聲音的無上幻覺: 初探桃花源, 來談談盤帶錄音機

2015年4月26日星期日

初探桃花源, 來談談盤帶錄音機 - Reel to reel tape recorder introduction

不朽的名盤Waltz for Debby的盤帶版, 可說是最接近母帶的存在!

不太記得是為何一頭栽進盤帶機的領域....或許是前陣子一直google黑膠刻片的相關訊息, 而因此瞭解到, 開啓了黑膠唱片或是類比錄音的黃金時期(195x~197x; 請注意, 我並非在斷代, 也並非在說後來時期的黑膠不好; 而是這個時代是玩黑膠或是收藏黑膠一般認為的最好時期)的其中一個重要的原因, 正是因為盤帶錄音機的進步與成熟.

HMV最高規格的商業化盤帶(2 track, 7.5ips, real time copy from master)

台灣有機會接觸到盤帶機的大概都是老一輩的玩家. 以我為例, 大學畢業約在1990年, 而那時, 其實已經是盤帶機時代的黃昏了. 大型專業盤帶機像是Studer, Ampex, Sony/MCI, Telefunken...等, 除非在專業大型錄音室, 否則是難得一見. 市面上比較容易看到的是所謂"家用"的盤帶機, 像是Revox, Otari, Akai, TEAC, Sony...等. 從音樂軟體的角度, 先不談專業錄音市場, 供應家用市場的商業盤式帶(pre-recorded reel to reel tape), 最早是約1954年由HMV發行兩軌/7.5 ips的7"盤式帶, 在1964年左右, 由於成本原因, 所有的商業盤式帶全部改為四軌的規格, 轉速上有3.75以及7.5 ips, 拷貝生產方式也由之前等速(1x)和四倍速(4x), 提高到16x倍速以降低生產成本. 但即使如此, 這些家用商業盤式帶的發行, 最終還是不敵當時的黑膠以及卡式帶, 陸續在70年代末期紛紛退出市場. 也難怪, 即使是我從初中就開始到上揚買黑膠, 也從來沒見過在賣這些家用盤式帶, 卡帶倒是不少.

Reel to reel tape

一. 我們先來看一下承載資料量的盤帶(tape)部分:
(1) 盤式帶速度規格; 所謂的ips(inch per second), 指得是盤帶資料軌每秒有多少長度經過磁頭. 就好比黑膠唱片有33囀以及45轉, 以及更早期的78轉. 愈高ips代表愈高規格, 也代表每秒經過磁頭的資料量愈大. 商業家用盤帶最高只有到7.5ips, 而專業錄音規格則至少是15ips的轉速起跳. 以公分來說, 7.5ips等於每秒19cm, 15ips相當於每秒38cm. 15ips也是母帶級的最低規格, 更發燒級的錄音會使用到30ips的轉速來記錄麥克風所收取的資料.

Reel tape width & track spec

(2) 盤式帶的寬度規格; 盤帶的寬度愈寬, 代表可以記錄磁性資料的面積愈大. 最通用的兩軌或是四軌規格都是使用1/4"的寬度. 專業上則會有1/2", 1", 甚至2"(5cm)的規格. 像早期著名的Mercury錄音就是使用Ampex/Westrex開發的35mm/三軌的規格(每軌相當於1/2").
(3) 盤式帶的軌數(track); 兩軌, 1/4"的規格就是表示, 每軌最多能夠使用的磁帶寬度是1/8". 四軌, 1/4"就是代表每軌使用的寬度只有1/16"! 專業上有使用到四軌, 八軌, 十六軌, 甚至到二十四軌, 也就是所謂的多軌錄音.

不同尺寸的盤帶(摘自Soundfan)

(4) 盤式帶的尺寸; 這就好比黑膠有12"/7"一樣, 盤式帶的尺寸一般常見的有, 5"/7"/10.5", 分別對應了可錄音或是可播放的時間長短. 最大有14", 不過這是對應大型專業機的特殊規格.
所以結合了轉速, 寬度, 以及軌數規格, 基本上就定義了所能使用磁帶的最大磁氣記錄量, 當然, 愈大的磁氣資料量就代表了更高的規格. 因此, 專業用的錄音規格至少都是2 track, 15ips, 1/4". 當然2 track通常代表了只有兩隻麥克風, 但許多小廠都使用這樣的"基本"規格錄下不少經典的錄音, 像是Proprius, Opus3...等. 而家用商業盤帶由於必須考慮成本, 播放時間的長度, 早期最高只有2 track, 7.5ips, 1/4", 後期就降為4 track, 7.5ips, 1/4", 甚至4 track, 3.75ips, 1/4". 除去拷貝的損失外, 它所承載原始母帶的資料量已經至少被"濃縮"到1/4~1/8了.
更正(2017.5.5): 兩軌並不一定代表只有兩隻麥克風. 有可能現場使用多隻麥克風, 但在進入盤帶機之前已經使用mixer先mix成兩軌, 才錄進磁帶.

