Історія механічного звукозапису: Еволюція аудіотехніки.

1. Музичні скриньки, шарманки, поліфонія, оркестріони (17 століття)

В епоху відродження був створений цілий ряд різноманітних механічних музичних інструментів, що відтворюють в потрібний момент ту чи іншу мелодію: шарманок, музичних скриньок, ящиків, табакерок.

Музична шарманка працює таким чином. Звуки створюються за допомогою сталевих тонких пластинок різної довжини і товщини, розміщених в акустичному ящику в послідовності гармонійного звукоряду. Для вилучення з них звуку служить спеціальний барабан з виступаючими штифтами, розташування яких по поверхні барабана відповідає задуманої мелодії. При рівномірному обертанні барабана штифти зачіпають платівки в заданій послідовності. Заранее переставляючи штифти на інші місця, можна міняти мелодії. Приводить в дію шарманку сам шарманщик, обертаючи ручку.

В музичних скриньках реалізований інший принцип. Тут для попередньої запису мелодії використовується металевий диск, на який нанесена глибока галактика канавка. У певних місцях канавки робляться точкові поглиблення - Ямки, розташування яких відповідає мелодії. При обертанні диска, що приводиться в рух пружинним годинниковим механізмом, спеціальна металева голка ковзає по канавці і "прочитує" послідовність завданих точок. Голка скріплена з мембраною, що при кожному попаданні голки в канавку видає звук.

В середні століття були створені куранти - баштові або великі кімнатні годинник з музичним механізмом, що видають бій у певній мелодійної послідовності тонів або виконують невеликі музичні п'єси.

Музичні механічні інструменти - це всього лише автомати, які відтворюють штучно створені звуки. Завдання ж збереження на тривалий час звуків живого життя була вирішена значно пізніше.

2. Фонограф (19 століття, 1877)

В 1877 американець Томас Альва Едісон винайшов звукозаписний апарат -- фонограф, вперше дозволив записати звук людського голосу. Для механічного запису і відтворення звуку Едісон застосував валики, вкриті олов'яної фольгою. Такі фоноваликів представляли собою порожнисті циліндри діаметром близько 5 см і довжиною 12 см.

В перший фонографі металевий вал обертався за допомогою рукоятки, з кожним обігом переміщаючись в осьовому напрямку за рахунок гвинтовий різьблення на провідному вал. На валик накладалася олов'яна фольга (станіоль). До неї торкалася сталева голка, пов'язана з мембраною з пергаменту. На мембрані був прикріплений металевий конусний рупор. Під час запису і відтворення звуку валик доводилося обертати вручну зі швидкістю 1 оборот на хвилину. При обертанні валика у відсутність звуку голка видавлювала на фользі спіральну канавку (або борозенку) постійної глибини. Коли ж мембрана коливалася, голка вдавлювалися в олово в Відповідно до сприйманим звуком, створюючи канавку змінної глибини. Так був винайдений спосіб "глибинної запису".

При перші випробування свого апарату Едісон щільно натягнув фольгу на циліндр, підвів голку до поверхні циліндра, обережно почав обертати ручку і проспівав в рупор першу строфу дитячої пісеньки "У Мері була овечка". Потім відвів голку, рукояткою повернув циліндр у вихідне положення, вклав голку в прокреслені канавку і знову став обертати циліндр. І з рупора тихо, але розбірливо прозвучала дитяча пісенька.

В 1885 американський винахідник Чарльз Тейнтер (1854-1940) розробив графофон - фонограф з ножним приводом (як у ножний швейної машинки) - і замінив олов'яні листи валиків воскової масою. Едісон купив патент Тейнтера, і для запису замість валиків з фольгою стали застосовувати знімні воскові валики. Крок звуковий борозенки був близько 3  мм, тому час запису на один валик було дуже мало.

Для запису і відтворення звуку Едісон використав один і той же апарат -- фонограф.

3. Грамофон (19 століття, 1887)

Американський винахідник німецького походження Еміль Берлінер замінив восковий валик Едісона плоским диском - грамофонній платівкою і розробив технологію її масового виробництва за допомогою матриці. Такі платівки Берлінер продемонстрував у 1888 р., і цей рік можна вважати початком ери грамзаписів. Трохи пізніше був розроблений пресування грамплатівок за допомогою сталевої друкованої матриці з каучуку і ебоніту, а згодом з композиційної масою на основі шелаку - речовини, виробляється тропічними комахами. Платівки стали якісніше і дешевше, проте головним їх недоліком була мала механічна міцність. Шелачні платівки випускалися до середини XX століття.

До 1896р. диск доводилося обертати вручну, і це було головною перешкодою широкому розповсюдженню грамофонів. Еміль Берлінер оголосив конкурс на пружинний двигун - недорогий, технологічний, надійний і потужний. І такий двигун сконструював механік Елдрідж Джонсон, що прийшов у компанію Берлінера. З 1896 по 1900 рр.. було вироблено близько 25000 таких двигунів. Тільки тоді грамофон Берлінера набув широкого поширення.

