Вполне естественно, что разработка бытовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) в области низких частот, как и любая другая отрасль радиоэлектроники, основывается на общих как теоретических, так и практических разработках в области радиотехники.
К основным из теоретических и практических разработок и изобретений, легших в основу появления как базовых элементов, так и готовых конструкций и изделий БРЭА, можно отнести:
- Изобретение 3 июня 1875 г магнитного микрофона шотландским изобретателем Александером Грейамом Беллом [1847-1922], а также получение им в период 1884-1886 гг ряда патентов в области записи и воспроизведения звука.
- Предоставление 3 апреля 1877 г французским поэтом, музыкантом и ученым Ш.Кро [1842-1888] Французской академии своего доклада - "Процесс записи и воспроизведения явлений, воспринимаемых слухом".
- Изобретение американцем Томасом Алвой Эдисоном [1847-1931] 13 августа 1877 г фоновалика, вошедшего в историю как "Звуконоситель фонографа Эдисона", на котором была записана первая в мире фонограмма. Эдисон интересовался этой проблемой из-за частичной потери своего слуха. От обернул цилиндр станиолем, утановил вплотную к ним иглу, с помощью рукоятки привел цилиндр во вращение и в рупор, подсоединенный к игле, прокричал детские стихи: "У нашей Мэри есть маленькая овечка" и опять приведя цилиндр во вращение - из рупора услышал разборчиво свой голос. Через 10 лет он доработал свой фонограф и в 1888 г записал на фонограмму игру 12-и летнего пианиста Джозефа Гофманна. Впоследствии Эдисоном был изобретен угольный микрофон (1889 г), создан прототип диктофона и др. устройств БРЭА.
- Создание в 1888 г немецким инженером Эмилем Берлинером [1851-1929] первой граммофонной пластинки (цинковый диск, покрытый тонким слоем воска) и аппарата для воспроизведения звука - граммофона (позднее, его портативный вариант был назван патефоном). "Диск Берлинера" позволял снимать с него металлическую копию-матрицу (1903 г) для массового производства граммпластинок методом штамповки: вначале из целлулоида, затем - из эбонита и каучука, а позднее - из шеллачных смол - винилита (первая в мире граммпластинка, сделанная Берлинером, хранится в Национальном музее США в Вашингтоне).
- Изобретение в 1898 г англичанином Оливером Джозефом Лоджем [1851-1940] громкоговорителя, основанного на изобретении его составной части - колебательного механизма (патент от 1877 г немецкого электротехника и предпринимателя Эрнста Вернера Сименса [1816-1892], вошедшего в историю и как организатора крупных концернов: "Сименс и Гальске" и "Сименс и Шуккерт").
- Изобретения американца Ли де Фореста [1873-1961]: в 1906 г - триода и позже, на его основе, лампового детектора и усилителя ("аудион Ф"), а в 1916 г - системы звукозаписи ("фонофильм").
В 1890 г предприниматель Джонсон открыл в городке Камдена (шт.Нью-Джерси, США) небольшую механическую мастерскую по производству граммпластинок и фонографов (впоследствии переросшую в крупнейший концерн "PCA Victor" - сфера интересов Берлинера и Джонсона). В конце 19-го - начале 20-го веков создаются компании и фирмы по производству граммофонов и патефонов: в США - "Columbia" (сфера интересов Белла и Тэйнтера) и "Edison", "Pathe" (Франция), "His Master's Voice" (Великобритания) и "La voce del Padrone" (Италия). В 1901-1902 годах английским акционерным обществом "Граммофон" в Риге открывается фабрика по производству граммпластинок.
К началу 20-го века было выпущено около 3 тыс. наименований пластинок общим тиражем свыше 4 млн. экз. (до 1903 г граммпластинки выпускались только односторонние и главным образом с записями декламационно-разговорного жанра, маршей, вальсов, песен и романсов, т.к. инструментальную музыку не позволяло производить техническое несовершенство записи).
В 1903 г в США и Великобритании появились двухсторонние диски пластинок.
В 1907 г в Париже граммпластинки с записями выдающихся певцов Ф.Таманьо, Э.Карузо и А.Патти были торжественно помещены в оцинкованные герметические футляры для сохранения (было принято решение об их вскрытии через 100 лет - что должно произойти в 2007 г).
С годами, скорость вращения диска у проигрывающих аппаратов изменялась от 90-100 об/мин до 76-80 об/мин. В 1925 г в мире был принят единый стандарт - 78 об/мин. Запись на диск производилась по т.н. методу поперечно-глубинной записи.
Тем не менее промышленность по производству граммпластинок была на пороге выдающихся достижений, которые вывели выпускаемую ею развлекательную аппаратуру далеко вперед по сравнению с громоздкой пластинкой, рассчитанной на 78 об/мин и тяжелыми звукоснимателями со стальными иглами. Специалисты этой отрасли поняли, что более легкий звукосниматель позволит уменьшить износ пластинок и улучшить качество работы. И поэтому, соединив иглу с биморфным пьезоэлементом из кристалла сегнетовой соли, изготовители выпустили к концу 30-х годов на рынок целый ряд кристаллических (корундовых) звукоснимателей, позволяющих снимать с пластинки сигналы при нажиме 28-56 грамм.
