Tutgrammofon

Denne artikkelen handlar om mekaniske grammofonar for avspeling av 78-plater. For spelarar utan horn, sjå Platespelar.

Tutgrammofon er ein grammofon med horn (tut) for avspeling av 78-plater. Tutgrammofonen var etterfylgjaren til fonografen og vart introdusert av Emile Berliner, som i 1887 søkte patent på bruk av lateral modulasjon for lydopptak. Thomas Edison, som produserte fonografar hadde patentert opptak med vertikal modulasjon, så metoden til Berliner kom ikkje i konflikt med patenta til Edison. Berliner utvikla ein metode for å pressa kopiar av platene, slik at eit opptak kunne mangfaldiggjerast. Dette var eit stort framsteg i høve til rullane som Edison nytta. Musikarane trong no ikkje å gjenta same stykket fleire gongar, så det vart enklare og billigare å ta opp musikk. I fleire år konkurrerte opptak på rull med opptak på plate, men rullane vart til slutt utkonkurrert av platene.

Ein Victor V tutgrammofon frå ca. 1907.

Dei fyrste idéane til Berliner

Berliner med ein model av den fyrste gramofonen sin.

Skisse av opptakaren til Berliner. Under opptak vart det tala inn i munnstykket og ein fleksibel slange førte lydbølgjene fram til membranen, som i sin tur sette stiften i rørsle.

Skisse av grammofonen til Berliner.

Det fyrste patentet til Berliner fokuserte på at han nyttar lateral modulasjon i staden for vertical modulasjon og han meinte at dette førte til mindre forvrengning av lyden enn vertikal modulasjon. Det fyrste amerikanske patentet hans både illustrerer og skildrar ein rull, men i eit tysk patent frå same år er det vist opptak både på rull og plate. Eit bilete av den fyrste maskina hans viser òg at det vart nytta ei roterande plate og ein illustrasjon i US patent nr. 534,586 syner òg at det vert nytta ei roterande plate.

I patentet sitt syner Berliner til eit framlegg om å registrera lyd som eit spor i ein film av lampesot, som Edouard-Léon Scott de Martinville kom med i 1857. Scott de Martinville var interessert i å studera lydbylgjer og foreslo ikkje å reprodusera lyden.

Det gjorde derimot Charles Cros, som foreslo å registrera lyd ved at ein stift laga eit spor i ei overflate dekt med sot frå ei lampe, for deretter å reprodusera den opptekne lyden. Han utførte ikkje praktiske forsøk med metoden og søkte heller ikkje om patent, men han skildra metoden, som han kalla «Paleophone», i eit forsegla manuskript som han sende til Académie des sciences. Sjølv om dokumentet var forsegga vart det kjent ved at ein kjenning av Cros, presten Lenoir, under synonymet Leblanc, skildra oppfinninga i eit vekeblad. Berliner nemner ikkje framlegget til Cros, så truleg var han ikkje kjent med det.

Dei fyrste forsøka til Berliner nytta ei glasplate dekt med lampesot. Under innspeling vart den vibrerande stiften ført innover mot sentrum av den roterande plata, slik at det oppsto eit spiralforma spor, med lateral modulasjon, i lampesotet. Når innspelinga var over vart sporet stabilisert med lakk og det vart nytta syre for å etsa rilla inn i underlaget (der sotet var skrapa bort), slik at under avspeling kunne ein stift fylgde sporet og sette ein membran i rørsle.

Opptak på sinkfolieplater

Berliner med ein av dei tidlege grammofonane sine.

Måleriet His Master's Voice frå 1898. Dette er ein forbetra versjon av grammofonen til Berliner, med fjørmotor. Motoren er synleg på utsida av kassen, heilt til venstre. Sveiva var plassert vertikalt og kunne ikkje nyttast når det låg ei plate på tallerkenen.

Men lampesotet fungerte ikkje så godt, så Berliner gjekk over til å nytta plater av sinkfolie med ein tynn voksfilm over, som skildra i . For at stiften ikkje skulle dra med seg støv vart plata fukta med sprit under innspeling. Under opptak skrapa stiften bort voksfilmen over sinkfilmen og etter at opptaket var over vart plata senka ned i eit bad av syre, som etsa rilla ned i sinkfilmen, slik at det vart mogleg å spela av musikken.

