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黑胶唱片,是怎么把声音留住的? | 有趣的制造

CastAI 有趣的制造 2022-08-09

在 1931 年,美国无线电公司试制成功了 33⅓  转/分的「密纹黑胶唱片」,相比之前的标准的 78 转/分「黑胶唱片」,这就大大延长了一张唱片的播放时间,所以这种新密纹黑胶唱片被叫做 LongPlay,也就是我们现在听黑胶迷们一口一个叫的 LP 啦~也是在这之后,黑胶唱片作为一种音频载体,开始独领风骚风靡了整个 20 世纪,即便 21 世纪被数码电子产品 KO 过,还是撑到了现在的复古风潮归来。


密纹唱片

唱片的材料经过多次优化,到了密纹唱片这里,它的颗粒更细,微小的振动也能被录制下来,进一步体现出了高保真的声音效果,当时被认为最接近原声,也就逐渐的独领风骚,众多重量级的演奏家、指挥家、大乐队以及歌唱家都以黑胶唱片作为首次发行的。


要开始介绍一个完整的生产唱片的过程了~来!(虽然叉叉老奶奶已经咀嚼过这篇文章)准备好烧脑!简单来说就是先制作一个树脂母盘,再倒模成金属模具,然后用模具不断的压制翻录出「黑胶唱片」们。


工作原理

黑胶唱片的音乐,其实是通过模拟的方式记录下来的。录音时,声音经过收集扩大后,再传到振动膜上,把这个机械振动模拟成电流,然后通过针头将其转化为机械信号,再用到刻纹机带动探针直接在母盘上刻录出沟槽来。


刻纹母盘

下图就是录制母盘时的刻纹机,此时刻录的还是树脂圆盘,其实算是声音的第一张唱片,之后还要经过多次翻模才变成模具金属盘的。声音经过处理后形成的机械振动轨迹,是被蓝宝石针在树脂圆盘上刻出沟槽来的。


左右声道

录制时,左右两个声道的声音电流分别输入,驱动刻针相应的左右两个电磁线圈,左右声道声音的不同部分在变为电磁振动时,使得刻针驱动幅度相加或相减,合成的电磁振动幅度就驱动钻石头刻针,刻成了 L + R 的唱片轨纹。


有些难理解,先别急!下面我再来倒着说一次。


出立体声

到实际播放的时候,把唱针放到唱盘上后,唱针会在沟槽内移动,这里产生的上下左右振动幅度(立体声的振动超多),使得唱针的 L 和 R 电磁感应线圈产生各自的电流,输出 L + R 两个声道的原始声音。简单说…就是一根唱针有两个线圈,两个声道的磁场相互垂直,互不干扰,线圈分别感应对应的声道产生电流,然后这个声音从一个喇叭口里出来。


这又涉及到一个难点,为什么左右声道从一个喇叭口里出来,我们能听到立体声呢?


小可爱们想下去电影院看 3D 电影,就一个大屏幕,通过你戴的 3D 眼镜,你的左右眼看到的其实是不一样的画面,但呈现在你眼前的就是立体有远近的画面了,左右声道和立体声也是这样,不要再问为什么了,这个世界就是这么神奇超纲了...下次再解释吧!)

其实,黑胶唱片的原理整个经过都没有后来 CD 光碟那样的电子编码过程,还算纯物理的知识...


电镀工序

刻纹好的母带先用水冲洗干净,再用超声波配清洁剂,去除极细小的灰尘。首先电镀一层薄薄的银。


再在镍盐溶液中浸泡 20 分钟镀上一层薄薄的镍,最后在镀剩下大部分的镍层,镀 2 小时 20 分钟的时间,不停地改变改变也就让镀层逐层叠加,实际上总共也就电镀上了大概 0.3 毫米厚...


留电镀层

在母带上把电镀层剥下来,这就是压制唱片的模具啦~这个模具是与母带纹路完全相反的,这才好用来压制正确方向的黑胶唱片啊!


去银镀铬

因为银不耐用,需要把银层溶解去掉,用坚硬耐磨的铬金属给电镀上。


修剪成型

反向纹理的镀铬金属唱片模具,还要在确定圆心后,去掉多余边角,和这之类的整型处理,才算是做好了最终版的模具。


压制唱片

复刻黑胶唱片,要请出我们做牙刷啊、旅行箱啊之类的老朋友,PVC 颗粒进行压制啦~


把压模加热到 180℃,就让 PVC 塑料颗粒熔化了,等 PVC 降温冷却后,则立刻使形状固定下来,整个环节超快、超流畅。


来看张细节图,将已经具有一定厚度的 PVC 团块放置到金属模具中央,通过两张模板的挤压,一张黑胶唱片就成型了。与此同时,中间一圈的纸质标签也是直接压在黑胶唱片上的。


切边定型

再用带锯切去压制出来多余的 PVC 部分,我们买到的复制刻录黑胶唱片就做好啦~有没有「一生二,二生三,三生万物」的感觉...母带是录制损耗最小的,如果再进行复刻,音质损失当然也会越来越大。



异种唱片

PVC 颗粒是有很多颜色的,那选择彩色的颗粒也就能制造出不同颜色的唱片了。还有就是压制唱片的时候,还能把两团透明 PVC 包着一张薄纸去压制,就能做出那种中间有图的透明唱片了。


唱片的形状也无拘无束,星星、方形、花型,各种各样啥都有,不过个人以为,还是黑色、圆形的最有格调,可能也是一个「路径依赖」了。


包装环节

最后人工检查,再外包装纸一装袋就 ok 啦~


等等!Cast 还有话说

肯定有小可爱好奇黑胶唱片之前用的是啥留住声音...装置都一样啦~也是喇叭筒,唱片之前是下图的留声机圆筒,唱针走在圆筒的外表面刻纹上,被淘汰最主要的原因是黑胶唱片更廉价,而且圆盘比圆筒可容易存放多了。


让小可爱们深夜烧脑了么?反正叉叉老奶奶看哭过,说甚至产生了生理性厌恶...但是(敲黑板),我们还有液晶没写过,讲什么电脑、手机之前都得先讲讲液晶显示屏呢。 →_→


要发一个免责声明,以后看到这种想打人的制作文章,都是小丧写的,我只是个学机械的,叉叉也只是个老奶奶啊...我们了解世界吧,有时候不求甚解挺好的,不痛苦。


作者:江小丧、Cast

校对:王叉叉

合作请添加微信:hicast

文中 Gif 截取自 THE MAKING (100)《レコードができるまで 》和 YouTube 博主 SUNTV记录历史 的视频《留声机圆筒》以及 YouTube 视频《Electron microscope slow-motion video of vinyl LP》

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