Începuturile înregistrărilor sonore datează din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, deși generarea mecanică a unei serii de sunete a fost posibilă încă din antichitate. Înregistrarea sonoră reprezintă modalitatea de a procesa un semnal sonor astfel încât să se pemită păstrarea acestuia pentru a fi redat la un moment ulterior. Începând cu prima înregistrare a sunetului și până în zilele noastre au avut loc progrese remarcabile în ceea ce privește calitatea sunetului și durata de folosire a materialului pe care este păstrat. Dar pentru a se ajunge la o astfel de dezvoltare a fost nevoie de munca îndelungată a oamenilor de știință care și-au propus să capteze sunetul pentru ca mai apoi alți oameni să-l poată auzi.

Aparatele din perioada de pionierat a înregistrărilor au evoluat, începând cu fonoautografele care înregistrau vibrațiile pe sticlă afumată, trecând prin fonograful lui Edison, grafofonul lui Tainter, care înregistra pe discuri acoperite cu ceară, fonograful lui Berliner, care folosea discuri matrițate, până la telegrafonul lui Poulsen, primul aparat care realiza înregistrări magnetice. Aceste suporturi sunt foarte fragile, păstrarea lor și recuperarea înregistrărilor de pe ele ridică probleme, însă valoarea lor din punct de vedere istoric este foarte mare.

Primele încercări de redare a sunetului Reproducerea vocii și a sunetelor ambientale a suscitat imaginația scriitorilor și a oamenilor de știință încă din secolul al XVI-lea. Panurge, un erou al scriitorului François Rabelais, a ascultat „strigătele și zgomotele unei bătălii navale” după ce, captive în gheață, acestea s-au dezghețat. Baronul Münchhausen credea că poate păstra sunetele într-un corn de vânătoare, iar fizicianul italian Gianbatista della Porta susținea că sunetele pot fi sigilate în tuburi de plumb.Mucica, pag. 102. O legendă chinezească povestește cum o femeie cu o voce foarte frumoasă a cântat într-un tub de bambus care a fost mai apoi sigilat. Peste generații, tubul a fost deschis, iar sunetele s-au auzit perfect și în ordine, din păcate pentru o singură dată

În jurul anului 1500 î. Hr., în Theba a fost înălțată o gigantică statuie a lui Memnon, care scotea sunete asemănătoare unei harfe în fiecare zi. Secretul acestui mecanism a fost pierdut în anul 27 d. Hr., când statuia a fost distrusă de un cutremur.

Mai târziu au apărut orologiile mecanice (în Flandra secolului al XIV-lea) flașnetele (în secolul al XV-lea), ceasurile muzicale (în 1598), pianele cu manivelă (în 1805) și cutiile muzicale (în 1815).

În 1860, Herr Faber din Viena a construit un cap vorbitor, care putea reproduce mecanic sunetele vocii umane. Gura păpușii avea buzele și limba din cauciuc care puteau fi controlate pentru a modela sunetul dorit. În gât se afla o rotiță de ventilator cu ajutorul căreia era obținută litera r. Corzile vocale erau simulate printr-un muștiuc, iar gura, de formă ovală, își putea modifica dimensiunile după nevoie. Când „vorbea franțuzește”, păpușa avea un tub atașat de nasul său. Toate aceste mecanisme erau controlate cu repeziciune prin intermediul unor clape, însă rezultatele obținute erau mediocre.

Din 1876 au apărut pianele mecanice, care puteau reproduce o piesă muzicală de lungime variabilă, înscrisă pe un cilindru de hârtie cu perforații. Tehnologia înregistrării pe loc a unei melodii în cazul pianului mecanic a fost dezvoltată abia în 1904.

Mecanismele descrise mai sus puteau reda muzica aflată pe cilindrii respectivi, însă nu puteau înregistra sunete ori voci.

Stabilirea bazelor științifice

În 1806 fizicianul englez Thomas Young a reușit să imprime vibrațiile unui diapazon pe un cilindru rotitor acoperit cu ceară. Totuși, montajul său era destinat măsurării vibrațiilor la o anumită frecvență.

