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，磁带作为一种便捷性和保存质量不亚于CD唱片的存储介质，却总是在不经意间被忽略。

这个想法是我重新看了很多我们之前写过的科普文章后萌发的。突然发现无数的声音存储介质被写了出来，包括它们的发明，原理，发展历史。只有带子被遗漏了。可能是因为太熟悉了吧——它曾经陪伴了我十几年的童年。后来离老家越来越远，就忘了带。后来，我甚至渐渐忘记了。其实我可以用它来唱我听过的歌，但是我不记得我最后一次用磁带随身听是什么时候了，也不记得它是什么时候被逐渐取代并悄悄引入市场的。

所以，今天的文章，写磁带。——也献给和我有相似回忆的人。

与黑胶唱片和CD的奢华履历不同，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。从那以后，人们能够保存声音。但是膜容易破，不方便携带。1888年，一位名叫奥柏林·史密斯的科学家提出了改进留声机的想法。他设想电流的变化会转化成磁力储存在一根钢丝上，并建议用含有钢粉的纤维带来记录和重放声音。

但当时的技术水平还不足以实现他的想法。直到10年后的1898年，一位丹麦科学家瓦尔德马尔·博尔森(Waldemar Borson)将钢琴弦磁化，以反射电话麦克风传来的声音，并将其“储存”在一根磁化面积非常小的钢丝上。后来我们称之为“钢丝次声”。

因此，小型录音机很快在办公室里流行起来。它们被用来口述信件，甚至记录电话对话。但由于效果仍不理想，一直没有投入量产。同时，玻尔还发明了一种涂有金属粉末的纸录音机，堪称最早的录音机。但是因为纸胶带太脆弱，一直没有正式生产。

在20世纪30年代，德国Farben和Wireless Telecom公司的工程师发明了一种涂有氧化铁的塑料带，但在其他方面，这台机器的工作方式仍然与Borson的一样。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的信号放大，留在磁化的磁带上，将磁带缠绕在大卷轴上。这就是今天的万能胶带的雏形。很快，录音机被广泛用于全天录音。1936年11月19日，伦敦的艾勒团在路德维希港音乐厅进行了一场管弦乐演奏，这成为世界上第一场用磁带录制的音乐会。

1947年，美国人马文·卡姆拉斯改进了原来的Fe2O3磁带。他在研究录音信号损伤问题时，产生了这样一个想法:钢丝表层的磁性始终不变。如果能将声音均匀地记录在钢丝表层，难道不能获得均匀的声音信号吗？当时录音机的原理是用金属指针作为录音针接触钢丝表面，使两者接触处的钢丝只被磁化，从而产生录音不平衡的现象。卡姆拉斯想用一个磁头来改进，就是用一个完整的磁环作为磁头，一根钢丝穿过磁环并保持它们之间的距离相等，然后用钢丝周围的气隙空来记录。与前者相比，Kamras的改进之处在于记录过程中使用空气隙代替金属指针，避免了磁信号的损伤。这样，改进后的磁带输出信号比原来的德国磁带高4倍。但是早期的卷轴录音机仍然又大又贵，需要小心使用。

20世纪50年代，美国无线电公司推出了一种复杂的“革命性”盒式磁带，像一本袖珍书那么大，可以叠放或更换。但是这些卡带因为成本高，播放不流畅，并不流行。然而，受此启发，很多公司开始了自己的便携式盒装磁带实验，但都以失败告终。

直到1963年，飞利浦的荷兰工程师劳德威克·欧登塞(Laudwick Odense)发布了盒式磁带，它使用了一个人类手掌大小的袖珍磁带盒，其中卷好的磁带放在一个小塑料盒中。磁带的两面都包裹着塑料外壳，可以最大程度地保护里面的数据，每一面可以容纳30到45分钟的立体声音乐。然后，1964年，飞利浦公司生产了一种可以自由录音的录音机。随着这一系统的极大简化，录音机成了普通的家庭用品。

从1964年到2004年的40年，是卡带最辉煌的时代。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，宣告了第一盘“高保真”磁带的诞生。

