Принцип работы виниловых проигрывателей. История появления виниловых пластинок

Грампластинка (жарг. винил, или просто пластинка) — аналоговый носитель информации (чаще всего звуковой) - диск, изготовленный из синтетических материалов (первоначально из шеллака, далее - винила), 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).

Типы пластинок

- 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.
- Виниловые (долгоиграющие и стерео) и гибкие пластинки предназначены только для электрофонов. Проигрывание такой пластинки на граммофоне сразу и навсегда уничтожит запись.

Поэтому важно отличать типы пластинок. Граммофонные являются более толстыми, тяжёлыми, и хрупкими (как стекло). Виниловые (или гибкие) пластинки производства СССР маркируются знаком перевернутого треугольника (моно) или пересекающихся окружностей (стерео). Далее по тексту, рассматриваются исключительно виниловые и гибкие записи.

Цвет грампластинок в основном чёрный, хотя для детей и ди-джеев зачастую выпускают и разноцветные. Декоративные пластинки могут быть квадратными, шестиугольными, в виде диска для циркулярной пилы, а также в форме животных и птиц.

Форматы

В основном выпускались пластинки диаметром 30, 25 и 17,5 см (советские обозначения: «∅300», «∅250» и «∅175») (12″, 10″ и 7″). Изредка встречаются и другие размеры — 12, 15, 23, 28, 33 см (5″, 6″, 8″, 9″, 11″, 13″).

Частота вращения может быть 78, 45, 33⅓ и 16⅔ об/мин.

Большинство пластинок являются жёсткими, но встречаются и гибкие, нередко вклеивавшиеся в журналы как звуковое приложение (как пример — приложения к советскому журналу «Кругозор»).
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 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».

Нестандартный диаметр звуковой дорожки на открытке мог приводить к ложному срабатыванию автостопа проигрывателя.

На современных пластинках, предназначенных для ди-джеев, на одну сторону нарезается около 12 минут музыки. В этом случае расстояние между канавками значительно больше, пластинка более износоустойчива, со временем меньше шумит, не боится царапин и неосторожного обращения. Диаметр отверстия пластинки 7 или 24 мм, толщина варьируется от 1,5 до 3 мм, масса 120—220 г

Стереофонические пластинки

В монофонических грампластинках используются только горизонтальные колебания иглы, а в стереофонических — и горизонтальные, и вертикальные. По горизонтали кодируется сумма двух звуковых каналов, а по вертикали - их разность, что обеспечивает полную совместимость (монофонические проигрыватели воспроизводят стереопластинки в виде суммы каналов, а стереопроигрыватели воспроизводят монофонические записи, как два одинаковых канала).

Большинство стереофонических пластинок записано при частоте вращения 33 1/3 об/мин при ширине звуковой дорожки 55 мкм. Ранее широко выпускались пластинки с частотой вращения 45 об/мин. Они, в частности, использовались в музыкальных автоматах с автоматической сменой или выбором пластинки. Для записи речевых программ выпускались грампластинки с частотой вращения 8 1/3 об/мин и длительностью звучания одной стороны до полутора часов.

Стереопластинки существуют трёх диаметров: 175, 250 и 300 мм, что обеспечивает среднюю продолжительность звучания одной стороны (при 33 1/3 об/мин) 7−8, 13−15 и 20−24 минуты. Длительность звучания зависит от плотности нарезки. На одну сторону плотно нарезанной пластинки можно уместить до 30 минут музыки, но игла на таких пластинках может прыгать и вообще будет неустойчива. Такие грампластинки быстрее изнашиваются по причине более узких стенок канавок.

Квадрофонические пластинки

На квадрофонических пластинках записана информация о четырёх (двух фронтальных и двух тыловых) аудиоканалах, что позволяет передать объём музыкального произведения. Даннный формат получил некоторое, довольно ограниченное, распространение в 1970-х годах. Количество альбомов, выпущенных в таком формате было весьма невелико (к примеру, была выпущена квадроверсия знаменитого альбома рок-группы Pink Floyd «Dark Side of the Moon» 1973 года), а их тиражи ограничены — это было связано с необходимостью применения для их вопроизведения малораспространённых и дорогостоящих специальных проигрывателей и усилителей на 4 канала. К 1980-м годам данное направление было свёрнуто.
В СССР первый и единственный эксперимент по освоению четырехканального звучания состоялся в 1980 году, когда был записан и выпущен альбом группы «Яблоко» под названием «Кантри-фолк-рок-группа «Яблоко»» (КА90—14435-6). Пластинка стоила дороже, чем обычная - 6 рублей, а общий тираж составил 18 000 копий.

