如果你像我一样，你可能会在网上获得大部分(如果不是全部)音乐。你可能有几个 光盘 躺着，但他们现在已经很老了，对吧?你的父母可能不这么认为。对他们来说，CD可能仍然是相对较新的技术，并且取决于 他们对音乐的认真程度，他们可能有相当多的旧形式的录音，例如长时间播放 (LP) 唱片。这 播放唱片的机器， 唱片机 (也称为转盘，历史上， 作为留声机和留声机)，仍然被俱乐部DJ和音乐爱好者广泛使用，他们发誓他们制作的音乐更精细，更微妙。经过几十年的衰落，唱片机在过去几年中经历了壮观的复兴——而且，无论它们听起来是否更好，它们当然可以教给我们有趣的东西。 关于 声音的工作原理.让我们仔细看看!

　　照片：这款 20 世纪初的老式“留声机”唱片机是当时的 iPod。音乐存储在大约30厘米(12英寸)宽的塑料光盘上。

　　现代小工具如何存储音乐声音

　　现代音乐播放器本质上是专业化的 计算机 存储声音为 只是另一种信息：它们可以存储文本文件、视频和照片 以大致相同的方式。如果您有 MP3播放器，比如iPod，它 将您的音乐存储在内部 硬盘 或 闪存 (类似于 U 盘和 数码相机 存储卡)。音乐存储在 数字 (数字)格式，转换所有单个声音频率 变成一长串数字并在数学上压缩，所以它 占用的空间很小(这意味着您可以快速下载它)。

　　硬盘驱动器读取和记录信息 磁性：一个移动 电磁臂通过扫描读取和写入微小的磁性区域 在快速旋转的圆盘上来回。闪存 音乐播放器略有不同：它们使用微小的记录代表音乐声音的数字 电子的 称为 晶体管.光盘存储音乐 数字也是如此，但数字被“压”到闪亮的 圆盘表面呈微小凸起(称为凹坑)的形式 CD 播放器使用 激光 梁。关于一切的伟大之处 这些形式的 电脑内存 是他们保留他们存储的信息，即使 电源已关闭。

　　好的，到目前为止一切顺利。现在想象一下，你是19世纪的托马斯·爱迪生。你 想要录制和播放声音，但您没有花哨的电气 或磁性小工具供您使用。记住这是 长 以前 计算机、激光束和光盘已经发明......它是 甚至在家庭拥有之前 电力!现代化的便利设施 理所当然的在爱迪生的时代可能没有被发现，但有很多 的独创性——这就是爱迪生习惯于如此令人惊叹的东西 影响。以下是他如何解决存储和播放的问题 听 起来。

　　照片：你如何让外星人笑死?在1970年代中期，当LP唱片仍然被认为是音乐技术的高度时，旅行者号宇宙飞船带着金色的LP唱片进入太空，其中包含地球上生命的各种录音，包括60种地球语言的问候和各种音乐片段。为什么我们认为这是一个好主意?如果外星生命形式已经进化到超越了粗糙的机械录音，就像我们现在在地球上所做的那样，想必他们会发现我们的LP非常原始，因为他们努力在星际iPod上播放它们?如果没有，他们甚至能够玩它们吗?照片由NASA喷气推进实验室提供 美国宇航局在下议院.

　　如何在没有磁性或电力的情况下存储声音?

　　当你年轻的时候，你可能做了所有孩子都喜欢做的事情：每当 你走过 铁 栏杆，你用手指沿着它们做 音乐声音。如果你有幸住在一条街上 很多人都有不同种类的栏杆，你可能有 发现当你从 挨家挨户。声音从何而来?当您移动您的 手和胳膊，你给他们一些 动能 (能量 移动物体有)。用手敲打金属栏杆和 您将一些能量转移到栏杆上。栏杆，即 可能是空心铁条，像金属风琴管一样振动并产生 音符取决于其长度(较长的栏杆会产生 较深的音符，音调较低，比较短的音符)。所有传统 乐器通过以某种方式振动来工作。当它们振动时， 它们也使它们周围的空气振动。这将能量带到我们的 耳朵，我们的耳膜在同情中振动——我们的大脑解码 这些振动给我们的感觉 声音.

