Ống trụ bằng sắp là thiết bị thu âm đầu tiên được sản xuất do mục đích thương mại. Quá trình này dựa trên nguyên lý do Edison phát minh nắm 1877. Bằng cách quấn cac1 lá chiếc quanh ống trụ, và nhờ một mũi kim dao động theo các rung động của âm thanh tạo ra các đường rãnh có độ sâu khác nhau trên các thiếc ông đã ghi lại được bài hát “Mary had a little lamb”. Và bằng cách sử dụng một cây kim và màng rung (diaphragm), Edison đã tái hiện được bản thu âm.

Khi tiến hành nghiên cứu bóng đèn điện Edison đã quên mất phát minh này của ông đến vài năm. Chỉ sau đó, khi ông lấy lại niềm say mê với việc tái hiện âm thanh, ông mới phát minh ra ống hình trụ hàng loạt bằng cách tạo ra một khuôn đúc hình trụ nguyên khối của hình trụ gốc thông qua phương pháp mạ điện. Năm 1887, Emile Berliner, người Mỹ, đã phát minh ra một thiết bị có thể ghi lại các rung động của âm thanh trên đĩa kẽm thay vì trên các ống quay hình trụ. Thiết bị được gọi là máy thu âm. Thiết bị tạo ra các đường rãnh trên mặt phẳng của đĩa. Âm thanh thay sẽ được ghi lại qua các đường rãnh hình xoáy ốc có độ sâu không đổi trên một đĩa phẳng. Berliner gọi loại đĩa này là đĩa ghi âm. Các đĩa thu âm thời kỳ đầu và ống quay hình trụ có khả năng tạo ra âm thanh với chất lượng tương tự nhau, mặc dù về mặt lý thuyết, các ống quay hình trụ của Edison có thời lượng ghi/phát từ 2 hoặc 4 phút, thu với tốc độ 160 vòng/phút. Còn đĩa của Berliner chạy với tốc độ 60 vòng/phút trong thời gian 2 phút. Tất cả chỉ đủ sức ghi lại một bản nhạc duy nhất! Việc ghi lại âm và phát âm được thực hiện hoàn toàn bằng cơ học với sự hiện diện của chiếc kèn kim loại to tướng và bóng loáng. Khi ghi âm, chiếc kèn có nhiệm vụ “gom” âm thanh lại để tạo nên áp suất lớn cho kim ghi có thể ghi được. Ngược lại, khi ph1t âm, người ta lại phải dùng chiếc kèn theo hướng ngược lại để khuếch đại âm thanh lên mức có thể nghe được.

Đĩa hát thâm nhập thị trường

Năm 1887, Edison vẫn tiếp tục triển khai quá trình sản xuất hàng loạt các máy hát ống quay hình trụ. Quá trình này kéo dài cho đến tận năm 1990 khi ông sử dung một loại sáp mà khi cho vào khuôn có thể co lại lúc nguội, giúp lấy ra dễ dàng. Năm 1894, công ty máy hát American Gramophone và Columbia đã sáp nhập làm một để hình thành nên công ty thu âm Columbia (Columbia Record Company). Trong lúc đó, công ty sản xuất máy hát của Berliner cũng bắt đầu đưa ra thụ trường loại đĩa một mặt đường kính 7inch, tốc độ 70vo2ng/phút với giá 50cent. Cả hau loại máy hát ống quay hình trụ và máy hát đĩa đều được vận hành từ nhiều nguồn năng lượng khác nhau, từ cơ quay tay, dùng bàn đạp cho đến vận hành bằng lò xo và các động cơ điện chạy ắc-quy.

Mặc dù ống quay hình trụ và đĩa hát cùng tồn tại song song trong suốt thập kỷ đầu tiên của thể lỷ 20 nhưng có thể nhận thấy đĩa hát dễ đưa vào sản xuất hàng loạt hơn. Cho đến năm 1913, đĩa hát trở nên thắng thế và máy hát ống quay hình trụ không còn được tiếp tục sản xuất. Nhạc dance trở nên thịnh hành, các dân nhạc mau chóng được hình thành để đáp ứng nhu cầu. Edison lại bắt tay vào thiết kế cho loại đĩa dày dành cho nghe nhạc khiêu vũ có rãnh điều chỉnh theo phương hướng thằng đứng, quay 80 vòng/phút. Các nàh sản xuất khác cũng sản xuất đĩa hát có tốc độ quay 78 vòng/phút, với các thể loại rất đa dạng phù hợp với mọi thị hiếu như nhạc cổ điển, nhạc jazz, nhạc khiêu vũ, hoặc các màn trình diễn của các ca sĩ thời đó như Harry Lauder. Khi chiến tranh Thế giới thứ nhất kết thúc vào năm 1918, ngành công nghiệp sản xuất đĩa hát thực sự cất cánh. Ngay năm tiếp theo, công ty Victor đã cho ra đời đĩa nhạc pop đầu tiên được bán với số lượng trên một triệu bản (đĩa “Dardanella” do dàn nhạc Ben Selvin trình bày). Đến năm 192, âm nhạc đĩa hát đã trở thành loại hình giải trí phổ biến nhất tại Mỹ.