Перші платівки були односторонніми. У 1903 році вперше був випущений 12-дюймовий диск із записом на двох сторонах. Його можна було "програти" в грамофоні з допомогою механічного звукознімача - голки і мембрани. Посилення звуку досягалося за допомогою громіздкого розтруба. Пізніше був розроблений портативний грамофон: патефон з прихованим у корпусі розтрубом. За інженерним міркувань, оптимальну частоту для людського вуха народжувала труба довжиною понад 6 метрів. Майстри шукали компроміс: трубу за принципом валторни звертали равлика. Діаметр розтруба деколи досягав півтора і більше метрів. Вони були з лудженої нікельованої латуні та інших металів, екзотичні варіанти - зі скла. Пізніше повсюдно визнали, що найкращий звук народжує дерево: найбільш популярними стали рупори з чотиришарове дуба. Форма варіювалася від вузьких і широких конусоподібних воронок до колінчатих труб з розтрубами у вигляді тюльпана і дзвіночка, що обертаються навколо своєї осі.

В тумбовых апаратах His Master's Voice рупор вбудовували всередину. Відкриваючи і прикриваючи верхні дверцята, за якими ховалася «колонка», можна було регулювати звук, в нижній частині були полиці для платівок.

4. Патефон (20 століття, 1907)

Патефон (від назви французької фірми "Pathe") - переносна версія грамофона - мав форму портативного валізки. На відміну від грамофона, у патефона рупор маленький і вбудований в корпус.

Основними недоліками грамплатівок були їх крихкість, погана якість звуку і маленьке час програвання - всього 3-5 хвилин (зі швидкістю 78 обертів на хвилину). У довоєнні роки в магазинах навіть приймали "бій" платівок для переробки. Патефонні голки треба було часто міняти. Оберталася пластинка з допомогою пружинного двигуна, який доводилося "заводити" спеціальною ручкою. Проте, завдяки своїм скромним розміром і вагою, простоті конструкції та незалежності від електричної мережі, патефон отримав дуже широке поширення серед любителів музики.

5. Радіоли або електрофони (20 століття, 1925)

електрофони - Пристрій для відтворення звуку з грамофонній платівки. У побуті громіздке офіційну назву «електрофони» зазвичай замінювалося на нейтральне «Програвач». На відміну від грамофона, в електрофони (а також радіолі -- комбінації плеєра та радіо) механічні коливання голки звукознімача перетворювалися в електричні коливання, посилювалися підсилювачем звукових частот і потім перетворювалися в звук електроакустичної системою.

На зміну крихким грамплатівка в 1948-1952 роках прийшли так звані "довгограючих" - більш міцні, практично небьющіеся і забезпечують набагато більший час програвання. Це було досягнуто за рахунок звуження і зближення між собою звукових доріжок, а також за рахунок зниження числа обертів з 78 до 45, а частіше до 33 1/3 обертів на хвилину. Якість відтворення звуку під час програвання у таких платівок значно підвищилося. До того ж з 1958 року стали випускати стереофонічні грамплатівки, що створюють ефект об'ємного звучання. Голки програвача також стали значно більш довговічними. Їх почали виготовляти з твердих матеріалів, і вони повністю витіснили недовговічні патефонні голки. Запис грамплатівок здійснювалася тільки в спеціальних студіях звукозапису.

електрофони використовуються до цих пір, як в домашніх умовах, так і в електронній музиці в складі іншого інструментарію. Тим не менш, у домашніх умовах їх поширення практично звелося до нуля, так само як і продаж грамофонних пластинок, в силу фактично повного витіснення їх універсальними лазерними цифровими програвачами. У нинішній час, електрофони будинку - скоріше данина аматорства т.зв. «Аналоговому» звучання, яке, на думку деяких любителів високоякісного відтворення музики, перевершує звучання цифрових носіїв (більш «м'яке» і соковите), що, скоріше, є лише індивідуальним «Смаком» певної людини по відношенню до якісного звучання.

7. CD-програвач (плеєр) (20 століття, середина 1980-х)

В 1979 компанії Philips і Sony створили абсолютно новий носій інформації, замінив грамплатівку, - оптичний диск (компакт-диск - Compact Disk - СD) для запису і відтворення звуку. У 1982 році почалося масове виробництво компакт-дисків на заводі в Німеччині.

За порівняно з механічною звукозаписом він має цілий ряд переваг - дуже високу щільність запису і повна відсутність механічного контакту між носієм і зчитує пристроєм в процесі запису і відтворення. З допомогою лазерного променя сигнали записуються на обертається оптичний диск цифровим методом.

В результаті запису на диску утворюється галактика доріжка, що складається з западин і гладких ділянок. У режимі відтворення лазерний промінь, сфокусований на доріжку, переміщається по поверхні обертового оптичного диску і зчитує записану інформацію. При цьому западини зчитуються як нулі, а рівно що відбивають світло ділянки - як одиниці. Цифровий метод запису забезпечує практично повна відсутність перешкод і високу якість звучання. Висока щільність запису досягнута завдяки можливості сфокусувати лазерний промінь у пляма розміром менше 1 мкм. Це забезпечує великий час запису і відтворення.

Різновидами CD-програвача можна вважати DVD-і MP3-програвачі (20 століття, кінець 90-х)

Список літератури

Яким чином було винайдено фонограф?// Грамофон. 1908. № 4. С. 10-11.

Залізний А. И. Наш друг - грамплатівка: Записки колекціонера. - К: Муз. Україна. 1989. 279 С.

Лапіров-Скобло М. Едісон. - М: Молода гвардія. 1960. 255 С.

Белькінд Л.А. Томас Альва Едісон. - М: Наука. 1964. 327 С.

Телефографія// Газета електрика. 1889. № 32. С. 520-522.

Пестриков В. М. Радіо? Звідки?// Радіохоббі. 1998. № 1. С. 2-3 ..

Пестриков В. М. Великий винахід Вальдемара Паульсена// Радіохоббі. 1998. № 6. С. 2-3

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://referat.ru