Коротка історія розвитку грамзапису. ЧАСТИНА 1

1.1. ШЛЯХ ДО ЗАПИСИ ЗВУКУ

Велика частина популярних праць і наукових робіт, присвячених звукозапису, починається з добре відомою старовинної приказки: «Сказане відлітає, написане залишається». Що ж, почнемо і ми з цієї приказки і порівняємо звучання слова з його написанням, інакше кажучи, розглянемо найбільш значні етапи фіксації думки. Першим в ряду інформаційних засобів людини можна згадати спосіб отримання настінних малюнків у печерах (близько 50 000 років до нашої ери), а на друге місце можна поставити клинопис Месопотамії (5000 років до нашої ери). Для запису інформації і в наші дні найбільш часто застосовуються ці два древніх методу: нанесення на поверхню матеріалу іншої речовини (папір і олівець) і гравірування на поверхні будь-якого матеріалу. Остання технологія використовується для виготовлення грамплатівок. Але перш ніж по часу ми перенесемося в цю епоху. згадаємо ще кілька дат. Близько 900 років до нашої ери були виготовлені перші відбитки з кам'яних пластинок. Крім технічної пам'ятки цієї події, велике значення має і сама ідея, бо народилося нове поняття: тиражування. Наведена вище приказка втратила свою точність вже в 63 р до нашої ери, коли був застенографував текст однієї з промов Цицерона. Цікаво нагадати, що покриті воском дерев'яні таблички ще в кінці третього століття використовувалися в якості зошитів для запису, а Бонетіус (475-542 рр.) Описав на них залежність між звуком і швидкістю руху.

Систематичні дослідження коливань почалися тільки після винаходу камертона Шоу в 1711 р У цей час в галузі друкарства, робилися спроби отримати триколірні відбитки. На думку французького математика Дюамеля звук, т. Е. Коливання повітря, можна записувати шляхом гравіювання твердого матеріалу (1830 г.). Сам він не займався проектуванням експериментального приладу; за нього це зробили Вільгельм Едуард Вебер, Ейсенмангер і Едуард-Леон Скотті де Мартенвіль. Звукозаписні пристрої цих винахідників починаючи з 1830 р були використані для різних акустичних досліджень. Не можна забувати, що грають апарати існували вже століття до цього, але вони по суті були тільки механічними автоматами. Своєю кінцевою метою винахідники ставили створення пристроїв, придатних для запису і відтворення будь-якого звукового явища, що зустрічається в природі. І все ж створення звучать автоматів, що імітують людську мову, зустрілося з великими труднощами. У той час існувало дивне уявлення, що голос артиста з хорошими вокальними даними може бути збережений, якщо через його відрізану голову продувати повітря і за допомогою важелів приводити в рух звукообразов апарат. На щастя, про практичне здійснення цієї ідеї в хроніках нічого не говориться ... Так як в середині XIX століття в центрі уваги перебували дротяний телеграф і фотографії Даггера, свої перші кроки запис і відтворення звуку зробили від цих двох винаходів.

1.2. ШАРЛЬ КРО І ТОМ ЕДІСОН

Шарль Кро був любителем-натуралістом. Документи на винахід під назвою «Фонограф» він за порадою друзів 30 квітня 1877 р послав до Французької академії наук і після визнання своїх ідей розраховував отримати кошти для продовження досліджень. Сутність його винаходу полягала в тому, що «на вкриту сажею поверхню обертового скляного диска голка, прикріплена до мембрани, може записувати звукові коливання. З цього диска на світлочутливої хромової платівці оптичним шляхом можна отримати одну або кілька копій. Обертаючи металеву пластинку і простежуючи зображення звуку голкою, що стикається з мембраною, можна знову отримати звук ». Але надіям Кро не судилося здійснитися, оскільки папка з його винаходом довгий час пролежала не розкритою. В середині грудня щоденні газети опублікували звістку, що американський винахідник Едісон продемонстрував апарат, придатний для запису і відтворення звуку. Тоді за наполяганням Кро був знайдений лежить без руху в архіві пакет і хоча Академія наук публічно визнала правильність його ідей, у фінансовій підтримці, на яку він покладав надії, було відмовлено.