　　相片： 埃米尔·柏林纳 (1851-1929)开创了唱片式留声机，导致了黑胶唱片 和光盘。在这里，他的照片是在1927年左右(他去世前两年)，他带着一个维克多·维克罗拉·克雷登扎(Victor Victrola Credenza)(大木箱)，他的一台留声机放在上面。照片由Harris&Ewing提供 美国国会图书馆，印刷和照片司。

　　如何机械地存储声音

　　现在假设你想演奏一首曲子。如果你很了解你的街道，你可以跑 真的很快，你可以(理论上)来回挑选 每个音符都放在不同房子的不同栏杆上。让我们 假设你这样做几次，直到你能准确地记住曲调。 现在你决定你厌倦了所有这些来回匆忙，所以， 在邻居的亲切合作下，你看到了所有的 您玩过的栏杆并按顺序将它们安装成一排，按顺序安装 街道中间的特别木架。你所要做的一切 现在要播放你的曲调是用手沿着栏杆和曲调 将被神奇地重新创造。其他任何人都可以玩 也调音(不需要音乐家来运行一些手 栏杆)。但最大的缺点是“乐器” 你'我创造的只能演奏一首曲子。不管怎样。如果你觉得 就像听不同的曲调一样，你可以移动到不同的曲调 街道并用不同的栏杆重复相同的技巧! 这种以“物理形式”存储声音并播放的方式 带着振动回来是托马斯·爱迪生背后的伟大想法 录音机或 留声机.他没有使用金属 当然，栏杆，但基础科学本质上是一样的：他存储声音 通过在金属表面上制造凸起，他将凸起变回声音 沿着它们运行机械“手指”。

　　爱迪生的留声机是如何工作的

　　照片：早期的爱迪生留声机。这个是展览 智库，英国伯明翰的科学博物馆。

　　爱迪生称他的录音机 留声机哪 字面意思是“声音作家”。 它有一个木筒，有一个薄的 用箔纸缠绕在它周围，还有一根结实的针，上面附有喇叭 它压在箔纸上。爱迪生对着喇叭说， 声音能量从他的声音中传出，被喇叭输送和集中， 使针上下振动。当爱迪生摇动手柄时， 圆柱体旋转，针在箔片上切出一个凹槽。自从 针上下移动，凹槽深度变化 根据他的声音有多大或多轻;换句话说， 凹槽是爱迪生声音的录音，翻译成 机械形式。

　　为了播放录制的声音，爱迪生只是反向运行了这个过程。他把 在凹槽的起点向后针并曲柄手柄。 针头乖乖地沿着凹槽划过，上下颠簸着 遵循它之前切割的模式。当它四处移动时，它 振动，其振动的噪音被喇叭放大， 重现爱迪生的声音——尽管非常沙哑—— 时尚。

　　美工：爱迪生的iPod!留声机是如何工作的?如果你想录制声音，你可以对着管子说话(1)。来自声音的声能使振膜(如迷你鼓皮)振动，来回推动针(2)并将凹槽切入缠绕在圆柱体(3)上的金属箔中，然后由 钟表机构 (上链)电机。 播放反向运行此过程。另一根针(4)压入凹槽中，以先前在那里切割的图案上下弹跳。 另一个振膜和喇叭(5)放大声音并将它们变回您可以听到的声音。作品由 美国专利商标局(添加了颜色和编号)。

　　照片：足以取代音乐会管弦乐队?爱迪生留声机的早期广告可能只是在夸大事实：声音沙哑而令人震惊!但作为一个长期预测，这个广告是大笔赚钱的：一个多世纪后，听录制音乐的人比现场音乐会多得多。图片被认为属于公有领域，由 美国国会图书馆。