Etter ei stund tok Berliner til med å pressa kopiar av platene. Det var nytta vulkanitt (hardgummi), som ved oppvarming var mjukt nok til å kunne pressast, men vart hardt når det vart avkjølt. At opptaka kunne mangfaldiggjerast gav Berliner ein stor føremon over opptak på rull, som på denne tida ikkje kunne kopierast. Men syra som vart nytta for å etsa sinkfolien etsa både vertikalt og horisontalt, noko som førte til støy, så lydkvaliteten var dårleg. Støyen kunne reduserast noko ved å spela av sinkplaten nokre gongar med ein butt stift, men resultatet vart likevel ikkje bra.

Betre plater

Hardgummiplatene var svært robuste og ikkje letta å øydeleggja. Men etter ei tid oppstod det problem ved at dei utvikla flate parti, slik at stiften sklei bortover plata under avspeling. Det hadde òg lett for å danna seg luftbobler i materialet. Ein tok då til å ekperimentera med andre materialar og i 1896 oppdaga Fred Gaisberg, som arbeide for Berliner, at skjellakk-baserte plater fungerte betre enn hardgummi og frå 1897 gjekk ein over til ei blanding av ca. 1/3 skjellakk og resten mineral som skifer, kalk, bomullfiber osb.; sjå 78-plate.

Platene var enkeltsidige med ein diameter på 13 cm, men i 1895 vart diameter auka til 17,8 cm. Turtalet var på ca. 70 o/min. Dette gav ei speletid på ca. 2 min. Speletida vart bestemt av avstanden mellom rillene og turtalet. Det var mogleg å auka speletida ved å redusera turtalet, men det gjekk ut over lydkvaliteten, spesielt på slutten av plata, etter som den lineære farten vart mindre til lengre mot sentrum ein kom. Dette var hovedgrunnen til at Edison valde å ta opp på rull då han utvikla fonografen. I 1903 tok Victor til å produsera plater med diameter på 20, 25 og 30 cm. Etter kvart kom det òg tosidige plater.

Dei fyrste spelarane

Ein Victor P frå 1904. Her ser ein korleis hornet svingar rundt ei utstikkande arm, slik at membrannhuset og stiften kan fylgja sporet innover plata. Motoren er plassert i kabinettet og sveiva er plasser på sida.

Platene vart spela ved at ein stålstift fylgde rilla innover mot sentrum i plata. Den radiale rørsla til stiften, på grunn av den laterale modulasjonen, vart overført til ein membran som sette lufta i eit horn i rørsle. Medan fonografen til Edison i starten nytta fleksible slangar som vart plasserte i øyro nytta Berliner i staden eit horn (ein akustisk transformator) som på ein effektiv måte koplar lydbølgjene frå membranen til lufta i rommet. Det er hornet som har gjeve opphav til nemninga «tutgrammofon».

Det var fyrst i 1895 at han hadde vidareutvikla maskina nok til at ho kunne settast i produksjon, men denne maskina var svært primitiv og vart driven med handsveiv, så det var vanskeleg å halda jamt turtal. Det vart rett nok gort forsøk med å driva tallerkenen med elektriske motorar, som anten nytta batteri eller 100 V likespenning. Men på denne tida var batteria kostbare og lite driftssikre, og få av dei potensielle kundane var knytte til eit elnett med likespenning, så dette var ikkje ei praktisk løysing på denne tida.

Fjørmotordrift

Fjørmotoren frå ein Victor IV. Den opptrekkbare fjøra ligg i sylinderen til høgre. Motoren driv det store tannhjulet, som i sin tur driv snekkegiret festa på akslingen som driv platetallerkenen.

Fred Gaisberg tok til å eksperimentera med opptrekkbare fjørmotorar for å driva tallerkenen på grammofonen. Dei fyrste motorane vart leverte av Eldrige Johnson, som laga motorar for symaskinar, men dei fungerte dårleg. Johnson klarte å forbetra fjørmotorane og på slutten av 1896 var ein brukbar fjørmotordriven spelar klar. Alfred Corning Clark, som tok til å arbeida for Berliner i 1895, hjelpte til med å laga ein hastigheitsregulator for motoren. Dette var ei viktig forbetring, etter som turtal no kunne haldast så nokonlunde konstant.

