12. Механическая звукозапись

Механическая Звукозапись впервые практически осуществлена в 1877 американским изобретателем Т. А. Эдисоном, построившим фонограф с записью звука на валике, обёрнутом оловянной фольгой. В дальнейшем фольга была заменена воском. Механическая Звукозапись на граммофонных пластинках получила широкое распространение из-за простоты и удобства воспроизведения звука в домашних условиях.

Для того чтобы разобраться в том, как производится механическая звукозапись, рассмотрим основные элементы станка. Звуконоситель в форме диска находится на вращающемся круглом столе, постоянство скорости которого контролируется с помощью стробоскопической шкалы. Запись производится рекор­дером, преобразующим электрические колебания в меха­нические. Колебате­льная система (ка­ретка) рекордера оканчивается резцом . Одновременно с вращением диска ре­кордер с помощью червячной передачи перемещается от периферии к центру, а резец вырезает звуко­вую канавку.

При    отсутствии сигнала на звуконо­сителе   будет  выре­заться спиральная бороздка (запись паузы). Число таких бороздок, находящихся на 1 см длины радиуса, называется плотностью записи. По окончании записи подача резца пре­кращается, и спираль заканчивается замкнутой окружностью.

Формы резцов, а также процессы резания ими показаны на рис. 60. В зависимости от устройства рекордера острие резца при подаче переменного напряжения совершает коле­бания поперек направления движения звуконосителя (по­перечная запись) или перемещается в глубину звуконоси­теля перпендикулярно  радиусу  (глубинная  запись).

В случае глубинной записи резец, погружаясь в мате­риал, встречает все возрастающее сопротивление резанию, что приводит к нелинейным искажениям. Динамический диапазон глубинной записи меньше, чем поперечной, а из­нос пластинки и шумы при воспроизведении —больше. Вследствие этого сейчас применяется только поперечная запись.

На заводах, производящих пластинки, первичная за­пись сначала наносится на лаковый диск. Затем на его поверхность осаждается тонкий слой золота или серебра, на который гальваничес­ким способом нара­щивается достаточно толстый слой меди. Этот негативный от­печаток записи назы­вается первым ориги­налом. Вместо кана­вок он имеет выпук­лости . Ввиду того что один негатив не по­зволяет формовать большой тираж плас­тинок, с него гальва­ническим способом 'получают несколько металлических пози­тивных копий запи­си (вторые оригина­лы). С каждого позитива в свою очередь снимается не­сколько негативных отпечатков (третьи оригиналы). Третьи оригиналы, покрытые для повышения прочности слоем хрома, используют как матрицы для формования пластинок.

13. Восковый валик и грампластинка

Грампластинка (жарг. пласт, винил, диск, пластинка, реже — бублик) — аналоговый носитель информации (чаще всего звуковой) — диск, изготовленный из синтетических материалов (первоначально из шеллака, далее — винила (поливинилхлорид), на одной или на обеих сторонах которого тем или иным методом нанесена непрерывная извилистая канавка (дорожка), форма которой (глубина и ширина) модулирована звуковой волной.

Для «проигрывания» (извлечения звука) с грампластинок используются специально предназначенные для этой цели аппараты: граммофоны, патефоны, в дальнейшем электрофоны и электропроигрыватели.

При движении по дорожке грампластинки игла проигрывателя начинает вибрировать (поскольку форма дорожки неравномерна в плоскости пластинки вдоль её радиуса и перпендикулярно направлению движения иглы, и зависит от записанного сигнала). При вибрации пьезоэлектрический материал иглы (либо электромагнитная катушка звукоснимателя) вырабатывает электрический сигнал, который усиливается усилителем и далее воспроизводится динамиком/динамиками, воспроизводя звук, записанный в студии звукозаписи.

Слова «грампластинка» и «грамзапись» являются сокращениями от «граммофонная пластинка» и «граммофонная запись», хотя сами граммофоны уже давно широко не используются. В конце XIX и на протяжении XX века грампластинка являлась (до вытеснения её в середине 80-х компакт-диском) популярнейшим средством распространения аудиозаписей, недорогим и доступным.

Главным достоинством грампластинки являлось удобство массового тиражирования путём горячей прессовки, кроме того, грампластинки не подвержены действию электрических и магнитных полей. Недостатками грампластинки являются подверженность температурным изменениям и влажности, а также свойство пластинок при постоянном использовании изнашиваться (терять свои аудиохарактеристики).

Шеллачные (граммофонные) пластинки нельзя проигрывать на электрофонах (за исключением тех, которые снабжены поворотной иглой с маркировкой «78» на одной из сторон), иначе игла сразу придёт в негодность. Граммофонные являются более толстыми, тяжёлыми, и хрупкими (как стекло).

