卡式錄音帶（英語：Compact Audio Cassette，又叫卡帶、盒帶、盒式錄音帶，或者簡單稱為錄音帶）是一種用於存儲聲音的磁帶。卡式錄音帶最早用於聽寫，但在其保真度得到改進後作為盤式錄音帶的補充廣泛用於各種非專業的場合。它的用途包括攜帶型音樂存儲、家庭錄音等，甚至包括在微型計算機出現的初期進行數據存儲。從1970年代初期直至1990年代晚期，卡式錄音帶一直是預錄製音樂最流行的兩大存儲格式之一，在其間它的對手從起初的密紋唱片變成了後來的CD。名稱中的“卡式”來自於法語詞“Cassette”，意思是“小盒子”。
一卷卡式錄音帶上有兩個捲軸，控制一條帶有磁性塗層的塑膠帶在其間傳遞並繞卷。為了保護捲軸和磁帶，所有零件被封裝在一個硬塑膠外殼中。磁帶上可以錄製兩對立體聲或單聲道音軌，當磁帶往一個方向運動時可以播放或者錄製其中一對立體聲音軌或兩條單聲道音軌，往另一個方向運動時則可以播放或錄製另一對。卡式錄音帶的換向可以通過手工將卡式錄音帶從讀寫機構中取出翻面後再放入，也可以通過機構自動改變磁帶前進的方向實現（自動翻帶）。
基本介紹
發展歷史,出現,音樂卡帶,社會影響,衰退,規格特點,卡帶類型,防寫,回放長度,引帶,循環卡帶,錄音機和播放器,主要套用,音頻分發,個人錄音,個人翻錄,數據存儲,後繼格式,
發展歷史
經過4年的開發，RCA-日本勝利公司於1958年發布了一款磁頻寬為¼英寸（6.35毫米）、可翻面播放、立體聲的RCA盒式錄音帶。這一產品提供了與卡式錄音帶相似的錄音時間，但是尺寸要大得多（約為5"×7"，即127×197毫米）。雖然經過多個版本的改進，最終沒有在市場上取得成功，在1960年代中期在市場上消失。
出現
1962年，飛利浦電子公司發明了用於存儲聲音的緊湊型磁帶，並於次年8月的柏林廣播器材展上第一次將其引入歐洲市場。1964年11月，飛利浦以“Norelco”為品牌在在美國推出了卡式錄音帶和對應的錄音播放兩用機Carry-Corder 150，並註冊了英文商標“Compact Cassette”。
儘管當時錄音磁帶的格式有很多種，但是由於飛利浦在索尼的壓力下決定免費發布卡式錄音帶格式的許可，使其後來在市場上占領主導地位。截至1966年，僅美國一地就已售出25萬台卡帶錄音機，而日本則隨後成為卡帶錄音機的主要產地。根據截至1968年的統計，多達85家製造商總計銷售了250萬台卡帶播放器。
音樂卡帶
1964年，德國的漢諾瓦開始了卡式錄音帶的大規模生產。預錄製好音樂節目的卡式錄音帶（又稱音樂卡帶，英語：Musicassettes，縮寫：M.C.）也於1965年的晚期在歐洲開始發行。1966年7月，飛利浦在美國的子公司水星唱片（Mercury Records）開始在美國發行音樂卡帶，最初一次發行了49部。然而，由於卡帶系統最初面向聽寫和便攜設計，早期播放器的聲音品質並不適於播放音樂，有些型號的機械構造設計也不穩定。直至1971年，Advent公司推出了201型磁帶機，該機擁有杜比B型降噪系統，採用二氧化鉻（CrO2）磁帶，以及由3M公司Wollensak相機部門提供的商業級磁帶傳動機構。此後，卡帶格式才被更加認真的用於音樂用途，並開始了高保真卡帶和播放器的時代。