1970年，第一盘120分钟的磁带诞生，即每面可容纳60分钟的音频数据。

1971年，Advent公司推出了201磁带机——它配备了杜比B降噪系统，使磁带更认真地用于录制音乐，为高保真卡带和播放器时代奠定了坚实的基础。

80年代，以索尼随身听系列为代表的便携式随身听出现，使得磁带风靡全球。正是在这一时期，音乐磁带的销售开始取代紧凑型唱片，随身听成为便携式音乐市场的象征。

事实上，在80年代末的高峰之后，由于CD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。

80年代末90年代初，国家刚刚开放，生活开始富裕起来。中国人迫切需要更多的文化和娱乐方式。在那个时候，电视是一个昂贵的东西，它接收的频道很少。

集收音、录音、放音于一体的双卡收录机正好迎合了人们的需求。虽然价格不便宜，但是比电视实惠多了，尤其是磁带不仅便宜，而且转录和复制也非常方便。大街上的男孩们背着的录音里那悠扬而又令人沮丧的港台流行音乐，成了那个时代最吸引人、最时尚的画面。有的男生女生互相交换磁带，从音乐的精神共鸣开始，一步一步走向全方位共鸣。

当时国内最著名的录音机是江苏盐城的严武电器的录音机。虽然不如日系产品坚固耐用，但依然以相对低廉的价格在大江南北掀起一片天空。1993年，严武录音机的销售额达到4.4亿元，这是当年的奇迹。

我的童年就是在这样的双卡录音机的陪伴下长大的。记得当时在录音机前背了很多儿歌，母亲一直保存着，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，太重，而且只能放在外面，噪音大扰民，噪音低是不行的。那时候我的梦想是日本产的卡带机。

然而，就像我们生活中的第一台游戏机不一定是红白机，而是恶霸学习机一样，一些青少年的第一台磁带播放机不是随身听，而是专门为学习英语而设计的复读机。

有了耳机，就有了小包间空了。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，可能是在某些大街小巷里一家摆着盗版磁带的音像店里，我们第一次与这个世界相连。

一开始是四大天王，梅艳芳，张国荣，张东健，张信哲申彻。过了很长时间，周杰伦、斯蒂芬妮、林俊杰、莫文蔚和陈小春应运而生。后来，我不知道是谁把我介绍给了罗大佑、张楚、李宗盛、朴树和徐渭。然后，涅槃，GnR，万圣节，冰封大地………没错，虽然当时国外乐队已经逐渐出CD唱片了，但是我是在盗版磁带上听到的。

后来，我有了第一台CD机，第一台MD和MP3玩家。我知道CD-ROM是什么，我也知道我应该去哪里寻找我耳朵里的这些爆炸声音。

就是这样。胶带在我短暂的人生中占据了非常特殊的位置，让我看到了非常广阔的地方，却在不经意间忘记了。

2007年，英国电子商务公司宣布停止销售磁带，太阳报冒昧宣布磁带的死亡。

随后，无数人觉得磁带退出了市场舞台。

但时至今日，仍有一些乐队坚持发行磁带专辑，只是磁带本身的潜力可能更受科技公司青睐。它的安全功能也成为许多技术公司仍然依赖的备份方法，尽管它们并不常用。

2014年，索尼利用自主研发的溅射薄层沉积技术，在磁带上沉积7.7nm超细磁性颗粒，实现了185TB存储容量的高密度磁存储。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和富士胶片开发了单个容量为220 TB的磁带，成本仅为硬盘的十五分之一。事实上，多年来磁带的存储容量每年都在增长33%，而且没有放缓的迹象，这意味着未来10年每两年就要翻一番。摩尔定律逐渐失效后，磁带可能成为最后一种遵循摩尔定律的信息技术。

根据IDC的数据，互联网上的大数据每年都在以30%-40%的速度增长，而目前硬盘容量的增速还不到大数据的一半。或许磁带有可能填补这个空的空白，成为更理想的存储技术。

2021年3月6日，盒式磁带发明者、荷兰工程师卢·奥滕斯去世，享年94岁。他也是CD播放器的重要发明者。

1986年，他曾在一次采访中说，他说自己最大的遗憾是，创造出世界上第一台随身听的是索尼(世界上第一台个人便携式磁带播放器walkman，1979年诞生于索尼)，而不是飞利浦。

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