留聲機（phonograph）是愛迪生于1877年發明的一種用來記錄和播放聲音的電動設備。其原理是聲音產生的膜振動記錄在錫箔（或蠟片）上，從而再現聲音。愛迪生后來用蠟筒代替錫箔，但蠟筒留聲機制作成本仍高，而售價昂貴，難于在民間普及。唱片留聲機具有體積小便于收藏，信噪比好于唱筒留聲機等優點。
1878年愛迪生獲得美國留聲機發明專利，同年4月進入商業運用階段。1887年，亞歷山大·貝爾制作一臺名為“格拉弗風留聲機”（Graphophone）的機器。1888年，托馬斯·愛迪生的第二代唱筒式留聲機作為商品正式推向市場，聲音效果也更加清晰逼真。1887年德國人愛彌爾·貝利納發明了唱片留聲機和唱片。1895年，美國開始生產橫向刻紋唱片留聲機，英國、德國、法國、瑞士等工業發達國家也緊跟其后，捷克、俄羅斯、日本等國也開始制造唱片留聲機，推動了唱片留聲機的生產與普及。1901年后，貝利納留聲機公司生產了包括a型、b型、e型等多型號的留聲機。唱筒留聲機與唱片留聲機并存了34年，于1929年停產。1940年，英國將phonograph稱為“gramophone”，以擺脫美國的影響。
留聲機分為唱筒留聲機和唱片留聲機。唱筒留聲機的結構主要為拾放音部分、機械傳動部分、蠟筒部分等。唱片留聲機主要結構為唱頭、唱針、擴聲喇叭等。蠟筒留聲機的用途有兩種，托馬斯·愛迪生的專利是作為“辦公室用具”作速記使用，后來Colombia公司才開始錄制“文娛節目”，用于公共場所的娛樂或教學。20世紀20年代以后在家庭及社會上廣泛使用。
簡史
1857年，法國發明家斯科特發明了稱之為聲波振記器的最早的原始錄音機，但因不能回放聲音而沒有實用價值。
1877年，美國紐約青年托馬斯·阿爾瓦·愛迪生成功地進行了“留聲還音試驗”，重放出自己在“錫箔圓筒留聲機”上的錄音，揭開了人類記錄、重放聲音的序幕。同年12月，托馬斯·愛迪生公示了他的留聲機，但聲音含糊而且噪音過大。1877年和1878年的錫箔留聲機適用于演示播放和錄制聲音的原理，但它不能勝任長期保存聲音的工作。1878年愛迪生獲得美國專利。同年，英國皇家學會舉辦了留聲機展覽。法國政府為這項發明頒發了獎金。美國總統在白宮接見了他。同年4月，愛迪生留聲機公司在紐約百老匯大街成立，由此開始了商業運用階段。
1879年，留聲機首次登陸日本，開啟了該國的音響歷史。1899年，三光堂作為日本第一家唱片公司應運而生。然而，在那個錄音和制片技術被歐美國家把控的時代，日本的唱片制作不得不依賴歐美技術，這意味著所有的唱片都要在歐美生產。這一過程包括外國技師來日本錄制聲音，然后將母盤帶回歐美進行制作，最后再將成品運回日本銷售。
托馬斯·愛迪生隨后把留聲機的發明工作放在一邊，去研究電燈泡。19世紀80年代初，電話的發明者亞歷山大·貝爾（ Alexander Graham Bell）和他的同事嘗試將愛迪生的想法轉化為實用技術。1887年，他們制作了一臺名為“格拉弗風留聲機”（Graphophone）的機器，它通過在紙板蠟筒上的一層薄蠟上切割出數條凹槽來記錄聲音。錄音質量雖然不是很好，但可以清晰地再現說話的聲音。因此，它作為一-種“聽寫機”投人市場，其想法是，如果用戶對著它說話，記錄者可以在之后將所說的話抄錄成“普通”文本。
