图1
插图来自Stylus in Wonderland,O.J.罗素,无线世界 1954年10月
预加重也没有被定义为具有时间常数的方式。相反,它被定义为特定频率的增强量(或重播中的去加重); 通常为10kHz。因此,记录特性被定义为例如:在250Hz时候交叉,在10kHz下具有+ 5dB的升压,或者简称为250-5。
直到二十世纪五十年代,所有记录特性的两个参数的有了简单变化:频率交叉和10kHz提升。但是特殊的往往在藏在细节中,那就不同的唱片公司都选择不同的转换频率。并且都选择不同的预加重曲线,从10kHz的0dB到10kHz的+ 16dB非常大的范围!所以前置放大器的音调控制可以追溯到此期间,不过他们没有必要提供音调的选择,但是能够使绝大多数录音能够听!
技术与社会学
减少低音,改善播放时间,预加重调高音,提高信噪比在当时一个很好的想法,而且逐渐地被应用于20世纪40年代的录音, 特别是在美国这个时期的录。事实上,美国在RIAA标准之前的录音与欧洲在同期的录音之间的主要区别在于欧洲对78 RP录音的均衡程度比美国同期的的78 RPM录音更为差,这并不是说欧洲更加保守,同时美国在这个时期并不是许多欧洲国家(特别是英国和法国)的殖民统治的,在富裕的美国,在二十世纪三十年代,大多数的家庭已经通电,电声设备的再生产就成了常态。这么一个庞大的录音市场,对于欧洲制造商而言,并不是这样,因为这个帝国的渊源远远超过了五十年代,机械录音机仍是主要的复制方式。欧洲唱片公司只是意识到更多使用均衡技术使得唱片录音更长,但没有意识到在机械留声机上发出的声音却越差。 然而,在大型娱乐行业动感的刺激情况下,美国唱片公司特别热衷于追求更低音和更高音,导致从低音逐渐上升到高音极端几乎完全倾斜的特征,高音和低音也仅仅是在中间插肩而过,中间几乎没有水平的部分; 如下图所示。
插图来自Stylus in WonderLand, O.J. 罗素,无线电世界 1954年10月
20世纪50年代
到了五十年代,整体越均衡越来越被大众认可。NAB录音特性做到了极致(Quad 22控制器和立体实验室的曲线B ),其翻转频率为500Hz,10kHz时增益为+ 16dB;但是 一个如此高级别的高音,也经常会导致唱针跟踪出现问题。显然,建立标准的录音特性迫在眉睫,RCA引入了一种录音特性,称为RCA New Orthophonic曲线,当时定义翻转频率为500 Hz,在10kHz时为+ 13.7dB。这也被认为是一个合理的参数选择,在1952年,美国录音业协会(RIAA)采用了这一曲线并提出了把它作为录音的标准。,在二十世纪五十年代中期,大多数美国唱片和大多数主要欧洲唱片公司采用了新的RIAA标准。然而,还有许多唱片公司,特别是在欧洲和亚洲,采用RIAA特性的录音特性要慢得多,直到二十世纪六十年代后期甚至更晚使用。
低音段
记住这样一个问题:尽管在录制盘片的时可以将低频全部切割为0Hz,但是在重播时一直将DC提升到DC是不实际的,在早期,设计师可以简单的选择提升多少(甚至是什么频率),但是随着战后狂热的对“高保真”的要求,这些简单的设计不能满足需求。此外,还需要理解,如果在录音的时候使用特定频段的滤波器而不是简单的低通滤波器,则在重放的时候则需要精确匹配均衡。因此,引入了第三个参数,定义了低音段的最终提升水平。
因此,引入了一个字母来定义了录音特性(转换频率和10kHz的预加重)的两个参数:
• X = + 12dB
• C = + 14dB
• A = + 16dB
• B = + 18dB
• R = + 20dB
• N =无低音压缩; 直接均衡到DC
这就是为什么RIAA有时被称为:500R-13.7,意味着500Hz的翻转换率,对低音段的限制为+ 20dB,在10KHz时则为13.7dB的滚降。这个命名法有助于如1955年10月的“高保真”杂志的表的解码。
时间常数
如今不再使用上面这个解码系统,而是用编码或解码特性所需的电气网络的时间常数来描述录音特性。因此,如果控制HF预加重的时间常数为t 3,把转换的时间常数为t 2,并且控制低音段角落的时间常数为t 1,则给出重放均衡器的整体响应通过表达
我们的唱片到底采用了那种曲线?这是重要的问题,并且大多数问题都在这里回答。但是,关于更加更精细的讨论点,特别是关于早期唱片的特征。比如78rpm得产片的录音特性我们会在其他地方进行详细的讲解。
研究
我们对录音特性曲线的研究来自两个主要的历史参考文献:
• 真空管设计手册(The Radiotron Designer's Handbook),F. Langford-Smith,Wireless Press,Sydney,Fourth edition,1952.