Записи «на костях»

В 50-х и 60-х годах XX века в СССР подпольные студии звукозаписи записывали музыкальные произведения, которые по идеологическим соображениям запрещалось распространять фирме «Мелодия», на крупноформатных рентгеновских плёнках. Отсюда пошло выражение «Джаз на костях» (также такие «самодельные» грамзаписи в обиходе назывались «рёбрами» или «записями на рёбрах»). В те годы записи многих западных певцов и музыкальных коллективов (например, группы The Beatles) можно было послушать только на таких полулегальных подпольных пластинках. Из-за высыхания эмульсии плёнки, при состаривании подобные пластинки скручивались, да и вообще были недолговечными.

Такой оригинальный способ звукозаписи нашёл своё отражение в искусстве, например, в песне Виктора Цоя «Когда-то ты был битником» есть слова: «Ты готов был отдать душу за рок-н-ролл, извлечённый из снимка чужой диафрагмы».Также в песне «Мой старый блюз» лидера московской акустической группы «Бедлам» (конец 90-х — 2002 гг.) Виктора Клюева есть слова: «Пластинка „на костях“ еще цела, но не понять уже отдельных фраз». Сам процесс записи «на костях» продемонстрирован в фильме «Стиляги» (первоначальное название - «Буги на костях») 2008 года.

Изготовление

Звук с магнитной фонограммы, с помощью специальной аппаратуры преобразуется в механические колебания сапфирового резца, который нарезает на слое материала концентрические звуковые канавки. На заре грамзаписи фонографические записи нарезались на воске, впоследствии - на фонографической фольге, покрытой нитроцеллюлозой, в дальнейшем фонографическая фольга была заменена медной фольгой. Нанесение дорожек на тончайшем слое аморфной меди, покрывающем идеально ровную стальную подложку позволило значительно повысить точность воспроизведения записанного сигнала, что привело к заметному улучшению качества звучания фонографических записей. Эта технология, разработанная фирмой Teldec в конце 70-х годов и известная под названием DMM (Direct Metal Mastering), применяется до сих пор.

Полученный медный диск предназначен для того, чтобы получать с него методом гальванопластики в несколько последовательных этапов необходимого количества никелевых копий как с позитивным, так и с негативным отображением механической фонограммы. Изготовленные на последнем этапе негативные копии называют матрицами, которые служат основой в процессе прессования грампластинок, все промежуточные никелевые копии принято называть оригиналами.
В гальваническом цехе осуществляется изготовление оригиналов и матриц. Электрохимические процессы ведутся в многокамерных гальванических установках с автоматическим ступенчатым регулированием электрического тока и времени наращивания никеля со специальным составом электролита.
Детали пресс-форм изготовливаются на станках с ЧПУ и проходят высокотемпературную пайку в вакуум-печах по специальной технологии. Сами пресс-формы обеспечивают высокую равномерность температурного поля на формующих поверхностях, малую инерционность температурного режима, а значит, и высокую производительность. С одной пресс-формы может выходить десятки тысяч грампластинок.

Материал для изготовления грампластинки — это особая смесь на основе сополимера винил-хлорида с винилацетатом (поливинилхлорид) с различными добавками, для придания пластмассе необходимых механико-температурных свойств. Высокое качество смешения порошкообразных компонентов достигается использованием двухстадийных смесителей с горячим и холодным смешением. В пресс-цехе в пресс подаётся разогретая доза винила с уже прилепленными сверху и снизу этикетками, которая под давлением до 100 атм растекаются между двумя половинками пресс-формы, после остывания образуя готовую грампластинку. Далее происходит обрезка кромок диска, контроль и упаковка.

Первая грампластинка, изготовленная после установки на пресс никелевых матриц, и затем каждая специально отобранная из тиража, тщательно проверяются по размерным характеристикам и прослушиваются в специально оборудованных звуковых кабинах. Во избежание коробления все отпрессованные грампластинки проходят необходимую температурную выдержку, а перед упаковкой в конверт проверяется внешний вид каждой грампластинки.

Звукозапись - это процесс сохранения звуковых колебаний в диапазоне 20-20 000 Гц на каком-либо носителе с помощью специальных приборов.

К счастью, многие из нас не лишены слуха и потому могут слышать и шум дождя, и ворчание соседской бабули и раскаты грома, и прочие голоса и звуки окружающего нас мира.

Всевозможные механизмы, способные воспроизводить музыку, появились ещё в средние века. Шарманки, музыкальные шкатулки и даже часы с музыкальным боем - куранты - всё это первые шаги. Но вот до момента, когда стало возможным записать человеческую речь и прослушать её, шагать и шагать пришлось очень долго.