　　爱迪生在 1870 年代开发了他最初的留声机。大约十年后，他 改进了这个想法，用蜡筒代替金属箔，每个圆筒可以存储几分钟的录制声音。在早期 20世纪，由于埃米尔·柏林纳(Emile Berliner)等其他先驱者，蜡筒本身被扁平圆盘所取代 留声机演变成唱片机——一种经济实惠的 使每个家庭的人们都能收听预先录制的发明 音乐，无论他们自己是否可以演奏乐器。在 19世纪，想听音乐的人必须听 现场演奏的音乐家;在20世纪，大多数人都听 预先录制的音乐。爱迪生的留声机，以及所有发明 建立在它之上，对这一巨大的社会变革负有责任。

　　了解更多

　　发明娱乐：爱迪生公司的早期电影和录音：美国国会图书馆托马斯·爱迪生作品的精彩在线展览。

　　制作自己的爱迪生留声机：来自Brian Carusella的优秀Bizarre Stuff网站。

　　唱片机的工作原理

　　照片：这台保存完好的 1920 年代留声机播放 以每分钟 78 转 (rpm) 的速度记录。请注意表壳右侧的发条曲柄(该型号早于电动留声机)和令人惊叹的褶皱振膜扬声器：(我认为这是Sterling Primax-任何发烧友请发送电子邮件并纠正我，如果我错了)。另一张照片显示了非常锋利的指针在唱片槽中追踪的特写。

　　唱片机被广泛使用，直到 1980 年代末和 1990 年代初，当时 CD播放器的流行迅速使它们几乎过时了 除专业DJ外的所有人。

　　现代唱片机或唱盘的工作方式与爱迪生几乎完全相同 留声机，但有一个主要区别。爱迪生机器依靠 在一个大喇叭上，在播放过程中放大声波，所以它是 完全机械。现代唱片机使用电磁 将旋转唱片中的声音振动转换为 电信号，然后馈送到电子设备 放大器 那权力 扬声器 或 耳机，使声音更大。 因此，现代唱片机是机械和 电磁技术。

　　典型的唱片机具有 唱针 (类似于爱迪生机器中的针) 在乙烯基的凹槽中上下颠簸(塑胶) 光盘。手写笔 是镶嵌在 轻质金属棒。当晶体在凹槽中振动时， 微观反弹沿着酒吧向下传输。手写笔适合 称为电磁装置 弹药筒，包含 压电的 晶体。 金属棒压在水晶上，每次移动时，它都会轻微地晃动水晶，产生电信号。这些信号被馈送到放大器以发出声音 您可以通过扬声器或电话听到声音。并非所有唱片播放器 墨盒使用压电将声音振动转换为 电信号。有些内部有微小的线圈和磁铁 他们。当手写笔移动时，它会将磁铁上下推过 线圈，以这种方式产生电信号。

　　照片：从下面看，现代 LP 唱片手写笔安装在黄色保护塑料外壳中。外壳卡在磁性唱头上，使手写笔能够从唱片表面传输振动。仔细观察手写笔，你可以看到做重要工作的银色金属条。它末端的凸起是一小块工业钻石，在唱片凹槽中上下弹跳。这个微小的凸起就是通过唱片中的凹槽跟踪的全部内容，因此您可以了解该凹槽有多大。

　　现代唱片机播放两种尺寸的光盘。 LP(长时间播放的唱片)大约 直径 30 厘米(12 英寸)，厚度与 CD 大致相同。 它们以 33rpm(每分钟转数)的速度旋转，手写笔大约需要 20-30 分钟 从光盘的外边缘移动到最中心，所以 这就是像这样的光盘可以存储多少音乐。与紧凑型不同 光盘，光盘的两面都可以存储声音，因此LP的整体播放 时间通常为 40-60 分钟(您必须将光盘翻转过来) 手动播放第二面)。唱片机也可以播放更小的 圆盘直径约为 18 厘米(7 英寸)，但速度较高，为 45rpm。 旋转速度几乎是LP的一半，45s播放单轨 音乐通常持续约 3-5 分钟。与 LP 唱片一样，45 秒 在两边玩。