1888年，愛迪生推出第二代唱筒式留聲機，使用全部蠟質滾筒，并以電池驅動的馬達代替手搖式卷筒的轉動。該款留聲機在受話器上加裝了號角型喇叭，錄音時可以起到集音作用，放音時可以起到擴音作用，聲音效果也更加清晰逼真。但該款留聲機的唱筒是由皮帶傳動的，因此速度的穩定性不緊湊，減小了體積，能扣蓋手提。
1892年德國人愛彌爾·貝利納(Emil·Berlier) 發明了唱片留聲機和唱片。1895年，美國開始生產橫向刻紋唱片留聲機，英國、德國、法國、瑞士等工業發達國家也緊跟其后，捷克、俄國、日本等國也開始制造唱片留聲機，推動了唱片留聲機的生產與普及。
1900年，貝利納在加拿大的蒙特利爾為自已的留聲機公司注冊了商標。1901年，貝利納研制成功以蟲膠為原料的唱片，發明了制作唱片的方法。此后貝利納留聲機公司不斷改進性能，生產了包括a型、b型、e型、c型、victrola 等許多型號的留聲機。
1903年，人們就開始設計柜式留聲機的草圖。1904年，維克多公司設計并試制了一小批數量非常稀少的柜式留聲機樣品，這些留聲機并非公開銷售的商品，只有少數美國政府高層官員有機會使用這種高端設備。美國官員將一臺這樣的留聲機贈送給了梁誠，而梁誠又將其轉贈給了慈禧，作為她70歲生日的禮物。此后，慈禧太后寢宮使用維克多柜式留聲機播放音樂。這臺全球最早的維克多柜式留聲機也因此得以保存下來。該留聲機是維克多公司未記錄在案的第一代柜式留聲機樣品，后來的柜式留聲機都是在此基礎上不斷改進而來的。維克多早期生產的留聲機主要以小型和大型喇叭為主。然而，用戶在使用過程中發現了一些問題：一是衛生問題，喇叭上容易積聚灰塵，影響美觀；二是這些留聲機擺放在家中顯得突兀，無法與家庭裝飾融為一體。用戶的這些建議為維克多日后生產柜式落地留聲機（以下簡稱為柜機）奠定了基礎。
1904年，維克多公司發生了兩次嚴重的火災，而這臺柜式留聲機正是在兩次火災之間推向市場。4月24日，一場大火燒毀了維克多的四層紅磚工廠，導致他們失去了生產柜式留聲機主要部件的設備。柜體由費城的普利家具公司代為制作（這一合作持續到1907年），機芯則從瑞士訂購，采用瑞士THORENS頂級雙發條大機芯，一次搖滿可播放4面唱片。唱臂采用了哥倫比亞公司的產品。當時，專利問題已不再是障礙，市場一片混亂。隨后，更為嚴重的一場大火在1904年秋季發生，徹底摧毀了維克多的工廠。有關這臺留聲機的資料也隨之化為灰燼。在接下來的一年多時間里，維克多忙于重建工廠，直到1906年5月才推出氣動動力AUXETOPHONE柜式留聲機，并于8月9日推出了首款家用VV-XVI柜機。
1907年，通過美日技術合作成立了日米蓄音器制造株式會社，日本才有了第一家自稱能生產留聲機和唱片的公司。同年，日本工程師湯地敬吾成功研發了平圓盤唱片的制造技術，打破了歐美的技術壟斷。適逢日俄戰爭勝利，日本經濟迅速發展，民眾購買力增強，日米蓄音器制造株式會社于1909年4月在其川崎工廠開始了國產唱片的大規模生產。
