者推荐 以四分之一英寸的模拟盘式磁带作为首选的存档载体, 尽管它们 有固有的噪声又即将面临化学衰退, 但如今仍有些人认为它们是 稳定的载体。尽管如此, 模拟磁带行业即将消亡, 随之而来重放 设备也几乎完全停产, 因此需要立即采取措施, 将这些记录文化 历史的大量藏品转移到更可行的系统中进行管理。

5.4.1.2 磁带 1935 年首次在德国市场上销售, 但1947 年后美国市场的商 业化才真正推动了磁带的普及和最终的标准化。最早的磁带以醋 酸纤维为带基, 一直持续到引入聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯, 即PET, 商业上称为聚酯薄膜)。磁带生产商生产了以醋酸纤维 为黏合剂的醋酸纤维磁带和PET 磁带, 但醋酸纤维黏合剂在20 世纪60 年代末逐渐被聚酯聚氨酯黏合剂普遍代替。巴斯夫公司 (BASF) 在20 世纪40 年代中期至1972 年生产了PVC 磁带, 从 20 世纪50 年代后期开始其逐渐推出了自己的聚酯系列。虽然 PVC 主要是德国制造商BASF 的领地, 但3M 公司从1960 年前后 也开始生产PVC 磁带 Scotch 311。也有纸质带基的磁带, 但很少 见, 出现于20 世纪40 年代末到20 世纪50 年代初。盒式磁带一 直用聚酯制造。1939 年, 使用的磁粉为γ Fe2O3, 通常称为氧化 物, 尽管后来改进了颗粒的大小、形状和所掺杂的物质, 使噪声 有所降低, 但这种配方对于几乎所有的模拟盘式磁带和I 型盒式 磁带而言仍然未变。Ⅱ型磁带是 CrO2 或掺杂了钴的 Fe3O4, Ⅲ 型磁带(很少遇到) 为双层, 两层都包含γ Fe2O3 和CrO2, 而 Ⅳ型磁带则是金属的(纯铁)。

5.4.1.3 将磁性颗粒粘连到磁带带基上的材料称为黏合剂, 通常被认为是 磁带上最易受到化学反应破坏的部分。这在聚酯聚氨酯黏合剂的 磁带上尤为常见, 它们大多使用的是 20 世纪 70 年代的PET 带 基, 而 AGFA、BASF 和它们的后继者 Emtec 在很多录音室磁带 和广播磁带上则使用了 PVC 黏合剂, 特别是468。

5.4.2 最佳副本的选择

5. 4. 2. 1 诸如磁带之类的可记录介质, 同一代往往没有多个副本。除了盒 式磁带以外, 磁带上的音频很少被批量复制, 因此音频档案工作 者必须在不同代的版本中进行选择。一般来说, 最原始的版本是 为保存目的而选择的最佳版本。然而, 原始磁带可能已经产生某 种形式的物理退化或化学降解, 比如水解, 此时最好的办法是选 择一个在发生衰退前按正规程序制作的副本。磁带很少会显示可 见的衰退或损坏迹象, 因此在存在多个副本的情况下, 最好的方 法是从头到尾仔细卷绕, 然后试听磁带, 从而确定最佳副本。

5. 4. 2. 2 为了确保选择的是最合适或最完整的副本, 还必须做出管理层面 的决定。对于在连续制作过程(如制作音频母盘) 或电影、视 频的音频制作中产生的磁带, 这一点非常重要。

5.4.3 清洁与载体修复

5.4.3.1 磁带清洁: 有污物或被污染的磁带在卷绕之前应用软毛刷和低真 空吸尘器去除磁带上的灰尘和碎屑。变形的带盘可能会严重损坏 磁带, 特别是在快速卷绕模式下, 因此在进行任何进一步操作之 前必须先更换带盘。卷绕磁带时应小心, 以免造成损坏。如有必 要, 可将磁带卷绕到清洁面为软布或其他无绒材质的磁带清洗机 上。这对处理完水解 (见 5.4.3.3) 的磁带也有好处。有些磁带 清洗机或磁带修复机会将磁带通过一个锋利的表面或刀片, 以此 去除氧化物的表层。这种机器专为已录磁带的再次使用而设计, 不建议用于长期保存的磁带。应特别注意有脏污的盒式磁带, 因 为有些声誉好的双主导轴磁带机在重放过程中可能会损坏有脏污 的磁带。如果没有适当的磁带张力控制, 磁带在两个主导轴之间 可能会形成缓冲弯。

5.4.3.2 引带和磁带接头: 由于剪接或增加引带, 很多磁带都有接头。这 种接头很可能会断开, 因为粘连剂过干或粘连剂从黏合层中渗 出。若是前者则必须予以更换。若是接口的粘连剂渗出, 问题则 更为严重。粘连剂可能从接头扩散到相邻层上, 进而导致磁带黏 合剂溶解。它还可能导致层与层相互粘连, 并加剧速度波动。去 除旧粘连剂必须使用不损坏磁带黏合剂的溶剂。高纯度轻质燃料 是合适的溶剂, 可用棉签或无绒布蘸其涂覆。建议涂覆在磁带上 的量保持在所需的最低范围内, 不超过棉签所施加的量。与所有 溶剂一样, 应在磁带未使用部分少量涂覆作为测试。应将磁带放 置几分钟不卷绕, 确保溶剂充分蒸发。气流可加速蒸发。有时为 了播放磁带上的完整录音, 需要更换或增加引带。

