История звукозаписи

Министерство  образования, науки, семьи, молодежи и  спорта Украины

НТУ «ХПИ» 
 
 

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ 
 
 

ВЫПОЛНИЛ

СТ  ГРУППЫ Э-39 Б

ПРОВЕРИЛА

ТКАЧЕНКО  С.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Механическая  запись

    Первоначально механическая запись осуществлялась механо-акустическим способом (записываемый звук воздействовал через рупор на мембрану, жёстко связанную с резцом). В дальнейшем этот способ был полностью вытеснен электро-акустическим способом: записываемые звуковые колебания преобразуются микрофоном в соответствующие электрические токи, воздействующие после их усиления на электромеханический преобразователь - рекордер, который превращает переменные электрические токи посредством магнитного поля в соответствующие механические колебания резца.

    Фоноавтограф

      Фоноавтограф — первое в мире  звукозаписывающее устройство изобретенное в 1857 году Эдуардом де Мартинвилльем. Устройство состояло из акустического конуса и вибрирующей мембраны, соединённой с иглой. Игла соприкасалась с поверхностью вращаемого вручную стеклянного цилиндра, покрытого копотью или бумагой. Звуковые колебания, проходя через конус, заставляли мембрану вибрировать, передавая колебания игле, которая прочерчивала на копоти отметки. Однако он не мог воспроизводить сделаную запись. 25 марта 1857 года французское правительство выдало Леону Скотту патент на изобретённое им устройство. Были записанны колебания в воздушном пространстве и разные голоса. По мнению нашедших её историков, изобретатель не планировал прослушивать запись, а только хотел запечатлеть звуковые колебания в виде изображения.

    Фонограф

    Фонограф  — первый прибор для записи и  воспроизведения звука. Изобретён Томасом Алва Эдисоном, представлен 21 ноября 1877 года. Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука.

      Все тогдашние фонографы работали по следующему принципу: по вращающемуся звуконосителю перемещалась игла-резец, полученные при помощи мебраны-микрофона механические колебания механически же фиксировались деформацией звуконосителя. В первых конструкциях оригинальный звуконоситель использовался и для воспроизведения, но такая технология не давала дополнительной механической энергии для того, чтобы получить звук достаточной громкости. В дальнейшем начали применять методы гальванопластики для изготовления копии звуконосителя из более твердого материала. Для воспроизведения записи по звуконосителю перемещалась игла механически связанная с мембраной-излучателем. Первые фонографы, использующие фольгу на цилиндрических носителях, позволяли осуществить лишь очень короткие записи — длительностью всего несколько минут — и быстро изнашивались. Более долговечными стали валики, покрытые слоем воска. Однако только с изобретением дисковых фонографов - граммофонов технология стала популярной и востребованной. Дисковые фонографы вращали звуконоситель со скоростью 78 об/мин, звук усиливался при помощи рупора конической формы. Большинство моделей приводились в движение ручкой, которая заводила пружину, таким образом делая прибор удобным и не требовательным к внешним условиям. Начался бум, в скором времени появилась целая звукозаписывающая индустрия, существующая по сей день.

      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. Изобретение было также  продемонстрировано в Белом доме  и во Французской Академии.На своё изобретение Эдисон получил патент U.S. Patent 200521, выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года. Первоначально планировалось использовать фонограф как секретарскую машину для записи голоса при диктовке.

    Более прогрессивный граммофон не появился раньше фонографа исключительно  по причине головотяпства французских чиновников. В апреле 1877 года, почти за полгода до первого испытания фонографа, фантастически одаренный поэт, музыкант и ученый Шарль Кро (1842–1888), в четырнадцать лет окончивший университет, послал в Парижскую академию наук описание прибора, названного им «палеофоном» — «голос прошлого». Его принцип действия был таким: прикрепленная к мембране игла прочерчивает на вращающемся стеклянном диске, покрытом сажей, звуковые дорожки. При этом игла колеблется в горизонтальной плоскости, в то время, как у фонографа она перемещается в вертикальном направлении. После записи звука дорожки оптическим путем переносятся на светочувствительную хромовую пластинку. При вращении пластинки игла отслеживает акустические колебания и, соприкасаясь с мембраной, извлекает записанные звуки. Изобретатель просил о выделении средств на реализацию своего проекта.