社會影響
卡式錄音帶除了帶來技術上的進步外，還成為了社會變革的催化劑。卡式錄音帶的耐用性和易於複製性促進了鐵幕時期的地下搖滾和朋克音樂的發展，成為了西方國家年輕文化的基石。在開發中國家，卡式錄音帶也曾以類似的原因流行。
1970年代，卡式錄音帶在印度因為給傳統宗教地區帶去了多餘的世俗影響而遭受批評。卡帶技術當時在印度造就了急速發展的流行音樂市場，在受到保守派人士關注的同時為合法的唱片公司和盜版帶一起開拓了巨大的市場。即使在21世紀初，在一些開發中國家，卡式錄音帶仍是購買音樂的重要媒介之一。
衰退
在很多西方國家，卡式錄音帶市場經過了1980年代末期的高峰後就開始急劇的衰退。這一趨勢在預錄製卡帶市場更為顯著，在1990年代初期，CD的銷售就超過了預錄製卡帶。1993年，CD播放器的年銷售量達到了5百萬台，比前年增長21%，而卡帶播放器的銷售量則比前年下降7%僅剩約3.4百萬台。截至2001年，卡帶僅占所有音樂銷售份額的4%。此後的預錄製卡帶市場進一步衰退，由於主要的唱片公司不再發行音樂卡帶，鮮有零售商仍在進行銷售。但是另一方面，截至目前，空白的卡式錄音帶仍然在製造和銷售，市面上也仍然可以找到卡帶複製的服務。卡帶錄音機和播放器在逐漸減少，但在大多數地區仍然可以買到，並在高保真系統中占有一定的市場份額 。
進入1990年代後，卡式錄音帶在某些套用場合──如汽車音響──中仍然較為普及。克萊斯勒汽車公司在1971年系列的型號中開始有卡帶播放器可供選擇，甚至還包括一個可選的用於聽寫的麥克風。卡式錄音帶及其播放器通常比其主要的數字競爭對手CD更佳健壯並且耐塵、耐熱、耐震。在嘈雜的車內，卡式錄音帶較低的保真度並不被認為是嚴重的缺陷。然而，隨著2000年代早期CD的抗震快取技術發展、車內噪音水準的降低、客戶期待的提高以及CD自動換碟技術的出現，CD播放器在歐美市場迅速替代了卡帶播放器成為了新車款默認的音響配件。
在數碼錄音設備普及的今天，卡式錄音帶（以及微型卡帶）仍然是能夠提供教育和商業記錄用途的足夠質量的一個更便宜的選擇。由於不需要太高的音質，有聲圖書也常常以卡式錄音帶的方式銷售，並能夠提供超過CD的幾個小時的播放時間。此外，一些獨立搖滾的社群對於卡式錄音帶仍然保持興趣，有些藝人仍然使用卡式錄音帶發行自己的作品，也有藝人宣稱自己只聽卡式錄音帶。
規格特點
即便由於卡式錄音帶的尺寸和速度，其最初的音質相對較差，卡式錄音帶相對盤式錄音帶而言在便利性上是很大的進步。與4軌立體聲開放式盤式錄音格式不同，卡式錄音帶每側的一對立體聲音軌彼此相鄰，並不與另一側的音軌相互交錯。這使得單聲道卡帶可以播放由單聲音軌累加而成的立體聲錄音，立體聲播放器也可以通過其一對揚聲器播放單聲道錄音。卡式錄音帶所用的磁帶為3.81毫米（0.150英寸）寬，每條立體聲音軌占用0.6毫米的寬度，並以無錄音的保護帶相互間隔。磁帶以4.76厘米/秒（1⅞英寸/秒）的速度從左向右運動。與之相對，消費級開放式盤式錄音帶的寬度為6.35毫米（¼英寸），每條立體聲音軌通常為1.59毫米（1/16英寸）寬，運動速度為9.5或19厘米/秒（3¾或7½英寸/秒）。
卡帶類型
