磁带原理(磁带原理详解)

磁带原理(磁带原理详解)

不知道为什么,磁带作为一种方便性和存储质量都不亚于光盘记录的存储介质,一直被不经意间忽略了。

当我重温我们以前写过的许多科普文章时,这个想法就萌生了。突然发现自己写了无数的声音存储介质,包括它们的发明、原理和发展历史。只有磁带被漏掉了。可能是因为太熟悉了吧——它曾经陪伴了我十几年的童年。后来远离家乡的时候,忘记带走了。后来,我甚至渐渐忘记了。其实用它能唱出听过的歌,但不记得磁带随身听最后一次使用是什么时候,是什么时候逐渐被取代,悄悄引入市场的。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

所以,今天的文章,写一盘磁带。——也送给那些和我有类似回忆的人。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

与黑胶唱片和豪华的CD履历不同,磁带的诞生本身并不辉煌,或者说是一个充满巧合的过程。

1877年,爱迪生发明了留声机。从那时起,人们就能够保存声音。然而,薄膜容易破裂,不方便携带。1888年,一位名叫欧柏林·史密斯的科学家提出了改进留声机的想法。他假设电流的变化可以转化为磁力储存在钢丝上,并建议用含有钢粉的纤维带来记录和重放声音。

但是当时的技术水平不足以实现他的想法。直到十年后的1898年,丹麦科学家瓦尔德马尔·博尔松(Waldemar Bolson)将钢琴弦磁化,以反射来自电话麦克风的声音,并将它们“储存”在磁化面积极小的钢丝上。后来,我们称之为“钢丝次声波”。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

因此,小型录音机很快在办公室流行起来。他们被用来口述信件,甚至记录电话交谈。但是因为效果还是不理想,还没有投入量产。同时,玻尔还发明了一种涂有金属粉末的纸带机,这是最早的录音机。但是因为纸带太脆,所以一直没有正式生产。

20世纪30年代,德国法本公司和无线电信公司的工程师发明了一种涂有氧化铁的塑料胶带,但在其他方面,这种机器的工作方式仍然与Bolson相同。他们将四氧化三铁的黑色磁粉与粘合剂混合,涂在纸带上,大大提高了音质。磁化方式是将麦克风传来的信号放大后留在磁化的磁带上,将磁带缠绕在大的缠绕轴上。这是今天通用磁带的原型。很快,录音机被广泛用于全职录音。1936年11月19日,伦敦爱乐团在路德维希港音乐厅的管弦乐演出成为世界上第一场用磁带录制的音乐会。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

1947年,美国马文·卡姆拉斯改进了原来的Fe2O3胶带。在研究记录信号损伤的问题时,他提出了钢丝表层的磁性始终不变的想法。如果能将声音均匀地记录在钢丝表层,不会得到均匀的声音信号吗?当时录音机的原理是用金属指针作为记录针,接触钢丝表面,使两者接触处只有钢丝被磁化,造成记录不平衡。Kamras想用一个磁头来改进,就是用一个完整的磁环作为磁头,钢丝穿过磁环并保持它们之间的距离等距离,然后利用钢丝周围的空气隙进行记录。与前者相比,Kamras的改进是在记录过程中采用空气隙代替金属指针,避免了磁信号的破坏。改进后的磁带输出信号比原德国磁带高4倍。但是早期的卷轴录音机仍然又大又贵,需要小心使用。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

20世纪50年代,RCA推出了一种复杂的“革命性”盒式磁带,它有袖珍书那么大,可以堆叠或更换。然而,这些磁带并不受欢迎,因为它们成本高,播放不流畅。然而,受此启发,许多公司开始了自己的便携式盒装磁带实验,但都失败了。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

直到1963年,飞利浦的荷兰工程师劳德维克·欧登塞(Laudervik Odense)发行了盒式磁带,这种磁带使用了一个只有人手掌大小的袖珍磁带盒,其中卷好的磁带被包装在一个小塑料盒里。磁带的两面都用塑料外壳包裹,可以最大程度的保护数据,每一面可以容纳30到45分钟的立体声音乐。然后,在1964年,飞利浦生产了一台可以自由录音的录音机。因为这个系统被大大简化了,录音机成了家庭中常见的物品。

从1964年到2004年的40年是盒式磁带最辉煌的时代。音质越来越好,存储容量越来越高,便携设备越来越小。

1965年,8轨磁带诞生。三年后,TDK的超级动态系列上市,宣布了第一盘“高保真”磁带的诞生。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

1970年,第一盘120分钟的磁带诞生了,即每一面可以容纳60分钟的音频数据。

1971年,降临节公司推出了Model 201磁带机——它配备了杜比B降噪系统,磁带被用来更认真地记录音乐,这为高保真盒式磁带和播放器的时代奠定了坚实的基础。

20世纪80年代,以索尼随身听系列为代表的便携式随身听出现,让磁带风靡全球。正是在这一时期,音乐磁带的销售开始取代密集的唱片,随身听成为便携式音乐市场的象征。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

