最近,作者入手了一台专业数码录音机,用来搭配之前买的一台AD/DA转换器,打算拿来玩一下黑胶转录,尝试在数码播放系统以及我的手机上能听到这些未发行过CD唱片的录音。在网上搜索电子版使用手册的时候以及数码录音机的相关资讯的时候才知道,原来数码录音机出现至今已经有60年的时间,于是我就开始准备策划写这个关于数码录音机发展60周年的小专题。

数码录音机的基本构造和工作原理

数码录音机的基本构造包括,A/D转换器,D/A转换器以及存储载体(有部分甚至自带录音话筒,如便携型的录音机)。A/D转换器负责将话筒传过来的模拟音频信号转换为数码音频信号,再经过编码后记录在存储载体里面,实现了录音功能。D/A部分则将存储载体里面的数码音频信号转换为模拟音频信号,从而实现数码音频回放的功能,然后通过监听系统来监控录音的过程与品质。这个基本构造从第一台数码录音机出现以后从来没有改变,改变的是A/D、D/A转换器的性能、存储载体的形式、周边配置(如数码输入/输出接口)、功能以及体积,让用户能够更方便地制作出高品质的音乐节目源。数码录音机绝大部分应用于录音棚和广播电台,用于制作音频节目源,只有少数的数码录音机应用于家用领域。

起源:基于第二代计算机平台下的数码录音机

关键字:麻省理工学院、贝尔实验室、Max Vernon Mathews、林肯实验室TX-0、Expensive Tape Recorder、IBM 704、磁带载体

要说到数码录音机的起源,它起源于50年代末60年代初。当时由于晶体管数码计算机的出现,使得计算机的运算速度,可靠性得到提高,而最最重要的是体积大大地缩小,高级计算机语言也开始应用其中,计算机的应用范围更加广泛,于是,美国电子工程师就开始利用计算机作为平台进行数码录音实验。1957年,贝尔实验室的一名电子工程师Max VernonMathews就采用IBM 704计算机进行改造,进行数码录音和回放,并命名为Music I,只能录制和播放17秒的声音;1959年,麻省理工学院的两名学生David Gross与Alan Kotok在基于“林肯实验室TX-0”计算机,加上A/D和D/A转换器以及扬声器和麦克风所制作而成,数码声音信息存储在一条很长的磁带载体上面,这台录音机在学校里面进行语音收录的工作。但由于这种录音机的造价高昂,仅仅是开发TX-0计算机就花费了3百万美元,因此被人称为Expensive Tape Recorder,意思为“昂贵的磁带录音机”。而且受制于当时的技术,这种录音机的性能还不能满足对高质量音乐录制的要求,且体积也是非常庞大,根本不可能作为商品出售。

美国麻省理工学院研发的“林肯实验室TX-0”电子计算机,是最早期被改装后应用于数码录音和回放的电子计算机之一,光从图片就可以感受得到它有多么大了吧

Max Vernon Mathews是贝尔实验室的一名电子工程师,同时也是一名乐手,他在1957年开始就进行数码录音和回放的实验,图中的他正在使用演奏音乐,并使用录音系统进行录音

开发进程加快,高性能的数码录音机陆续出现

关键字:Thomas Stockham、Soundstream、3M、录像机、PCM处理器、索尼,开盘式录音磁带、U-Matic盒式录像带、16bit/50kHz、16bit/44.1kHz

进入60年代末到整个70年代至80年代初期,这个时期数码录音机的开发进程开始加快,尤其以美国和日本这两个国家的表现最为突出。在美国方面,出现了一个关键性的人物,他的名字叫Thomas Stockham。他因为受到Expensive TapeRecorder的影响,从1962年开始也采用TX-0计算机进行数码录音实验,因此他在美国被称之为“数码录音之父”。

Thomas Stockham是美国数码录音技术上的一个关键性人物,他受到“林肯实验室TX-0”的影响后投入到数码录音机的开发行列,并于1975年创立SoundStream公司