5.4.3.3 水解(粘流综合征): 很多20 世纪70 年代后生产的磁带重放时 都会出现黏合剂化学性受损现象。这种现象通常称为粘流综合 征, 其中的主要反应是水解反应, 所以也常简称为“水解”。 其典型特征是磁头和固定式导带器上出现棕色或奶白色的黏性物 质, 常伴有可听到的尖声以及音质变差。

5.4.3.4 处理黏合剂降解的各种方法

5.4.3.4.1 室温、低湿: 水解是因为水的介入导致化学键断裂, 鉴于断裂后没有发生不可逆的重新结合, 那么通过去除水分的简 单操作, 水解反应应该可逆。要实现这点, 可将磁带放入相对湿 度 (RH) 接近0 的容器中, 延长放置时间, 如几周。稍微提高 温度会增加反应速度。测试表明, 这种处理虽然在某些情况下是 成功的, 但并不总能完全恢复降解的磁带 (Bradley,1995)。

5.4.3.4.2 加热重绕: 降解严重的磁带层与层之间有时可能相 互粘连, 而且卷绕若不加以控制可能会造成损坏。这种情况下, 若不是正在进行烘干, 则可以直接用干燥的暖风向磁带粘连的部 分吹风, 然后开始卷开磁带, 速度控制在每分钟 10 ~50 mm。

5.4.3.4.3 升温、低湿: 处理水解磁带常用的一个方法是在接 近 50℃的稳定温度和0 相对湿度的容器里将磁带加热 8 ~ 12 小 时。 50℃的温度可能等于或超过磁带黏合剂的玻璃转化温度, 这对磁带回到室温时的物理特性是否有长期影响尚不清楚。不 过, 它确有个积极但短暂的电声效应, 因为这个温度能将重放特 性恢复到原始状态。与新胶带交错叠放可能有助于减少因温度升 高而引起的复印磁平。为减少温度升高导致的复印效应, 应对磁 带进行多次倒带 (见5. 4.13.3)。

5.4.3.4.4 后一种处理方式成功率很高, 但不可在家用烤箱中 进行。家用烤箱控制温度的能力差, 可能会超过安全阈值。此 外, 此类烤箱的恒温控制器会在一定温度范围内来回变动, 而这 种情况可能会损坏磁带。千万不可使用微波炉, 因为它会将磁带 的一小部分加热到非常高的温度, 并可能会损坏磁带及其磁特 性。建议选用实验室烘箱, 或其他稳定的低温设备。决不可使用 更高的温度, 因为可能会导致磁带变形。

5.4.3.5 将磁带暴露在上述受控的、升高的温度下, 操作时应非常仔细, 而且只能在绝对必要的情况下进行。

5.4.3.6 虽然修复可能只是临时性的, 但应该能让磁带顺利重放以便进行 转录。有趣的是, 需要花费更长时间处理的水解磁带已变得越来 越普遍。


① 水解反应: 加入水所产生的化学分解, 或水与化合物反应后产生其他化合物的化学反应。

② 玻璃转化温度: 让粘连剂失去弹性变得坚硬、不可弯曲和“玻璃状” 的温度。

5.4.4 重放设备—专业级盘式磁带机

5.4.4.1 模拟盘式磁带是几十年来录音制作部门和档案部门的主要支柱,因此盘式磁带放音机和录音机的停产是音频档案管理部门的一个重大危机。目前只有很少的专业级新磁带机还可以从生产商
处获得, 可能只有小谷公司 (Otari) 和耐格公司 (Nagra Kudelski)。 Otari 公司还在继续生产单功能机型, 与其之前的产品相比 新产品可能被描述为第三代的中档机型; 耐格公司还提供两款 便携式外景录音用的模拟磁带机。并非所有机器都符合必要的 重放规范(见下文), 因此档案馆必须在购买之前检查其是否符 合要求。另一种选择是购买和修复二手机器, 因为高端模拟盘 式磁带机的市场相当强劲。建议只购买广泛使用的机器, 因为 可以方便获取零部件和进行维护。合适的档案级盘式磁带机的 特性如下。

5.4.4.2 盘式磁带重放速度: 标准带速为, 30 ips (76.2 cm/s), 15 ips  (38.1 cm/s), 7½ ips (19.05 cm/s), 3¾ ips (9.525 cm/s), 17/8 ips (4.76 cm/s) 和15/16 ips (2.38 cm/s)。是否需要重放 所有这些速度取决于每个馆藏的组成情况。没有哪一台机器能够
播放所有6 种走带速度, 但用两台机器兼容所有的带速标准则是 可行的。

