如果你像我一樣，你可能會在網(wǎng)上獲得大部分(如果不是全部)音樂。你可能有幾個 光盤 躺著，但他們現(xiàn)在已經(jīng)很老了，對吧?你的父母可能不這么認(rèn)為。對他們來說，CD可能仍然是相對較新的技術(shù)，并且取決于 他們對音樂的認(rèn)真程度，他們可能有相當(dāng)多的舊形式的錄音，例如長時間播放 (LP) 唱片。這 播放唱片的機器， 唱片機 (也稱為轉(zhuǎn)盤，歷史上， 作為留聲機和留聲機)，仍然被俱樂部DJ和音樂愛好者廣泛使用，他們發(fā)誓他們制作的音樂更精細(xì)，更微妙。經(jīng)過幾十年的衰落，唱片機在過去幾年中經(jīng)歷了壯觀的復(fù)興——而且，無論它們聽起來是否更好，它們當(dāng)然可以教給我們有趣的東西。 關(guān)于 聲音的工作原理.讓我們仔細(xì)看看!

　　照片：這款 20 世紀(jì)初的老式“留聲機”唱片機是當(dāng)時的 iPod。音樂存儲在大約30厘米(12英寸)寬的塑料光盤上。

　　現(xiàn)代小工具如何存儲音樂聲音

　　現(xiàn)代音樂播放器本質(zhì)上是專業(yè)化的 計算機 存儲聲音為 只是另一種信息：它們可以存儲文本文件、視頻和照片 以大致相同的方式。如果您有 MP3播放器，比如iPod，它 將您的音樂存儲在內(nèi)部 硬盤 或 閃存 (類似于 U 盤和 數(shù)碼相機 存儲卡)。音樂存儲在 數(shù)字 (數(shù)字)格式，轉(zhuǎn)換所有單個聲音頻率 變成一長串?dāng)?shù)字并在數(shù)學(xué)上壓縮，所以它 占用的空間很小(這意味著您可以快速下載它)。

　　硬盤驅(qū)動器讀取和記錄信息 磁性：一個移動 電磁臂通過掃描讀取和寫入微小的磁性區(qū)域 在快速旋轉(zhuǎn)的圓盤上來回。閃存 音樂播放器略有不同：它們使用微小的記錄代表音樂聲音的數(shù)字 電子的 稱為 晶體管.光盤存儲音樂 數(shù)字也是如此，但數(shù)字被“壓”到閃亮的 圓盤表面呈微小凸起(稱為凹坑)的形式 CD 播放器使用 激光 梁。關(guān)于一切的偉大之處 這些形式的 電腦內(nèi)存 是他們保留他們存儲的信息，即使 電源已關(guān)閉。

　　好的，到目前為止一切順利?，F(xiàn)在想象一下，你是19世紀(jì)的托馬斯·愛迪生。你 想要錄制和播放聲音，但您沒有花哨的電氣 或磁性小工具供您使用。記住這是 長 以前 計算機、激光束和光盤已經(jīng)發(fā)明......它是 甚至在家庭擁有之前 電力!現(xiàn)代化的便利設(shè)施 理所當(dāng)然的在愛迪生的時代可能沒有被發(fā)現(xiàn)，但有很多 的獨創(chuàng)性——這就是愛迪生習(xí)慣于如此令人驚嘆的東西 影響。以下是他如何解決存儲和播放的問題 聽 起來。

　　照片：你如何讓外星人笑死?在1970年代中期，當(dāng)LP唱片仍然被認(rèn)為是音樂技術(shù)的高度時，旅行者號宇宙飛船帶著金色的LP唱片進入太空，其中包含地球上生命的各種錄音，包括60種地球語言的問候和各種音樂片段。為什么我們認(rèn)為這是一個好主意?如果外星生命形式已經(jīng)進化到超越了粗糙的機械錄音，就像我們現(xiàn)在在地球上所做的那樣，想必他們會發(fā)現(xiàn)我們的LP非常原始，因為他們努力在星際iPod上播放它們?如果沒有，他們甚至能夠玩它們嗎?照片由NASA噴氣推進實驗室提供 美國宇航局在下議院.

