磁带录音机和其他音响设备如收音机、电视机、扩大机等一样,在传输信号时,也会给信号引入一定的噪声。但是,只要弄清楚噪声产生的原因,采取适当措施,就能把噪声限制在可接受的程度。
各种噪声产生的原因
1.背景噪声
(1)传声器的噪声:一般家用盒式磁带录音机上,都装有驻极体电容传声器。它由驻极体薄膜材料制成的电容头和场效应晶体管构成的跟随器所组成,见图①。电容头的固有噪声非常小。所以传声器的噪声决定于跟随器电路的噪声,一般约为3微伏,显然也比较小。但重要的是:装在机壳上的传声器,很容易受传动机构运转所产生振动的影响,传声器就把这种振动变换成噪声。

(2)磁头的噪声:金属磁头的固有噪声主要是与其阻抗损耗分量有关的热噪声。铁氧体磁头的固有噪声主要是材料的磁畴壁松散性引起的噪声。金属磁头的噪声较大,常常采用薄片叠成的铁芯制作磁头,以减小涡流损耗,降低噪声。
另外,对磁场非常敏感的放音磁头,能把微弱的磁场变化变换成电流的变化。而周围空间和录音机内部,却有许多杂散磁场存在,如电源变压器、扬声器、电机及有大电流流过的导线,都有杂散磁场散发出来。如果放音磁头感受到杂散磁场的作用,就会有噪声输出。
(3)磁带的噪声:质量优良的录音机,其背景噪声主要来源于磁带的固有噪声。这种噪声比较大,它由磁带的单位体积内磁粒子数目的统计变化所产生。
(4)电路噪声:录音放大器、放音放大器、偏磁电路、电源等均能带来噪声。电路噪声由电阻、电容的热噪声,晶体管等的固有噪声,电感元件的感应噪声,以及前后级互相干扰而产生的噪声所组成。
(5)传动机构产生的噪声:传动机构在运转过程中,由于机械元件的相互摩擦、撞击而产生机械噪声。此外,橡胶件、塑料件在运转摩擦中,产生静电荷,造成放电干扰。亦会引起不可忽视的噪声。尤其电机是产生机械振动和火花干扰的主要根源。电机火花是由于电刷和整流子高速旋转接触中,不断进行电流换向时产生的。火花干扰的频带很宽,通过空间辐射和串入电路两个途径使录音机产生噪声。
2.调制噪声
(1)频率调制噪声:录放过程中,由于传动机构运转产生的振动和磁带韧性不均匀等原因,致使磁带相对磁头的运动不可能保持理想的恒定速度。实际上走带速度总会存在着不同程度的瞬时变化,存在着颤、抖现象。于是录或放连续的正弦信号时,信号的频率就会被这种带速的变化现象所调制。使输出信号波形如图②所示。听起来,声音变得粗糙、不清晰。这种噪声的频谱表示在图③。


(2)振幅调制噪声:理想情况下,录、放正弦信号的振幅应该是恒定不变的。但实际上,信号的振幅常常产生无规则的较小变化,形成振幅调制现象,如图④所示。这象噪声一样可以被听到。使振幅产生调制的原因有以下几点。

①磁带的磁性层厚薄不均匀,录在磁带上的信号强度就产生变化。②磁性层的磁微粒分布不均匀,或其中夹杂有非磁性杂质,或磁带与磁头相接触的工作面上有灰尘和脱落的磁粉。都会在录放音时,使磁带和磁头接触面之间的间隔时大时小地变化,而造成录、放信号振幅的变化。③磁带行进中,其两边缘不可能与磁头缝隙完美元缺地吻合。常会出现磁带不能整齐充满地复盖磁头缝隙的现象。或者由于磁带长久使用后,其边缘处的磁性层残缺不齐全。都可导致录、放信号振幅被调制。
④磁头受直流磁化,或直流偏磁录音。都会使磁带上带有直流剩磁。同样,如果交流偏磁的波形不对称,录音后也会使磁带上有直流剩磁。虽然一般放音磁头重放不出磁带上的直流剩磁。但是它的存在却构成了一个振幅调制噪声源。这是因为走带瞬时速度变化、振动和脱落磁粉等的存在,使磁带上的直流剩磁相对放音磁头缝隙之间,产生忽近忽远、忽快忽慢的变化。从而放音磁头就产生了波动的输出,出现噪声。这称直流磁化噪声,也是调制噪声的一种。
减小噪声的措施
磁带录音机可能产生的噪声种类及其原因虽然很多。但在录音机的设计和制造中,为使其噪声限制在最小,均采取了必要措施。例如:
(1)磁头、电机都有良好的电、磁屏蔽结构。
(2)传动机构中的关键零部件,都经过精密加工。电机转动受机械稳速或电子稳速控制。力求磁带运转稳定。
(3)传声器的安装具有良好的减振装置。
(4)电路中的措施:①采用良好的滤波方式,各级均有去耦电路。有源滤波电路已在录音机中普遍采用。②放大器前级采用低噪声阻容元件和低噪声晶体管。③电路布局上尽量使放音磁头和前置放大级远离电机、扬声器、功放级和易摩擦生电的部位。④均采用经过验证的合理的印制板布线工艺。⑤高档录音机还装有各种专用降噪电路,如杜比(DOLBY)、自动噪声降低系统(ANRS)、动态噪声限制(DNL)等。
所以,一台合格的磁带录音机,一般的信噪比约为40分贝,许多都在50分贝以上。只要正确使用和维护。录放音中不会产生使音质明显恶化的噪声。
如果一台录音机,在录放音时的确噪声较大。一般可采取以下措施进行排除和减小。
仔细清洁磁带上的灰尘和脱落的磁粉,或换用新磁带;仔细清洁磁头和运转中与磁带相接触的零件表面。除净粘在表面上的磁粉和脏污;用消磁器对磁头和传动机构中与磁带相接触的金属件进行消磁;如抖晃波动声增大,还应清洁传动机构中影响运转的脏污部位,如传动皮带经过的沟槽。用传声器录音时,必须在环境噪声小的地方进行,特别要避免那些不易引起人们注意的低频声和振动;
线路录音时,要注意接线的正确,导线不要过长。如录音机上只有传声器输入插口。接线时必须使用衰减线,以避免引入噪声。
为了尽量减小噪声,可采取适当增大录音电平,提高录音信号强度,使信噪比增加的方法。
对于直流消音方式的录音机,如使用未曾用过的新磁带,可除去本机的消音功能(用一毫米厚的非磁性光滑片把磁带和消音头隔开。或断开消音头电源)然后进行录音。可获得较小噪声的录音效果。(肖和祥)