Ім'я Томаса Альви Едісона було знайоме читачам газет. Цей тридцятирічний чоловік вже десять років дивував світ своїми винаходами. В середині 1877 року він працював над підвищенням швидкодії телеграфного апарату. За його задумом знаки Морзе, складові телеграму, пробивалися в вигляді дірок на паперовій стрічці. Простягаючи стрічку з великою швидкістю через машину нового типу, можна було знизити час передачі телеграми, т. Е. Підвищити пропускну здатність телеграфних ліній. Коли перфоровані паперові стрічки рухалися під сталевими контактними голками зчитувального приладу, то вони викликали змінюються по висоті звуки. Едісон зацікавився цим явищем і зайнявся його вивченням, відклавши розпочаті роботи. Він покрив паперову стрічку шаром воску і записав на ньому голкою, прикріпленою до мембрани, добре помітні телеграфні знаки. Натхнений цим успіхом, Едісон за три тижні розробив креслення нового пристрою і передав їх для виготовлення приладу одному зі своїх близьких співробітників шведу Джону Круеші. Принцип роботи приладу він не пояснив. Круеші крок за кроком збирав апарат невідомого призначення, що складається з вала з рукояткою і металевого каркаса, змонтованого на дерев'яній підставці. На валу був закріплений порожнистий циліндр, який при круговому обертанні рукоятки просувався перед голкою на постійне відстань, відповідне кроку гвинтової різьби. Голка була прикріплена до круглої мембрані, укладеної в короткий рупор. В кінці листопада Круеші поставив апарат на стіл Едісона. Едісон щільно натягнув на циліндр станіоль, підвів голку до поверхні циліндра, обережно почав обертати рукоятку і в прикріплений до мембрани рупор проспівав першу строфу дитячої пісеньки «У Мері була овечка». Потім він відвів голку від циліндра, рукояткою повернув його в початкове положення, вставив кутку в тільки що видавлену канавку і знову почав обертати циліндр. І з боку мембрани тихо, але розбірливо прозвучала дитяча пісенька. Саме тому літочислення звукозапису прийнято починати з жовтня 1877 р

1.3. фонограф

Може бути, з простої випадковості, але більш вірогідніше, за аналогією зі словом «телеграф», найменування «фонограф» (по-грецьки записувача звуку) незалежно один від іншого дали звукозаписному пристрою і Кро, і Едісон. Після першого пам'ятного експерименту пішли дні і ночі кропіткої роботи по вдосконаленню приладу. Едісон і його співробітники багаторазово записували і відтворювали звуки, і в той же час постійно модифікували окремі вузли, оцінюючи роботу на слух. Вони змінювали положення голки і кріплення мембрани, а на валу зміцнили маховик, що знизив нерівномірність ручного приводу. Через кілька днів, відпала необхідність в збереженні таємниці співробітниками і Едісон сам відвіз свій прилад для демонстрації в редакцію науково-технічного журналу «Сайентіфік Амерікен». Звістка про пристрій поширилося миттєво. Президент США Рутерфорд Хейс теж попросив продемонструвати йому фонограф. На цьому показі Едісон визначив в 10 пунктах мету свого винаходу. Серед них було дев'ять прозових застосувань (диктування листів, книги для сліпих, служба точного часу, ораторське мистецтво, культура мови, вивчення іноземних мов тощо). І це не дивно, адже Едісон не цікавився музикою і до того ж мав знижений слух. Незабаром, поряд з хвалебними висловлюваннями про фонографі, з'явилися і об'єктивні роботи, говорили про його недоліки. На один валик фонографа можна було записати приблизно сто слів, які потрібно було говорити з дуже близької відстані. Пристрій не фіксувало звук «ш», а окремі звуки, такі, як «д» і «т» відтворювалися однаково. Однак головним незручністю було те, що олов'яний валик витримував тільки близько п'яти програвань. Заявка на винахід пройшла всі інстанції за три місяці і була зареєстровано 19 лютого 1878 р Едісон продовжував інтенсивно працювати над удосконаленням фонографа і в якості перехідного варіанту експериментував з олов'яної платівкою, яка мала форму диска. Він відчував пружинний привід від годинникового механізму замість ручного приводу, виготовив електричний фонограф, що приводиться в рух 10-ти полюсним двигуном постійного струму спочатку за допомогою фрикційних коліс, а потім пасової передачі. Інтерес широкої публіки до фонографу за цей рік майже повністю зник, і Едісон зосередив свої зусилля на розробці лампи розжарювання. Її успішна демонстрація відбулася 2 січня 1880 р