　　如何在沒有磁性或電力的情況下存儲聲音?

　　當(dāng)你年輕的時候，你可能做了所有孩子都喜歡做的事情：每當(dāng) 你走過 鐵 欄桿，你用手指沿著它們做 音樂聲音。如果你有幸住在一條街上 很多人都有不同種類的欄桿，你可能有 發(fā)現(xiàn)當(dāng)你從 挨家挨戶。聲音從何而來?當(dāng)您移動您的 手和胳膊，你給他們一些 動能 (能量 移動物體有)。用手敲打金屬欄桿和 您將一些能量轉(zhuǎn)移到欄桿上。欄桿，即 可能是空心鐵條，像金屬風(fēng)琴管一樣振動并產(chǎn)生 音符取決于其長度(較長的欄桿會產(chǎn)生 較深的音符，音調(diào)較低，比較短的音符)。所有傳統(tǒng) 樂器通過以某種方式振動來工作。當(dāng)它們振動時， 它們也使它們周圍的空氣振動。這將能量帶到我們的 耳朵，我們的耳膜在同情中振動——我們的大腦解碼 這些振動給我們的感覺 聲音.

　　相片： 埃米爾·柏林納 (1851-1929)開創(chuàng)了唱片式留聲機，導(dǎo)致了黑膠唱片 和光盤。在這里，他的照片是在1927年左右(他去世前兩年)，他帶著一個維克多·維克羅拉·克雷登扎(Victor Victrola Credenza)(大木箱)，他的一臺留聲機放在上面。照片由Harris&Ewing提供 美國國會圖書館，印刷和照片司。

　　如何機械地存儲聲音

　　現(xiàn)在假設(shè)你想演奏一首曲子。如果你很了解你的街道，你可以跑 真的很快，你可以(理論上)來回挑選 每個音符都放在不同房子的不同欄桿上。讓我們 假設(shè)你這樣做幾次，直到你能準(zhǔn)確地記住曲調(diào)。 現(xiàn)在你決定你厭倦了所有這些來回匆忙，所以， 在鄰居的親切合作下，你看到了所有的 您玩過的欄桿并按順序?qū)⑺鼈儼惭b成一排，按順序安裝 街道中間的特別木架。你所要做的一切 現(xiàn)在要播放你的曲調(diào)是用手沿著欄桿和曲調(diào) 將被神奇地重新創(chuàng)造。其他任何人都可以玩 也調(diào)音(不需要音樂家來運行一些手 欄桿)。但最大的缺點是“樂器” 你'我創(chuàng)造的只能演奏一首曲子。不管怎樣。如果你覺得 就像聽不同的曲調(diào)一樣，你可以移動到不同的曲調(diào) 街道并用不同的欄桿重復(fù)相同的技巧! 這種以“物理形式”存儲聲音并播放的方式 帶著振動回來是托馬斯·愛迪生背后的偉大想法 錄音機或 留聲機.他沒有使用金屬 當(dāng)然，欄桿，但基礎(chǔ)科學(xué)本質(zhì)上是一樣的：他存儲聲音 通過在金屬表面上制造凸起，他將凸起變回聲音 沿著它們運行機械“手指”。

　　愛迪生的留聲機是如何工作的

　　照片：早期的愛迪生留聲機。這個是展覽 智庫，英國伯明翰的科學(xué)博物館。

　　愛迪生稱他的錄音機 留聲機哪 字面意思是“聲音作家”。 它有一個木筒，有一個薄的 用箔紙纏繞在它周圍，還有一根結(jié)實的針，上面附有喇叭 它壓在箔紙上。愛迪生對著喇叭說， 聲音能量從他的聲音中傳出，被喇叭輸送和集中， 使針上下振動。當(dāng)愛迪生搖動手柄時， 圓柱體旋轉(zhuǎn)，針在箔片上切出一個凹槽。自從 針上下移動，凹槽深度變化 根據(jù)他的聲音有多大或多輕;換句話說， 凹槽是愛迪生聲音的錄音，翻譯成 機械形式。