В 30-е годы вместе с корундовыми звукоснимателями появились и регуляторы тембра звука.
Уже начиная с 30-х годов инженеры стремились к трем вещам: более достоверному воспроизведению, более долгоиграющим пластинкам и к более реалистичному звуку. Так например, английский изобретатель Блюмлейн и исследователи американской фирмы "Bell Telephone Laboratories" (под руководством д-ра Флетчера) почти одновременно продемонстрировали в 1933 г стереофоническое воспроизведение звука головными телефонами, в основе которого лежало воспроизведение "бинаурального" звука. Так например, 25 апреля в Вашингтоне в зале Конституции воспроизводился концерт филадельфийского оркестра, транслируемый из музыкальной академии в Филадельфии с использованием трехканальной системы. Правда, следует отметить, что в книге Оффенхаузера есть упоминание о том, что еще якобы в 1881 г в Парижской опере применялись два отдельных микрофонных и телефонных канала.
В дальнейшем система стереофонии улучшалась многими исследователями. Например, американец В.Сноу в 1936 г получил патент на использование группы громкоговорителей, из которых высокочастотные размещались в центре, а низкочастотные - на краях. Чуть позднее, американец Б.Богерт зарегистрировал свое изобретение на использование дополнительного третьего канала, от которого сигнал через цепь задержек подавался на громкоговоритель, расположенный в середине.
В апреле 1941 г в американском журнале "Electronics" был описан метод получения стереофонической записи на обыкновенной пластинке: запись двух полос - одной по внешнему, а другой по внутреннему краю канавки - производились при помощи двух режущих головок. А воспроизведение звука осуществлялось двумя звукоснимателями. Двумя годами позже в этом же журнале была предложена схема, при помоши которой можно было разделить звуковой сигнал на высокие и низкие частоты, для того чтобы создать иллюзию стереофонии (т.н. псевдостереофония).
В 1941 г основатель компании "Electro-Voice" Альберт Кан (его радиолюб. позывные, начиная с 1921 г и - в течении жизни: 9BBI, op.HV1CN, J37M, G5BBF, GW5BBF, K4FM/KL7, K4FM/V4, W8DVS, XE0DUS) [1906-?] изобретает дифференциальный микрофон с подавлением шумов.
В ноябре 1945 г Пол В.Клипш опубликовал специальную схему для возбуждения высочастотного и низкочастотного громкоговорителей от одного усилителя (неравномерность характеристики в которой не превышала 2 дБ в пределах от 30 до 10000 Гц).
В марте 1945 г американская фирма "RCA" выпустила проигрыватель с автоматической сменой пластинок, работавший со скоростью 45 об/мин и при производстве которых был использован для стереофонической записи метод 45/45 (один канал записывался на внутренней стенке канавки при движении под углом в 45 град., а другой - на наружной при движении также под углом в 45 град.). Однако качество большинства этих первых стереопластинок было плохим, т.к. имелись механические дефекты, которые сказывались на появление перекрестных связей между каналами (метод 45/45 полностью вытеснил поперечно-глубинной метод записи только в 1957 г).
Тем временем отрасль, выпускающая аппаратуру для воспроизведения граммзаписей, была на пороге революционных изменений. В июне 1948 г сотрудники американской фирмы "Columbia Broadcasting System Laboratories" Питер Голдмарк, Рин Спенванджерс и Уильям Бахман сообщили о создании новой долгоиграющей пластинки. Этот диск, рассчитанный на скорость воспроизведения 33 1/3 об/мин, мог звучать до 50 мин, тогда как время звучания пластинки, рассчитанной на скорость 78 об/мин, составляло только 8 мин (канавки новой пластинки имели ширину 66 мкм, а у пластинки на 78 об/мин - 150 мкм; радиус канавки был 5 мкм против 38, т.е. эта долгоиграющая пластинка содержала в среднем 10,2 дорожки/мм по сравнению с 4 дорожками/мм у обычной пластинки). Ключом к успеху оказалось использование винилитового пластика, нового эффективного и лeгкого тонарма, а также усовершенствования в механизме привода проигрывателя.
Следует отметить, что такие долгоиграющие пластинки выпускались и ранее (в начале 30-х гг - для нужд военного ведомства и для озвучивания кино), но не смогли в то время дойти до массового потребителя из-за сложности нарезки канавки с достаточно малым шагом и возникшими проблемами по шумам и искажениям.
Определенные усовершенствования и нововведения были сделаны в схемах и конструкциях самих электропроигрывателей и усилителей (в основном - благодаря появления транзисторов), микрофонов и динамических громкоговорителей (благодаря внедрению новых технологий и материалов).
Впечатляющие успехи были достигнуты в совершенствовании аппаратуры записи на магнитную ленту. Так например, в июне 1955 г фирма "RCA" сообщила о создании экспериментального цветного видеомагнитофона.
Резко продолжало возрастать и производство бытовых звуковых магнитофонов (например, только в США - с 255 тыс. в 1954 г до 700 тыс. в 1959 г).
Радикальное улучшение качества записи и воспроизведения звука и выпуска соответствующей БРЭА и ее основных компонентов и узлов способствовало, в свою очередь, развитию контрольно-измерительной аппаратуры. Но это уже другая история ...