卡式錄音帶的磁帶是一種帶有磁性塗層的聚酯類塑膠膠片，最初的磁性材料基於γ-氧化鐵（Fe2O3）。1970年左右，3M公司開發了一種鈷的大量摻雜過程，結合雙圖層技術使得磁帶的總體輸出電平得到增強。這一產品被歸於其“Scotch”品牌的“高能”（High Energy）系列。其他一些廉價磁帶通常標註為“低噪音”，但通常沒有為高頻回響進行最佳化。在幾乎同時，杜邦公司和巴斯夫公司引入了二氧化鉻（CrO2）材料塗層，隨後TDK公司的“Audua”系列採用了磁鐵礦（Fe3O4）塗層，以爭取使卡式錄音帶的音質接近塑膠唱片。1974年，TDK公司成功開發了一種含鈷氧化鐵塗層材料，稱為“Avilyn”。1979年，3M公司開發出了純金屬物質塗層，用於“Metafine”系列。現在的大多數標為“普通”或“鉻”的卡式錄音帶包含不同過程處理得到的不同比例的氧化鐵和鈷塗層，只有極個別使用純二氧化鉻塗層。
簡單的錄音機通常根據標準的鐵基成分設計，而高保真的磁帶播放器常常帶有開關或探頭，從而為高性能卡式錄音帶提供不同的偏置和均衡化。最常見的鐵氧化物磁帶被IEC定義為I類，採用120微秒回放均衡，而鉻和含鈷磁帶（II類）要求70微秒均衡，它們所要求的偏置也有所不同。巴斯夫和索尼曾經嘗試過一種含有氧化鐵和二氧化鉻的雙塗層材料磁帶，被稱為鉻化鐵（FeCr，III類），但只在1970年代中的一小段時間存在。金屬卡帶（IV類）也採用70微秒均衡化，但是提供了更高的音質。音質的變化也體現在價格上：I類卡帶往往最便宜，而IV類卡帶往往最昂貴。巴斯夫公司開發了一款用於預錄製的鉻基磁帶，它採用120微秒均衡，因此是I類磁帶，但能提供更大的頻率回響範圍從而提升音質。但對於唱片公司而言，這款產品最大的賣點在於一樣的I類卡帶包裝可以用於鐵基和鉻基磁帶。卡式錄音帶外殼頂部的凹口用於表示其中磁帶的類型：I類卡帶只有防寫凹口，II類磁帶在防寫凹口旁還有一對額外的凹口，而IV類磁帶則在頂部中間位置擁有第三對凹口。這些凹口使得大型卡帶播放器可以自動檢測磁帶類型並選擇合適的偏置和均衡。在不能自動檢測的播放器上採用非對應的模式錄製或回放會導致嘯叫、失真或其他更嚴重的問題。普通和價格便宜的播放器是不能擦寫II類和IV類的卡帶。嘗試這樣做將導致一個不完整的擦除。這是由於II類和IV類卡帶的偏置級別的事實，需要更高水平。
防寫
所有的卡式錄音帶都包含一套防止重錄製和意外擦除重要資料的防寫技術。卡式錄音帶頂部有兩片可以破壞的的小塑膠片，當被破壞後就在頂部留下凹槽。將磁帶開口朝下，左上角的凹槽和小片就對應面向自己一面的防寫開關。當卡式錄音帶插入錄音機時，如果探測桿可以進入這一凹槽，則會禁止錄音機啟動錄音功能，從而起到防寫的作用。當需要對有防寫的磁帶再次錄音時，通常使用膠帶重新覆蓋防寫凹槽，使得探測桿不能進入。
也有些生產商採用滑塊操作凹槽的防寫功能，其原理與前述相同。
回放長度
卡式錄音帶的磁帶長度通常以累計回放時間進行衡量，最常見的款式有C46（每面23分鐘）、C60（每面30分鐘，以下類推）、C90和C120。C46和C60的磁帶通常為15─16微米厚，C90的磁帶一般為10─11微米厚，而C120的磁帶僅有9微米厚，很容易產生絞帶和斷帶的現象。一些廠商會提供長於標準的磁帶，如132米或135米的C90卡帶（標準長度為129米）。市面上曾經一度有C180乃至C240卡帶，但是它們的磁帶非常薄且脆弱，導致了很差的音質和很低的耐用性，並不適用於一般用途。此外，也可以找到一些特殊長度的磁帶，如C10、C15（前兩者常用於電話答錄機）、C30、C50、C54、C64、C70、C74、C80、C84、C100、C105和C110等。