5.4.4.3 单声道和立体声 ⅟4英寸录音设备有 3 种基本磁迹形位: 全磁迹、 ½ 磁迹和 ¼ 磁迹。根据具体的标准, 实际磁迹宽度有所不同。用 小于实际记录磁迹宽度的磁头重放的磁带会显示出低频响应上的 变化, 即边缘效应, 信噪比也无法达到最佳水平。因此, 2.775 mm 的记录宽度用 2mm 的立体声磁头重放, 会产生损失约 2 dB 的信噪比。边缘效应在 63Hz、带速 19.05cm/s (7½ ips) 时约 为+1dB (McKnight, 2001)。用大于实际记录磁迹宽度的磁头 重放的磁带会显示出稍差一些的信噪比, 而且可能从相邻磁迹中 拾取有害的咝咝声或信号。“这相当于每 1.9 mm 与2.1mm 之 比, 对于这些磁头宽度相当于 1 dB 的电平偏移; 或每 1.9mm 与 2.8mm 之比, 相当于 3.3 dB 的电平偏移。” (McKnight, 2001) 在实践中, 只要没有掺入有害的信号(注意, 之前抹去信号的 磁带上未被记录的部分可能会导致出现更高的噪声电平), 那么 对于重放中磁迹宽度的小变化, 通常是可以接受的。尽管有些机 器可能包括 ½ 磁迹和 ¼ 磁迹的重放磁头, 但可能需要不止一台机 器来处理这些标准。

 

full track head configuration

  A B
IEC1 94-1
(1985
年以前)
6.3 mm,
(0.248 in)
6.3 mm,
(0.248 in)
NAB 1965 6.3 mm,
(0.248 in)
6.05 mm
(0.238 in)
IEC 94-6
1985
6.3 mm
(0.248 in)
5.9 mm
(0.232 in)

图1 全磁迹磁头形位和尺寸


two track and half track head configurationtwo track and half track head configuration

  A 最大记录宽度 B C
Ampex 6.3 mm,
(0.248 in)
6.05 mm
(0.238 in)
1.9 mm
(0.075 in)
2.14 mm
(0.084 in)
IEC 94-6
1985 双磁迹
6.3 mm,
(0.248 in)
5.9 mm
(0.232 in)
1.95 mm
(0.077 in)
2.00 mm
(0.079 in)
IEC 家庭立体声 (1985 年之前) 6.3 mm,
(0.248 in)
6.3 mm,
(0.248 in)
2.0 mm
(0.079 in)
2.25 mm
(0.089 in)
NAB 1965 6.3 mm,
(0.248 in)
6.05 mm
(0.238 in)
2.1 mm
(0.082 in)
1.85 mm
(0.073 in)
IEC-1 时间码
DIN 单声道半磁迹
6.3 mm,
(0.248 in)
6.3 mm,
(0.248 in)
2.3 mm
(0.091 in)
1.65 mm
(0.065 in)
IEC 94-6
1985 立体声
6.3 mm,
(0.248 in)
5.9 mm
(0.232 in)
2.58 mm
(0.102 in)
0.75 mm
(0.03 in)
IEC-1 立体声 (1985 年之前)
单声道半磁迹
6.3 mm,
(0.248 in)
6.3 mm,
(0.248 in)
2.775 mm
(0.108 in)
0.75 mm
(0.03 in)
IEC ½ 英寸 12.6 mm
(0.496 in)
  5.0 mm
(0.197 in)
2.5 mm
(0.098 in)

注: 最大记录宽度指的是测量外侧磁迹的外缘之间的宽度(见5. 4. 4. 4)。

图2 双磁迹和半磁迹磁头形位和尺寸


 

quarter track head configuration

  A B C
IEC1
NAB
6.3 mm,
(0.248 in)
1 mm
(0.043 in)
0.75 mm
(0.43 in)

图 3 四分之一磁迹磁头形位和尺寸


Stereo Cassette head configuration

  A B C
IEC
Philips
3.81 mm,
(0.15 in)
0.6 mm
(0.02 in)
0.3 mm
(0.012 in)

图4 立体声盒式磁带磁头形位和尺寸


Mono Cassette head configuration

  A B
ANSI
Philips
3.81 mm,
(0.15 in)
1.5 mm
(0.06 in)

图5 单声道盒式磁带磁头形位和尺寸


 

5.4.4.4 欧洲标准和美国标准规定磁头尺寸的方法不同。最初, 欧洲生产商主要参照国际电工委员会(IEC) 对磁带的规定, 即磁带中心 和磁迹之间的距离, 而美国的标准指的是记录磁迹的一边到另一边的尺寸。磁带本身的尺寸随时间的推移也发生了变化, 最早是 ¼ 英寸, 界定为0.246 ± 0.002 英寸 (6.25 ± 0.05mm), 后来为 0.248 ± 0.002 英寸 (6.3 ± 0.05 mm)。 IEC 对全磁迹录音记录 宽度的界定为: “单条磁迹应延展至磁带的完整宽度。” (IEC 94 1968: 11) 而美国的标准界定记录磁迹的尺寸为 0.238 + (0.010-0.004) 英寸, 它略小于 0.246 英寸磁带的宽度(这是 解决磁头磨损中“凹槽” 问题的实用方法, 而且可以沿用到所有的磁迹尺寸)。 IEC 后来将其全磁迹宽度改为 5.9 mm (0.232 英寸)。图1 到图5 中标准磁迹宽度的数量表明标准化程度很低 (Eargle, 1995; Benson, 1988; IEC 94-1, 1968, 1981; IEC 94-6, 1985; NAB 1965, McKnight, 2001; Hess, 2001)。

