/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Ontdek het Belle Époque
Home » Uitvindingen » Beeld en geluid » Audio (opname)

Uitvindingen geluidsapparatuur

De koolmicrofoon, fonograaf en grammofoon

Gedurende de jaren '70 van de 19de eeuw waren uitvinders veel bezig met geluid. Dat leidde in 1876 tot de uitvinding van de telefoon. Door de telefoon ontstond de microfoon die op zijn beurt de weg weer vrijmaakte voor andere geluidsapparatuur; eerst de fonograaf en later de grammofoon. Deze maakten het mogelijk om geluid vast te leggen en het vervolgens talloze malen af te spelen. De belangrijkste namen bij deze uitvindingen warenThomas Edison, Emile Berliner en David Hughes. Voor de mensen uit die tijd brachten zij een nieuw wonder tot stand: een muziekuitvoering kunnen horen zonder er zelf bij aanwezig te hoeven zijn. Dat was nog niet eerder mogelijk geweest.


 

edisonfono.large.jpg

Edison met fonograaf.

 

Voorgeschiedenis: de fonautograaf

In 1857 werd er voor het eerst een patent afgegeven op een vorm van geluidsregistratie. De ontvanger was de Fransman Édouard-Léon Scott de Martinville en hij noemde zijn apparaat een fonautograaf, een geluidschrijver.  Het bestond uit een hoorn die geluidsgolven opving en de trillingen via een membraan overbracht op een stift. Deze stift kraste onder invloed van de trillingen patronen in een met roet bedekte glasplaat.

Dit was een interessante uitvinding, maar het deed nog niet veel. Pas twintig jaar later zou het lukken om het ingekraste geluid ook weer af te spelen en terug te horen.

 

De Koolmicrofoon

In 1877 werd de 'koolmicrofoon' of 'carbon microfoon' uitgevonden. Dat was een apparaat dat bedoeld was om de telefoon te verbeteren en werd aanvankelijk een 'zender' genoemd. Een met een membraan afgesloten ruimte werd gevuld met koolstofpoeder. Door het membraan werden geluidstrillingen overgebracht op het poeder. Door het samendrukken van de koolstof onstonden veranderingen in de weerstand tussen de onderlinge deeltjes wat werd omgezet in een elektrisch signaal.

De uitvinding van de koolmicrofoon werd zowel door Thomas Edison als Emile Berliner opgeeïst, maar Edison kreeg het patent. In 1879 probeerde Berliner het opnieuw met een stel langdurige rechtzaken over het octrooi als gevolg. Zowel in de VS als in Groot-Brittannië rolde Edison echter als winnaar uit de bus. 

Na de ontwikkeling van de nieuwe zender voor de telefoon ging ook David Edward Hughes zich ermee bemoeien. Behalve uitvinder (hij deed ook veel voor de telegraaf en was een voorloper met onderzoek naar radiogolven) was hij een succesvol musicus. Hij bedacht door de jaren heen verschillende verbeteringen voor de microfoon. Hij maakte het met name mogelijk dat ook zachte geluiden enigszins versterkt konden worden doorgegeven. Het woord 'micro' verwijst ook naar die zachte geluiden. 

 

 

kohlemikrophon.large.jpg

Houten koolmicrofoon

 

Op deze manier werd Hughes de uitvinder van de microfoon met als functie geluid te versterken, zonder ooit een apparaat als zodanig te hebben ontworpen. Het was meer een groeiproces dan een uitvinding.

 

De geluidschrijver van Edison

Nadat hij een microfoon had, kwam Edison, het is nog steeds 1877, tot een allereerste apparaat dat wel geluid kon opnemen maar nog niet afspelen. Het was een combinatie van een telefoon, microfoon en opnameapparaat en werd gewoon 'geluidschrijver' genoemd. De eerste woorden die Edison ermee opnam waren 'Mary had a little lamb'.

Er was weinig toekomst voor dit apparaat, want zijn bedenker kreeg al heel snel een beter idee.

 

De fonograaf

De fonograaf werd namelijk ook nog in 1877 uitgevonden door Edison, al volgde het patent in 1878. Met dit apparaat kon geluid op één plek worden opgenomen en vervolgens op tal van andere plekken afgespeeld en beluisterd.

Bij de fonograaf bracht de druk van geluidsgolven een op-en-neergaande beweging van een naald tot stand, die vervolgens groeven kerfde in een cilinder bedekt met bladtin. Bij het faspelen tastte de naald de gemaakte groeven af en bracht aldus vibraties over die weer werden omgezet naar het oorspronkelijke geluid.  Dat was vervolgens te horen door een luidspreker in de vorm van een flinke hoorn, welke aan de kast vastzat.

