elektroncso.hu - Analóg műsorforrás: a hanglemez.
  

 

A hanglemez
Bozó Balázs


A hanglemez története.
A hanglemez története a hang rögzítésének vágyával kezdődőt. Amiről tudunk, az i.sz. VI században Bonetius (475-524) vizsgálódása a hang és a mozgás közötti összefüggés témájában. A rendszeres rezgéstani kísérleteket a XVIII.-században felfedezett hangvilla hozta (Shore, 1711). A hangrögzítés és a hanglemez alapjait talán leginkább Duhamel (1830) francia matematikus teremtette meg azon kijelentésével, hogy a hang mint levegő mozgás felfogható és lágy anyagba írható. Ez a kijelentés megalapozta a phonoautograph nevű hangíró szerkezeteket. Ilyen készüléket többen is készítettek úgy mint W.E. Weber, Eisenmanger, König.
A francia Charles Cros és az amerikai T.A. Edison 1877-ben egymástól függetlenül és különböző elgondolások alapján jutottak el a fonográfhoz. Cros elgondolásában az oldalírást dolgozta ki, amelyben egy korommal bevont üveglapon rögzítették a hangjelet és optikai úton készítettek másolatot egy fényérzékeny cinklemezre, amelyet egy membránhoz erősített tűvel alakíthattak vissza hanggá. (Ez az eljárás alapozta meg a mozifilmes hangrögzítést is, pár évtizeddel később.)
Edison ezzel szemben a távírós tapasztalatait felhasználva, viaszhengerbe mélyírással rögzítette a hangrezgéseket. A fonográf szabadalmi bejegyzéseit tíz évvel kapott szabadalmi jogot E. Berliner gramafonja. A gramafon kifejlesztésének célja az volt, hogy a zenét széles népréteghez eljuttassa. Ötévi munkával dolgozta ki a galvanoplasztikai sokszorosítás elvét és talált rá a shellakkra (A shellakk – egy indiai bogár a lakktetű váladékából származik, a műgyanták megjelenéséig igen elterjedt volt, fa politúr készült belőle és más, pl. a pecsétviasz – „spanyolviasz” összetevője), mint erre a célra megfelelő anyagra, amelyből olcsó és jó minőségű hanglemez préselhető. Az első hanglemezek egyoldalas lemezek voltak. 1904-ben a Lipcsei vásáron mutatták be a megfordítható hanglemezt (Odeon), amellyel meg duplázódott a játék idő.
A század 20-as éveiben a rádió elterjedése a hanglemez iparra is nagyhatással volt. A Bell-laboratóriumban elektromechanikai hangrögzítő eljárást fejlesztettek ki – eddig tisztán mechanikus hangrögzítést alkalmaztak – mikrofonnal, erősítővel és elektromos lemezvágó géppel. A felvételek mind dinamikában mind torzításban nagyságrendekkel felülmúlta elődeit. A hozzá kifejlesztett lemezjátszó akkor még túl drága volt. Az eljárás már a 20 évek közepétől kezdett elterjedni bár a gazdasági világválság visszavetette az egész hanglemez ipart. 1934-ben az RCA cég jelentkezett egy olcsó lejátszó berendezéssel, és a válság végére a hanglemezgyártás is ismét fellendülőben volt. A 30-as évek végére meghonosodott a Hi- Fi (High – Fidelity, magas hanghűség, amelyet a Németek 1973-ban szabványosítottak is, mint DIN45500) Ez a korábbi 100Hz – 5kHz-ig terjedő átviteli sávot 30Hz – 8kHz-re növelte, de a hangminőség javításának folyamata ezzel elkezdődött. 1936-ban az AEG vállalatnál kifejlesztették a rádió stúdiók számára a Magnetophon nevű mágneses hangrögzítő berendezést, amely a későbbi hanglemez gyártás fontos eszközévé vált. A második világháború alatt a Siemens kutatói kifejlesztették a viaszlemezről ezüstözéssel történő matrica készítés technológiáját. Még 31-ben az RCA kezdte el fejleszteni de, 1948-ban az amerikai Columbia lemezgyár mutatta be új termékét, az úgynevezett hosszanjátszó – LP (LongPlay) lemezt, amely 33⅓ fordulat / perc forgás mellett több mint 25 perc játékidőt engedett meg a korábbi 78-as fordulatú shellakk lemezek 4 perces játékidejével szemben. A fejlesztést természetesen magyar származású Goldmark Péter dolgozta ki 1906-ban Budapesten született. A kifejlesztés célja az volt, hogy legalább 11 percre bővítsék a játékidőt, mert ennyi idő kellett 1000 láb hosszú 35mm-es mozifilm lejátszásához (24 képkocka / másodperc). A lemezek átmérője ekkor még nem volt szabványos 10 és 16 inch közötti lehetett, ez később szabványosodott 12 