直到1975年,Thomas Stockham在盐湖城成立了SoundStream公司,专门制作发烧级的数码录音机,用于录制高品质的音乐。1976年推出第一台实验型立体声数码录音机,数字音乐规格达到16bit/37kHz,并开始尝试录制音乐作品。然而,真正用于唱片制作,并被唱片公司取得广泛认可的是1977年开发的一台4通道数码录音机。如著名的发烧唱片公司Telarc就使用这台录音机录制了不少著名的唱片专辑。这台录音机采用分体设计,存储部分采用一台16轨的 Honeywell 5600E磁带机改装而成,内部的磁带部分先后采用Ampex公司的460和466两种开盘式录音磁带,A/D和D/A部分为4通道设计。这台录音机在当时的性能是非常的强大,其数字部分的规格达到16bit/50kHz!信噪比和动态范围大于90dB!模拟部分(包括输入和输出)是直接交连设计,频响能达到0Hz~21kHz。至于数码音频编辑工作依然需要电脑来完成,因此SoundStream基于DEC公司的PDP 11/60计算机开发了一套编辑软件以及一个数码音频界面用于连接录音机与电脑。与此同时,还推出一台数码音频延时器,用于连接刻片机制作黑胶唱片母版。1980年,SoundStream公司被Digital Recording Corporation (DRC)公司合并,变成DRC/SoundStream公司。新公司利用SoundStream的技术来开发家用型的录音机,可惜的是DRC/SoundStream公司在1985年倒闭,SoundSteam也从此销声匿迹。

Thomas Stockham正在调试他的数码录音机

除了SoundStream开发出高素质的数码录音机之外,3M公司在1978年也推出了3M Digital Audio Mastering System母带级数码录音机,并有32轨和4轨版本之分,数字规格同样是16bit/50kHz(非真正16bit,通过12bit和8bit的DAC芯片建立成16bit D/A转换),可以录音、回放及编辑。它的存储载体依然是开盘式录音磁带。其中,32轨版本采用1英寸(25.4mm)宽度的磁带,4轨版本则采用1/2英寸(12.7mm)宽度的磁带。在记录时长方面,7200英尺(约2194米)规格长度的磁带可以记录30分钟的内容,9600英寸(2926米)长的磁带的记录时长为45分钟。它的售价非常昂贵,32轨版本高达115000美元,而4轨版本也需要35000美元!这台录音机在1979年开始投入使用,如:A&M Studios、Sound80、Amigo Studios等音乐制作公司成为了首批3M Digital Audio Mastering System的用户。

著名的3M公司在1978年也推出3M Digital Audio Mastering System母带级数码录音机,数码规格与Soundstream公司的一样

在日本方面,日本工程师所研发的数码录音机是基于模拟视频录像机加上PCM处理器而实现数码录音,把PCM信号编码成视频信号之后再存储在磁质录像带里面,而非SoundStream和3M公司的录音机那样直接将PCM信号记录在磁带里面。这种数码录音机的原型机于1969年由NHK电台所展示,2通道设计,数字规格为12bit/30kHz。1972年,DENON公司推出第一台实用性数码录音机—DN-023R,数字规格为13bit/47.25kHz,1977年升级为DN-034R,数字规格提升至14bit/47.25kHz。而SONY则在1974年设计出X-12DTC数码录音机,数字规格为13bit/52kHz。

直到1977年,SONY与NHK合作开发出PAU-1602数码录音机,数字规格达到16bit/44.1kHz,这台录音机采用了SONY的3/4英寸(0.75英寸)磁带宽度的U-Matic盒式录像带作为存储载体,也意味着数码录音机的载体体积得到大幅度地缩小。同年,SONY又推出全球第一台商品化的PCM-1家用型PCM处理器,数字规格为16bit/44.1kHz,当时的日本定价为480000円,折合人民币接近3万元。而1981年推出的便携型PCM-F1数码录音机(定价250000円,现折合人民币约1.3万元)则采用尺寸比U-Matic盒式录像带体积更小的1/2英寸(12.7mm)磁带宽度的Betamax盒式录像带,进一步地缩小了录音机和存储载体的体积。

ADDA部分为四通道设计,数码规格方面达到16bit分辨率和50kHz采样率,超过了CD的规格

Soundstream数码录音机的存储部分,采用Honeywell 5600E磁带机改装而成

此外,Panasonic、SANYO、JVC、HITACHI等日系公司都推出自己的数码录音机。但论性能而言,最有代表性的当属有SONY公司先后用于CD唱片母版制作的三款专业级数码录音机,分别是PCM-1600(1978年推出,数字规格为16bit/44.056kHz)、PCM-1610(1980年推出,数字规格为16bit/44.1kHz)和PCM-1630(1985年推出,数字规格为16bit/44.1kHz),然后搭配经过改良的BVU-800DA、VO-5850DA、VO-5850PDA、DMR-2000、DMR-4000等录像机进行录音,记录载体依然采用U-Matic盒式录像带。特别是PCM-1610和PCM-1630系统,它们一度成为CD母版制作的公认标准,DG、DECCA、Archiv、Telarc、EMI等唱片公司都采用这个系统来制作它们的CD唱片母版。

值得一提的是,CD唱片版本的录音因为CD格式的制定,只能将16bit50kHz的数字规格以非整 倍数采样率转换的方式转换成16bit 44.1kHz,因此CD版本会对音质有一定的受损

