Николай Надеждин – Открытия и изобретения ХХ века. Энциклопедия (страница 23)

Особой заслугой граммофона можно назвать то, что именно благодаря грамзаписи мы можем услышать голоса далёкого прошлого. Да что там – можем! Каждый из нас наверняка знает голос Фёдора Ивановича Шаляпина (годы жизни 1873—1938). А глубокий бас Шаляпина дошёл до нас только на грампластинках. И мы, услышав его по радио, тут же узнаём… А голос Есенина? А голос Маяковского? А голоса Эдит Пиаф и музыка Гленна Миллера?

И всё же были у граммофона серьёзные недостатки. Главный из них – огромный рупор, превращающий проигрыватель в аппарат салонный и практически нетранспортабельный. И вот, в 1907 году, сотрудник французской звукозаписывающей компании «Пате» Гильотен Кеммлер предложил конструкцию портативного варианта граммофона, названного по имени компании «патефон». В отличие от граммофона патефон не имел усиливающего звук рупора. В качестве рупора работал полый корпус проигрывателя – как резонатор звуковых колебаний. Для изменения конструкции особых усилий и не требовалось (но надо было до этого додуматься). В граммофоне мембрана соединялась с рупором посредством специальной полой трубки через шарнир, чтобы не ограничивать движения звукоснимателя с иглой и мембраной. Но рупор обладал большими размерами, а это соединение с мембраной увеличивало риск повреждения пластинки при неосторожном касании. В одной из конструкций 1902 года граммофон был устроен так, что мембрана соединялась с полым деревянным основанием, в котором устанавливался и пружинный заводной привод диска, а основание – с рупором. Деревянный корпус выполнял функции усилителя звука. Ну а затем оставалось только подобрать объём и материал самого корпуса, а раструб рупора попросту убрать…

Эпоха патефонов, которые, кстати, выпускались не только компанией «Пате», растянулась до середины 50-х годов ХХ века. Последний серийный патефон был выпущен в 1955 году. А затем ему на смену пришли электронные устройства – электрофон и радиола, которые выпускались различными компаниями ещё с 30-х годов.

Основные изменения коснулись не только акустической части – в электрофоны были введены электронный усилитель и динамическая головка – но и самой системы считывания звуковой дорожки грампластинки. В граммофоне, а затем и в граммофоне использовалась стальная игла с коническим остриём. Она колебалась, повторяя форму звуковой дорожки грампластинки и была механически связана со звуковоспроизводящей мембраной. Пластинка вращалась со скоростью 78 оборотов в минуту (в патефоне скорость поддерживалась инерционным регулятором), на стандартной «большой» пластинке диаметром 300 мм (были ещё пластинки половинного размера – синглы, которые появились позже) умещалось композиция длительностью до 5 минут. Так вот, стальной иглы хватало для проигрывания пластинки с двух сторон, то есть на 10 минут. Затем игла притуплялась, начинала портить звуковую дорожку, и иглу заменяли. Поэтому вместе с пластинками меломаны первой половины ХХ века покупали коробочку с патефонными иглами.

В электрофонах колебания иглы преобразуются в электрические колебания, которые усиливаются и снова переводятся в механические колебания диффузора динамической головки. В самых первых электрофонах и радиолах (напомним, что радиола – это комбинированное устройство, состоящее из радиоприёмника, проигрывателя грампластинок, с общим электронным усилителем и акустической системой с динамической головкой) применялись громоздкие звукосниматели со стальной иглой, соединённых с сердечником электромагнитного преобразователя. Но потом был изобретён пьезоэлектрический преобразователь на основе кристалла переменного сопротивления. Игла создавала переменное давление в кристалле, изменяя силу тока в считывающем контуре звукоснимателя. Затем эти колебания усиливались электронным ламповым усилителем, соединённым с динамической головкой. Иглу звукоснимателя стали делать несменными и изготовлять из твёрдых материалов – корунда и алмаза. Была изменена и форма иглы, конусное остриё получило сферическую поверхность, что снижало износ пластинки. Срок службы корундовой иглы составлял уже 150 часов, а алмазной – до 1500.

И снова возникла проблема – новые электрофоны нуждались в более качественных звукозаписях, чего шеллачная пластинка не могла обеспечить. Для производства грампластинок нового типа был использован поливинилхлорид – полимерный материал, который мы сейчас называем «винилом», гораздо более дешёвый в производстве, более пластичный и прочный. Шеллачные пластинки отличались большим весом и хрупкостью. Но главное, они были крайне недолговечны, не выдерживали нагрева, трескались на холоде. Применение «винила» привело к самому настоящему технологическому скачку в грамзаписи. Появилась возможность снизить скорость вращения пластинки, добившись тем самым увеличения длительности звучания (сейчас бы мы сказали «информационной ёмкости»). Виниловые пластинки получили две скорости вращения – 45 и 33 оборота в минуту. Звучание «большой» пластинки увеличилось до 22 минут на каждой стороне. К концу пятидесятых годов производство шеллачных грампластинок было свёрнуто. Сошёл со сцены и патефон, прослужив верой и правдой более полувека.