　　转盘的零件

　　转盘本身是相对简单的机器：只不过是旋转 车轮 提供者 电动机.电机要么转动 转盘直接(称为 直接驱动) 或 使用薄型 橡胶 皮带环在电机和中央轴上 转盘(称为 皮带传动).为转盘供电 以恰到好处的速度对于播放 音乐正确。如果转盘旋转太慢，音乐会变慢 也下来了，女歌手最终听起来像男人!一些转盘 边缘周围有小反光螺柱和内置 频闪灯。您用螺钉调整转盘的速度，以及何时 它以恰到好处的速度旋转 闪烁的频闪灯 使螺柱看起来完全不动。

　　照片：一台LP唱片机以老式的方式制作音乐。这真是太好了 大气照片由Orin Zebest提供，请发布 上 Flickr 2008年 在 知识共享 许可证.

　　这张照片很好地展示了唱片机的工作原理。打开机器，电动机(未显示)使黑色乙烯基圆盘围绕中心的银钉旋转。您将唱臂(末端带有手写笔和唱头的枢轴杠杆)降低到圆盘的外边缘，等待小菱形尖端落入凹槽中，发出放大的咔嚓声。然后，手写笔慢慢地“读取”写在圆盘上的音乐，因为尖端的小钻石晶体(前面红色塑料护罩下方的一个小点)拖过凹槽。手写笔将振动馈送到压电盒(灰色塑料)，压电盒通过背面的金色端子传递电信号。电缆从这些端子通过唱臂延伸到唱机外壳某处的输出插座，您连接到放大器和扬声器。

　　艺术品：亨利·佩尔蒂埃(Henry Peltier)1909年的留声机的工作方式与现代唱盘完全相同：音乐以机械方式存储和再现 - 在旋转的圆盘(蓝色)上，由在凹槽中振动的针(红色和橙色)拾取。但是，有两个明显的区别。转盘由手摇曲柄(浅蓝色)旋转;而且，来自针的振动不是被电放大，而是通过声管和喇叭(绿色，部分切断)转化为可听见的声音。艺术品来自 美国专利917，790：留声机 作者：Henry F. Peltier。1909 年 4 月 13 日，由美国专利商标局提供。

　　模拟和数字

　　简而言之，您可以看到唱片机有点像CD播放器(它播放平面光盘 音乐是通过跟踪它们之间的手臂来存储的)。但是它阅读音乐的方式和音乐的方式 存储在光盘上则完全不同：

　　唱片机是 模拟 设备：音乐以凸起的形式存储在光盘上，凹凸的大小直接对应于它们存储的音符。引入一些额外的颠簸(通过刮擦黑胶唱片)，当你播放磁盘时，你会发现一些额外的“音乐”——你真的不想听到的沙哑和噼里啪啦的噪音。

　　CD 播放器是 数字 设备：音乐以数字的形式存储在CD上，由激光读取的小凸起表示。从理论上讲，光盘可能会变脏或损坏，并且不会对您听到的声音质量产生任何影响。实际上，非常脏或损坏的光盘通常根本无法播放(黑胶唱片很少发生这种情况，您总是可以以一种或另一种方式播放)。

　　CD比唱片好吗?它们听起来更好吗?它们能持续更长时间吗?所有这些事情都是有争议的问题，发烧友仍在争论。直到最近，人们一直在购买音乐作为下载或CD，因为这是它的唯一形式。世界转向数字音乐并不是因为它是卓越的技术，而是因为音乐出版公司用CD充斥商店并逐渐停止制作LP;换句话说，我们别无选择。最近黑胶唱片的复苏表明，对临床数字下载的模拟替代品有强烈的需求。无论是不同的音质问题，大LP套筒的纯粹吸引力，处理LP唱片和建立收藏的美味熟悉，还是这些东西的某种组合，似乎没有人真正知道。

　　图：在英国，黑胶唱片现在正在销售 比他们三十多年来都好. 资料来源：所有数据来自BPI。1994年至2014年数据来自 黑胶唱片销量近二十年来首次突破100万大关：BPI新闻稿，2014年(通过Wayback Machine存档)。