hűvejkben (30cm). A 30cm átmérőjű lemez játék ideje, - a két oldalán lejátszva - adta a 45 perc játékidőt. A barázda szélessége 45µm (az üres barázda 50µm széles), a mélysége 20µm. (A mono lemezeké 25µm) 1949-ben az RCA Victor bemutatta a saját mikrobarázdás lemezét amely 45 fordulat/perc sebességgel játszható. A két gyár 1950-ben megegyezett és átvette egymás technológiáját, és így mindkettő elterjedt. A hosszabb zenei műsorokat a nagyobb és 33⅓ fordulatú lemezen jelentették meg, míg a szórakoztató sláger zenei műsorokat a 45 ford./perc lemezeken adtak ki. A 45 fordulat/perces lemezek többnyire kisátmérőjű – kislemezek, 10 inches átmérővel. A hangminőség növelésének igénye megteremtette a sztereó lemezt melyet 1954-ben az EMI stúdiójában fejlesztettek ki. Elterjedése azonban csak 1958-tól valósult meg. A sztereó felvételt úgy érik el, hogy a mélyírást és az oldalírást egyszerre alkalmazza, bár nem 0-90o-os elgondolás szerint mert ezzel nem valósítható meg a mindkét csatorna egyforma jó hangátvitele, így a rendszert 45o-al elforgatva adja a ma használatos sztereórögzítést. A sztereórögzítésnél a belső fala adja a bal oldali csatorna hangját, míg a külső oldala a barázdának adja a jobb oldali hangcsatorna jelét. Az ötvenes évek végétől, a hatvanas évek elején több a minőséget javító megoldás született. A vágáshoz hélium hűtésű vágófejet alkalmaztak amivel a magas hangokat mélyebben lehetett a lemezbe vágni. A korábbi vágófejeknél korlátozni kellett a magas hangokat mert a vágófej tekercsét leégette, mert nem tudott úgy-akkorát mozdulni, ahogyan azt a rögzíteni kívánt jel megkövetelte. A lejátszáskor elliptikus tűket kezdtek alkalmazni, amely jobban követte a barázdák mintáit, és a lejátszó fej olyan hangkarba került, amely a tű nyomóerejét 2gramm körülire mérsékelte. Ezzel egyrészt kímélte a lemezt, mert az nem kopott olyan mértékben – így többször is jó minőségű lejátszást tett lehetővé, másrészt a barázdák finomabb mozgását is lekövethetővé tette, ezzel a magasabb frekvenciák lejátszása vált lehetővé. Később a további hangminőség javítást a fél illetve harmadsebességű vágás használatával érték el. A hetvenes évek elején megjelentek a Quadrophone (CD4, négy csatornás) lemezek amelyekkel a felső határfrekvencia 50kHz-re tolódott ki.
A lemezek anyagaként olyan kompozit anyagot alkalmaztak, amely később öregedett, és antisztatikus hatású volt (RCA Dynaflex, Q-540). A lemezek lejátszhatóságát ugyanis nagyban rontja, hogy a rárakodó port a lejátszáskor a tű mintegy bele szántja a barázdába, ahonnan az immár eltávolíthatatlan lesz. A tű ugyanis a nagyon apró helyre koncentrált erő és súrlódás következtében megolvasztja kis mértékben a barázda felületét, amelybe az ott ragadt por beleolvad eltorzítva annak alakját és így örökre eltorzítva a zenét is. A lemezek lejátszásakor a lemezek feltöltődnek statikus elektromossággal miáltal a levegőben lévő port mágnesként magukhoz vonzzák. Ezért amúgy szokásos lejátszás előtt a lemezt antisztatizálni. Ennek egyszerűbb megoldása a grafit vagy más vezető szálas kefével a lemez felületét végig simítani, illetve portalanítani is egyúttal. A bonyolultabb megoldásban lemezmosást alkalmaznak ez antisztatizál is és a tárolás során rákerült portól is, megszabadítja a lemezt. (részletesebben lásd. a lemez tisztítása résznél.)
A hangminőséget tovább igyekeztek javítani, a direkt fém master lemezvágásával. Illetve elektronikus úton a zajcsökkentő rendszerek alkalmazásával. Ilyen zajcsökkentő rendszert dolgozott ki a Dolby-laboratórium Dolby valamint más fejlesztésekben az NR, CX, DBX zajcsökkentés vált elterjedté. Sok lejátszó fej gyártó tovább fejlesztette és tökéletesítette a lejátszó tű alakját, a még jobb követés érdekében. Eredetileg a lemezek 160 … 180grammosak voltak, később anyagtakarékosságból bevezették a 130grammos lemezek használatát amit a címkék variálásával tovább 90grammra is redukálhatták. A későbbi direkt Hi-Fi igényeket kielégítő kiadványok 160, 180 vagy 200 grammos lemezekre kerültek.