引帶
大多數卡式錄音帶的磁帶通過引帶與捲軸相連。引帶用比較牢固的塑膠製造，用於在磁帶前進到末端時的衝擊中保護較為脆弱的磁帶。引帶包括較為複雜的幾個組成部分：首先在緊帶軸的上的滑入式塑膠楔上固定有一段不透明塑膠引帶，它連線著一段或幾段帶有顏色的半透明塑膠引帶，其後連線的是一段較長的無色半透明引帶通過開口後在供帶軸繞上將近一圈後連線著磁帶。較長的這段無色半透明引帶將磁帶前進到末端的衝擊載荷分散到自身的各個部分而不是某個拼接處。有一些發明專利專門介紹引帶的具體構造和播放器識別引帶的機制。用戶也可以使用多餘的引帶修復破損的磁帶。
引帶的缺點在於它使得聲音的錄製和回放不從磁帶的最前端開始，使得用戶必須略過這部分前進至磁性部分方可使用。例如聽寫等一些特定套用的磁帶使用無引帶磁帶，它們通常使用更牢固的磁帶材料並於帶有複雜的末端預測機構的機器上使用。
循環卡帶
卡式錄音帶也可以做成可以無盡播放的循環卡帶，循環卡帶的磁帶長度有從30秒到完整的標準長度的各種規格。這種卡帶主要用於連續或被觸發播放短訊息或音樂片段的場合，或者需要連續或觸發錄音的場合。有些循環卡帶包括一塊感應箔片，使得播放器可以重新找到開始處。自1969年起就有各種關於循環卡帶的專利發布，涉及單向磁帶、雙向磁帶、自動關機的兼容性和反絞帶機制等。
錄音機和播放器
最初的卡帶機器（如飛利浦在1963年8月推出的EL3300）主要是簡單的單聲道錄音和回放設備，這些機器一般需要外接一支動圈式麥克風以進行錄音。1970年代以後的產品則常常內置擁有擴展高頻回響的電容式麥克風，但也因此容易拾取錄音機馬達產生的噪音。常見的攜帶型錄音機的形狀是與卡式錄音帶差不多寬的一個長方盒，頂端是揚聲器，中部是卡帶槽，底部邊緣則是“鋼琴鍵”控制部分。一般這些按鈕的標誌包括一個方形表示“停止”，一個向右指的三角形表示“播放”，兩個三角形表示“前進”或“回卷”，紅色圓點表示“錄音”，被垂直分開的方形（兩個細長的矩形）表示“暫停”。由卡帶錄音機帶來的“鋼琴鍵”控制標誌及其布局很快就像標準一樣固定下來一直延續到今天，雖然一些數位化控制的面板用“前一軌”和“後一軌”取代了“前進”和“回卷”。
立體聲錄音機很快演化成了高保真的錄音機，被稱為磁帶卡座（Cassette Deck）。早期的磁帶卡座都是頂裝式，一側用於裝載卡帶，另一側則有聲量計和錄音電平控制。先鋒公司設計的前載式傾角裝帶槽和山水公司設計的暴露式裝帶槽最終成為磁帶卡座的標準布局。後期的卡座型號採用了電子按鈕和LED或真空螢光顯示（VFD）替代了傳統的指針式計量表，並主要採用旋轉式控制按鈕代替原來的槓桿或滑塊進行電平控制。中道等公司最終推出了音質可以與盤式錄音機相匹敵的，覆蓋20—20000赫茲的整個頻響範圍，低噪音低顫動的高保真卡座。與普通錄音機不同，這些卡座一般都採用三磁頭結構，三枚磁頭分別負責回放、錄音和擦除，使得磁頭的結構可以根據其功能進行最佳化設計。其中一些機型還使用非標準的錄製方式來設法達到最高的頻響範圍，這樣錄製出來的卡帶並不能被一般的機器正確播放。
