从留声机、磁带录音机到MP3 细数这些“会说话的机器”

从留声机、磁带录音机到MP3 细数这些“会说话的机器”

"会说话的机器"诞生的消息，轰动了全世界。1877年12月，爱迪生公开表演了留声机，外界舆论马上把他誉为"科学界之拿破仑"，是19世纪最引人振奋的三大发明之一。即将开幕的巴黎世界博览会立即把它作为时新展品展出。就连当时美国总统海斯也在留声机旁转了2个多小时。

10年后，爱迪生又把留声机上的大圆筒和小曲柄改进成类似时钟发条的装置，由马达带动一个薄薄的蜡制大圆盘转动的式样，留声机才广为普及。虽然爱迪生发明了留声机，实现了录音。但是那时的录音机主要用机械原理实现声音的再现。它录制的声音音量低，以至录音时要对着喇叭大声地喊话。为了改进这种录音方式，丹麦科学家包尔森利用电话传声的原理，开始尝试用磁性储存声音。包尔森用钢丝做实验，在磁力的作用下钢丝会变成磁铁，磁力消失后，在磁场中的钢丝仍然会保有磁性，这种保留下来的磁性，叫做剩磁。包尔森把一条长钢丝缠绕到一个卷轴上，钢丝通过一个电磁铁与另一个卷轴相连，录音话筒与电磁铁的线圈相连。这样，通电的电磁铁就把电话筒里的电磁信号变成磁场，在磁场中的钢丝受到磁化，产生随声音大小而强弱不同的剩磁，声音就被记录在钢丝上了。由于这种磁性录音要用质量很高的钢丝和钢带，而且笨重不便，影响了这种录音方式的普及。

在录音机广泛普及的过程中起关键作用的是美国的无线电爱好者马文•卡姆拉斯。他在研究录音信号受损的问题时产生了这样一个念头：钢丝表层的磁性总是一样的，如果能在钢丝的表层均匀地录下声音，不就可以得到均匀的声音信号了吗？当时的录音机原理是用一根金属指针作记录针去接触钢丝表面，这样，只有在两者接触处的钢丝才被磁化，因此产生了录音不均衡的现象。

卡姆拉斯想用一个磁头去改良它，即用一个完整的磁性圈作为磁头，把钢丝穿过磁性圈并使两者之间保持向等距离，然后利用钢丝周围的空气间隔进行录音。与前者相比，卡姆拉斯的改进在于在录音过程中利用空气间隙代替金属指针，避免了磁信号的破坏。

录音机的真正流行和实际应用还是在发明磁带以后。1935年德国科学家老耶玛发明了代替钢丝的磁带。这种磁带是以纸带。带基上涂了一种叫四氧化三铁的铁性粉末，并用化学胶体粘在一起。这种磁带不但重量非常轻，而且有韧性，便于剪切。随后，福劳耶玛又将铁粉涂在纸袋上代替钢丝和钢带，并于1936年获得成功。纸带价格便宜，携带方便，被人们认同和接受。

发明家卡姆拉斯也不甘落后。第二次世界大战接近尾声时，卡姆拉斯发现了一种磁性颗粒，这种颗粒就是氧化铁粉。他把这种粉末混入亮漆或凡立水中，再涂在纸带和纸盘上。当涂料未干时，就将它放入磁场，在磁场的作用下，所有的颗粒就会按一定的方向排列起来。这就是现代磁带的雏形。

50年代当荷兰菲利浦公司在开盘式录音机的基础上发明走带构造后，录音机才真正普及到了家庭之中。目前全世界录音机的年产量达3000万台，已成为千家万户的日常生活用品。早期的录音机由于是在介质上记录模拟信号，故称模拟录音机，模拟录音机由于自身无法克服的缺点使其性能指标如动态范围、信噪比等难以继续提高，无法满足人们对录音机高保真的要求；而且模拟磁光录音机还存在着记录密度低、易磨损、编辑难、易受干扰和复制性能差等问题。在60年代末期，人们开始将数字技术应用于音频信号的记录和重放，从而出现各种数字录音机。从此，录音机技术进入了一个数字化的新时代，数字录音机把模拟音频信号数字化后的数字信号记录在介质上。