Opptak på voksplater

Johnson var ikkje nøgd med det kan kalla «den raspande lyden» frå platene til Berliner. Denne lyden kom som eit resultat av etsinga av tinnfolien i eit syrebad. Han tok difor til å eksperimentera med å nytta ulike typar voks. Han nytta eit så tjukkt vokslag at stiften ikkje skar heilt gjennon, slik som han gjorde med den tynne filmen som Berliner nytta. Etter at opptaket var ferdig vart det lagt på eit tynt leiande lag av grafittstøv i rilla, slik at det vart mogeleg å legga på eit metallag ved hjelp av ein galvanoplastisk prosess. På det viset laga han ein negativ sjablong, som kunne nyttast for å pressa plater. Denne methoden gav betre lydkvalitet og det var framleis mogleg å mangfaldigjera opptaka. I samband med ei seinare rettsak hevda Johnson at han hadde eksperimentert med ein galvanoplastisk process så tidleg som 1896.

Membranhus og stift

Membranhus og stift på ein reisegrammofon.

For å omforma rørsla til stiften til lyd var stiften festa på ei arm, opplagra på kanten av ein sirkulært ring (membranhuset) som helt ein membran. Arma var festa midt på membranen, slik at han vart set i rørsle. Andre sida av mebranen var kopla til hornet, så når membranen gjekk att og fram vart lufta i røyret mellom membranhuset og hornet set i rørsle i takt med rørsla til membranen. Tidlege membranar var ofte laga av glimmer, men seinare vart òg aluminium nytta.

Platene inneheldt eit slipemiddel for at stiften skulle tilpassa seg forma på rilla og stiften vart pressa mot plata med stor kraft (midt på 1920-talet var stiftkrafta vel 2 N, medan ho rundt 1930 var ca. 1 N), noko som førte til stor slitasje på stiften, og difor større slitasje på rilla. Det vart difor tilrådd å nytta ein ny stift for kvar plateside. Stiften var lett å bytta og nye stiftar vart kjøpte i øskjer. Men ikke alle brydde seg om å bytta stift når dei snudde plata, noko som har ført til at gamle plater ofte er meir slitne på side to enn på side ein.

Stiftane vart produserte i fleire versjonar. Stutte tjukke stiftar gav etter mindre enn lange tynne stiftar, og resulterte i høgare lydnivå enn lange tynne stiftar, som fjøra meir. Det fanst òg stiftar av bambus og andre treslag. Desse var meir skånsomme mot platene og kunne nyttast fleire gongar, men dei var følsame for fuktigheit. Det vart og gjort forsøk med stiftar av harde materiale, som wolfram, men dei sleit meir på platene.

Rotasjonshastigheit

I starten var det ingen standard for rotasjonshastigheita og det vart nytta fleire ulike hastigheiter, som varierte frå 60 til 120 o/min. I ein katalog frå Odeon frå 1912 varierte hastigheita frå 74 til 82 o/min, og i ein HWM-katalog frå 1915 varierte hastigheitene frå 79 til 86 o/min. I 1925 vart det semje om ei nominell hastigheit på 78 o/min, men då ein gjekk over til elektrisk drift med synkronmoterar enda ein opp med 77,92 o/min i Europa og 78,25 i Nord-Amerika; dette på grunn av ulik nettfrekvens (50 Hz i Europa og 60 Hz i Nord-Amerika).

Innføringa av tonearma

EIn Victor III, ca. 1913, med bakmontert horn og tonearm. Her er membranhuset svinga opp (stiften peikar oppover) slik at plata kan byttast.

Tidlege grammofonar hadde ei utstikkande arm som hornet vart festa på, slik at det kunne svinga når rilla førte stiften innover. Arma var festa på framsida av kabinettet (frontmontert), og fungerte som ei vektstong, som var slik avbalansert at stiften vart pressa mot plata. Etter som heile hornet roterte vart stiften pressa mot ytterveggen til rilla med stor kraft, noko som førte til kraftig slitasje på platene.

