Компания Томаса Эдисона представила первый фонограф 12 августа 1877 года. Это было простое механическое устройство: человек говорил в специальный рупор, вибрация голоса приводила к механическим колебаниям мембраны-микрофона, и под воздействием этих колебаний игла двигалась вверх-вниз, записывая звук на цилиндрический носитель. Так появился первый способ вертикальной (или глубинной) звукозаписи. При вертикальном проигрывании, процесс происходит в обратном порядке: игла движется по канавке вверх и вниз, воздействуя на мембрану, которая в свою очередь подает звуковые волны в рупор, и так воспроизводится звук.

В 1895 году, Эмиль Берлинер изобрел граммофон – первое устройство для проигрывания круглых пластинок. Звуковые дорожки на диск наносились с помощью движения иглы из стороны в сторону в горизонтальном положении (т. н. поперечная запись). То есть, глубина звуковой дорожки, в отличие от вертикальной записи, оставалась неизменной. Это позволило добиться лучшего качества звука, чем при вертикальной записи. Граммофонные пластинки взяли на вооружение все крупные студии звукозаписи, и они стали стандартным форматом на многие десятилетия. Также именно на граммофонную пластинку был впервые записан звук с помощью электронного сигнала.

Использование электрического сигнала позволило сделать процесс записи пластинок гораздо более дешевым и точным. Теперь, по мере изменения звукового давления, датчик внутри микрофона улавливал эти изменения, что приводило к колебаниям напряжения. Эти колебания усиливались и воспроизводили звуковое давление с помощью нескольких диффузорных (конусных) громкоговорителей, как и в более старых фонографах и граммофонах. Таким способом раньше записывалась вся музыка.

Что касается извлечения электрического сигнала из пластинки, то тут существует несколько методов. Для этого, помимо иглы, использовались головки звукоснимателя разных типов:

1. С пьезоэлектрическими кристаллами (напряжение возникает при воздействии давления на кристалл);
2. С подвижным магнитом (игла крепится на кантилевер, который двигает магнит между двумя катушками индуктивности, тем самым генерируя сигнал);
3. С подвижной катушкой (игла крепится на кантилевер, который двигает катушку между двумя магнитами).

Этим способы создания электрического сигнала не исчерпываются, но это три основных метода, применимых к проигрывателям, и они используются до сих пор. Дело в том, что у каждого метода есть свои плюсы и минусы. Пьезоэлектрические кристаллы самые дешевые (и потому их часто можно встретить в проигрывателях Crosley и им подобных), но они оказывают избыточное давление на пластинку. Это может привести к быстрому изнашиванию винила. Метод с подвижным магнитом сегодня считается стандартным и используется в большинстве картриджей (звукоснимателей). Большинство современных предусилителей подразумевает использование картриджа с магнитом, и такие картриджи – хорошее сочетание цены, качества и простоты в использовании. Кроме того, картриджи с пьезоэлектрической головкой и подвижными магнитами производятся конвеерным способом, что делает их дешевле. Между тем, картридж с подвижной катушкой собирается вручную опытным мастером, подобно механическим часам. Потому такие картриджи обходятся дороже, но обеспечивают большую частоту колебаний и более точное воспроизведение звука. Картриджи с подвижной катушкой требуют более мощного усиления, чем картриджи с подвижным магнитом. Потому с ними часто используют специальный повышающий трансформатор, чтобы повысить уровень выходного сигнала перед тем, как тот попадет в предусилитель.

Теперь о поворотной платформе (или попросту тарелке, на которой лежит винил). Её задача – вращать пластинку с постоянной скоростью и крутящим моментом, чтобы трение между пластинкой и иглой было достаточно сильным для извлечения звука. Первые фонографы вращались со скоростью 90 оборотов в минуту, что давало неплохое качество проигрывания по причине большого количества считываемой информации в секунду, но из-за этого емкость первых носителей была крайне низкой. Граммофоны крутились уже со скоростью около 78 оборотов в минуту (скорость могла варьироваться в зависимости от производителя), что позволило уместить на одну пластинку одну или две песни. В 1926 году, на радио впервые начали использовать пластинки для записи передач ради дальнейшего их использования, в том числе на других станциях. В стремлении увеличить ёмкость носителя, были созданы специальные пластинки для электрической записи радиопередач. Они имели 16 дюймов в диаметре и крутились со скоростью 33 1/3 оборотов в минуту. Изначально такие диски отпечатывались на шеллаке, но в 1932 году появилась первая партия пластинок на материале «Victrolac» на основе винила. «Victrolac» стал первым шагом к поливинилхлориду, который используется для печати пластинок и по сей день. Также пластинки пробовали печатать и на других видах пластика. Но к концу 30-ых винил стал стандартом для всех дисков, за исключением пластинок на 78 оборотов в минуту. Они всё ещё производились из шеллака. Помимо этого, начиная с середины 30-ых, 16-дюймовые лаковые диски на 33 1/3 оборотов в минуту использовались на радио для записи живого вещания, а также для предварительной записи передач и последующего проигрывания записи в живом эфире. В конце 1940-ых, на смену лаковым дискам пришли магнитные ленты. Ленты тоже использовались для предварительной записи передач и их одновременного проигрывания в разных часовых поясах. Тем не менее, 16-дюймовые виниловые пластинки применялись для распространения записанных радиоэфиров вплоть до начала 60-ых.

Стандарт долгоиграющих пластинок с использованием микроканавок установила Columbia Records в 1948 году. Это позволило увеличить диапазон частот при проигрывании винила, и вскоре формат стал общепринятым. Стандарт получил название «моно-пластинка», и людей, которые предпочитали винил с микроканавками (и, соответственно, лучшим качеством звука), начали называть «аудиофилами». Для воспроизведения таких пластинок было достаточно только поперечного движения иглы (в противовес глубинному, которое использовалось в фонографах). Но так как более узкая звуковая канавка отрицательно влияла на амплитудно-частотные характеристики пластинок, был введен метод RIAA-коррекции для исправления этого. Сегодня RIAA эквализация используется практически во всех современных проигрывателях (за исключением устройств с пьезоэлектрической головкой звукоснимателя).

Между тем, многие компании были заинтересованы в записи стереозвука, и в этом направлении было предпринято немало попыток. В 1931 году Алан Блумлейн обнаружил, что стереофонический звуковой сигнал можно записать на пластинку, и стереофония стала стандартом для кино. Достигался эффект благодаря совмещению глубинного и поперечного движения иглы под углом в 45 градусов относительно вертикали. В 1957 году, Эмори Кук усовершенствовал метод, назвав его «V-образной канавкой», и создал первую стереопластинку с микроканавками. Стерео получалось путем одновременной передачи звуковой информации по двум независимым каналам, что позволяло создавать «эффект присутствия». Дальше появилась квадрофония (воспроизведение с использованием четырех отдельных каналов), и сегодня у нас есть полноценный объемный звук.

Ещё мы могли бы углубиться в геометрию проигрывателя, но в таком случае разговор слишком уйдет в сторону математики. В частности, именно геометрия позволяет сохранять постоянное качество звука по всей поверхности пластинки, хоть игла и движется быстрее у центра диска, чем по краям.