    В декабре Кро, прочитав в газете об изобретении Эдисоном звукозаписывающего прибора, пришел в академию и потребовал, чтобы ему наконец-то дали ответ  относительно перспективности его  технического предложения. Выяснилось, что конверт с его бумагами так и не удосужились вскрыть. После изучения описания граммофона академия признала идеи Шарля Кро  правильными, однако отказала ему в  финансовой поддержке.

    Спустя 10 лет идеи развил и реализовал Эмиль  Берлинер (1851–1929), перебравшийся в  США из Германии в 19-летнем возрасте. Результатом этого было изобретения  Граммофона.

    Граммофон

    "Граммофон"  был изобретен в 1888 году Эмилем  Берлинером. Вместо воскового валика  использовалась грампластинка. Скорость  стандартной грампластинки - 78 об/мин. Первая в мире граммофонная пластинка была изготовлена из целлулоида. С 1897 года уже изготовлялись пластинки из шеллака, шпата и сажи. Кроме обычных граммофонов были и тумбовые.

    Основное  преимущество граммофона над фонографом — поперечная запись, обеспечивающая снижение искажений в десятки  раз, а также более громкий  звук (уже в первых моделях —  в 16 раз, или на 24 дБ). Вкупе с лёгкостью  тиражирования записей это обеспечило быструю победу граммофона.

    В начале своей эволюции грампластинки  имели высокую скорость вращения и большую толщину дорожки, что  значительно снижало длительность звучания — всего 2 минуты на одной  стороне. Двусторонними грампластинки  стали в 1903 году, благодаря разработкам  фирмы «Одеон». До начала 1910-х годов  на них выпускали в основном отрывки  из произведений музыкальных классиков, так как на них помещалось в  общей сложности только до пяти минут  звучания. В 30-х годах XX века пластинки выпускались по одной композиции на одной стороне, и часто один концерт одного исполнителя продавался комплектом пластинок по несколько штук, часто в картонных, реже в кожаных, коробках. Из-за внешнего сходства таких коробок с фотоальбомами их стали называть record albums или «альбом с записями». Основные фирмы грампластинок международного масштаба - Grammophone и Columbia.

    В 1907 г. Гильон Кеммлер предложил усовершенствование граммофона. Так вскоре появился патефон. В отличие от граммофона, у патефона рупор маленький и встроен  в корпус, сам аппарат скомпонован  в виде чемоданчика, переносится  в застёгнутом виде за специальную  ручку. Патефон мог проигровать  грампластинки со скоростью 78 об/мин. В 40-х годах появился мини-патефон, который имел большую популярность у солдатов Второй Мировой. Вскоре появились и электропатефоны.

    Электромеханическая запись

    В 1925 году вместо способа записи через  рупор стали пользоваться электроакустическим  методом — запись через микрофон. За счёт уменьшения искажений частотный диапазон расширился с 150-4000 до 50-10000 Гц. Вместо пружинного двигателя для вращения пластинки стал использоваться электрический двигатель, а вместо механического звукоснимателя был применен сначала пьезоэлектрический, а позднее более качественный - магнитный. Эти звукосниматели преобразуют колебания иглы, бегущей по звуковой дорожке грампластинки, в электрический сигнал, который после усиления в электронном усилителе поступает в громкоговоритель.

    Микрофон

    Микрофо́н — электроакустический прибор, преобразовывающий  звуковые колебания в колебания  электрического тока, устройство ввода. Служит первичным звеном в цепочке  звукозаписывающего тракта или звукоусиления. Микрофоны используются во многих устройствах, таких как телефоны и магнитофоны, в звукозаписи и видеозаписи, на радио и телевидении, для радиосвязи, а также для ультразвукового  контроля и измерения.

    Собственно, первым термин "микрофон" предложил  использовать британский изобретатель Сэр Чарльз Уитстоун в 1827 году. Его  нехитрый инструмент для усиления слабых звуков — две тонкие рейки, сообщавшие механические колебания ушам, не имел ничего общего с тем, что теперь называется микрофоном. Ничего, кроме названия. Микрофон как устройство для преобразования акустического сигнала в электрический  с сохранением волновых характеристик  — появился в 1876 году. Правда, назывался  он совершенно иначе — жидкостный передатчик (liquid transmitter).

    Жидкостный  передатчик

    Принцип работы жидкостного передатчика  достаточно прост. В трубообразный  резервуар налито немного воды, на которой "плавает" пергаментная диафрагма.