• 高质量声音重现(High Quality Sound Reproduction )1958年,伦敦Chapman & Hall有限公司,James Moir
以及相关标准文件和丰富的在线资源。也包括Peter Copeland精彩文献
• 2008年伦敦英国图书馆模拟声音恢复技术手册(Manual of Analogue Sound Restoration Techniques),可从英国图书馆网站线上获取。
最后,下面的文献对我们的帮助非常大
• Stylus in Wonderland,O.J.罗素,无线电世界,1954年10月。(我们的录音特征的插图都摘自本文。)
一般来说,我们一直试图提供原始资料来验证现代获取的任何信息。Langford-Smith基本上呈现了两组曲线中的各种记录特性。这两个如下图所示:
原标题:78转所有的录音特性,澳大利亚和大多数欧洲唱片制造商,包括BBC的录音使用的录音特性图
原标题:大多数美国唱片制造商使用的录音特性图。
另一方面,Moir列出了他的数据(并且提供了可用于SPICE校正的电路),这个参考文献中的关键表格――表7.4 ,如下图所示,其中列出了四列,涵盖立体实验室中包含的所有的均衡特性,这个灵感来自QUAD 22前级。
历史录音存在的问题以及如何平衡这些问题,可以从以下三个方面分析:
• 录音的特性并不是真正的标准:它是每个公司自己的“标准”(有时候还是保密的标准)。
• 他们没有定义成一个统一的方式,或至少公之于众的统一标准。虽然有时我们有翻转频率和预加重的这两个参数的数字,但有时我们仅仅获取的是双对数图形,或推荐的去加重电路。同时在这些文档中也有很多错误; 特别是在曲线。这是十我们回到参考旧文献的主要原因。
• 可能由于上述原因,没有非常准确标准,所以通常在±2dB范围内是可以接受的。
基于上述的原因,当你决定让重放的均衡的精度达到双浮点系数时,必须要成为考古学家,侦探家,古代字符的识别者和实用主义者才能实现!,当然可以肯定的是,如果应用错误的均衡网络可能会导致相当糟糕的结果,但是一些录音特性之间的差异并不微妙。例如,与RIAA均衡相匹配的Decca 78将在100Hz下提供+ 8dB的低音,并在10kHz下提供10dB的高音!当然,我们需要做的比这更好!然而,并不是所有的不匹配都是非常灾难性的,而这也是这里QUAD 22电路和Moir数据表应用最智慧的地方,因为他们智慧,对均衡网络作了适当的妥协,从而适用了非常广泛的不同的录音特征,所以对QUAD表和Moir的表7.4的详细的分析是非常值得的。
当然,仅仅只有四个均衡网络可切换的Quad 22仍然代表某种妥协,因为录音的特性确实有四个以上!所以,我们添加了一些我们自己特性。以下给出了我们对78转和早期LP时代末期采用的原始的不同录音特征的研究。点击此链接,了解黑胶早期录音的均衡规格和细节。
EMI(HMV)到1953年7月
如果将Langford-Smith的EMI曲线与Moir的HMV 78表格数据进行比较,我们会得到了一个合理的均衡网络匹配。这就是旧的Blumlein 300-0特征,这种均衡网络适用于许多欧洲黑胶的唱片。在立体实验室中我们设置的EQ-G 与也与此特性完全匹配。我们认为300-0是一个78转的唱片仅有的特征,但科普兰(2008年)告诉我们,这种特征一直使用于LPs和45转的唱片直到1953年7月中旬。
BSI 33和BSI 78(500R-13.5和350-10.5)
Moir并不把这些特征归因于特定的标准。但从日期来看,从1928年到1955年的密纹和粗纹录音,它又必须与BS有关。这是针对LPs引入3180uS / 318uS / 75uS或RIAA均衡的标准文档,78转的3180uS / 450uS / 50uS 粗纹的均衡。通过与RIAA和密纹的值相比,表中的微小差异认为是计算误差,毕竟这是在所有信息都是通过相关图表描述的时代,但是在标准中提到的时间常数是相同的。
NAB(500B-16,通常也简单的叫做500-16)