5.4.4.5 5.4.2.2 中讨论了用不匹配的磁头宽度重放磁带的最终效果。重要的是尝试评估原始磁带记录时所用的磁头宽度, 然后在能获得的最合适的机器上重放。½ 英寸和1 英寸的双磁迹录音通常只以 ½ 磁迹形位进行录制, 而且使用专用的专业级录音设备, 目的是提供非常高质量的模拟音频。重放也需要有同样类型和标准的设备, 而且需要更加密切注意记录与重放标准的细节。

5.4.4.6 多磁迹录音的范围从家用 ¼ 英寸标准到专业级2 英寸, 必须注意确保这些磁带的重放准确无误。如果录音中记录了时间码, 那么必须加以捕获和编码, 以便用于后期的同步工作(文件格式见2.8)。

5.4.4.7 磁带机应该能重放具有以下频率响应的信号: 30Hz 至 10kHz ±1 dB 以及 10 kHz 至20kHz +1, -2 dB。

5.4.4.8 盘式磁带放音机的均衡应能进行校准, 以便重放NAB 或IEC 的均衡, 最好无须再次校准便能在两者之间切换。

5.4.4.9 未加权抖晃率在15 ips 时优于0.05%, 在7 ½ ips 时优于0.08%, 实际速度的平均变化优于0.1%。

5.4.4.10 专业档案级盘式磁带机还应具备温和运行磁带的特性, 不致在重放过程中损坏磁带。很多早期和中期录音室机器的顺利运行依赖于坚固的现代磁带卡槽。这些机器可能会损坏老旧磁带,或外景录音用的长时间播放磁带, 即薄磁带。


① “ips” 即“inch per second”, 英寸/ 秒。

5.4.5 重放设备—专业级盒式磁带机

5. 4. 5. 1 专业级盒式磁带机如今已无法获得。不仅如此, 专业级盒式磁带 机的二手市场也不及盘式磁带机的二手市场强劲有力, 难以寻及 合适的设备。这代表了音频档案馆面临的一个关键问题, 它们很 多都在馆藏中保有大量的已录盒式磁带。因此, 对于任何有盒式 磁带的馆藏, 寻找并获得专业级盒式磁带放音机都应该是首要任 务。专业级磁带机区别于家用磁带机的特性, 除了重放规格之 外, 还包括坚固的机械构造, 调整重放特性和磁头方位角的能力 以及产生平衡的音频输出的能力。很多高质量发烧级机器具备部 分上述特性。合适的档案级盒式磁带放音机包括以下特性。

5. 4. 5. 2 重放速度 17/8 ips (4.76 cm/s) (注意, 特别录制的盒式磁带重 放时也可能需要 15/16 ips 和 3 ¾ ips 的速度)。

5. 4. 5. 3 速度变化优于 0. 3%, 加权抖晃率优于0. 1%。

5. 4. 5. 4 重放频率响应为 30 Hz 到20 kHz +2, -3 dB。

5. 4. 5. 5 (根据需要) 能够重放Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅳ型盒式磁带。

5. 4. 5. 6 大多数盒式磁带机会自动选择正确的重放均衡, 方法是读取 盒式磁带外壳顶部的孔洞或凹槽以确定磁带类型。少量机器 不读取凹槽, 但有个开关, 操作人员可以用它选择合适的均 衡。Ⅲ型盒式磁带可能较难处理, 因为它的壳体与Ⅰ型盒式 磁带相同, 而所需的重放均衡曲线却与Ⅱ型磁带一致。当重 放磁带机上没有提供重放Ⅲ型磁带的明确选择时, 则可能需 要使用可调节均衡的磁带机, 或为磁带更换Ⅱ型磁带的外壳 (见 5.4.12.5)。

5.4.6 维护

5.4.6.1 所有设备都需要进行定期维护才能保持正常工作。然而, 由于模 拟重放设备即将停产, 有必要为备用零件做打算, 因为生产厂商 只会在有限而且可能很短的时间内继续维护备用零件。

5.4.7 设备校准(均衡见后文)

5.4.7.1 模拟设备需要定期校准, 保证其继续在正常参数状态下运转。建 议每运转4 小时就对磁头和走带路径进行彻底清洁, 若需要可以 更加频繁, 清洁所有金属部件时使用适合的清洁液, 比如异丙 醇。橡胶压带轮应使用干燥的小棉团清洁, 必要时可用水将棉团 沾湿进行清洁。老旧的原始橡胶压带轮如果用酒精清洁, 会逐渐 变脆, 进而加剧抖晃。常为深绿色的新一代聚氨酯压带轮如果用 酒精清洁, 可能会溶解。应每运行 8 小时就对磁头和走带路径进 行消磁, 每使用 30 小时检查走带路径和重放特性是否需要校准, 每 6 个月应对设备进行全面校准和检查。

5.4.7.2 正如磁带和磁带机即将停产, 合适的测试带也变得难以获得, 有 些现在根本无法获得。档案工作者必须负起责任获得足够的开盘 带和盒式磁带的测试带来完成馆藏的转录。

5.4.8 速度

5.4.8.1 尽管在数字领域中也可以纠正速度,但最好避免这种后期的数字 矫正, 要在初次转录时就谨慎地选择重放速度,记录下选择的速 度并注明选择原因。由于故障、疏于校准或有些情况下供电不 稳, 磁带录音机很容易产生速度不准的问题。因此,任何速度都 不应视为理所当然。

