Граммофон Берлинера

Изобретение телефона и предшествующие этому опыты по изучению звука показали возможность записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию. Попытки создать звукозаписывающий аппарат велись с середины XIX в. В 1887 г. Эмиль Берлинер изобрёл лучший способ звукозаписи и аппарат для её воспроизведения — граммофон.

Эмиль Берлинер
Эмиль Берлинер

Звуковой автограф

Понимание того, что звук — это механические колебания, породило идею фиксирования этих колебаний. В 1857 г. французский изобретатель Э.Л. Скотт де Мартенвиль придумал способ графической записи звуковых волн с помощью изобретённого им прибора — фоноавтографа (от греч. «фон» — звук, «автос» — сам, «графо» — пишу). Он состоял из конуса-рупора с чувствительной мембраной, на которой была закреплена игла, и вращаемого вручную закопчённого стеклянного цилиндра. Мембрана фоноавтографа, колеблясь под воздействием звуковых волн, передавала колебания игле, прочерчивающей спиральные метки на копоти вращающегося цилиндра. Скотт де Мартенвиль не предложил способа воспроизводить запись, и фоноавтограф не нашёл практического применения. Но его идея легла в основу всех дальнейших разработок в области звукозаписи.

Фоноавтограф. 1857 г.
Фоноавтограф. 1857 г.

«Говорящие цилиндры»

В 1877 I. Француз Шарль Кро покдал в парижскую Академию наук проект звукозаписывающего аппарата палеофона («звук из прошлого», от греч. «палайос» — древний, (567 «фон» — звук). Кро развил замысел де Мартенвиля, предложив фотохимическим способом засвечивать рисунок, сделанный иглой на закопчённом стекле, и, протравливая бороздки на металлической пластине (как это делал Ж. Ньепс для гелиографии), считывать с неё звуки. Такие долговечные пластины позволяли бы тиражировать записи. Но предложение Кро не нашло поддержки, и палеофон так и не был создан.

В 2008 г. в парижском архиве нашли стеклянный цилиндр со звуковой дорожкой, сделанной Скоттом де Мартенвилем в 1860 г. С рисунка на закопчённом стекле фотохимическим способом была сделана пластина, с которой удалось воспроизвести голос полуторавековой давности — сам де Мартенвиль напевал фрагмент старой французской песенки.

Успешнее сложилась судьба фонографа, созданного в том же 1877 г. Т. Эдисоном. Фонограф записывал звуки иглой, которая, следуя колебаниям мембраны, продавливала на обёрнутой вокруг цилиндра фольге бороздки переменной глубины (впоследствии фольгу сменило покрытие цилиндра воском). С помощью фонографа можно было также прослушать полученную запись. Несмотря на низкое качество звукозаписи и недолговечность бороздок в фольге и воске, фонографы получили довольно широкое распространение.

Устройство фонографа Эдисона. 1877 г.
Устройство фонографа Эдисона. 1877 г.Звукозапись: Рукояткой (1) вручную вращали ось с винтовой резьбой (2), по которой в горизонтальном направлении (как гайка по винту) перемещался покрытый фольгой (или воском) цилиндр (3), одновременно вращающийся и вокруг своей оси. Звук поступал в звуковую коробку (4) и колебал в ней мембрану (5), приводившую в движение прикреплённую к ней иглу (6). Игла выдавливала в фольге спиральную бороздку переменной глубины (7).Звуковоспроизведение: Цилиндр с записью (8) вращался, игла (9) шла по бороздке, «считывая» её рельеф, и в соответствии с неровностями звуковой дорожки колебала мембрану (10), которая и воспроизводила звуки.

Граммофон и пластинка

В 1887 г. работавший в США молодой немецкий инженер Эмиль Берлинер смастерил прибор по описанию Кро. Но вместо стекла он использовал прозрачную плёнку, покрытую смесью мастики и сажи и обёрнутую вокруг вращающегося цилиндра. Процарапав иглой на саже звуковую дорожку, он снял плёнку с цилиндра и рисунок с неё скопировал фотохимическим способом на цинковую пластину. С плоской металлической пластины он воспроизвёл звук устройством, которое назвал граммофоном (от грен. «грамма» — пишу, «фон» — звук).

Фонограф Эдисона. 1898 г.
Фонограф Эдисона. 1898 г.

Дешевле, проще и лучше

Продолжив работу над усовершенствованием граммофона, Берлинер заменил цилиндр на плоскую металлическую пластину, покрытую воском. Протравливая процарапанную в воске дорожку, получали выраженный рельеф, читающийся лучше, чем после светокопирования. С пластин, как с матриц, прессовали пластинки из эбонита (продукта вулканизации каучука) и другого природного полимера — шеллака. С одной матрицы получалось до 500 качественных пластинок. Дешёвые, компактные, долговечные (хотя и хрупкие) пластинки Берлинера быстро вытеснили восковые цилиндры Эдисона, и фонограф ушёл в прошлое, уступив место лучше звучащему граммофону.

К 1896 г. механик Э.Р. Джонсон по заказу Берлинера разработал для граммофонов пружинный двигатель, заменивший неравномерное ручное вращение.

Граммофон Берлинера. 1887 г.
Граммофон Берлинера. 1887 г. Звукозапись. Рукояткой (1) вручную вращали ось цилиндра (2) с покрытой сажей плёнкой (3). Мембрана (4), установленная в вертикальной плоскости, колебалась под напором звуковых волн и колебала прикреплённую к ней иглу (5), прочерчивавшую соответствующую этим колебаниям волновую линию на саже (6). Фотохимическое копирование и воспроизведение. Снятая с цилиндра плёнка (7) накладывалась на металлическую пластину, покрытую светочувствительным материалом, который под воздействием света разрушался в очищенных от сажи местах. Незащищённые места металла протравливались — получалась пластина с бороздкой звуковой дорожки, которую накладывали на цилиндр для воспроизведения звука.

Развитие идеи

В 1913 г. появился патефон — портативный вариант граммофона в переносном чемоданчике с компактным мембранным излучателем звука вместо громоздкого рупора. В 1930-х гг. появился электрофон (проигрыватель), преобразующий механические колебания иглы в электрические колебания, которые, проходя через усилитель, электроакустической системой воспроизводились как звуки.

В 1895 г. изобрели телеграфон — прибор, преобразующий звуковые волны в электромагнитные колебания, записывающиеся на медной проволоке. Большие катушечные магнитофоны, записывающие звуки на проволоку или на магнитную ленту, с начала 1930-х гг. использовались военными и разведчиками. С середины 1930-х гг. магнитофоны стали выпускаться для бытового использования.

В начале 1960-х гг. на смену катушкам начали приходить компактные кассеты. С конца XX в. кассетные магнитофоны стали уступать место цифровым носителям звука.

Патефон. 1930-е гг.
Патефон. 1930-е гг.



Поделиться ссылкой