Винахідник телефону Белл в 1885 р знову вирішив зайнятися фонографом і виготовив для нього паперовий диск, вкритий воском. Свій прилад він назвав Графофон. Едісон десятьма роками пізніше замінив валик з станіолевим покриттям суцільним восковим валиком, з якого можна було без особливих зусиль сточити paнее записані канавки. Використовуючи воскові валики і застосувавши для запису алмазну голку, Едісон домігся поліпшення якості звуку і збільшив час звучання. Можна було почати виготовлення музичних записів, але з воскових валиків звук відтворювався більш тихим, ніж з олов'яних, тому їх стали прослуховувати через трубку, вставлену в вухо на манер стетоскопа. Тим часом виникла вимога тиражування записів. У перший час кожен запис виготовляли індивідуально: одну двохвилинний пісню одночасно записували десятьма фонограф, після цього встановлювали нові валики і запис виробляли знову. В один і той же день такий запис доводилося повторювати по півсотні разів. Пізніше були зроблені спроби акустичної перезапису з одного валика на інші. При такому тиражуванні з одного валика отримували десять перших копій, а потім з кожної з них десять друге копій. Було випробувано також гальванопластичне тиражування воскових валиків стандартних розмірів (довжина 115 мм, діаметр 50 мм), яке стало можливим завдяки дотепній ідеї, заснованої на використанні ламп розжарювання Едісона. Восковий валик з первинної записом (оригінал) поміщали у вакуумну трубу. Індуктор високої напруги підключали до двох електродів, протягнутим в вакуумі. Один з електродів виготовляли із золота, атоми якого відділялися і притягувалися іншим електродом. Між електродами повільно обертався восковий валик, на поверхні якого осідав шар золота. Потім на цей шар гальванічним шляхом нарощували більш товстий шар нікелю. Після нагрівання віск витоплювали з металевої циліндричної форми. Таким чином, отримували ливарну модель. Її заливали гарячим воском, на якому отформовивалісь канавки первинного валика. При охолодженні віск стискувався, і валик легко виймали з ливарної форми.

1.4. ГРАМОФОН Еміль Берлінер

У 1870 р, дев'ятнадцяти років від народження, Берлінер покинув рідну домівку в Німеччині і попрямував до Америки. Там він виконував роботи, які не потребують кваліфікації, а вільний час проводив у бібліотеках. Особливо зацікавило його опис винайденого Беллом телефону. Старанно працюючи, йому вдалося внести в нього деякі вдосконалення. На отримані гроші була створена домашня лабораторія. Тут він багато займався фонаутографом Скотта. Берлінер встановив, що цей прилад створює на закопченої платівці канавки постійної глибини, виписуючи звукові коливання у вигляді поперечних відхилень. Голка фонографа Едісона, слідуючи коливань мембрани, видавлювала на валику канавку змінної глибини. Берлінер припустив, що для запису звуку на плоскій пластині можна використовувати поперечні коливання. Під час пошуків в бібліотеці Берлінер натрапив на опис принципів запису звуку, сформульованих Кро. Вони збігалися з його власними уявленнями, тому спочатку він побудував і випробував прилад Кро. Записану на склі спіральну звукову канавку Берлінер фотохімічним способом скопіював на цинкову пластинку. Його надії виправдалися: з металевої пластинки можна було відтворювати звук. На розроблене пристрій, названий грамофоном, був отриманий патент 26 вересня 1887 р., Тобто е. Через 10 років після отримання патенту на фонограф. Визнання його роботи спонукало Берлинера до подальших досліджень. Він поставив перед собою завдання усунути найбільш слабкий етап процесу - повільне і неточне світлокопіювання. В результаті систематичних досліджень, що проводилися протягом декількох місяців, був розроблений більш надійний метод. За цим методом на поверхні цинкової пластинки, покритої воском, процарапивают канавка; потім пластинку заливали соляною кислотою і витруювали на ній місця, відповідні подряпин у воску. Гучність, одержувана з виготовлених у такий спосіб пластинок, була вище, ніж при оптичному копіюванні. Процес травлення і отримані з його допомогою пластинки, були продемонстровані фахівцям влітку 1888 року. Найбільш значним було визнано технічне рішення, запропоноване Берлінером, а його уявлення, що замість зберігаються насилу валиків фонографа, який вже отримав досить широке поширення як диктофон, можна випускати легко тиражовані і зручні в зверненні плоскі пластинки, що містять записи розважального та мистецького характеру. Новим було і його пропозицію виплачувати при створенні запису гонорар виконавцям. Ці наміри докорінно відрізнялися від цілей говорить машини, що характеризують фонограф. Берлінер серйозно поставив перед собою завдання прокласти шлях до кожної оселі музиці, записаної на платівці.