5.4.9 无主导轴磁带机与非线性速度

5.4.9.1 有些早期的盘式磁带录音机在设计上没有主导轴和压带轮, 因此 会导致运转时速度不断上升。如果这些磁带用一种标准、恒定的 速度播放, 所得信号的音调会随着磁带的重放而降低。为了正确 地播放磁带, 重放速度必须以与录制速度相同的方式变化。有些 年代近一些的放音机, 如 Nagra 和 Lyrec 所造的, 内置了电压驱动 的外部速度控制器, 有了它操作人员就可以设计一个简单电路, 让电路的曲线与原始速度相一致。有些最后一代的放音机,如 StuderA800 系列, 内置了微处理器控制器, 有了它便能实现速度 的程序化操控; 其他放音机如 Lyrec Frida, 可以在 MIDI 环境中操 控速度。然而, 不能理所当然地认为速度是线性增加的。早期无 主导轴磁带机造价低廉, 速度根据带盘上的重量产生变化, 通常 在磁带的起始位置和末端增加较少, 当在这两个位置时, 其中一 个带盘是满的, 因此在整段时间内重放速度的变化曲线远非线性。

5.4.10 重放均衡

5.4.10.1 从频率响应的角度来讲, 大多数模拟音频格式的信号呈现故意 不做成线性的(即不平直的)。因此, 正确的重放需要对频率 响应做出正确的均衡处理来进行频响补偿。

5.4.10.2 模拟磁带音频重放最常见的均衡标准见表4。应注意的是, 多 年来均衡处理技术一直在发展。现行标准用粗体给出, 并注明 了其发布时间。此前的录音在重放时必须遵循各自的旧标准, 且可以增加简单的电路。对于新旧标准转换时期录制的磁带, 做决定时应考虑新旧标准的交叉重叠。在此之前, 有许多生产 商的标准。

 

30 ips, 76 cm/s IEC2
AES
(1981) 现行标准 17.5 μs
30 ips, 76 cm/s CCIR
IEC1
DIN
(1953–1966)
(1968)
(1962)
35 μs
15 ips. 38 cm/s IEC1
CCIR
DIN
BS
(1968) 现行标准
(1953)
(1962)
35 μs
15 ips. 38 cm/s NAB
EIA
(1953) 现行标准
1963
3180 μs 50 μs
7½ ips, 19 cm/s IEC1
DIN (制片厂)
CCIR
(1968) 现行标准
1965
1966
70 μs
7½ ips, 19 cm/s IEC 2
NAB
DIN (家用)
EIA
RIAA
(1965) 现行标准
(1966)
(1963)
(1968)
3180 μs 50 μs
7½ ips, 19 cm/s Ampex (家用)
EIA (推荐的)
(1967) 50 μs
7½ ips, 19 cm/s CCIR
IEC
DIN
BS
(直到 1966 年)
(直到 1968 年)
(直到 1965 年)
100 μs
3¾ ips 9.5 cm/s IEC2
NAB
RIAA
(1968) 现行标准
(1965)
(1968)
3180 μs 90 μs
3¾ ips 9.5 cm/s DIN (1962) 3180 μs 120 μs
3¾ ips 9.5 cm/s DIN (1955–1961) 200 μs
3¾ ips 9.5 cm/s Ampex (家用)
EIA (推荐的)
(1967) 100 μs
3¾ ips 9.5 cm/s IEC (1962–1968) 3180 μs 140 μs
3¾ ips 9.5 cm/s Ampex (1953–1958) 3180 μs 200 μs
17/8 ips 4.75 cm/s IEC
DIN
(1971) 现行标准
(1971)
3180 μs 120 μs
17/8 ips 4.75 cm/s IEC
DIN
RIAA
(1968–1971)
(1966–1971)
(1968)
1590 μs 120 μs
17/8 ips 4.75 cm/s
盒式磁带
IEC Type I 1974 现行标准 3180 μs 120 μs
17/8 ips 4.75 cm/s
盒式磁带
DIN Type I (1968–1974) 1590 μs 120 μs
17/8 ips 4.75 cm/s
盒式磁带
Type II 和 IV (1970) 现行标准 3180 μs 70 μs
15/16 ips 2.38 cm/s 未定义      

注: IEC 指IEC 出版物60094 -1 第四版, 1981; NAB 指NAB 双盘式磁带标准1965 (IEC2), 或盒式磁带标准1973; DIN 指DIN 45 513 -3 或45 513 -4; AES 指AES -1971; BS 指英国标准BS 1568。感谢Friedrich Engel、Richard L. Hess 和Jay McKnight 慷慨提供磁带均衡信息。