面向普通用戶的機器則一般不帶麥克風輸入接口。雙卡座機器成為主流被嵌入各種家庭娛樂系統，主要用於翻錄卡帶。雖然每一次從源卡帶上進行翻錄都會導致音質受損，但是從翻錄機制上對從唱片、廣播節目或者另一枚卡帶上翻錄並沒有進行限制。即使在CD刻錄機開始流行的時期，一些機器仍然載有卡座。
另一種對1980年代的文化產生顯著影響的是被稱為攜帶型立體聲系統（Boombox）的一套帶有卡帶槽的內置立體聲揚聲器的攜帶型播放器。攜帶型立體聲系統的揚聲器能產生相當大的音量，一度成為了城市青年娛樂文化的同義詞，並因此有了“貧民區的衝擊波”（Ghetto Blaster）這一暱稱。
卡帶播放器在汽車音響中的套用更加形式多樣。美國的汽車製造商通常將普通的卡帶槽嵌入其標準的大型收音機面板，而亞洲和歐洲的廠商則採用標準的德式面板（ISO 7736）。在1980年代，一套高端的汽車音響通常包括支持杜比降噪的AM/FM廣播卡帶兩用機。隨著CD播放器的製造成本降低，大多數汽車音響製造商開始提供CD機，但是在一些面向老司機的車款中仍然提供卡帶播放器的選項，通常有單獨的卡帶播放器或卡帶CD兩用機兩種。事實上，2009年款的凌志ES 350型轎車仍然標配卡帶播放器。
雖然卡帶本身通常較為耐用，但卡帶播放器需要定期維護才能較好地工作。最常見的維護是使用長棉簽或者卡帶形狀的清洗設備對磁頭進行清洗以除去污點和灰塵。也有類似形狀的消磁卡帶使用磁鐵對磁頭消磁，避免回放時聲音產生失真。陳舊或骯髒的播放器還會出現一些機械問題：如果供帶輪比緊帶輪轉得更快或者在打開卡帶槽時磁頭沒有合適的釋放，就會導致磁帶從卡式錄音帶的底部伸出，被卷進播放器的機構里產生絞帶的現象，有時也稱作吞帶。絞帶通常會破壞整卷錄音帶，從而使得丟棄損壞的錄音帶成為常見的景象。類似盤式錄音帶那樣對卡帶進行剪接編輯雖然可行，但主要是用於從部分損壞或斷裂的磁帶上取回有價值的錄音或進行修復。由於卡式錄音帶的磁帶尺寸很小，編輯主要通過翻錄或重錄而不是對磁帶剪下進行。
主要套用
音頻分發
卡式錄音帶最早面向聽寫機器而設計。在這種音質並不重要的用途中，一些晚期的型號可以以半速（15/16英寸/秒）運轉磁帶。由飛利浦旗下的飛利浦唱片和水星唱片等推動，卡式錄音帶隨後很快成為了分發預錄製音樂的流行媒體。直至現在，卡式錄音帶依然在新聞報導、口述歷史、會議和採訪記錄等一些用途中使用，但已經逐漸讓位於CD和其他更加小巧的數碼存儲媒介。
隨著卡式錄音帶在商業音樂產業中的運用，人們在商業錄製的音樂卡帶上發現了一系列的測試音調。這些測試音調稱為超動態範圍（SDR）測試音波，出現在磁帶的最初和最後，以從低頻到高頻的順序出現。這些測試音最初是位了測量磁帶的質量而出現，後來卻成為了一種文化象徵，甚至出現在某些CD中。
個人錄音
1980年代，TASCAM公司推出了用於個人錄音的“Portastudio”系列4軌和8軌卡帶錄音機。這種錄音機並不兩兩使用磁帶上的音軌，而是通過特殊的4軌磁頭在磁帶往一個方向運動的時候同時訪問4條音軌。每條音軌也可以獨立的錄製、擦除或回放，使得用戶可以對音軌進行後期處理。為了提高音質，個人錄音用錄音機有時候會以2倍的速度（3¾英寸/秒）運轉磁帶，並採用各種降噪技術提高動態範圍。