Вплоть до 1877 года, когда Томас Эдисон изобрел звукозаписывающий аппарат - фонограф, впервые позволивший записать звук человеческого голоса.

Принцип работы фонографа

Для механической записи и воспроизведения звука Эдисон применил валики, покрытые оловянной фольгой. Такие фоновалики представляли собой полые цилиндры диаметром около 5 см и длиной 12 см.

В первом фонографе вращение металлического валика осуществлялось с помощью рукоятки. Он с каждым оборотом перемещался в осевом направлении за счет винтовой резьбы на ведущем вале. На валик накладывалась оловянная фольга (станиоль). К ней прикасалась стальная игла, связанная с мембраной из пергамента. К мембране был прикреплен металлический конусный рупор. При записи и воспроизведении звука валик приходилось вращать вручную, не быстрее чем один оборот в минуту.

При вращении валика в отсутствие звука игла выдавливала на фольге спиральную канавку постоянной глубины. Когда же мембрана колебалась, игла вдавливалась в олово в соответствии с воспринимаемым звуком, создавая канавку переменной глубины. Так был изобретен способ "глубинной записи".

В качестве первого опыта звукозаписи Эдисон пропел первую строфу детской песенки "У Мери была овечка". Всё прошло удачно. 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 ".

В 1885 году американский изобретатель Чарльз Тейнтер (1854-1940) разработал графофон - фонограф с ножным приводом (как у ножной швейной машинки) - и заменил оловянные листы валиков восковой массой. Эдисон выкупил патент Тейнтера, и для записи вместо валиков с фольгой стали применять съемные восковые валики.

В практически неизменном виде фонограф просуществовал несколько десятков лет. Как аппарат для записи музыкальных произведений он перестал выпускаться в конце первого десятилетия 20 века, но еще практически 15 лет использовался в качестве диктофона. Валики к нему выпускались вплоть до 1929 года.

Эпоха дисков

В 1887 году, 26 сентября, Эмиль Берлинер получил патент на изобретение граммофона. От эдисоновского фонографа устройство отличалось тем, что восковые валики были заменены пластинками. причём с них можно было делать копии.

Старейшей грампластинкой в мире теперь считается звукозапись, которая была сделана в 1860 году. Она была обнаружена 1 марта 2008 года в парижском архиве и её даже сумели воспроизвести. Это звуковая запись народной песни, сделанная французским изобретателем Эдуардом-Леоном Скоттом де Мартенвилем с помощью устройства, в 1860 году называвшегося им "фоноавтограф".

Длительность записи составляет всего лишь 10 секунд и представляет собой отрывок из французской народной песни. Фоноавтограф процарапывал звуковые дорожки на листе бумаги, вычерненном дымом от масляной лампы.

Пластинки пережили несколько этапов своей истории. Вот некоторые любопытные факты.

  • Первые пластинки имели диаметр 6,89 дюймов и назывались пластинками 7 дюймов (7") или 175 мм. Это старейший стандарт и появился он на заре развития звукозаписи: в начале 1890-х годов. В первые лет 20 своего существования грампластинки имели высокую скорость вращения и большую толщину дорожки. Это отражалось на длительности звучания - всего навсего 2 минуты на одной стороне.
  • В 1903 году, благодаря разработкам фирмы "Одеон", грампластинки стали двусторонними. В этом же году стали появляться и пластинки другого диаметра: первые 11,89 или 12 дюймовые (12″) грампластинки диаметром 300 мм. До начала 10-х годов 20 века на них выпускали в основном отрывки из произведений музыкальных классиков: на них помещалось в общей сложности до пяти минут звучания.
  • Третьим, наиболее популярным, стал размер 10 дюймов (10") или 250 мм. На этих пластинках помещалось в полтора раза больше материала, чем на стандартную в семидюймовую. Вот только долговечностью они не отличались и порой, чтобы продлить жизнь любимых произведений, на некоторые пластинки записывали с обеих сторон одну и ту же дорожку.

20-е годы прошлого века - первая революция в мире грамзаписи. Именно тогда вместо записи через рупор стали пользоваться электроакустическим методом - записывать через микрофон. За счёт уменьшения искажений частотный диапазон расширился с 150-4000 до 50-10000 Гц.

Следующим прорывом стал выпуск так называемых "долгоиграющих" пластинок. Сделала это в 1948 году крупнейшая по тем временам и одна из старейших фирм грамзаписи в США "Columbia". Долгоиграющие пластинки предназначались для электроакустического воспроизведения с помощью электропроигрывателей, электрофонов, а впоследствии и более компактных радиол.