表4 模拟磁带音频重放的常见均衡标准

5.4.10.3 在速度为 15 ips 和7½ ips 时, 盘式磁带可以选择重放均衡, 甚 至对于依据现行标准近期才录制的磁带也是如此。然而, 这是 最常见的两种录制速度, 必须谨慎选择重放的均衡处理参数, 确保与录制时的均衡参数相匹配。除了表4 中提到的标准, 还 有一些更近期的标准, 目的是实现更好的性能, 但与普遍接受 的标准有所不同。对于 15 ips 的速度, Nagra 磁带录音机可以选 择使用一种特殊的均衡处理模式, 称为 NagraMaster。美国版的 NagraMaster 具备时间常数3150 和 13.5μs, 欧洲版的 NagraMaster 具有时间常数∞ 和 13μs。 Ampex 使用“Ampex 母带均 衡” (AME), 也采用15 ips, 但官方仅用在1958 年推出的特定 的 ½  英寸母带录音机上, 并且在之后销售了几年 (MRL, 2001)。日志记录机和一些流行的半专业便携式设备能够以非 常慢的速度15/16 ips (2.38cm/s) 记录。然而, 这些磁带似乎 没有商定的交换标准, 而且任何均衡都遵守专有惯例。

5.4.10.4 有时缺少文字记录, 这种情况下可能需要操作员凭经验用耳听 来决定重放均衡参数。盒式磁带重放均衡处理模式与磁带类型 相对应, 必须仔细确保使用正确的重放均衡模式。很多磁带录 音, 特别是私人录音和那些缺乏技术支持的文化机构或研究机 构的录音, 都是在未校准的磁带录音机上录制的。就均衡而言, 除非有客观证据表明要用到其他设置, 否则都应将该磁带视为 已正确校准。

5.4.11 降噪

5.4.11.1 记录在磁带上的信号可能是以掩盖载体固有噪声的方式进行编 码的。人们称之为降噪。如果磁带在记录的过程中就已编码, 解码时则必须使用正确校准过的相同类型的解码器。最常见的 降噪系统包括杜比A 和杜比 SR (专业)、杜比 B 和杜比 C (家 用)、dbx Ⅰ型(专业) 和 Ⅱ型(家用) (很少使用), 以及 TelCom。

5.4.11.2 对磁带机记录和重放特性进行校准对降噪系统的正常运行至关 重要, 而专业录制的磁带通常包含典型性基准电平信号。输出 电平以及频率响应可以改变解码系统的响应, 同时一定要注 意, 降噪既可以应用于 IEC 也可以应用于 NAB 标准的均衡处 理, 而且必须正确重放。近些年的大多数专业盒式录音机中都 常规性地包含了杜比 B 和杜比 C, 通常没有基准电平信号, 而 且比专业系统对信号的影响更小。

5.4.11.3 尽管可以对已编码的磁带进行音频转录, 后期再进行解码, 但 校准中的诸多变量都可能加重错误, 导致磁带一旦被转录, 就 很难准确地解码了。因此最好在转录的过程中就进行解码。

5.4.11.4 除非留有文字记录, 不然很难评估小型盒式磁带是否用降噪系 统进行了编码。与均衡一样, 缺乏文字记录可能就需要操作员 凭经验用耳听来作决定。通常, 正确的重放的特点是背景咝咝 声有稳定持续的电平, 如果这个电平出现波动就表明重放设置 有误。可以借助频谱分析工具进行检测。如果无法确定, 盒式 磁带副本制作时应不做均衡。

5.4.12 录音设备组合错位引发问题的校正

5.4.12.1 录音设备组合错位会造成录音出现瑕疵,瑕疵的形式有多种。 虽然很多瑕疵无法或难以校正,但有些错误也是可以被客观地 检查出来并加以弥补的。对于出现问题的原始文件,必须在重 放过程中采取补偿措施,因为一旦信号被转录至另一载体, 就 不可能再进行任何校正了。

5.4.12.2 方位角和走带路径校准: 原始录音机录音磁头校准不正意味着, 在重放时,读取的信号会有不足的高频响应,而且在双迹或多 迹重放的情况下,两个声道之间的相位关系也会发生改变。调 整重放头的角度,让磁头的相位关系与磁带上磁场在同一平面 内,这被称为方位角调整,而这种简单的调整能够显著提高所 读取信号的质量和可懂度。培训工作人员完成这项任务并不难, 良好的双耳听力便是所需的所有测量技术。精确的相位计或示 波器将有助于调整单声道及正确录制的磁带,但在廉价的家用 设备录制的磁带上使用可能会产生误导。在这种情况下,应依 赖听觉判断高频率。可以使用提供实时时间谱图功能的软件程 序作为辅助或替代工具。方位角调整应作为所有磁带转录中的 常规工作。

5.4.12.3 数字系统可以校正信号的相位关系(通常被描述为方位角校 正), 但这种操作程序无法找回已丢失的高频信息。方位角调 整必须在开始转录之前在原始磁带上完成。

5.4.12.4 原始录音机磁头的纵向校准可能会阻碍信号的恰当再现。这尤 其出现在用业余或消费级设备制作的录音上。为了获得录音磁 带上磁迹校准的直观展现, 应遵循以下步骤: 应用一层非常薄 的透明聚酯薄膜或类似的透明材料对磁带上已录的部分加以保 护。透明薄膜上喷涂颗粒大小小于 3 μm 的粉状或悬浮的铁磁 材料。然后, 磁带已录部分的磁性属性便能使磁迹可见。薄膜 上仔细标注的测量线有助于发现校准的偏差。这些对磁带走带 路径的调整不如对方位角调整的要求频繁, 但如果必须做, 那 么重放设备应该由合格的技术人员重新校准。应全面确保没有 铁粒子接触磁带, 因为它们可能会损坏重放头。