Cuột suy thoái kinh tế năm 1923 đã gây ảnh hưởng nặng nề đến hai công ty ghi âm Columbia và Victor. Tuy nhiên, công ty Western Electric, cùng với hai tên tuổi khác là AT&T và Bell Labs đã đưa ra một hệ thống thu âm chạy đèn điện tử, tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực thu âm. Lúc đó, Microphone có thể thay thế cho các kèn thu âm thanh, nhờ vậy cũng tạo nên một bước đột phá lớn cho chất lượng của các bản thu âm. Các đĩa hát được sản xuất ra có hai mặt và mỗi mặt chơi được với thời lượng 5 phút.

Vào năm 1925 tại Mỹ, tốc độ của đĩa hát được chuẩn hóa là 78,26 vòng/phút. Tiêu chuẩn này được tạo ra căn cứ theo chuẩn thời bấy giờ về vòng quay của môtơ điện (3.600 vòng/phút) và bộ giảm tốc 46-1 (3.600/46 = 78,26) để quay mâm đĩa.

Những chiếc đĩa thương mại đầu tiên thời kỳ này được làm từ một hõn hợp chất liệu tự nhiên gọi là shellac, bao gồm nhựa cánh kiến Ấn Độ trộn với một số sợi xen-lu-lô khác. Đến năm 1930, chất liệu tự nhiên shellac được thay thế bằng nhựa tổng hợp, nhưng chất liệu mới vẫn có nhược điểm là gây tiếng ồn, gòn và dễ vỡ hơn shellac.

Thế chiến II dường như kéo cả các nghệ sĩ biểu diễn vào cuộc, và công nghiệp sản xuất máy hát cũng bị đình trệ. Nhưng ngay cả khi cuộc chiến vừa kết thúc, ngày này lại mau chóng phát triển cùng với những tiến bộ trong công nghệ sản xuất. Năm 1913, RCA đã tiến hành mộ số nghiên cứu tìm loại chất liệu mới cho đĩa hát, sử dụng nhựa vinyl “vitrolac” có thể ghi ở tốc độ 33,3 vòng/pút. Tuy vậy, loại đĩa này không thể thay thế cho loại đĩa 78 vòng đang phổ biến mặc dù được đánh giá cao về âm nhiễu về mặt thấp và độ đàn hồi lớn. Cũng như vậy, chất Shellac không còn được phổ biến nên các đĩa hát 78 vòng lại được sản xuất tự chất liệu vinyl.
Năm 1948, hãng Columbia Records cho ra mắt đĩa rãnh siêu nhỏ đường kinh “12” từ chất liệu vinul, tốc độ 33,3 vòng/phút, với loại đĩa này, khả năng ghi âm được kéo dài hơn trước nhiều, do đó người ta gọi chúng là Long-Play (viết tắt là LP, và bây giờ ta vẫn gọi đĩa than là LP). Không thể dễ bị qua mặt như vậy, một năm sau đó, RCA cũng giới thiệu loại đĩa đơn 45 vòng/phút. Đây chính là bược ngoặt lớn khi một đĩa 45 vòng có thể lưu trữ một lượng thông tin tương đương một đĩa 78 vòng đường kính “12”. Chưa kể đến loại đĩa này lại hẹ hơn và bền  hơn. Các đĩa đơn sản xuất tại Mỹ có đường kính vòng tròn tâm là 1inch, đòi hỏi phải có một bánh nhựa tròn làm tương thích mới có thể chơi trên trục quay theo chuẩn Anh Quốc. Phần lớn các máy hát tự động có nguồn gốc từ Mỹ nên các đĩa hát nhãn hiệu Anh đều có tâm có thể mở rộng để phù hợp với các trục quay loại này.