1970年開始生產, 可說是當時最高規格的Studer A80 R

二. 有了磁帶的規格與概念後, 我們來看一下對應進行錄音以及讀取的盤帶機硬體部分:

盤帶機示意圖(Revox B77; 摘自Soundfan)

(1) 轉速的選擇; 一般家用盤帶機只有支援到7.5ips, 這是因為市售的商業盤帶(pre-recorded reel tape)最高規格也只有到7.5ips. 家用機大部份會提供3.75/7.5ips的選擇, 而專業機種則至少會提供7.5/15ips的選擇. 頂級的專業機則是可以支援到30ips.

2", 24 track head

1/2", 4 track head

1/4", 2 track stereo head (Butterfly head)

(2) 磁頭的規格; 對應不同的磁帶的寬度規格(1/4", 1/2", 1", 2")以及軌數(2/4/8/16/24軌), 磁頭的選擇自然會有不同. 盤帶機比較麻煩的一個部分就是, 兩軌的盤帶只能在兩軌的盤帶機上播放, 四軌盤帶只能用對應的四軌磁頭來讀取. 所以一般高級的日本家用機(家用機以及一般專業機最通用的規格都是1/4"), 通常會配備兩組磁頭, 也就是一組四軌磁頭, 以及另一組獨立的兩軌磁頭來對應早期家用的兩軌盤帶以及標準規格的四軌盤帶. 但歐系的Revox則不然, 它只能選擇其中一種規格, 所以要找Revox的二手盤帶機要特別注意它磁頭的規格.

(3) 等化曲線規格; 如同黑膠唱片必須有對應RIAA等化曲線的唱頭放大一樣, 盤帶錄音機也有對應的等化曲線, 而且有兩種, IEC (或稱為CCIR; 歐洲地區), 以及NAB (美國地區). 一般來說, 7.5ips家用盤帶大部份都走NAB EQ, 除了早期歐洲生產的兩軌/7.5ips的商業盤帶之外(HMV/Columbia使用IEC). 而高轉速(15ips或以上)會以IEC EQ為主流. 例如, 目前還有在生產, 限量的兩軌/15ips類母帶的商業帶(如美國的The Tape Project, IPI ;歐洲的Opus3, Simpaty, Hemiolia; 澳洲的MTSL都是IEC規格).

Opus3 對拷自原始母帶的商業盤帶版(2 track, 15ips, IEC)

(4) 磁頭; 磁帶的原理是磁化磁帶上的鐵氧化合物來記錄資料. 讀取磁帶則是反過來利用感應的原理來讀取磁帶上的磁通量變化. 一般盤帶機至少都會配備有三種磁頭: Erase head, Record head, Playback head (repro head). 之前提到的能夠支援兩軌或是四軌規格的日本高級盤帶機, 就會俱備六個磁頭.
更正(2017.5.5): 2T/4T有可能共用相同的消磁頭. 另外通常只會多一顆Playback head來支援另外一種規格磁帶的播放. 例如, 4T為主的機器, 為了要可以播放2T磁帶, 只會多一顆2T playback head. 此時可以在機器上選擇要使用的playback head.

(5) 磁帶機的調整; 類似於調整黑膠唱頭針尖對於唱片溝槽讀取的角度, 針壓等. 磁頭錄音與讀取時, 對應於磁帶的角度以及均勻度等一樣會影響磁性轉換的正確與效率. 所以要完全發揮一台磁帶機的能力, 就必須考慮機構上(tape path)的校正, 以及電路的校準是否正確, 以及磁頭的損耗程度是否在規格的範圍內. 不過, 這些部分比較複雜, 暫時不談.
更正(2017.5.5): 磁帶的張力設定也會影響播放的聲音.