5.4.12.5 盒式磁带外壳: 低成本盒式磁带所用的外壳可能会造成磁带卡 顿或重放时抖晃率增高。这种情况下,有益的做法是将磁带重 新装入用螺丝拧紧的高质量外壳中,确保其中还包含盘芯、压 力垫和润滑片。

5.4.12.6 抖晃和周期性带速变化: 很难有效改善已录信号的周期性变化。 因此,彻底和仔细地对重放设备进行检查、校准和维护非常重 要, 确保没有引入任何与速度相关的人为噪声。随着高解析度 模数转换器和组件的出现,似乎可以实现在转录过程中从模拟 磁带中获取高频 (HF) 偏磁信号, 如此则可以实现对抖晃的校 正。然而, 实现这一点有许多重大障碍,包括缺乏提取这种高 频信号的硬件,以及偏磁信号本身固有的不可靠性。由于该操 作程序通常费时又复杂, 而且不能期待它有实质性的改进, 因 此不太可能实施, 即使能实施, 也只有对特定情况下生产的有 限类型的磁带才可行。

5.4.13 去除与存储有关的人为噪音

5.4.13.1 大多数情况下, 最好在开展数字化之前将与存储有关的人为噪 声降到最低。例如, 在线性模拟磁带录音中,复印效应是一个 为人熟知又令人头疼的现象。减少这个有害的信号只能在原始 磁带上进行。

5.4.13.2 复印效应: 复印效应是磁场从模拟磁带的一层到磁带带盘上另 一层的非有意的转移。它表现为主要信号的预回音或后回音。 复印效应信号强度是由波长、磁带涂层厚度,但主要是磁性层 中颗粒的矫顽力 的覆盖范围共同作用的结果。几乎所有的复 印效应都是在磁带被录制并卷绕到一起后很快发生的。但在此 之后, 复印效应的增加会随着时间的推移而减少。此外,只有 温度变化时才会显著地加重复印效应。磁带存储时氧化物面向 盘芯是最常见的标准, 这种情况下目标信号外部磁带层的复印 信号比靠近带盘盘芯的磁带层的复印信号更强。因此, 往往推 荐磁带存储时“带尾向外” 缠绕, 这样后回音比预回音更响亮 但更不明显。德国广播标准规定磁带氧化物面向外进行卷绕, 因此这种情况正好相反, 存储这种磁带时应“头部向外”。

5.4.13.3 在播放之前对磁带进行倒带会减少复印信号, 这一过程称为 “磁致伸缩作用”。然而, 系统测试显示,明智的做法是至少倒 带三次以便充分减少复印效应 (Schüller,1980)。如果复印信 号非常强, 而且倒带起不到明显作用,那么有些磁带机允许在 重放过程中在磁带上应用低电平偏磁 信号。这种做法是选择 性地去除矫顽力低的粒子, 因此能减少复印效应, 尽管也可能 对信号产生影响, 特别是过度使用的话,因此只应作为最后选 择的手段, 而且应非常小心。

5.4.13.4 尽管可以在原始磁带上降低复印效应,但在此之后的过程中却 无法实现同等程度的修复。一旦复制到另一个格式,复印信号 便永久地成为所要的信号的一部分。

5.4.13.5 醋酸综合征和发脆的醋酸纤维磁带: 醋酸纤维磁带随着时间的 增加会变脆, 变脆后很难做到播放磁带而不发生断裂。磁带发 脆是化学降解的结果, 当醋酸化合物的分子键断裂释放乙酸而 散发醋的特征气味时会发生化学降解。破损的醋酸纤维磁带可 以拼接起来而不产生任何信号损失或劣化,因为脆性使磁带不 会变长。然而, 脆性磁带可能会出现各种变形, 阻碍磁带与磁 头的必要接触,而这是获取最佳信号所需的。虽然重新塑化会 有所帮助, 但这样的处理过程目前还不存在。提醒档案工作者 注意化学变化,因为这些不仅会影响磁带的寿命, 还会污染重 放设备, 进而间接污染使用这些设备重放的磁带。因此, 建议 重放这些磁带时使用年代较近、接受较低磁带张力的设备。这 样便能在保养脆弱的磁带和施加足够的磁带张力以实现能及的 最佳磁带与磁头接触之间,达成一种可接受的妥协。

5.4.13.6 磁带的物理记忆: 存储不善或卷绕不良的聚酯和 PVC 磁带也可 能发生磁带变形。磁带通常会保持这种变形记忆, 导致磁带与 磁头接触不良,从而降低信号质量。不断进行卷绕和保持不动 可以减少这种影响。


① 矫顽力: 在铁磁材料的磁化强度达到饱和之后将其降到零时所需的磁场强度的度量。

② 偏磁: 录制时在音频中掺入的高频信号, 可帮助减少磁带的噪声, 由Weber 在1940 年设 计。

5.4.14 钢丝录音

5.4.14.1 尽管早在 19 世纪末时就有了钢丝录音的原则, 20 世纪 20~30 年代各口授留声机生产商也生产了可用的型号 (见 5.4.15), 但是直到1947 年前后钢丝录音机才成功地向大众销售。