În 1854 Charles Bourseuil, avansa ideea că două diafragme, una acționând asupra unui contact electric, cealaltă vibrând sub influența unui electromagnet, ar putea fi utilizate la transmiterea vocii la distanțe telegrafice. „A se vorbi în fața unei diafragme, astfel încât fiecare vibrație să întrerupă ori să închidă contactul electric, și pulsurile electrice astfel obținute vor face ca cea de-a doua diafragmă să vibreze și astfel să reproducă sunetul transmis”.

În 1857, la Viena, Johann Nepomuk Czermak reușește să fotografieze corzile vocale în acțiune.Mucica, pag. 103

În 1888, americanul Oberlin Smith publica un articol în revista „Electrical World” în care aborda posibilitatea înregistrării magnetice permanete. Ca suport, omul de știință propunea fire de bumbac sau mătase acoperite de praf de oțel sau chiar fire subțiri de oțel.

Aparate de înregistrare a sunetului Fonoautograful lui Edouard-Leon Scott (1857)

Primul aparat pentru înregistrare fonografică, numit fonoautograf, aparține francezului Édouard-Léon Scott de Martinville. Invenția sa a fost patentată pe 25 martie 1857. Prin procedeul său, Scott putea inscripționa vibrațiile sonore pe un anume suport, dar nu le putea reda ulterior.

Aparatul consta dintr-o pâlnie care concentra vibrațiile sonore către o membrană care avea atașat un fir din păr de porc. Firul era mișcat corespunzător vibrațiilor, inscripționând un mediu potrivit. La început, înregistrările se făceau pe sticlă înnegrită cu fum. Versiunile ulterioare ale aparatului au utilizat un cilindru acoperit cu hârtie înnegrită (ca în fotografia alăturată), iar în final au fost inscripționate chiar și role de hârtie.

Fonoautograful a fost utilizat pentru studii în domeniul acusticii. Cu ajutorul său se putea determina frecvența unei note muzicale și se studia vocea umană. Au fost comercializate puține modele de laborator, contra sumei de 500 de franci. Unul dintre aceste exemplare a fost cumpărat de Joseph Henry în 1866 pentru Institutul Smithsonian, unde se află expus și astăzi.

Paleofonul lui Charles Cros (1877)

În ziua de 30 aprilie 1877, inventatorul francez Charles Cros a depus la Secretariatul Academiei de Științe din Paris un plic sigilat în care se afla descrierea procesului de înregistrare și reproducere a sunetelor audibile. Această scrisoare a fost citită abia în sesiunea de deschidere a lucrărilor Academiei, pe data de 3 decembrie 1877, însă la acea dată Edison își făcuse deja publică invenția fonografului.

Aparatul descris (paleofonul) semăna în construcție și modalitatea înregistrării cu un fonoautograf Scott: o pâlnie care captează sunetul este acoperită la capăt de o membrană ce are un ac atașat în mijlocul ei. Vibrațiile sunt înregistrare — de data aceasta — pe un disc plat (înnegrit cu fum) și nu pe un cilindru.

Pentru a depăși limitările tehnice ale fonoautografului, Cros propunea ca vibrațiile lăsate pe disc să fie copiate în relief sau intaglio, prin procedee fotografice, pe un material de dimensiuni similare însă de rezistență sporită la uzură (ca de exemplu oțelul). Folosind un ac metalic (sau o mică furcă în cazul imprimării în relief) atașat de centrul unei membrane elastice, vibrațiile înscrise în discul de material dur sunt transformate din nou în vibrații sonore de aceeași intensitate și durată, cu condiția ca viteza de rotație la redare să fie aceeași cu cea din timpul înregistrării.

Deși aparatul lui Cros nu a fost niciodată construit, lui îi revine meritul de a fi prima persoană care a sugerat o metodă realizabilă de înregistrare și redare a sunetului.

Fonograful lui Thomas Alva Edison (1877)

Thomas Alva Edison a anunțat lumii inventarea fonografului pe 21 noiembrie 1877. Primele sunete înregistrate au fost versurile poeziei „Mary had a little lamb”, recitate de către inventator. Aparatul său conținea aceleași elemente ca cele ale fonoautografului Scott, însă ca mediu de înregistrare folosea un cilindru spiralat acoperit cu o foiță de cositor (asemănătoare foliei de aluminiu de mai târziu), imprimată în adâncime la viteza de 60 de rotații pe minut. Dezavantajul acestui mediu de stocare era faptul că după câteva ascultări, folia de cositor fie se rupea, fie se toceaPrimul fonograf. Deși încearcă să-și îmbunătățească aparatul, Edison părăsește cercetările în 1879 și se dedică posibilităților de exploatare ale curentului electric.