在这里,我们在几个参考文献中他们的意见是非常一致的。因此,我们可以对这一特征和后续均衡网络充满信心。Quad前级曲线-B正好是NAB的特征; 立体实验室的均衡也一样。使用这个标准的录音制造商包括:Artis(艺术家),MGM(美高梅),Tempo(速度)和Westminster威斯敏斯特(有时会在防尘外套显示)。国家广播电视协会(NAB)在推出电视广播后的短时间内,更名为全国广播电台广播电台协会(NARTB),但是他们在1958年又重新回到了NAB。这就是为什么你有时会看到NAB的特征又叫做NARTB特征。当时请注意,该曲线起源于广播电台使用的转录盘片的均衡, NAB曲线只适用于横纹的的33转的唱片中,它没有被应用到78转的唱片中。
注意:NAB特性采用3180μS,318μS和100μS的时间常数,与QUAD 22的B曲线完全相同。NAB定义把0dB参考设置点为700Hz而不是1kHz,这也使得我们困惑,同时使得Quad的曲线B稍微偏斜了7.4的表数值。
RCA 33,45和78
在这个录音特性中,Moir和Langford-Smith达成了共识,但是这个特征的在什么时候应用却感到沮丧!似乎有时被称为Old Orthophonic(500N-12.7)的曲线,可能应用于1947年 - 1952年8月的78转唱片,也可能应用于33.3转和45 转的唱片。无论如何,它与1952年的RCA的“New Orthophonic”标准非常接近,所以所有RCA 33.3转和45转的唱片都是使用了RIAA(EQ-A)的标准。
* 我们认为New Orthophonic是Old Orthophonic的一个“整理”。旧曲线(500N-12.7)无法指定低音段,如上所述,这是因为重播均衡器须对低音提升进行限制。
AES (400-12)
AES完全不是录音的特征,而是一个重放标准。美国音响学会的美好愿景就是设法使播放设备制造商将播放特性标准化,从而迫使唱片制造商在唱片方面“规范他们的行为”。他们的这个计划至少在美国运行良好,美国制造商积极地接受了这一想法,许多美国唱片公司在也调整了录音标准来靠近RIAA录音标准,也就是Quad表格和“Pspatial音频均衡化指南”的标准,但是在这里,Moir却让我们失望,因为他的AES表格值是错误的,甚至不同意他自己发表的曲线。幸运的是,其他较老的参考文献却幸存了下来。
事实上,这个特点非常接近RIAA,这是RIAA最终被提出鼓励采用RIAA标准的因素之一(见下文)。作为证明,使用RIAA曲线重放AES录音的音量/频率特性的误差的曲线如下所示,其结果显示都是在AES标准限制的在±2dB内。有趣的是,如果使用粗纹去加重网络重播AES标准的唱片,其结果却会很糟糕,但是为什么Quad推荐使用EQ-C模式去重放AES标准的唱片仍然是个谜。
然而,使用RIAA重放AES唱片时的错误并不是无关紧要的。当您认为AES是美国唱片制造商在NAB标准之后使用的最广泛的特性时,这是一件大事。但是由RIAA曲线重放引起的高音衰减当然是可以察觉的。为此,Pspatial Audio开发了一种特定的AES去加重算法(EQ-A3),可以保证这些唱片的最佳声音。
这是最终想法......当利用RIAA曲线重放时,AES唱片的音量/频率特性的误差图表示,结果在±2dB的典型标准极限内。这意味着对于AES(400-12)均衡调整放大器可能已经完全未被修改,同时也包括声称已调整为“新标准”的任何唱片。当然,在RIAA实施日期之后唱片,通常使用AES去加重标准的实验生产的唱片的声音更好。
AES均衡录音,使用RIAA曲线重播的频率响应。(理想化的频响 这是通过从另一个函数中减去一个传递函数得到的)。
美国哥伦比亚LP密纹(500C-16)
哥伦比亚LP特性其实是NAB曲线,但是增加修正的低音段时间常数; 从NAB的3180μS调整到哥伦比亚的1950μS。对低音段的这种改变是500或500M术语的起源,同时您也会在较老的均衡指南文档中看到。英格兰生产的HMV 33s使用该标准进行压片,Vanguard,Bach Guild,Cetra和Vox的LP记录也是采用这个标准。如果哥伦比亚唱片用标准NAB曲线重播(与Quad 22相同)时,会发现低音太重了。因此,Pspatial Audio引入了NAB设置(EQ-B2)的变体,其针对使用哥伦比亚特征的记录进行了优化。