Большинство виниловых пластинок являются жёсткими, но встречаются и гибкие, нередко вклеивавшиеся в журналы как звуковое приложение (как пример — приложения к советскому журналу «Кругозор») или служащие для записи (на спец. оборудовании) т. н. «звукового письма».

Имеются редкие пластинки-приложения, которые вкладывались в компьютерные журналы 70-х годов и на которых были записаны компьютерные программы (в дальнейшем, до массового распространения дискет, для этих целей использовались компакт-кассеты). Этот стандарт пластинок назывался Floppy-ROM и на такую гибкую пластинку при скорости вращения 33,3 оборотов в минуту вмещалось до 4 кб данных.

Гибкими пластинками также являются записи на старых рентгеновских снимках (см. ниже).

Также ранее выпускались гибкие пластинки-открытки. Такие сувениры отправлялись по почте и содержали, помимо записи, рукописные поздравления. Они встречались двух разных видов:

• Состоявшие из гибкой пластинки прямоугольной или круглой формы с односторонней записью, скреплённой с полиграфической карточкой-основой с отверстием в центре. Как и гибкие пластинки, они имели ограниченный рабочий диапазон частот и время звучания;

• Дорожки пластинки пропечатывались на лаковом слое, покрывающем фотографию или открытку. Качество звука было ещё ниже, чем на гибких грампластинках (и основанных на них открытках), и долго такие пластинки не хранились из-за коробления и пересыхания лака. Но такие пластинки могли быть записаны самим отправителем: существовали рекордеры, увидеть один из которых в работе можно в х/ф «Карнавальная ночь».

Далее по тексту, рассматриваются исключительно виниловые и гибкие записи.

Цвет грампластинок в основном чёрный, хотя для детей и ди-джеев зачастую выпускают и разноцветные. Существуют и грампластинки, где под прозрачным слоем с дорожками находится красочный слой, повторяющий рисунок конверта или заменяющий информацию на нём (как правило, это дорогостоящие коллекционные издания). Декоративные пластинки могут быть квадратными, шестиугольными, в виде диска для циркулярной пилы, а также в форме животных и птиц.

До изобретения граммофонной пластинки носителем механической записи звука был восковый валик, на поверхности которого по винтовой линии располагалась звуковая канавка, полученная выдавливанием. Этот способ был предложен Т. Эдисоном в 1877 году, то есть за десять лет до этого. Понятно, что произведенная таким образом запись выдерживала небольшое количество проигрывания и не поддавалась тиражированию.

Принципы, на основе которых работает фонограф Эдисона, экспериментально изучались ещё в 1857 году. Импульсом для создания Эдисоном подобного устройства стало желание зарегистрировать телефонные разговоры в своей лаборатории Менло Парк (Нью-Джерси, США). Однажды у телеграфного повторителя он услышал звуки, похожие на неразборчивую речь. Первые записи представляли собой углубления на поверхности фольги, сделанные движущейся иглой. Фольга размещалась на цилиндре, вращающемся при воспроизведении звука. Стоимость всего устройства составила 18 долларов. С помощью такой техники удалось записать слова из детской песенки «У Мэри был барашек» (Mary had a little lamb). Публичная демонстрация прибора сразу сделала Эдисона знаменитым. Многим воспроизведение звука показалось волшебством, поэтому некоторые окрестили Эдисона «волшебником из Менло Парк». Сам Эдисон был настолько поражён открытием, что сказал: «Никогда я ещё не был так ошеломлён в моей жизни. Я всегда боялся вещей, которые работают с первого раза». Изобретение было также продемонстрировано в Белом доме и во Французской Академии.

На своё изобретение Эдисон получил патент U.S. Patent 200 521, выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года.

В период с 1878 по 1887 гг. Эдисон отложил работу над фонографом (занимаясь лампой накаливания). Продолжив работу, Эдисон начал использовать для записи звука цилиндр с восковым покрытием (идея предложена Шарлем Тентэ). В 1887 году изобретателем Эмилем Берлинером было предложено применять звуконосители не цилиндрической формы, а в форме плоского диска (патент получен в 1896 году). При этом звуковая дорожка представляет собой спираль, что увеличивает длительность записи. Своё устройство Берлинер назвал «граммофон».

Первоначально планировалось использовать фонограф как секретарскую машину для записи голоса при диктовке.

Эдисоном был составлен список 10 основных применений фонографа:

• Диктовка и запись писем

• Говорящие книги для слепых

• Обучение ораторскому искусству

• Запись музыки

• Запись членов семьи

• Музыкальные шкатулки и игрушки (например, говорящие куклы)

• Говорящие часы

• Запись речей великих людей

• Обучающие записи

• Вспомогательное приспособление к телефону

Однако изобретение получило настолько большой успех, что в 1906 Эдисон представил публике несколько музыкальных и театральных записей, осуществлённых созданной им Национальной Фонографической компанией (National Phonograph Company).