    К диафрагме присоединён провод —  так, чтобы лишь едва соприкасаться  с водой. В воду добавлено небольшое  количество кислоты, чтобы улучшить её электропроводимость.

    Когда человек что-то говорит в трубку, диафрагма начинает колебаться, так  что провод соприкасается с водой  то больше, то меньше. Соответственным  образом изменяется сопротивление  электрической цепи.

    Угольный  микрофон

    4 марта  1877 года американский изобретатель  Эмиль Берлинер построил первый  угольный микрофон. Однако развитие  получил микрофон американского  изобретателя Дэвида Юза (в  мае 1878 года). Микрофон Юза содержал  угольный стержень с заострёнными  концами, упиравшийся в две  угольные же чашечки, и соединённый  с подвижной мембраной. Площадь  контакта угольного стержня с  чашечками сильно менялась при  колебаниях мембраны, соответственно  менялось и сопротивление угольного  микрофона, а с ним и ток  в цепи. Микрофон Юза совершенствовался  многими изобретателями. Весьма  значительно усовершенствовал этот  тип микрофонов Эдисон. Он предложил  использовать угольный порошок  вместо угольного стержня, т.  е. изобрёл новый вид угольного  микрофона с угольным порошком. Автор наиболее прижившейся конструкции  угольного микрофона — Энтони  Уайт (1890).

    Угольный  микрофон практически не требует  усиления сигнала, сигнал с его выхода можно подавать непосредственно  на высокоомный наушник или громкоговоритель. Из-за этого свойства угольные микрофоны  использовались до недавнего времени  в телефонных аппаратах (с дисковым номеронабирателем). Однако угольный микрофон отличается плохой амплитудно-частотной  характеристикой (он нечувствителен к  слишком низким и слишком высоким  частотам). Кроме того, в отличие  от наиболее распространённого динамического  микрофона, угольный требует питания  постоянным током.

    Ленточный микрофон

    Первый "ленточный" микрофон "44А" изобретён  в 1942 году сотрудниками американской компании RCA. Ему суждено было стать одним  из самых популярных микрофонов для студийных записей. Собственно говоря, больше он нигде и не применялся: слишком тяжёл (3,5 килограмма). Однако он обладал и рядом заметных преимуществ: высокая чувствительность и узкая направленность, за счёт чего отсекались посторонние шумы.

    В микрофоне использовалась лента  длиной 50 мм и шириной 2,4 мм, которая  двигалась в магнитном поле в  соответствии со звуковым давлением. Впоследствии вес ленточных микрофонов значительно  уменьшился, а для увеличения чувствительности стали использовать два ленточных  капсюля сразу.В настоящее время  в профессиональной практике используются только динамические и конденсаторные микрофоныДинамический мікрофон

    Динамический  микрофон

      Динамический микрофон — это  наиболее распространённый тип  конструкции микрофона. Диафрагма  динамического микрофона связана  с катушкой, находящейся в зазоре  вокруг магнита.

    Продольные  колебания прилегающего воздуха  смещают диафрагму с катушкой относительно постоянного магнитного поля, что приводит к появлению  на концах катушки переменного электрического потенциала, напряжение и частота  которого пропорциональны силе и  частоте звука, воздействующего  на диафрагму.

    В отличие от конденсаторных, динамические микрофоны не требуют фантомного питания.

    Конденсаторный микрофон

    Компания AKG в 1947 году представила свой первый конденсаторный микрофон, но до 1962 года, когда Белл Лабс начали выпускать  свою версию таких микрофонов, особой популярностью они не пользовались. А уже концу 1970-х годов приблизительно треть всех выпускаемых в мире микрофонов были конденсаторными.

    В конденсаторном микрофоне звук воздействует на мембрану, являющуюся одной из обкладок конденсатора.

    Этот  конденсатор включен в последовательную цепь с источником постоянного тока. При звуковом воздействии на мембрану она начинает колебаться, вызывая  изменение емкости, которое, в свою очередь, превращает постоянное напряжение источника в переменное.

    Конденсаторный  микрофон имеет очень высокое  выходное сопротивление. В связи  с этим, внутри его корпуса располагают  предусилитель с высоким входным  сопротивлением. Конденсаторные микрофоны  обладают весьма равномерной амплитудно-частотной  характеристикой и обеспечивают высококачественное звучание, в связи  с чем широко используются в студиях  звукозаписи, на радио и телевидении.