В результаті наполегливої 5-ти річної роботи, були розроблені гальванопластичного процес тиражування з позитиву цинкового диска і технологія пресування грамплатівок з ебоніту за допомогою сталевої друкованої матриці. Було засновано товариство, яка організувала завод, на якому почалося дрібносерійне тиражування платівок. Ебоніт був замінений шелаком, з якого можна було пресувати дешеві пластинки хорошої якості. Головною перешкодою широкому поширенню винаходу була відсутність приводного двигуна, придатного для обертання диска програвача. Диск доводилося обертати вручну. Використовувати привід від фонографа зі сталевою пружиною заборонялося охороною авторських прав. Берлінер повинен був застосувати тільки самостійно розроблений двигун. Він звернувся з проханням до працював у місті Камдена фахівця за приладами Елдрідж Р. Джонсону сконструювати для грамофона дешевий привід. Джонсон виготовив двигун, але після демонстрації Берлінер визнав його непридатним і взяв своє доручення назад. І якщо грамофон все-таки не залишався без двигуна, це цілком заслуга Джонсона, який незважаючи на відмову сконструював новий тип двигуна. Він взяв за основу пружинну систему, що використовувалася не в фонограф, а в швейних машинах. Друга модель двигуна настільки сподобалася Берлінер, що влітку 1896 р він замовив їх в кількості 200 шт. Скромна майстерня Джонсона незабаром перетворилася на справжній завод. Одночасно з цим Берлінер в особі Джонсона придбав партнера, що володів неабиякими комерційними здібностями. Їх підприємство почало процвітати, що викликало невдоволення з боку фірм, що займалися випуском фонографів Едісона. Почалася конкурентна боротьба. З'явилися статті в газетах, справа дійшла до суду. Джонсон підтримав винахід Берлинера, але незабаром опинився на межі банкрутства. Юристи заборонили продаж платівок, виготовлених за методом Берлинера. Однак за два роки, поки тривав процес, Джонсон розробив спосіб запису на воскової диск і метод отримання з нього гальванопластичного матриці (1901 г.) і створив самостійну фірму «JVC» ( «Джі-Ві-Сі») з виробництва звукових апаратів і пластинок . Берлінер згодом відстояв своє право на патент, а Джонсон не запатентував процес запису на воскової диск, розроблений на основі ідей Берлинера. Скориставшись цією обставиною, один із співробітників Джонсона таємно запатентував цей винахід і продав його потім фірмі «CBS» (Колумбія Бродкастінг Cистем). Берлінер зі своїм співробітником не наважився знову відновити безглуздий юридичний спір, а без перекуповування патенту продовжував виробництво платівок, тому що фірма «CBS» без дозволу Берлинера випускала грамофони ... Вирішити цю суперечку надзвичайно важко, так як в 1884 р., Тобто е. за три роки до отримання патенту на грамофон, Тайнер, один із співробітників Белла, склав записку в десяти томах для підтвердження прав на програвач платівок Белла-Тайнера.