Hausten 1902 innførte Victor ei innretning som seinare har fått nemninga tonearm. Hornet vart då fast montert i bakkant av kabinettet (bakmontert), og membranhuset var festa på eit røyr som roterte i horisontalplanet når rilla førte stiften innover. Dreiemoment som skulle til for å rotera den korte arma var mykje mindre enn det som trongst for å rotera heile hornet, så slitasjen på rillene vart kraftig redusert. I tillegg kunne membranhuset roterast i vertikalplanet, slik at det kunne lyftast opp for å skifta plate. Den fyrste versjonen hadde eit sylindrisk røyr, men i 1906 fekk Johnson patent på ein versjon med konisk røyr, slik at det utgjorde ein del av hornet, noko som forbetra lyden.

Plater med vertikal modulation

Ein Pathé modell G, frå 1904-05.

Edison Luis XV. Her ser ein den tjukke plata som Edison nytta.

I 1896 tok det franske føretaket Pathé Frères til å ta opp lyd på rull, med vertikal modulasjon, og å produsera avspelingsutstyr, noko dei heldt fram med heilt til 1914. I 1905 tok dei til å gje ut musikk på plater, men dei heldt fram med å nytta vertikal modulasjon. I starten var platene laga av eit betongliknande basismateriale med eit vokslag på toppen. Men i 1906 gjekk dei over til skjellakkbaserte plater. Platene vart spela med ein kuleforma stift, laga av safir. I motsetning til stålstiftane nytta for å spela lateralt modulerte skjellakkplater kunne safirstiftane nyttast i lang tid før dei var utslitne. Men når stiften var kuleforma måtte òg rillene vera det, så dei var ikkje så djupe. Dette førte ofte til at stiften hoppa ut or rilla på grunn av vibrasjon når nokon gjekk over golvet, eller om platene ikkje var flate nok. Dei breie rillene førte òg til at speletida vart redusert. Fram til 1915 vart platene spela innanfrå og utover, med eit turtal på 90 o/min. I 1915 gjekk dei over til å spela platene utanfrå og innover og turtalet vart redusert til 80 o/min. Dei fleste Pathé-platene hadde ein diameter på 25, 27 eller 29 cm, men dei produserte òg plater med diameter på 17, 21 og 35 og 50 cm. I 1920 tok dei til å produsera plater med lateral modulasjon, men dei slutta ikkje heilt med vertical modulasjon før i 1932.

Rundt 1910 var det klart at opptak på rull var i ferd med å verta utkonkurrert av plater. Columbia Records slutta å marknadsføra musikk på rull i 1912. Grunnen var ikkje at platene gav betre lydkvalitet, men dei var enklare å spela og lagra. At spesielt Victor bruka mykje pengar på reklame var nok òg ein medverkande faktor. Edison innsåg til slutt at han laut satsa på plater i tillegg til rull. Men han ville ikkje gje opp vertikal modulasjon. Turtalet på platene til Edison var ca. 80 o/min, og for å auka speletida vart det nytta smale riller, som vart spela med ein diamantstift med ein diameter på 295 µm. For å hindra stiften i å hoppa ut av sporet vart han tykt mot plata med stor kraft. Shallakplater var ikkje robuste nok, så det vart utvikla eit bakelittliknande materiale. For at platene skulle halda seg flate var dei ca. 6,4 mm tjukke. Spelarar for dei nye platene var ferdigutvikla mot slutten av 1912. Desse platene resulterte i betre lydkvalitet enn skjellakkbaserte plater. Eit av råstoffa som vart nytta i platene var fenolformaldehyd. Under 1. verdskrigen var det ikkje mogleg å få ta i fenolformaldehyd av god kvalitet, noko som resulterte i at platene til Edison fekk ei dårlegare overflate, som resulterte i støy. Edison produserte grammofonar for plater med vertikal modulasjon heilt til 1929.

Produksjon, marknadsføring og rettsakar

Føretaket Berliner Gramophone Company vart stifta den 8. oktober 1895, for å produsera opptakarar og grammofonar. Produksjonen skjedde på lisens frå United States Gramophone Company, som var Berliner sitt patenthaldarføretak. Eit tredje føretak, National Gramophone Company, leia av Frank Seaman, var ansvarleg for å marknadsføre spelarar og plater. Salet gjekk svært godt og grammofonen til Berliner gjorde det bra i konkurranse med fonografen til Edison. Berliner Gramophone Company klarte ikkje å levera nok spelarar, så i 1899 bygde Johnson ein heilt ny fabrikk for eiga rekning.