事实上,在20世纪80年代末达到顶峰后,由于光盘的出现,磁带市场开始逐渐萎缩。然而,对于中国音乐爱好者来说,以磁带为代表的春天才刚刚到来。

上世纪80年代末90年代初,门刚开,生活开始富裕起来,中国人迫切需要更多的文化娱乐方式。电视在当时是一个昂贵的东西,接收的频道数量少得可怜。

集收音、录音、回放于一体的双卡录音机,正好满足了人们的需求。虽然价格不便宜,但是比电视机实惠多了,尤其是磁带不仅便宜,而且转录复制也非常方便。街上年轻人携带的录音中迸发出的悠扬而令人沮丧的港台流行音乐,成为那个时代最吸引人、最时尚的画面。有的男生女生互相交换磁带,从音乐的精神共鸣出发,一步步走向全方位的共鸣。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

当时国内最著名的录音机应该是江苏盐城严武电器的录音机。虽然没有日本产品那么强,但还是以比较低的价格在大江南北掀起了一片天空。1993年,严武录音机的销售额达到4.4亿元,这是当年的一个奇迹。

我的童年就是带着这样的双卡录音机长大的,我记得当时我对着录音机背了很多童谣,被妈妈保存下来,成为几十年后重温的珍贵记忆。随着录音机的普及,大量来自香港、台湾和日本的流行音乐涌入中国,回荡在人们的耳边。随后,改革开放后的第一批追星族诞生了。

长大后,录音机满足不了我的需求。因为太大,太蠢,太重,只能在外面玩,声音太大,打扰不了人,声音不够大。那时,我的梦想是一台日本制造的卡式录音机。

然而,就像我们生活中的第一台游戏机不一定是红白机,而是学霸学习机一样,一些青少年的第一台磁带放音机也不是随身听,而是专门为学习英语设计的复读机。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

带耳机,有一个小包间空。在听英语的旗帜下,我们在寻找更广阔的世界。父母喜欢听的音乐显然已经落伍了,所以,不经意间,或许在某个街角某个货架上放着盗版磁带的音像店,我们第一次与世界接轨。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

起初有四大天王,梅艳芳、张国荣、张汤姆、张信哲信车。很久以后,周杰伦、斯蒂芬妮、林俊杰、莫文蔚、陈小春才出现。后来不知道是谁给我介绍了罗大佑,张楚,李宗盛,蒲澍,徐渭。后来是涅槃,GnR,万圣节,冰封地球………是的,虽然当时国外的乐队逐渐在发行CD,但我是在盗版磁带上听到的。

后来我拥有了第一台CD机,还有第一台MD和MP3玩家。我知道什么是热门光盘,我知道我应该去哪里寻找这些突然出现在我耳朵里的声音。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

就这样。磁带在我不长的一生中占据了一个非常特殊的位置,这让我看到了一个格外宽阔的地方,却在不经意间忘记了。

2007年,英国电商宣布停止销售磁带,《太阳报》主动宣布磁带死亡。

随后,无数人觉得磁带已经退出了市场舞台。

但时至今日,一些乐队仍坚持发行磁带专辑,但磁带本身的潜力可能更受科技公司青睐。它的安全功能也已经成为许多科技公司仍然依赖的备份手段,尽管并不常用。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

2014年,索尼利用自主研发的溅射薄层沉积技术,在磁带上铺设7.7nm超细磁性颗粒,实现了高密度磁存储,存储容量达到185TB。IBM也是一直致力于推动磁带存储技术发展的科技公司之一。2015年,IBM和富士胶片开发了一款容量为220 TB的单盒磁带,成本仅为硬盘的十五分之一。事实上,磁带的存储容量多年来一直以每年33%的速度增长,并没有放缓的迹象,这也意味着在未来10年内将每两年翻一番。在摩尔定律逐渐失效后,磁带可能会成为遵循摩尔定律的最后一种信息技术。

IDC数据显示,互联网上的大数据正以每年30%-40%的速度增长,但目前硬盘容量的增速还不到大数据的一半。也许磁带可以填补这一空空白,成为更理想的存储技术。

磁带——那些藏在塑料盒子里面的历史

2021年3月6日,盒式磁带的发明者、荷兰工程师卢·奥顿斯去世,享年94岁。他也是激光唱机的重要发明者。

1986年,他曾在一次采访中说,他说自己最大的遗憾是索尼(世界上第一台个人便携式磁带放音机随身听诞生于1979年的索尼),而不是飞利浦。

欢迎在下面留言,用磁带分享你的记忆。

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