Pornind de la experimentele lui Edison, în 1878 Frank Lambert încearcă să producă un ceas vorbitor folosind pentru înregistrare un cilindru de plumb. Aparatul său se găsește astăzi la Muzeul Național al Ceasurilor din Columbia, Pennsylvania, împreună cu cilindrul de plumb, care este printre cele mai vechi înregistrări păstrate care pot fi ascultate (e precedată doar de înregistrările pe fonoautograf).

Ulterior progreselor lui Tainter și Berliner, Edison a reluat lucrul la fonograful său în perioada anilor 1886 - 1888, obținând mai multe patente. Noile înregistrări – de data aceasta pe cilindri de ceară – erau mai clare, cu zgomote minime și redare fidelă. Urmează o perioadă de înregistrări experimentale și de orientare către producția în masă a cilindrilor conținând piese muzicale. Din cauza faptului că nu existau încă tehnologii de reproducere a cilindrilor, aceștia erau înregistrați individual. Cântărețul american de culoare George Washington Johnson fusese obligat să cânte melodia sa „The Laughing Coon” de mii de ori (uneori chiar de 50 de ori pe zi) pentru a produce cilindri pentru public.

Grafofonul lui Charles Sumner Tainter (1885)

Charles Sumner Tainter, Chichester Bell și Alexander Graham Bell au început să lucreze la îmbunătățirea fonografului Edison în 1881. În faza discuțiilor, au ajuns la concluzia că lipsa de viabilitate a acestei invenții rezida tocmai în suportul înregistrării. Folia de cositor se uza repede, iar după patru citiri sunetele deveneau neinteligibile.

Prima schiță a proiectului prevedea ca în locul cilindrului de cositor să se afle un disc de ceară, fildeș, cauciuc, celuloid sau lemn moale așezat vertical. Materialul trebuia deci să fie ușor de inscripționat, dar cât mai greu deformabil. În mai și septembrie 1881 au fost construite primele aparate experimentale, cu ajutorul cărora Tainter a descoperit faptul că înregistrările făcute în ceară erau de calitate superioară celor în folii de cositor. Din 8 noiembrie ale aceluiași an s-a păstrat un disc de ceară placată cu cupru, care conține striații laterale.

Perioada cuprinsă între sfârșitul lui 1881 și începutul lui 1882 este bogată în experimente. Tainter încearcă diverse metode de redare a sunetului, precum și diverse compoziții ale suportului pe care se făcea înregistrarea. După o scurtă vacanță, în august 1882 construiește un dispozitiv mecanic care îi va permite să obțină o viteză constantă de rotație a discului.

Până în 1885 va încerca diverse metode de înregistrare și reproducere a sunetelor, căutând în principal să reducă uzura și zgomotele parazite. În primăvara lui 1885 Tainter construiește un aparat care înregistrează sunetul pe fâșii lungi de hârtie acoperită cu ceară. Astfel, constată că trebuie să reducă dimensiunile striațiilor.

Pe 14 mai 1885 a fost terminat un aparat care înregistra sunetele pe un cilindru de hârtie acoperită cu ceară. Cilindrul avea 22,86 cm lungime, 2 cm în diametru, iar grosimea stratului de ceară era de 0,63 cm. Cu o frecvență a striațiilor de 47/cm, cilindrul totaliza 10 minute. În iulie 1885 o a doua mașină înregistra pe un cilindru de 15,24 cm lungime și 2,54 cm în diametru, la frecvența de 59 striații/cm. După ce și-a îmbunătățit aparatul (numit de acum grafofon), în august același an a dat comanda pentru construirea a 6 exemplare, terminate abia în decembrie. Unul dintre acestea se mai păstrează încă la Institutul Smithsonian.

În anii următori au fost perfecționate o serie de elemente: cilindrii de hârtie pe care se aplica ceara (1887), mecanismul de rotire constantă a cilindrului (1887), compoziția cerii (1887 și 1890), procedeul de turnare și șlefuire al cerii, care elimina eventualele bule de aer (1890) etc. Întrucât volumul de redare a sunetului era foarte mic, în 1888 Tainter introduce tuburile pentru ascultat. Aparatele sale încep să fie promovate și vândute ca dictafoane.