1910年，日米蓄音器制造株式會社增資并改組為株式會社日本蓄音器商會（簡稱“日蓄”）。重組后的日本蓄音器商會不僅生產唱片，還開始大規模生產留聲機，并與來自歐美等國的進口留聲機展開競爭。與此同時，許多新興的唱片公司也如雨后春筍般紛紛成立。日本在當時為日本殖民地的臺灣臺北市榮町（現臺北衡陽路）設立了株式會社日本蓄音器商會臺北出張所。該機構主要負責在臺灣銷售留聲機和唱片，并開展臺灣音樂的錄制工作。
唱筒留聲機與唱片留聲機并存了34年，在唱筒留聲機問世40年后，于1929年停產。截至1929年底，維克多公司設計和制造了280多種型號的留聲機，總產量達到上千萬臺。1936年柏林奧運會期間，中國代表團共有69名成員參與，這個數字遠超過1932年洛杉磯奧運會時的規模，為了表達對此次奧運會的大力支持，天津中原百貨公司與美國哥倫比亞公司攜手推出了一款特別為中國市場設計的奧運五環留聲機，該版本留聲機數量極少。柜式留聲機的設計在美觀和實用性上都有顯著優勢：它配有一個雅致的外殼，外殼前側兩邊有流暢的曲線設計，并裝飾有精細的雕刻圖案。頂部的蓋子能夠有效地保護內部的唱頭和唱臂不受損害。柜內設有小開口半圓格層存放唱片，同時還預留了空間放置唱針和其他配件。相比于老式的喇叭留聲機，柜式留聲機更易于清潔和維護。此外，柜體上鎖的設計可以防止小孩子不小心操作損壞機器，確保了留聲機的安全性。隨著時間的發展，后來生產的某些留聲機也在門上加裝了鎖，以延續這種保護機制。
中國的一些文化藝術研究機構、民間收藏家手中還存有唱筒留聲機，有些保存完好仍可使用。1940年，英國開始將phonograph稱為“gramophone”，以擺脫美國的影響。
功能原理
唱筒留聲機
唱筒留聲機原理是將錫箔卷在刻有螺旋槽紋的圓簡上，將聲音產生的膜振動記錄在錫箔上，從而再現聲音。錄音時，聲波通過集音器喇叭傳導到管道盡頭的拾音唱頭，在聲波的驅動下使唱頭云母片產生振動，云母片既帶動固定其上的刻針一起振動。刻針就在轉動的蠟筒上作上下垂直運動，隨著刻針的振動，對唱筒蠟面授力不斷變化，即刻出凹凸不平聲槽。完成了對聲音的記錄。放音時，將唱頭放在轉動的蠟筒已刻有聲槽的起始部位，唱針順著凹凸不平聲槽劃動時即產生顫動，并帶動云母片振動發音，聲音通過喇叭筒傳出，完成對聲音的重放。
唱片留聲機
早期唱片留聲機是發條驅動，當每分鐘只有10轉左右的發條轉輪通過加速齒輪帶動主軸轉動時，為了保證每分鐘78轉的轉速，除了有飛塊式動平衡陀螺儀進行穩定速度外，由于唱片托盤是鐵制的轉盤，轉盤本身就相等于一個穩定速度的飛輪，這樣在轉速的均勻度方面就比唱筒留聲機更進了一步。在聲音記錄形式上，唱片留聲機是在一個圓形蠟片的平面上刻紋。
結構
唱筒留聲機
留聲機構造包括一架有著帶螺旋槽紋的金屬筒、長軸、曲柄、帶振動膜的金屬管以及唱針的裝置，其中金屬筒安裝在長軸上，長軸的一端裝有曲柄，搖動曲柄能使金屬筒旋轉，螺旋形的槽紋使金屬筒能在支架上左右移動。金屬筒旁有一段帶振動膜的金屬管，振動膜的中間有叫作唱針的鋼針針頭，它輕壓著金屬筒，金屬筒的表面裹有塑性較好的錫箔；該裝置依靠鋼針進行播放，不過因磨損程度較大，每個金屬筒僅能播放兩三次。
拾放音部分
拾放音部分由三組器件組成：圓盒狀唱頭，唱頭正面用雙橡皮圈夾緊云母片振膜，云母片中央鑲有唱針的針桿，固定在針桿上的唱針，唱針的針尖鑲有天然鉆石，在唱頭背面有個圓形放音孔，連接集音器喇叭，喇叭可以插拔裝卸。