　　為了播放錄制的聲音，愛迪生只是反向運行了這個過程。他把 在凹槽的起點向后針并曲柄手柄。 針頭乖乖地沿著凹槽劃過，上下顛簸著 遵循它之前切割的模式。當(dāng)它四處移動時，它 振動，其振動的噪音被喇叭放大， 重現(xiàn)愛迪生的聲音——盡管非常沙啞—— 時尚。

　　美工：愛迪生的iPod!留聲機是如何工作的?如果你想錄制聲音，你可以對著管子說話(1)。來自聲音的聲能使振膜(如迷你鼓皮)振動，來回推動針(2)并將凹槽切入纏繞在圓柱體(3)上的金屬箔中，然后由 鐘表機構(gòu) (上鏈)電機。 播放反向運行此過程。另一根針(4)壓入凹槽中，以先前在那里切割的圖案上下彈跳。 另一個振膜和喇叭(5)放大聲音并將它們變回您可以聽到的聲音。作品由 美國專利商標(biāo)局(添加了顏色和編號)。

　　照片：足以取代音樂會管弦樂隊?愛迪生留聲機的早期廣告可能只是在夸大事實：聲音沙啞而令人震驚!但作為一個長期預(yù)測，這個廣告是大筆賺錢的：一個多世紀(jì)后，聽錄制音樂的人比現(xiàn)場音樂會多得多。圖片被認(rèn)為屬于公有領(lǐng)域，由 美國國會圖書館。

　　愛迪生在 1870 年代開發(fā)了他最初的留聲機。大約十年后，他 改進了這個想法，用蠟筒代替金屬箔，每個圓筒可以存儲幾分鐘的錄制聲音。在早期 20世紀(jì)，由于埃米爾·柏林納(Emile Berliner)等其他先驅(qū)者，蠟筒本身被扁平圓盤所取代 留聲機演變成唱片機——一種經(jīng)濟實惠的 使每個家庭的人們都能收聽預(yù)先錄制的發(fā)明 音樂，無論他們自己是否可以演奏樂器。在 19世紀(jì)，想聽音樂的人必須聽 現(xiàn)場演奏的音樂家;在20世紀(jì)，大多數(shù)人都聽 預(yù)先錄制的音樂。愛迪生的留聲機，以及所有發(fā)明 建立在它之上，對這一巨大的社會變革負(fù)有責(zé)任。

　　了解更多

　　發(fā)明娛樂：愛迪生公司的早期電影和錄音：美國國會圖書館托馬斯·愛迪生作品的精彩在線展覽。

　　制作自己的愛迪生留聲機：來自Brian Carusella的優(yōu)秀Bizarre Stuff網(wǎng)站。

　　唱片機的工作原理

　　照片：這臺保存完好的 1920 年代留聲機播放 以每分鐘 78 轉(zhuǎn) (rpm) 的速度記錄。請注意表殼右側(cè)的發(fā)條曲柄(該型號早于電動留聲機)和令人驚嘆的褶皺振膜揚聲器：(我認(rèn)為這是Sterling Primax-任何發(fā)燒友請發(fā)送電子郵件并糾正我，如果我錯了)。另一張照片顯示了非常鋒利的指針在唱片槽中追蹤的特寫。

　　唱片機被廣泛使用，直到 1980 年代末和 1990 年代初，當(dāng)時 CD播放器的流行迅速使它們幾乎過時了 除專業(yè)DJ外的所有人。

　　現(xiàn)代唱片機或唱盤的工作方式與愛迪生幾乎完全相同 留聲機，但有一個主要區(qū)別。愛迪生機器依靠 在一個大喇叭上，在播放過程中放大聲波，所以它是 完全機械?，F(xiàn)代唱片機使用電磁 將旋轉(zhuǎn)唱片中的聲音振動轉(zhuǎn)換為 電信號，然后饋送到電子設(shè)備 放大器 那權(quán)力 揚聲器 或 耳機，使聲音更大。 因此，現(xiàn)代唱片機是機械和 電磁技術(shù)。