個人翻錄
大多數卡式錄音帶以空白帶的形式發售，用於錄製（或翻錄）用戶自己的唱片（或備份及製作自己的混音帶），友人的唱片或廣播節目。音樂產業譴責個人翻錄，宣稱“個人翻錄是在扼殺音樂”（Home Taping Is Killing Music）。然而，很多人認為卡式錄音帶這種媒體適合分發新的音樂作品並能促進銷量，並堅持自己至少有將自己的唱片複製到磁帶上的權利。在1980年代早期的一小段時間，小島唱片（Island Records）曾經發行過一面預錄另一面空白供顧客使用的二氧化鉻“一加一”卡式錄音帶。卡式錄音帶也為人們在音樂會錄音提供了方便，這種錄音尤其被反主流文化的樂隊支持。此外，空白卡式錄音帶還是在磁帶交易網路中傳播無署名音樂的非常重要的工具。
圍繞著卡帶翻錄曾有大量的法律訴訟。在英國，哥倫比亞廣播公司曾於1988年起訴電子設備製造商Amstrad，而最終英國上議院認為Amstrad製造的支持高速翻錄的雙卡座錄音機並不造成對著作權的侵害。在更早的一起訴訟中，哥倫比亞廣播公司曾起訴一家出租卡式錄音帶並出售空白卡帶的零售商店，但也敗訴。在兩起訴訟中，法院均認為設備製造商和銷售商無需為消費者的行為負責。
除了個人翻錄外，在1980年代晚期，新力唱片還在美國的唱片店中安放供顧客製作帶有定製印刷封面，從數字編碼的曲目表中定製自己的混音帶的服務設施。
數據存儲
1970年代早期推出的惠普HP 9830型計算機是最早採用自動控制的卡式錄音帶進行數據存儲的桌上型計算機之一。它可以根據數字存儲和查找檔案，並能根據引帶檢測磁帶末尾。很多早期的微型計算機都實現了基於堪薩斯市標準（Kansas City Standard）的數位化數據存儲。1970年代晚期和1980年代早期的很多家用計算機也能夠使用卡式錄音帶作為軟碟的廉價替代品進行數據存儲，只是常常需要手動停止或啟動卡帶存儲器。甚至連1981年推出的第一版IBM PC都包括一個卡式錄音帶連線埠和一條操作該連線埠的BASIC指令。由於隨後軟碟機成為了高端機器的基本配件，這一連線埠和指令都很少被使用。
1970年代晚期，使用卡式錄音帶作為主要存儲設備的家用電腦包括Commodore PET、TRS-80和Apple II。直至軟碟和硬碟的流行使得卡帶存儲退出了美國日常的計算機套用。然而，卡式錄音帶仍然在某些便攜系統上被採用，並在很多國家仍然是8位計算機的主要存儲系統。在包括英國、匈牙利、波蘭和荷蘭等國，卡帶存儲曾經非常流行，以至於廣播電台會廣播電腦程式以供聽眾使用卡式錄音帶錄製並隨後載入電腦中使用。
卡式錄音帶上對計算機數據的典型編碼方法是頻移鍵控（FSK），能夠獲得500—2000比特/秒的比特率，一些遊戲使用特殊的快速載入流程實現了約4000比特/秒的比特率。2000比特/秒的比特率相當於可以在90分鐘磁帶上每面存儲660KB的數據。若採用更好的調製技術，如現代數據機使用的正交相移鍵控（QPSK），卡式錄音帶則可以達到10—17千位元組/秒的比特率，提供每張60MB的存儲量。