В конце 50-х годов ХХ века технология грамзаписи взяла свою последнюю вершину – стереофоническое звучание. Стереозвук – это два независимых акустических канала, левый и правый, которые при воспроизведении дают эффект объёмного звучания. При записи звука используются два микрофона и комбинированный резак, имеющий две режущие поверхности. Левая режущая часть резака, повторяющая звуковые колебания левого микрофона нарезает волнообразную левую поверхность общей звуковой дорожки, правая часть – правую поверхность звуковой дорожки. Затем готовая запись тиражируется с использованием мастер-диска и пресса. При воспроизведении стереофонической грамзаписи используется комбинированная игла, воспринимающая колебания звуковой дорожки грампластинки с двух сторон…

Век грамзаписи закончился в 1979 году, хотя никто этого ещё не знал. Именно тогда были разработаны и общие принципы, и технология цифровой звукозаписи на оптические носители – компакт-диски. При цифровой записи полностью устранялись все врождённые недостатки грампластинки – зависимость качества звука от износа звуковой дорожки, чувствительность к пыли, быстрый и непоправимый механический износ, хрупкость, большие размеры и так далее. Понадобилось всего десять лет, чтобы «виниловая» пластинка прекратила существование. В наши дни грампластинки и электронные проигрыватели для них выпускаются в ограниченных количествах – для коллекционеров, ценителей традиционных технологий, меломанов со специфическими требованиями к качеству звучания и ди-джеев дискотек. Но возвращения механической грамзаписи ждать не стоит. Это давно ушедшая и даже уже забытая технология.

Глава 20

Радиовещание

У истоков радиовещания мы обнаружим множество великих имён, но, прежде прочих, имя Гульельмо Маркони, Карла Брауна и Ли де Фореста. Гульельмо Маркони (вспомним годы его жизни – 1874—1937), как мы уже говорили, изобретатель радио. Немецкий физик Карл Фердинанд Браун (годы жизни 1850—1918) создатель кристаллического детектора. Ли де Форест (годы жизни 1873—1961) в 1906 году изобрёл триод, который применялся в качестве лампового детектора и усилителя. В 1909 году Маркони и Браун за изобретение радио получили Нобелевскую премию. Уже тогда, на самом раннем этапе развития радиосвязи, любителям техники стали доступны примитивные, но вполне работоспособные радиоприёмники на основе кристаллического детектора Брауна – прибора, преобразующего колебания радиоволн в колебания звуковой частоты. Простота схемы приёмника и основного его узла – детектора (кристалл можно было «выращивать» в домашних условиях) обеспечили быстрое распространение любительского радиоприёма по всему миру. Огромное количество людей вслушивались в эфир, стараясь уловить морзянку с какого-нибудь корабля или отдалённой радиостанции. В популярных газетах и журналах открывались радиолюбительские рубрики, появлялись популярные статьи о новейших достижениях (как сегодня в массовых изданиях часто пишут о компьютерах, Интернете и сотовой связи). Всё это подогревало интерес широкой публики, а следом и электротехнических компаний, почувствовавших, что радио может принести огромные прибыли.

Но морзянка – это морзянка. Для обеспечения устойчивой радиосвязи она подходила лучше всего. Но гораздо удобней слышать в радиоэфире человеческий голос… Первые опыты радиотелефонии были проведены Александром Степановичем Поповым, русским изобретателем радио, и его учеником молодым московским физиком С. Я. Лифшицем в 1903 году. А в 1904 году на Всероссийском электротехническом съезде они продемонстрировали передачу речи на расстояние в 2 километра. Однако искровой передатчик плохо подходил для голосовой связи – речь была едва различима. Первый работоспособный радиотелефонный радиопередатчик был создан немецким конструктором Александром Мейсснером в 1913 году.

Параллельно с технологией передачи радиосигналов развивалась и технология радиоприёма. Детекторный приёмник был прост и доступен, но не обеспечивал достаточного усиления и избирательности – вместо устойчивого радиоприёма радиолюбитель чаще слышал эфирные шумы и помехи. Ситуация изменилась с изобретением в 1912—1913 годах регенеративной схемы радиоприёмника (с обратной связью). У этого изобретения множество авторов, работавших независимо друг от друга. Мы расскажем об одно – об американском учёном и изобретателе Эдвине Хауарде Армстронге (годы жизни 1890—1954).