各种数字录音机各有优点，而光电数字录音机既具有数字磁带录音机携带使用方便的优点，又具有硬盘数字录音机灵活的随机存取能力、信息处理能力和节目编辑、制作方便等优点。此外，光电数字录音机的记录载体是光盘，这种非接触式记录使设备不存在介质的磨损问题，因而可靠性高、工作寿命长、音频性能指标高(CD唱机的音质)，具有磁记录技术无法比拟的巨大优越性，受到了广大专业广播电视工作者的欢迎。

在现在生活中，录音机已经向多元化发展。磁带录音机渐渐的退出了人们的生活，取而代之的是CD机、MP3、MD等新式的录音播放装置。激光唱片机简称激光唱机、CD机，又称音频光盘机，它是"综合信号激光盘系统"中的一种。它实际包括激光唱片和唱机两部分：激光唱片是一张以玻璃或树脂为材料、表面镀有一层极薄金属膜的圆盘，通过激光束的烧蚀作用，以一连串凹痕的形式将声音信号刻写存贮在圆盘上，形成与胶木唱片相似的信号轨迹；激光唱机则是以激光束读取激光唱片上的光信号并转换为电信号，输出给音响播放装置再转换为声音信号。1980年，荷兰飞利浦与日本索尼两家公司开发出Compact DiscDigital Audio(简称为CD)的小型教学数字音频光盘，也称激光唱片（盘），并制订了它的技术标准。起初它只存储音乐供欣赏。1982年，激光唱片与唱机以音质好、容量大、体积小等优点纷纷上市。激光唱片的直径为5英寸（12.7厘米），反面贴标签，单面双声道存贮数字音频的信息，可存放约70分钟（最长为74分钟42秒）的内容。激光唱片也可在计算机上听，计算机上要装有CD─ROM、声卡和音箱等一些设备及软件。继激光唱片之后，厂商又推出了CDSingle,LD,CD-Graphic,CD-V,VCD和DVD等激光唱盘。

MD即MiniDisc（迷你光盘），它是由SONY于1992年正式量产上市的一种音乐储存媒体，MD盘直径6.4厘米，非常“迷你”。MD机分可录型MD（Recordable，有磁头和激光头）和单放型MD（Pre-recorded，只有激光头）。

MD既具有CD的音质和长期保存性，又具有卡带的可录可抹性。音乐盘可以储存74分钟（立体声）或148分钟（单声道）的音乐（另外还有60、80分钟的MD碟），MD数据盘能储存140M容量的数据。MD机具备便携、强大的编辑功能，媲美CD的音质等优点，而且MD盘也很便宜，十几元一张，非常大众化。

MD源自音乐领域，也成功地在随身音乐领域立住了脚。但这个领域毕竟在国内还没有成长起来，也是比较专业的领域。不过现在有越来越多的人将其作为数据光盘的另一个选择。这倒可能是SONY当初开发这种产品时所没有想到的。

MP3全称是MPEG Audio Layer 3，MPEG压缩格式是由运动图像专家组（Motion Picture Experts Group）制定的关于影像和声音的一组标准，其中MP3就是为了压缩声音信号而设计的是一种新的音频信号压缩格式标准。CD唱片采样率频率为44.1MHz, 16Bits, 数据量为1.4Mbps，而相应的MP3数据量仅为112kbps或128kbps，是原始数据量的1/12。也就是说传统的一张CD现在可以存放10倍甚至更多容量的音乐，但是在人耳听起来, 感受到的音乐效果却没有什么不同。MP3随身听的工作原理，其实很简单，反正就是有一块不知什么型号的控制芯片，控制解码芯片和LCD液晶屏，由解码芯片把内置闪存或是外插闪存卡之中的MP3文件解码，然后经数模转换，最后从耳机输送到我们的耳朵中。也就是说一共没几块芯片。你如果拆一个MP3随身听看看，你会发现里面比较大的半导体芯片只有4、5片。现在新一代的MP3随身听在技术上是非常先进的，最具代表性的是NOMAD II，基于美国CirrusLogic最新的EP7209 MCU（微程序控制器）芯片组，它的作用实际上就像电脑里的CPU，经过软件解码，可以支持多种网络音乐格式，包括MP3，以及日后的WMA格式。而国内使用这种芯片制造的MP3随身听也即将问世。