Полоса записываемых частот была в очередной расширена: от 50 до 16 000 Гц, тембр звука полностью сохранялся, а кроме этого динамический диапазон записи увеличивался до 50-57 дБ, снизился уровень шумов.

В СССР первая долгоиграющая грампластинка была выпущена в 1953 году. В том же году в мире появились долгоиграющие пластинки (33 об/мин) с переменным шагом записи, позволившие увеличить длительность записи ещё на 30 %. В СССР такие пластинки стали выпускаться только с 1956 года.

Сегодня электропроигрыватели уже не выпускают, да и пластинки пачками выносят на улицу, как ненужный хлам или просто сдают в какой-нибудь музей. Остаётся надеяться, что хотя бы в музеях они будут сохранены как можно дольше и будущие поколения смогут познакомиться с этим этапом развития звукозаписи не только по картинкам.

Многие согласятся с тем, что виниловая пластинка – это, без преувеличения, символ XX века. На них выросло несколько поколений людей. И хотя этот носитель информации был вытеснен со временем кассетами и компакт-дисками, он и сегодня имеет своих ценителей и почитателей во всем мире. Почему же до сих пор эта, казалось бы, ушедшая в прошлое вещь, привлекает людей?

Логично, что история не только виниловых, но и остальных грампластинок неразрывно связана с развитием аппаратуры, которая могла бы их воспроизводить. В 1877 году молодой ученый Томас Эдисон запатентовал свое изобретение – фонограф – устройство, позволяющее записывать и воспроизводить звук. Запись велась при помощи иглы, которая оставляла след на цилиндрическом валике, обернутом фольгой из олова или лентой с воском. В то время это было поистине фантастическое изобретение. В этом же году французский поэт и изобретатель Шарль Кро научно обосновал и пояснил принцип записи звука на барабан и последующее его воспроизведение. Спустя 10 лет, основываясь на этих открытиях, американский изобретатель Эмиль Берлинер предложил новый метод записи и воспроизведения звуков и запатентовал рекордер и граммофон. Именно Берлинер предложил придать носителю звуковой информации форму круглого диска.

Изобретение винила было не менее сложным, чем изобретение электрических лампочек, пришедших на смену газовым и масляным фонарям. Не все с восторгом воспринимали это изобретение, даже на заре его появления. Но особенностью виниловых дисков является то, что они развивались параллельно с аппаратами, проигрывающими их.


История появления

История звукозаписи начинается ещё с 16 века, когда первые попытки записи звука совершались с помощью механических инструментов – музыкальных игрушек и аппаратов. В это время данные изобретения попадают и в Россию. Но пик популярности музыкальных игрушек пришёлся на конец 19 – начало 20 века.


Первый прибор для записи и воспроизведения звука был сконструирован американским изобретателем Томасом Алва Эдисоном в 1877 году. Сейчас мы знаем этот прибор как фонограф.

Звук записывался на восковой валик тонкой металлической иглой. Но, естественно, такой звук не мог быть долговечным и качественным. Несмотря на это, в то время было разработано очень много видов фонографов. Кстати, усовершенствованными фонографами пользовались ещё наши деды вплоть до тридцатых годов.

В 1888 году немецким изобретателем Э. Берлинерем был создан граммофон – настоящее «чудо века»! Вместе с граммофоном начинается эпоха массовой культуры и история граммофонной пластинки. Первая такая пластинка была изготовлена из целлулоида и сегодня хранится в Национальном музее США. Уже в 1897 году ей на смену приходит диск из шеллака, сажи и шпата.


Появление понятия «виниловая пластинка»

Понятие «виниловая пластинка» появилось только после Второй мировой войны. В это время производитель пластинок «Колумбия» создал новые «долгие» пластинки, которые делались из винилита. Именно благодаря этой технологии стало возможным записывать на пластинку целые альбомы.

В 1934 году виниловая пластинка подарила популярность комментатору Мартину Блоку, который в перерывах между новостями вставлял музыку с пластинок. За эту новую идею его коллега Уолтер Винчелл дал ему название «диск-жокей». Создавалось впечатление, что радиовещание ведётся из танцзала. После этого программа стала пользоваться огромной популярностью.

Сегодня же виниловые пластинки являются раритетом. Однако в последнее десятилетие винил стал частью молодёжной субкультуры. Жаль, что используют его лишь для декора, а не для прослушивания музыки.

  • Сергей Савенков

    какой то “куцый” обзор… как будто спешили куда то