機械傳動部分
機械傳動部分由五組器件組成：其一是發條盒，它是留聲機的原動力，發條盒由緊弦鑰匙、發條、發條軸輪組成。其二加速輪，當上緊發條后，發條軸輪通過加速輪實行加速度。其三是主軸，主軸帶動一個金屬圓筒，金屬圓筒的作用是固定蠟筒并帶動蠟筒轉動。其四是主軸帶動的旋轉絲杠，它的作用是驅使唱頭在絲杠上做直線運動。不斷水平移動的唱頭就在穩速旋轉的蠟筒上，按照螺旋軌跡一圈一圈的刻紋或放音。其五是穩速風輪，穩速風輪靠主軸提供動力，但穩速風輪對主軸的轉速有干涉作用，使主軸不會在發條釋放能量時先快后慢，起穩速作用。
蠟筒部分
所謂“蠟筒”并非完全用蠟制成，它是以一個硬紙筒為主體，紙筒的內直徑正好與鋼筒外直徑尺寸匹配，套在鋼筒上正好同軸心。在硬紙筒的筒壁外面涂布硬脂蠟，這種蠟為既可塑又耐磨的石蠟加蒙旦蠟的混合物。但“蠟筒”不易保管，因此每只蠟筒都要放在一個硬紙筒盒中。機器型號不同，蠟筒的直徑有大小之分，大蠟筒的直徑為11cm，小蠟筒的直徑為5cm，各種蠟筒的長度基本一致。
唱片留聲機
唱頭
唱頭是唱片留聲機的發音器件，機械唱頭通常是在一個圓形金屬盒里由兩個橡膠圈緊緊夾著一個發音膜。發音膜有兩種，一種是鋁合金片，一種是云母片（俗稱火玻璃）。裝有鋁合金片振膜的唱頭通常使用鋼針播放橫向刻紋的唱片。也有些唱頭的角度可以轉動90°。雖然號稱可以拾取橫向刻紋及縱向刻紋兩種唱片的聲音，但對縱向唱片的播放效果較差。鋁合金振膜唱頭中比較考究的要屬雙音膜鋁合金唱頭，它比一般的唱頭聲音響亮而且表現力強。裝有云母片振膜的唱頭不像鋁合金振膜唱頭式樣一致。在功能上又分為兩種，一種使用鋼針播放橫向循跡的唱片，另一種使用鉆石針專門播放縱向循跡唱片。橫向和縱向循跡唱頭的區分主要看唱頭振膜與唱筒臂的連接角度，如果振膜面后面連接唱筒臂的接口拐了個90°的彎再連接唱筒臂，就是橫向循跡唱頭。如果振膜面后面的音孔接口直接連接唱筒臂就是縱向循跡唱頭。
唱針
鋼唱針是播放老唱片使用最為廣泛的唱針。鋼唱針直徑為1.54mm，針尖曲率半徑為0.075mm，長度為20mm。唱針在錫箔上刻出深淺槽紋。鋼唱針的高頻截止頻率為6000Hz，低頻截止頻率為50Hz，頻率響應曲線為高低兩端銳減形式，聲音清脆，頻響不寬但對噪音有一定抑制。該鋼針不耐磨，每播放一面唱片就要更換一顆唱針。另一種鋼唱針被稱為“長命”唱針，該唱針每只放在一個小玻璃瓶里，針尖部分使用了金屬鋨，一顆唱針可以使用很長時間。但該唱針僅限于電唱頭使用。還有一種鋼針在針桿下部分壓成扁平桃形，這種唱針被稱為“桃針”，其特點是如果改變“桃針” 的固定方向，放音時可以改變拾取聲音的響度。鉆石唱針是播放縱向刻紋唱片使用的，早期縱向刻紋唱片主要由法國巴黎百代唱片出品，德國高亭唱片也有部分縱向刻紋。鉆石唱針采用天然鉆石鑲嵌在銅唱針桿上，形如一顆水珠，直徑與鋼針相仿，但針尖要比鋼針粗，針尖是圓的。由于鉆石耐磨被稱為永久性唱針。除了上述主要的唱針外，還有一些特殊唱針，如竹唱針專為竹針唱片使用，針桿為等邊三角柱形，用染料染成黃色，針尖可以削剪，一顆針可用多次。另外還有青玉唱針、立體聲唱片使用的人造寶石唱針等。
唱筒臂及擴聲喇叭