 

600px-edison2.large.jpg

'Steen der Wijzen.' - Edison afgebeeld als alchemist met een vroege versie van de fonograaf.

 

De cilinders moesten wel ieder apart worden opgenomen. Het was niet mogelijk één rol op te nemen en die dan meervoudig te reproduceren. Een ander nadeel was dat de cilinders, elke keer dat deze werden afgespeeld, verder insleten waardoor de geluidskwaliteti snel achteruitging. Een voordeel was echter dat mensen met de fonograaf ook zelf konden opnemen. 

In 1886 werd de grammofoon uitgevonden die werkte met platen. Daarmee kwam de tinnen cilinder nog niet definitief aan zijn einde. Ook het opnemen op plaat was nog lang bewerkelijk en bovendien niet mogelijk voor particulieren. Daarom zouden er nog tientallen jaren fonografen met cilinders op de markt blijven.

Dat kwam bovendien omdat Charles Tainter in 1890 de fonograaf verbeterde door het produceren van een rol ingesmeerd met carnaubawas. Daar kon men het geluid in graveren als bij een plaat, wat het opnameproces vereenvoudigde. In 1903 werd dit proces met behulp van mechanische apparatuur verfijnd, waardoor massaproductie mogelijk werd.

De fonograaf werd een doorslaand tot ongeveer 1907. Toen nam de grammofoon de markt echt over, ondanks het feit dat je hierop niet zelf kon opnemen. De meeste mensen vonden dat echter geen probleem omdat ze de opnamemogelijkheden zelden tot nooit gebruikten. 

 

De grammofoon

De fonograaf sprak dus zeer tot de verbeelding, maar de cilinders waren toch wat onhandig. Daarom bedacht Emile Berliner, een van oorsprong Duitse Amerikaan, in 1886 de grammofoon. Hoewel deze nog een tijdlang de 'Berliner Phonograph' zou worden genoemd. Daarbij werd in plaats van een cilinder een platte plaat gebruikt. Daarin werd door middel van groeven het geluid vastgelegd. Deze groeven werden 'geschreven' in het zogenaamde 'Berlinerschrift'. Daarmee veranderde het opnameproces van een neerwaartse beweging naar een zijwaartse beweging.

De platen waren gemaakt van tin en waren ook bedekt met was. De opname gebeurde op een 'master'. Daar werd een negatief van gemaakt waar vervolgens een groot aantal kopiën van konden worden geperst. Het proces was echter nog te bewerkelijk voor massaproductie en de plaat was ook nog maar aan één kant te gebruiken. Wel gingen de platen langer mee dan de cilinders.

 

 

 Emile Berliner met grammofoon en plaat.

 

Verbeteringen aan de plaat volgden echter snel:

  • In 1889 brachten de fabrikanten 'Kämmer und Reinhard' een plaat van celluloid op de markt.
  • In 1897 kwam er een 78-toerenplaat met schellak. Dat is een speciaal soort was welke thermoplastisch is. Dat betekend dat het zacht wordt bij verwarming. In gesmolten toestand kan schellak worden vermengd met vulmateriaal (bijvoorbeeld houtpoeder of minerale vulstof), waarna het onder invloed van druk en temperatuur in een vorm geperst kan worden. Het voordeel hiervan was dat massaproductie mogelijk werd. Het nadeel was dat de platen nogal breekbaar waren.
  • In 1904 ontwikkelde de firma 'Odeon' uit Berlijn een plaat die aan beide kanten afspeelbaar was.

Aanvankelijk was het opnemen van platen lastig door een gebrek aan microfoons en versterkers. Tot aan het begin van de jaren '20 moest het allemaal mechanisch worden gedaan, wat betekende dat er in studio's en concertzalen enorme trechters stonden om het geluid op te vangen. Dat zal wellicht niet bij alle concertbezoekers in goede aarde zijn gevallen, maar wel bij de mensen thuis. Musici die bereid waren om opnames te maken, zagen hun publiek verveelvoudigen.

  

 

 Bronnen

  • Meidenbauer J. (red.) - 'Het grote boek van uitvindingen en ontdekkingen.' Lisse 2004
  • Hart Davis A. (red.) - 'Wetenschap, de grote ontdekkingen. Deel 4: De Industriële Revolutie II 1700-1890.' 2010
  • Wikipedia (www.wikipedia.nl): 'Koolmicrofoon'/ 'Fonograaf'/ 'Grammofoon'/ 'Emile Berliner'/ 'David Edward Hughes'.