5.4.14.2 钢丝录音机的速度并不标准, 不同生产厂商之间有差异, 甚至不 同型号之间都有所不同。然而 1947 年后, 大多数生产厂商遵循 24 ips 的标准速度, 带盘尺寸为 23/4 英寸。钢丝录音机没有主导 轴, 因此随着收带盘变满, 速度就会发生变化。收带盘的大小对 钢丝带的正确重放至关重要, 而且往往与特定的机器或生产商有 关。钢丝录音机最盛行的时期为 20 世纪 40 年代中期到 20 世纪 50 年代初期, 这一时期正好是技术更为先进的磁带录音机发展和 引入的时期, 因此钢丝带很快就过时了。即使在其鼎盛时期,钢 丝录音机也主要被当作家用录音机, 虽然有些也作商用。

5.4.14.3 尽管钢丝带很快就不再受人喜爱, 但其一直在专卖场有售, 直 到 20 世纪 60 年代。早期的带盘在尺寸上比 23/4 英寸带盘大,但 23/4 英寸带盘成了最常用的带盘。有些钢丝带(大多在钢丝 录音机历史初期) 用镀或涂覆的碳钢制成, 它们现在可能已经 被腐蚀, 难以播放。然而, 很多钢丝带的状况仍然极好,它们 用含有 18% 的铬和 8% 的镍的不锈钢制成,未受腐蚀。

5.4.14.4 钢丝录音机的原理相对简单, 因此建造一个放音机是可能的。 然而, 成功地卷绕和播放纤细的钢丝而不出现缠结或断裂则有 些复杂, 因此重放的最佳方法是利用原始钢丝机, 尽管也需要 说明有些专家已经改造了磁带机来重放钢丝。使用原始钢丝机 时, 建议彻底检修音频电子设备, 保证展现最佳性能,或用现 代的组件替代音频电路, 这也是更为推荐的做法 (Morton, 1998, King: n.d.)。

5.4.15 磁性办公用口授留声格式

5.4.15.1 第二次世界大战之后的几十年中, 出现了各种各样磁性记录的 办公口授留声格式。办公室的需求与其他音频录音环境的不同 之处体现在它们的设计中: 尺寸变小、重量减轻、操作简单和 速度可变是优先考虑的问题, 通常会以损失声音品质为代价。 磁性口授留声系统可以大致分为磁带格式和非磁带格式。

5.4.15.2 这种磁带包括钢丝带 (见 5.4.14)、盘式磁带和盒式磁带。有 些格式可以用标准设备播放(比如非标准的盒式磁带有时可以 放入标准的盒式磁带外壳中进行重放), 而有些只能在专门的 听写格式放音机上播放。在有选择余地的情况下, 则需要在两 种方法之间做出抉择。一个涵盖使用高规格、相对容易维护的 标准设备, 可能同时还存在带宽、磁头形位、重放速度、均衡、 降噪方面兼容性较差的情况。另一个在载体和放音机之间的兼 容性更高, 但很可能的代价是规格稍低以及需要对原始格式专 用的设备进行极为专业的维护。基于磁带的格式可以进一步划 分为线性速度和非线性速度。若在传统设备上重放, 前者的问 题会少些; 虽然后者也可以用这种设备播放, 但需要进行速度 调整 (见 5.4.9)。

5.4.15.3 非磁带格式包含各种各样的盘状、带状、卷状和片状格式, 令 人眼花缭乱, 它们的特点是表面均有磁性涂层, 记录和重放所 用的磁头与传统磁头基本类似。若有足够的专业知识、时间和 金钱, 那么是有可能为部分格式制作重放装置的。然而, 很多 情况下, 找到一个原始放音机更为可行, 而且可以雇用拥有合 适设备的专家来完成这项工作。

5.4.16 时间因素

5.4.16.1 复制音频材料内容所需的时间有很大差异, 主要取决于原始载 体的性质和状态。真正播放载体的步骤只是过程的一部分, 整 个过程还包括重新卷绕、评估、调整和做记录。即使是一个有 完备文字记录、质量好、持续时间为 1 小时的模拟磁带, 平均 而言, 要花费录音长度两倍的时间才能正确转录到数字载体上。 若在20 世纪90 年代中期, 德国广播电视联合会 (ARD, Arbeitsgemeinschaft der Rundfunkanstalten Deutschlands) 的档案工作 组会认为这算乐观的, 因为他们为其广播站典型档案馆藏假定 的转录因子为 3 (1 名操作员 3 小时完成1 小时的材料)。若磁 带出现需要进行修整或修复的故障,或需要增加文字记录,或 需要评估和添加元数据,则需更长的时间才能完成保护、转录 和保存工作。

5.4.17 信号自动检测、自动加载(优点与缺点)

5.4.17.1 建议开展保存性转录工作时, 主动监听所有磁带。然而,为解 决大量待转录和保存的材料, 数字存档系统的生产商一直在研 究自动监测和检测信号故障的方法,以期实现转录时无人值守。 一名操作人员可以同时开展多项转录, 因此时间上的节省显而 易见。这些数字存档系统处理那些记录在稳定载体上的同质程 度较高的材料时,处理方式完全相同,本身也受益颇丰。显然, 那些馆藏量大、内容大部分质量相同而且拥有建设、管理和运 行这种系统的资源的广播档案馆已经应用了最成功的大批量加 载系统。对于需要单独处理的材料,自动化系统的优势并不大, 这种情况在大多数研究和遗产藏品中都属典型。