CCIR或粗纹(350-10.5)
CCIR的标准是1951年6月在日内瓦起草,1953年London公司同意通过国际广播节目的唱片发行。它适用于所有格式的78转和密纹录音。然而,这个特征很重要,因为它被用于大量的唱片,包括的1955年之前德国Grammophon LP以及(英国)飞利浦和Caedmon LP,主要是用于重要录音的存档。Telefunken继续使用这种特性直到1962年。时间常数为3180μs,450μs(350Hz)和50μs(3180Hz),这与英国标准粗纹特性(EQ-C)相同。
* 事实上,原始的CCIR标准没有低音段定义,是由DGG和其他唱片公司后期增加的。
London(通常称为500C-12)
因为Londo的唱片在不同的时间被采用了不同的标准,所以我们需要把这些问题分开来看。Langford-Smith的欧洲曲线或Moir表中没有清晰的London特性。但Langford-Smith描述了一个他所谓的London的特征,其他没有任何的信息关于London特性。然而,这个特征的一般用途是描述Moir列出的Decca 33.3转唱片的特征。Quad推荐用这种DECCA的特征重放的英国的EQ-A(RIAA)LP。在高频段匹配非常完美,但低音是却过度提升。Pspatial Audio的EQ-A2是针对London录音进行了优化,也就是Quad设置A的修改版本。1958年的FUNKSCHAU Vol.15h和Vol.16两个片子证实这个500C-12的特征就是是London曲线。
RIAA,RCA New Orthophonic,IEC No.98(500R-13.7)
选择EQ-A适用于RIAA标准均衡。这个标准涵盖了从六十年代中期开始的大量黑胶唱片。RCA New Orthophonic,IEC No.98是完全相同记录均衡的备选名称,如500R-13.7。事实上,后来的IEC标准增加了一个额外的LF断点,但这只是为了复制品而设置。参见Pspatial Audio在所谓的IEC修正案中的观点。
增强RIAA
所谓增强RIAA的特征完全是一个误会,立体实验室也没有包含这个录音特性,具体原因请参考这个链接(请参考原文链接)。
Decca录音特性
我们想象Decca迷的人有他们特定的录音均衡,因为在1955年RIAA标准成立之前有许多参考文献至少提到了三个特征。然而,这些神秘的录音特征,根本就没有历史证据存在,接下来我会证明它
Decca(通常称为250-5,3dB斜率)
从Langford-Smith(他称之为1949年的标准)发表的曲线非常清楚地看出:从平坦的中央部分到出现了尖锐的拐点,同时在Moir表格也出现同样的数据,另外Moir也有这个数据的图表版本,并显示出相同的可疑特征,以及推荐的重播过滤器。也许就是这两个图纸(也许是一个共同的前身)引发了所有的问题。
你会发现现代引用的1949 Decca的640μS/53μS的特点与3dB /Octave预加重。但是3dB /Octave理论有几个问题。实现一个3dB /Octave音阶滤波器并不是一件容易的事情,而在录音方面这根本就不可能,很难想象Decca将如何设想听众在家里采用3dB /Octave音阶特征。而如果存在的话,那么当代的书籍,如Moir或Langford Smith会涵盖它吗?神秘的关键就是它身份迷失在时间海洋里,在Decca 78曲线的时间常数解释这些拐点,而这完全是虚构Decca均衡的起源,称为640μS/53μS,在我们Moir曲线版本中突出显示它的错误,指出的频率与时间常数无关:它们与曲线偏离平坦中心部分的点有关,这种巧合太明显了,这不是逻辑的解释!无法解释为什么在3kHz上发生的预加重只能在10kHz达到+ 5dB(当你想要达到11.5dB时)会引起对神秘的3dB /八度音阶Decca曲线的错误信念!