Seaman gjekk ikkje så godt saman med føretaket til Berliner, så i 1899 stfta han føretaket Universal Talking Machine Company og bygde sin eigen fabrikk, der han produserte kopiar av spelarane til Berliner, som han kalla Zenophone. Han slutta å bestilla frå samarbeidspartnarane sine, som plutseleg vart utan salgsorganisasjon. Johnson stifta da eit nytt føretak som han kalla Consolidatet Talking Machine Company og tok til å ta opp lyd på voksplater. Seaman saksøkte han, men tapte rettsaka. Seaman saksøkte òg Berliner Gramophone Company og klarte å få retten med på å forby dei å selgja grammofonar i USA. Men i juni 1900 clarte Berliner å få oppheve forbodet. Sjølv om Berliner fekk att retten til å nytta patenta sine var det no Johnson som i stort mon eigde fabrikken som produserte spelarane. Berliner og Johnson gjekk da saman og i oktober 1901 stifta dei føretaket Victor Talking Machines, der Johnson hadde aksjemajoriteten.

Johnson hadde ikkje patentert den den nye methoden for å ta opp på voksplater, men Joseph W. Jones, som hadde arbeid som visargut for Berliner, hadde patentert ein metode som var så å seia lik med metoden til Johnson. I januar 1902 selde han patentet til Colombia Disc Graphophone, som hadde starta produksjon av spelarar som krenka patenta til Berliner. Begge føretaka krenka patenta til kvarandre, men i staden for å krangla i retten vart dei samde om at begge føretaka kunne nytta alle patenta. I 1902 byrja Colombia å gje ut plater med ein diameter på 25,4 cm, med ei speletid på 4 minutt.

Platene gav ikkje betre lydkvalitet enn rull, men det var mykje lettare både å lagra og å skifta plater enn rullar, så det fyrste tiåret etter sekelskiftet auka platesalet kraftig. Salet av musikk på rull heldt seg meir eller mindre stabilt men sakka stendig etter salet av plater, både i Nord-Amerika og i Europa. Det einaste landet i Europa der phonografen til Edison hadde ein viss popularitet var Frankrike, der dei samarbeidd med Pathé Frères. I resten av Europa var det grammofonen som hadde framgang. Edison ville ha ein del av kaka, så i 1913 marknadsførte han ein grammofon og tok til å gje ut musikk på plater. Men han heldt på vertikal modulasjon, så platene hans kunne ikkje spelast av på grammofonane produserte av Victor og Colombia.

Etter som dei ulike patenta til Edison tok til å gå ut i tida rett før 1. verdskrig kom det til fleire føretak som produserte fonografar og grammofonar for vertikal modulasjon. Medan det i 1913 var berre tre produsentar av spelarar (Victor, Colombia og Edison) var talet i 1916 kome opp i 46. Etter krigen tok patenta til Victor òg til å gå ut og det dukka opp mange nye produsentar av grammofonar for lateral modulasjon; i 1919 var det ikkje så langt unna 200. Nokre tok til å produsera universalspelarar, som kunne spela plater både med lateral og vertical modulasjon. På 1920-talet fekk gramofonane konkurranse av radio, så salet gjekk kraftig ned og mange grammofonprodusentar konkurs.

Møbelkabinett

Operatenoren Enrico Caruso med ein Victor Victrola-spelar, ca. 1910. Caruso var svært verdifull for Victor.

I åra etter hundreårsskiftet vart spelarane forbetra på ulike vis, og for å spela høgare vart horna stendig større. Dette var ikkje alltid like populært hjå dei «fine fruene». For å bøta på dette byrja Victor å plassera spelarane i møbelliknande kabinett, under eit lokk, der hornet var bygd inn i kabinettet. Den fyrste spelaren av denne typen var ein luksusspelar, introdusert i 1906, som dei kalla «Victrola». På trass av at dei var dyre vart desse spelarane svært populære, noko Victor utnytta ved å kalla fleire spelarar Victrola. Konkurenten Columbia fylgde etter med sine eigne møbelkabinett. For å få plass i kabinettet vart horna folda både ein og fleire gongar. Dette skapte resonansar, noko som gjekk ut over lydkvaliteten. I tillegg til folda horn inneheldt nokre av desse kabinetta rom for plater. Nokre kabinett hadde regulerbare spjeld, som var tenkt å fungera som ein slags volum og/eller tonekontroll, men som i røynda førte til meir refleksjonar og dårlegare lyd. Utover 1920-talet dukka det opp grammofonakabinett med innebygde radiomottakarar. Dette var starten på det som seinare har vorte kalla «musikkmøblar».