　　典型的唱片機具有 唱針 (類似于愛迪生機器中的針) 在乙烯基的凹槽中上下顛簸(塑膠) 光盤。手寫筆 是鑲嵌在 輕質(zhì)金屬棒。當(dāng)晶體在凹槽中振動時， 微觀反彈沿著酒吧向下傳輸。手寫筆適合 稱為電磁裝置 彈藥筒，包含 壓電的 晶體。 金屬棒壓在水晶上，每次移動時，它都會輕微地晃動水晶，產(chǎn)生電信號。這些信號被饋送到放大器以發(fā)出聲音 您可以通過揚聲器或電話聽到聲音。并非所有唱片播放器 墨盒使用壓電將聲音振動轉(zhuǎn)換為 電信號。有些內(nèi)部有微小的線圈和磁鐵 他們。當(dāng)手寫筆移動時，它會將磁鐵上下推過 線圈，以這種方式產(chǎn)生電信號。

　　照片：從下面看，現(xiàn)代 LP 唱片手寫筆安裝在黃色保護塑料外殼中。外殼卡在磁性唱頭上，使手寫筆能夠從唱片表面?zhèn)鬏斦駝?。仔?xì)觀察手寫筆，你可以看到做重要工作的銀色金屬條。它末端的凸起是一小塊工業(yè)鉆石，在唱片凹槽中上下彈跳。這個微小的凸起就是通過唱片中的凹槽跟蹤的全部內(nèi)容，因此您可以了解該凹槽有多大。

　　現(xiàn)代唱片機播放兩種尺寸的光盤。 LP(長時間播放的唱片)大約 直徑 30 厘米(12 英寸)，厚度與 CD 大致相同。 它們以 33rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的速度旋轉(zhuǎn)，手寫筆大約需要 20-30 分鐘 從光盤的外邊緣移動到最中心，所以 這就是像這樣的光盤可以存儲多少音樂。與緊湊型不同 光盤，光盤的兩面都可以存儲聲音，因此LP的整體播放 時間通常為 40-60 分鐘(您必須將光盤翻轉(zhuǎn)過來) 手動播放第二面)。唱片機也可以播放更小的 圓盤直徑約為 18 厘米(7 英寸)，但速度較高，為 45rpm。 旋轉(zhuǎn)速度幾乎是LP的一半，45s播放單軌 音樂通常持續(xù)約 3-5 分鐘。與 LP 唱片一樣，45 秒 在兩邊玩。

　　轉(zhuǎn)盤的零件

　　轉(zhuǎn)盤本身是相對簡單的機器：只不過是旋轉(zhuǎn) 車輪 提供者 電動機.電機要么轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)盤直接(稱為 直接驅(qū)動) 或 使用薄型 橡膠 皮帶環(huán)在電機和中央軸上 轉(zhuǎn)盤(稱為 皮帶傳動).為轉(zhuǎn)盤供電 以恰到好處的速度對于播放 音樂正確。如果轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)太慢，音樂會變慢 也下來了，女歌手最終聽起來像男人!一些轉(zhuǎn)盤 邊緣周圍有小反光螺柱和內(nèi)置 頻閃燈。您用螺釘調(diào)整轉(zhuǎn)盤的速度，以及何時 它以恰到好處的速度旋轉(zhuǎn) 閃爍的頻閃燈 使螺柱看起來完全不動。

　　照片：一臺LP唱片機以老式的方式制作音樂。這真是太好了 大氣照片由Orin Zebest提供，請發(fā)布 上 Flickr 2008年 在 知識共享 許可證.

