唱片是怎样灌音的

提起唱片，大家都比较熟悉。但是，你知道单声道唱片和立体声唱片上的一圈一圈的音纹是怎样灌制的吗？

举一个简单的例子：当我们对着一个金属弹性薄膜讲话时，薄膜就会按照声音变化的规律发生相应的振动。如果设法把这些振动刻划保留下来，也就等于把声音记录了下来。普通唱片就是利用这个道理录制的。在制造唱片时，并不是把代表声音的振动直接刻录在唱片上，而是先刻录在一张录音母片上，然后将母片电镀制成模版，再把模版放到唱片压塑机上，就可以以此为标准压制出大量的唱片了。

普通唱片的母片是在翻片机上刻录的。图1为翻片机的结构示意图。它有一个匀速旋转的唱盘，上面放着被刻录的胶片。翻片机还装着一个刻纹头，上面有刻纹刀。唱盘旋转时，胶片跟着旋转，刻纹刀也从胶片外缘向唱盘中心慢慢移动，于是胶片上便会刻出一圈接着一圈的平滑槽纹。

当话筒把声音变成变化的电流，经电路放大馈送到刻纹头的线圈上时，刻纹刀将按照声音的变化规律左、右（或上、下）振动，在胶片上便刻划出包含声音信息的声槽。

在制造唱片的过程中，按照传统的方法，总是先把声音录在磁带（称为母带）上，再利用磁带重放进行母片刻纹。近几年来，由于唱片的电声质量已超过磁性录音系统的质量，于是国外有些唱片厂已废除先经母带录音的办法，而是把现场演出的电信号经放大后直接送到刻纹机去灌制母片。另外，在刻纹过程中采用电子计算机自动控制，使刻纹很密而又不出现声槽串通现象，从而延长了唱片的放音时间。在唱片制版方面，采用了自动喷银及高速镀镍工艺，以加速唱片的生产过程，并最大限度地提高唱片的电声技术指标。

单声道唱片的录音方式有两种。录制唱片时，刻纹头上的刻纹刀在录音片表面的振动，可以是上下垂直方向的，也可以是左右横方向的，前者叫做“纵向录音”，后者称为“横向录音”。这是唱片的两种基本录音方式，它们的不同之处可以从图2中看出。

纵向录音在唱片事业的发展初期占有重要的地位，如最早的圆筒留声机，就是用纵向录音方法来录音的。但是由于这种录音方式的偶次谐波失真比横向录音大，因此在现代唱片录音中已被淘汰，横向录音已成为单声道唱片的唯一录音方式。

目前国际上广泛流行的立体声唱片均采用所谓“45—45”方式录音，我国也不例外。这种录音方式是国际电工委员会（IEC）于1958年按照美国唱片工业协会（RIAA）1957年11月制定的立体声唱片规格而推荐的。按“45—45”方式录制双声道立体声唱片时，刻纹头上的刻纹刀不是按上下垂直方向或左右横方向振动，而是如图3所示各与唱片表面法线成45°角的方向振动。

图4为双声道立体声刻纹过程的示意图，其中最重要的一个部件是刻纹头。为了表示清楚，在虚线框中画出了一种典型的动圈式立体声刻纹头的结构简图。立体声刻纹刀固定在横梁上，横梁两端分别通过设置在A和B点的活动绞链与左右两个动力系统相连。音圈（又叫激励线圈）和反馈线圈均绕在动力系统的骨架上。音圈位于一永久磁铁的两极面（N和S）之间。当音圈里馈入音频信号时，它便在两极面之间的空气隙里形成变化的磁通，此磁通与永久磁铁的磁场产生作用力，从而迫使带音圈的动力系统上下垂直运动起来。例如，当将需要录音的右声道信号输入到刻纹头左边的音圈时，可引起左动力系统上下运动，此时由于右动力系统是固定不动的，B点是一个定点，所以左动力系统将带动横梁上的A点以B点为中心作圆周式的摆动，此旋转半径L（即距离AB）远大于刻纹刀的振幅。由于绞链活动支点A和B以及刻纹刀端点C构成一个等腰直角三角形，而且AC和AB的夹角等于45°，所以左动力系统上、下运动时将迫使刻纹刀垂直于声槽右壁作纵向振动，从而在声槽右侧壁上刻切出一条沿45°方向振动的槽纹；同理，当左声道信号输入到刻纹头右边音圈时，右动力系统通过横梁迫使刻纹刀向左，在声槽左侧壁上刻切出另一条沿-45°方向振动的槽纹。由此可见，通过适当选择三角形ABC的尺寸，使其高度为L／2，就可以把动力系统的垂直运动变为刻纹刀的45°－45°的振动。当左、右两路信号同时加在刻纹头上时，刻纹刀作的是一个力的合成运动，这里不再分析了。用这种方法刻录的立体声唱片，对于听音者来说，右声道声音被记录于声槽的外侧壁，而左声道声音被记录于声槽的内侧壁。

四声道立体声唱片的刻纹过程与上述双声道立体声唱片类似，也是采用“45-45”方式。其不同处是在刻录时先把四个声道的信号编码，合成为两路声道的信号，再进行录音刻纹。

为了更形象地说明立体声唱片的刻纹过程，让我们以图5为例，看一下最简单的正弦波电流的刻录情形。图5a是当只在刻纹头的左线圈中馈入正弦波电流，而右线圈中没有电流时，刻纹刀的振动方向以及在声槽右壁上刻录的波形；图5b是只在刻纹头右线圈中馈入正弦波电流，而在左线圈中没有电流时，刻纹刀的振动方向以及在声槽左壁上刻录的波形，图5c是在左、右两线圈中均馈入等幅的正弦波电流，但相位相反（相位差为180°）时，声槽两壁的刻录波形；图5d是两线圈中同时馈入相位相同（相位差为零）的等幅正弦电流时，声槽两壁的刻录波形。应注意，在分析图5时所提到的“同相”、“反相”两个概念，是指刻纹头输入端的两路信号而言的。为了保证两路信号在等幅、同相时在声槽上得到如图5d所示的波形，在等幅、反相时得到如图5c所示的波形，应将任一路信号反相180°（即将这一路信号与刻纹头音圈的二根接线对调一下位置），然后两路信号再共同加到刻纹头上，就会得图5所示的结果。这种刻录方法的特点是：声槽横方向的振动代表了信号的大小，例如，我们分析一下图5d这个极端情况，当两路信号等幅同相时，声槽完全蜕化为采用横向录音的单声道形式，一方面减小了失真，另一方面也使立体声唱片和单声道唱片具有了兼容作用。（吴大伟）