Thời hoàng kim của đĩa hát 45 vòng/phút song song cùng kỷ nguyên của nhạc rock-and-roll. Các đĩa đơn 45 vòng có giá thành thấp và dễ kiếm nên giới trẻ có thể tìm về chơi trên các máy hát loại Dansettse trong phòng ngủ. Còn với những người lớn tuôi sẽ rất thích hợp với các máy hát có radio đặc trong phòng cách. Bước tiến mới trong chất lượng âm thanh của đĩa LP cùng với thùng gỗ rộng của các máy hát có radio đã mở ra sự ra đời của kỷ nguyên hi-fi, tạo thách thức mới trong ngành công nghiệp thu âm.

Từ Mono đến Stereo

Các phiên bản máy quay đĩa có độ trung thực cao trở nên phổ biến cuối những năm 50. Đó chíh là những hệ thống hi-fi tích hợp đầu tiên mặc dù mới chỉ là mono. Tuy nhiên, các sản phẩm này chịu ảnh hưởng bởi nghiên cứu của kỹ sư Alan Blumlein về âm thanh hai chiều – binaural cho các rạp chiếu phim từ hồi năm 1930.

Blulein nhận thức được rằng hai kênh âm thanh có thể bổ sung thêm một chiều đặc biệt cho âm thanh tái tạo nhưng một hệ thống âm thanh sản xuất theo mục đích thương lại muốn làm được cần phải nâng cấp. Trở lại năm 1931, Blumleil đã phát minh ra một hệ thống có thể thu âm hai kênh vào một đường rãnh của đĩa hát được thu ớ gốc 45 độ, tạo ra một tín hiệu tổng và chênh lệch phòng stereo. Lợi ích lớn nhất của phát minh này là các máy hát mono đang được sử dụng sẽ nhận tín hiệu tổng và chơi cả hai kênh qua loa. CHính vì vậy, hệ thống có thể tương thích với thiết bị mono. Lúc đó, EMI, tập đoàn Blumlein làm việc không đoái hoài gì đến phát minh của anh. Cho đến năm 1955, hãng Decca (Anh) nổ lực phát minh một hệ thống mới với tên gọi “stereophonic sound”. Và mặc dù không thành công nhưng nghiên cứu này đã trở thành gợi ý cho EMI thử nghiệm ý tưởng đó một lần nữa vào tháng 4 năm 1955. Malcom Sargent đã tiến hành hàng loạt các thí nghiệm ở phòng thu Abbay Road và cho ra đời các đĩa LP âm stereo đầu tiên năm 1958. Thập kỷ 60 đã chứng kiến sự ra đời của các “nhãn hiệu hi-fi” và các tên tuổi như Quad, Leak. Các hãng này cạnh tranh với các này cạnh tranh với các nhãn hiệu như Trio (một chi nhánh của Kenwood-Nhật Bản) và Fisher, Scott của Mỹ. Na8m1963, Leak giới thiệu các ampli transistor stereo đầu tiên mang tên Stereo 30. Hãng Leak tuyên bố ràng các thiết bi transistor của họ có chất lượng âm thanh hay đến từng chi tiết, không thua kém gì các ampli đèn. Tuy nhiên các mẫu thiết kế bán dẫn thời kỳ đầu đó không phải lúc nào cũng được đánh giá cao về chất lượng âm thanh, và ngay cả các thiết kế bị về sau này cũng vậy.

Âm thanh trung thực 4 chiều

Công nghệ thiết kế các đĩa ghi âm bốn chiều được công bố vào năm 1971. Quá trình này cho phép ghi lại 4 loại tín hiệu âm thanh riêng rẽ lên đĩa LP và đòi hỏi ứng dụng nhiều phương pháp kỹ thuật. Một phương pháp là thu lại 4 kênh âm thanh bằng cách lập ma trận điện tử các kênh thành hai kênh. Khi các đĩa ghi âm được chơi, các mạch trong ampli có thể giải mã các tín hiệu trở thành tín hiệu 4 kênh. Có hai hệ thống ghi đĩa 4 chiều ứng dụng ma trận chính: hệ thống SQ của CBS và hệ thống SQ của Sansui. Một định dạng khác là CD-4 do RCA sản xuất lại mã hóa thông tin của kênh sau (rear) trên một dải sóng siêu âm. Quá trình này cần có một đầu cartridge dải thông đặc biệt để tiếp nhận thông tin. Tuy nhiên, thông tin dải tần cao sẽ bị mờ đi sau một vài lần nghe, cho thấy định dạng CD-4 tỏ ra kém hiệu quả hơn hai định dạng ma trận. Tất cả  các định dạng này đều không mấy thành công khi đưa vào sản xuất cho mục đích thương mại nhưng lại chính là tiền thân của các hệ thống âm thanh surround sau này, ví dụ như định dạng SACD đa kênh và hệ thống rạp hát tại gia chúng ta thấy ngày nay.