　　這張照片很好地展示了唱片機的工作原理。打開機器，電動機(未顯示)使黑色乙烯基圓盤圍繞中心的銀釘旋轉(zhuǎn)。您將唱臂(末端帶有手寫筆和唱頭的樞軸杠桿)降低到圓盤的外邊緣，等待小菱形尖端落入凹槽中，發(fā)出放大的咔嚓聲。然后，手寫筆慢慢地“讀取”寫在圓盤上的音樂，因為尖端的小鉆石晶體(前面紅色塑料護罩下方的一個小點)拖過凹槽。手寫筆將振動饋送到壓電盒(灰色塑料)，壓電盒通過背面的金色端子傳遞電信號。電纜從這些端子通過唱臂延伸到唱機外殼某處的輸出插座，您連接到放大器和揚聲器。

　　藝術(shù)品：亨利·佩爾蒂埃(Henry Peltier)1909年的留聲機的工作方式與現(xiàn)代唱盤完全相同：音樂以機械方式存儲和再現(xiàn) - 在旋轉(zhuǎn)的圓盤(藍(lán)色)上，由在凹槽中振動的針(紅色和橙色)拾取。但是，有兩個明顯的區(qū)別。轉(zhuǎn)盤由手搖曲柄(淺藍(lán)色)旋轉(zhuǎn);而且，來自針的振動不是被電放大，而是通過聲管和喇叭(綠色，部分切斷)轉(zhuǎn)化為可聽見的聲音。藝術(shù)品來自 美國專利917，790：留聲機 作者：Henry F. Peltier。1909 年 4 月 13 日，由美國專利商標(biāo)局提供。

　　模擬和數(shù)字

　　簡而言之，您可以看到唱片機有點像CD播放器(它播放平面光盤 音樂是通過跟蹤它們之間的手臂來存儲的)。但是它閱讀音樂的方式和音樂的方式 存儲在光盤上則完全不同：

　　唱片機是 模擬 設(shè)備：音樂以凸起的形式存儲在光盤上，凹凸的大小直接對應(yīng)于它們存儲的音符。引入一些額外的顛簸(通過刮擦黑膠唱片)，當(dāng)你播放磁盤時，你會發(fā)現(xiàn)一些額外的“音樂”——你真的不想聽到的沙啞和噼里啪啦的噪音。

　　CD 播放器是 數(shù)字 設(shè)備：音樂以數(shù)字的形式存儲在CD上，由激光讀取的小凸起表示。從理論上講，光盤可能會變臟或損壞，并且不會對您聽到的聲音質(zhì)量產(chǎn)生任何影響。實際上，非常臟或損壞的光盤通常根本無法播放(黑膠唱片很少發(fā)生這種情況，您總是可以以一種或另一種方式播放)。

　　CD比唱片好嗎?它們聽起來更好嗎?它們能持續(xù)更長時間嗎?所有這些事情都是有爭議的問題，發(fā)燒友仍在爭論。直到最近，人們一直在購買音樂作為下載或CD，因為這是它的唯一形式。世界轉(zhuǎn)向數(shù)字音樂并不是因為它是卓越的技術(shù)，而是因為音樂出版公司用CD充斥商店并逐漸停止制作LP;換句話說，我們別無選擇。最近黑膠唱片的復(fù)蘇表明，對臨床數(shù)字下載的模擬替代品有強烈的需求。無論是不同的音質(zhì)問題，大LP套筒的純粹吸引力，處理LP唱片和建立收藏的美味熟悉，還是這些東西的某種組合，似乎沒有人真正知道。

　　圖：在英國，黑膠唱片現(xiàn)在正在銷售 比他們?nèi)嗄陙矶己? 資料來源：所有數(shù)據(jù)來自BPI。1994年至2014年數(shù)據(jù)來自 黑膠唱片銷量近二十年來首次突破100萬大關(guān)：BPI新聞稿，2014年(通過Wayback Machine存檔)。