Reisegrammofonar

Nokre gramofonar hadde så lite kabinett at dei kunne plasserast på eit bord, så dei vart kalla «bordgrammofonar». I 1914 tok Barnett Samuel & Sons Ltd. til å produsera ein reisegrammofon, som gjorde de mogleg for soldatane på vestfronten å lytta til musikk. Dei kalla grammofonen «Dulcephone» og selde han under merkenamnet «Decca». Seinare kom det til fleire produsentar av reisegrammofonar. Desse hadde liten plass for hornet, så lyden var ikkje den beste.

Eksponensielle horn

Dei fyrste horna somt vart tekne i bruk hadde ein konisk profil. Desse var lite effektive i bassområdet. Etter kvart vart det oppdaga at horna fungerte betre om arealet på profilen auka raskare enn på koniske horn, men desse var laga etter prøv og feil metoden.

Rundt 1920 vart det utført vitskapleg arbeid som førte til ei betre forståing av horn. Dette arbeidet synte at horn med ein eksponstiell profil strekjer seg mykje lengre ned i frekvens enn sylindriske horn, slik at dei er i stand til gje att djupare tonar. Det vart òg vist at horna laut ha eit nøyaktig dimensjonert lukka bakkammer for å fungera optimalt.

Elektriske opptak

For elektrisk opptak trengst det ein mikron. Tidlege mikronar, nytta i samband med telefon, var baserte på variabel motstand i eit karbonpulverlag. Dei var problematiske på grunn av kraftig støy og ujamn frekvensrespons, så dei var ikkje brukbare for å ta opp musikk med. I 1916 utvikla Western Electric kondensatormikrofonen , som hadde mykje mindre støy og flat frekvensrespons. Dei fyrste brukbare forstekarane vart òg tilgjengeleg på denne tida, så det vart mogleg å nytta mikrofonar for ta opp tale og musikk. I fyrste omgang vart dette nytta i samband med radio. Eit system for elektrisk opptak og gravering vart så utvikla og dei fyrste elektriske opptaka vart gjorde i 1925. Musikarane trong da ikkje lengre å klumpa seg saman frammom eit horn under opptak og kvaliteten på opptaka vart mykje betre. På denne tida hadde kringkastarar, som til dømes BBC, tilgang til primitive pickupar for å omforma rørsla frå stiften til eit elektrisk signal. Men brukbare høgtalarar til overkommelege prisar var det ikkje mange av. I 1927 vart likevel ein elektrisk spelar utvikla. Men han var dyr og det var ikkje før på 1930-talet at elektriske spelarar vart vanlege.

Galleri

• 
  17,8 cm Berliner hardgummiplate frå ca. 1899.
• 
  Pathé grammofon frå 1904.
• 
  Spelar produsert av Gramophone and Record Company.
• 
  Decca nr 1, frå 1914. Det var slike grammofonar som vart nytta av soldatane på vestfronten under 1. verdskrig.
• 
  Brunswick grammofon i møbelkabinett frå 1925.
• 
  Victor Victrola bordgrammofon, med dører frammon opningen på hornet. Ved å opna eller stenga dørene kunne ein i noko mon regulera lydnivået.
• 
  Aeolian-Vocalion Art Style R, frå 1916.
• 
  Musikkmøbel med Victrola garmmofon og Federal Telephone radio, frå 1925-1926.
• 
  Colombia grammofon i møbelkabinett, produsert i perioden 1925-1926.
• 
  Kråskåpgrammofon.
• 
  His Master's Voice (HMV) reisegrammofon.
• 
  Dette membranhuset syner membranen og arma som er opplagra på kanten av huset. Her snur stiften oppover, men under avspeling er huset rotert, slik at stiften snur ned mot plata.
• 
  HMV membranhus. Baksida av membranen er open.
• 
  Øskje med stålstiftar.
• Døme på lyd frå tutgrammofon.

Sjå òg

• Fonograf