Telarc黑胶唱片的唱片封套上面都有SoundStream公司的LOGO

Telarc这张著名的“火鸟”就是使用SoundStream公司数码录音机录制的专辑之一,黑胶唱片上面有Digital的标识

除了针对专业领域,SONY也针对家用市场先后推出了三款PCM处理器,分别为PCM-501ES、PCM-601ES和PCM-701ES,搭配家用型的Betamax录像机进行录音和回放。不过,这些机器的定价在当时是很少数人才能拥有的东西。

DASH与DAT,数码磁带录音机的辉煌与疯狂

关键字:SONY、Panasonic、Philips、Studer、Mitsubishi、24bit/48kHz

进入80年代之后,出现了一种大家最熟悉的全新数码音乐载体,那就是CD光盘。CD光盘的出现逐步地成为主流的数码音乐存储载体。与此同时,CD-R/CD-RW(1989年推出)这些可刷写光盘的出现也成为了新一代的数码录音机。然而,在这个新旧交替的年代,磁带录音机进入了最后的辉煌与疯狂,而SONY无疑成为这个年代的霸主!

对于数码磁带录音机的辉煌,DASH格式录音机可谓是磁带式数码录音机当中最辉煌的产物,也是最后采用开盘式磁带的大型数码录音机。它从1981年开始推出,直到2006年才全面停产,历经25年时间!DASH格式数码录音机全部应用于专业录音室,用于录制高质量的音乐节目或者数字母带。

DASH是Digital Audio Stationary Head的缩写,中文翻译为“数字音频固定磁头”。DASH格式由SONY、Panasonic以及东京电声公司在80年代初期联合制定,生产厂商有SONY、Studer、Mitsubishi和TASCAM共四家。DASH格式数码录音机最少的有2轨,如SONY PCM-3402、PCM-3202、Studer D820x。最多的是48轨,如SONYPCM-3348、SONY PCM-3348HR、Studer D820和D827。在数字规格方面,最低的能支持16bit/44.1kHz,最高的能支持24bit/48kHz。

在存储磁带方面,2轨版本的DASH录音机使用1/4英寸(6.35mm)宽的磁带,24和48轨版本DASH录音机使用1/2英寸(12.7mm)宽的磁带。而且DASH录音机所用的磁带都是专用的磁带,不能直接使用模拟开盘机的磁带。这些DASH格式的磁带都由专门的厂商制作,除了SONY使用自己制作的DASH格式磁带外,其他公司生产的DASH录音机所用的磁带都来自3M、Ampex以及EMTEC这三家公司。不过,DASH格式数码录音机的价格非常昂贵,配件和磁带都是昂贵的,以素有“解析力之王”的SONY PCM-3348HR为例,它在当年的定价高达250000美元!(现折合人民币将近170万元)仅仅是磁头就需要2万美元!

PCM-1630 PCM处理器(中间)和DMR-4000录音机(底部)曾经成为CD母版制作的标准

除了DASH格式录音机外,DAT(Digital Audio Tape)录音机也是数码录音发展史上一个重要的名字,由SONY主导开发,并于在1987年推出,直到2005年全面停产,历经18年,生产厂商主要以日系品牌为主。DAT录音机的出现是用于取代模拟磁带录像机+PCM处理器所组成的录音系统。DAT录音机采用体积更小的盒式数码录音带(外观跟常见的录音带差不多大小),其磁带宽度为0.15英寸(3.81mm),可以录制120~180分钟的音乐,其数码规格最高可以支持16bit/48kHz。DAT录音机的销售主要是面向专业领域,其中以录音室、唱片公司的应用最为广泛,很多唱片公司都将大量的母带转为DAT带进行存储,甚至直接采用DAT录音机来制作CD唱片母带。如SONY PCM-2000、PCM-2500、PCM-7010、PCM-7030、PCM-R500等型号都是专业录音棚里面最常见的产品。此外,DAT录音机也有家用型产品。随着DAT录音机的家用化和小型化,大家都希望能通过手中的DAT录音机复制别人手中的CD唱片,或者DAT录音带,从而降低音乐的购买成本。只是厂商们早早就知道这个问题,因此出于对音乐版权保护的问题,DAT录音带仅允许复制一次。尽管做出这样的措施,依然受到唱片公司的抵制,从而影响了DAT录音机在家用领域的发展。

Denon的第一台数码录音机DN-023R,于1972年推出,采用录像机+PCM处理器的结构组成

SONY PCM-F1数码录音机,采用体积更小的Betamax录像带来作为存储载体

继续阅读

验证码: 点击换一张