Vào cuối những năm 1970, phương thức ghi âm “trực tiếp” vào đĩa được giới thiệu bởi một số hãng chẳng hạn như hãng Sheffield Labs. Các đĩa cực đắt này chỉ dành bán cho một tầng lớp dân chơi âm thanh nhỏ, những người không thích sử dụng băng từ do có thiện cảm với lối chuyển tải âm thanh chất lượng cao của đĩa ghi âm gốc. Đĩa “Dark Side of the Moon” của hãng Mobile Fidelity Sound Lab được thu với công nghệ “trực tiếp” này là loại đĩa đắt tiền và hiện đại nhất thời đó.
Đầu những năm 1980, các đĩa mã hóa DBX xuất hiện. Loại đĩa này lại không tương thích với các hệ thống hi-fi thông thường bởi chúng đòi hỏi phần mềm DBX tinh vì để xử lý âm nhiễu. Phần mềm này chủ yếu dùng để giảm tối đa các âm nhiễu trong quá trình tái tạo âm thanh và tăng phạm vi động. Một phần mềm tương tư và ít bền hơn gọi là CX cũng được ứng dụng , do CBS thiết kế.

Cũng vào cuối những ăm 1970 và đầu những năm 1980, một phương thức làm tăng dải động cho các đĩa sản xuất hàng loạt đã ra đời, sử dụng thiết bị cắt đĩa cực kỳ cao cấp. Các phần mềm này xuất hiện trên thị trường với tên gọi CBS Discomputer và Teldec Direct Metal Mastering, được dùng để giảm nhiễu âm của các rãnh đĩa. Việc các phần mềm này có thành công hay không vẫn đang là đề tài gây tranh cãi trong giới chơi âm thanh vinyl cao cấp ngày nay.

Đĩa vinyl vẫn là phương tiện ghi âm khởi đầu, và phát triển song song với nó vào những năm 60-70 là băng cối 2 kênh “reel to reel”. Cho đến những năm 70, định dạng băng cassette của Philips đã giành được phần thắng so với LP và băng cối do tính tiện lợi và nhỏ bé của nó trong lĩnh vực giải trí gia đình. Mặc dù vậy, chất lượng âm thanh của cassette chưa thể sánh bằng các đĩa LP vinyl được sản xuất công phu. Phải mãi đến những năm 1980, đĩa com-pact disc ra đời đã chứng minh sự tiện dụng và chất lượng tuyệt vời của chúng và mau chóng thay thế đĩa LP.

Vinyl đã đến hồi cáo chung

Cho đến thời điểm hiện nay, đĩa CD đã hoàn toàn thay thế đĩa vinyl trong việc chuyển tải âm nhạc trên góc độ đại chúng. Thế nhưng vài năm trở lại đây nh74ng nghiên cứu sâu hơn trong định dạng digital như công nghệ SACD, Blu-Ray lại có vẻ đang đưa đĩa CD trở thành một “định dạng lôi thôi”.

Hiện tại trong giới yêu nhạc vận đang tồn tại sự tranh luận gay gắt về chất lượng “thiên bẩm” của quá trình thu âm analog và các dải tần cao không thể nghe thấy có thể mang lại lợi ích cho chiều sâu, độ trong sáng, và tính không gian của âm thanh. Và cuộc tranh luận về tính trung thực, độ hấp dẫn của âm thanh từ đĩa than LP hay từ đĩa CD vẫn đang làm tốn biết bao giấy mực… Thế nhưng, bỏ qua các nhược điểm như dễ trầy xước, dễ mòn, phạm vi dải động hạn hẹp, bạn sẽ thấy một đĩa vinyl chất lượn cao được chơi trong một hệ thống âm thanh tốt vẫn cho màn trình diễn âm thanh tuyệt vời không kém gì âm thanh kỹ thuật số, thậm chí theo nhiều người, lại có những phần hơn hẳn. Vì thế bạn chớ nên vội vã chia tay với bộ sưu tập LP. Có rất nhiều người chia sẻ với chúng tôi quan điểm này. Bằng chứng rõ ràng nhất là sang đến những năm đầu thế kỷ 21 này, số lượng đĩa than bán được lại có xu hướng tăng lên. Tất nhiên không phải do tất cả mọi người, nhưng đĩa vinyl sẽ có bước tiếng ổn định và sẽ trở thành định dạng âm thanh “độc đáo” nhất cho những tay chơi âm thanh cả giởi trẻ và người cao tuổi.