26,000 × 1 × 10-9 = 26μS.
其实没有奥秘。所有Decca的78s均等于预加重,其强度为6.1kHz(时间常数为26μS),与10kHz的5.6dB上升完全一致; 正如图所示。Moir的去加重电路进一步证实了这一理论,说明HF极由与1nF电容组合的10k的源阻抗串联的16k电阻定义。(在这些频率下,100n的电抗是电容无效)。从而,
26,000×1×10 -9 =26μS。
最后,上图是Moir的去加重电路的SPICE频率特性,它确认了以上所有的信息(指出了3dB点)。
根据Langford-Smith的曲线,Moir的表格数据和曲线,这个SPICE分析我们拒绝3dB /八度音阶特征的存在,并推荐所有Decca 78转唱片使用的EQ-H标准。
Decca LP(英国500C-11.5)
一些非常早的Decca LP(这些唱片都是在1950年6月之前)使用了上述78特征。在此之后,Decca使用了由Moir列出的Decca 33.3 转的录音特征,我们可以标注500C-11.5,交叉频率(500c / s,3db)和预加重都可以从表中清楚看到。我们已经确定了该曲线的时间常数为1590uS/318 uS/60μS。Quad 22均衡网络表指的是Decca UK LPs,并建议使用RIAA曲线标准,在高频段匹配非常好的,但由于100Hz低音段在500C-11.5特性低音提升过度。Pspatial Audio的EQ-A2是Quad设置A的修改版本,针对Decca记录进行了优化。有证据表明,美国的Decca使用了各种特点:包括500C-10.5,400N-12和500B-16,EQ-A,A1,B或者C有可能在某些情况下适用
TELDEC(500R-10.5)
Decca还与Telefunken创立了一家名为Telefunken-Decca Schallplatten GmbH的唱片公司,是TELDEC主要发行与Bamberg交响乐团,柏林交响乐团和柏林爱乐乐团的古典录音的唱片,所以这些录音也使非常重要的。在1958年Funkschau杂志报道,TELDEC公司选择将其唱片的制造调整为德国DIN标准录音特性。如果这是真的话,那就是非常荒唐的,因为这是在RIAA作为业界所谓“标准化”几年之后的事情了。当然,德国标准局DIN在1957年试图引入这个标准(称为DIN 45533),是一种“欧洲RIAA”,但从未被正式采用为。当然,“TELDEC”技术团队的在1958年11月的“音频杂志”撰写的文献中,清楚了呈现了和纽曼合作开发的50uS的预加重立体声加工唱片的垂直跟踪失真,请参考下图文献
RIAA维基百科的文章说,这个曲线的使用范围不清楚,这可能是正确的,但它已经相当广泛的使用了了。DG公司使用这个标准制造了至少一个立体声测试盘,但是我个人认为,所 有的DGG录音 - 直到20世纪70年代,都使用了这种均衡。与DECCA和HMV的盘片相比,这种选择很可能说明DGG的盘对于声音质量的声誉不佳。如果用RIAA均衡重播,这些唱片缺乏“光泽”和“生活”。
DG公司的录音通常认为是缺乏收藏家级的DECCA或HMV的录音质量,但这可能是由于使用了DIN均衡特性代替RIAA
为了正确地重放这些录音,Pspatial在称为EQ-A3的立体实验室中对RIAA特性进行了适当的修改。这是我们对TELDEC唱片,1955年DGG唱片和可能的其他德国压片的同一年份的LP推荐的重点。
我不知道什么记录特性被应用于某个记录。我如何方便地试听各种均衡网络来进行比较,看哪些声音最好?可以通过右键单击主窗口中显示的文件来直接从应用程序中审阅任何转换的文件。当比较不同的转换时,例如不同的留声机均衡,只需制作每个候选人平等的版本,然后右键单击即可听到每次转换。
如果您想了解立体实验室软件中包含的其他特性,请联系support@pspatialaudio.com。
一张图道出千言万语