唱筒臂是連接在唱頭與喇叭之間的空心傳聲筒，由于它固定唱頭并兼有在唱頭隨音槽循跡時起轉向臂的作用，因此稱為唱筒臂。唱筒臂的另一頭連接喇叭，連接喇叭的一頭可以靈活轉動。擴聲喇叭沒有固定尺寸，形狀也不一樣，與各種不同類型的唱片留聲機有關。
主要分類
唱筒留聲機
外號筒式
外號筒式留聲機喇叭插在唱頭上，該機型結構簡約實用，便于移動。
箱式
箱式留聲機的聲音通過導音管送到機箱內，通過暗藏的喇叭在機箱正面放音，該機型講究造型，適于固定擺放。由于有機箱的共鳴作用，因此音質較厚實柔和，是唱筒留聲機中的名牌產品。
唱片留聲機
外喇叭臺式留聲機
外喇叭臺式留聲機在19世紀初屬于高檔消費品，注重造型。外喇叭臺式橫向循跡留聲機以美國品牌為代表。
便攜式唱片留聲機
便攜式唱片留聲機在工作原理上完全與外喇叭臺式唱片留聲機相同，出于便于攜帶的目的，其外形多做成手提箱式，方便放入行李箱，手提帆布帶盡顯歷史滄桑感；鐵箱子采用最為傳統的結構，以交角和鉚釘鉚合而成，唱臂則用鋼板彎曲焊接制作成圓形，放音喇叭多有改變。隱藏喇叭唱片留聲機減薄了機箱上蓋的體積，降低了整機成本，是較為普及型的家用留聲機。
音箱式唱片留聲機
音箱式唱片留聲機加大了聲音的共鳴體，省略了外部金屬喇叭，取而代之的是由木材制作的擴聲喇叭，聲音從音箱正面播放出來。該留聲機聲音渾厚，頻率響應比其他類型的留聲機寬泛，音質也好于金屬喇叭留聲機，且音量大。在播放較新唱片時，聲音響度相等于1W電動式喇叭的音量。
主要特點
從存儲聲音的載體特征來看，留聲機是通過用聲音的強弱刻錄載體的溝道深淺變化來記錄聲音。該錄制與播放方式的缺點是，使用多次后容易磨損載體溝道和鋼針，因此使用壽命較短。蠟筒留聲機制作成本高，而售價昂貴，難于在民間普及。又因錄出的聲音較雜，蠟筒易受氣溫影響而變形，不易保存。
唱片留聲機具有體積小便于收藏，信噪比好于唱筒留聲機等優點。
應用領域
蠟筒留聲機的用途有兩種，托馬斯·愛迪生的專利是作為“辦公室用具”作速記使用，后來Colombia公司才開始錄制“文娛節目”。在19世紀90年代早期，留聲機經常用于公共場所的娛樂或教學。20世紀20年代以后，手搖留聲機已在家庭及社會上廣泛使用。
保養方法
日曬：實木古典留聲機擺放不要使其受到陽光直射，時間一長，表面的漆會退色，金屬配件會被氧化，塑膠配件會容易變脆，黑膠唱片LP一般是聚氯乙稀材質，日曬會讓其變形。
灰塵：選用純棉干抹布，細軟毛刷清除凹陷或浮雕紋飾中的灰塵。忌用水，酒精、汽油之類溶劑擦拭污跡，然后用無色上光蠟，薄薄地涂勻，用棉布拭干，減少落塵，并增強光澤。
潮濕：潮濕會使木材腐朽，金屬配件銹蝕，粘結部分開膠，鍍鉻原件脫膜等。
污跡：純白漆古典留聲機出現泛黃時，用純白棉紗布蘸少許牙膏輕輕擦拭，然后用濕布除去牙膏漬，再用干布拭干，泛黃現象可改觀。涂漆的古典留聲機，因直接放上開水杯、熱湯碗出現白灰色燙痕，可用布蘸少許濃茶水或是花露水，以及少許酒精，輕輕擦拭，即可除去，然后用布拭干。
實木留聲機由木材制成，而木材容易受到環境濕度的影響，出現濕脹干縮的變化。冬季氣候本來比較干燥，而許多家庭由于保暖的需求，往往在室內采取供暖措施，更加重了室內空氣的干燥度，因而造成實木留聲機因嚴重缺水，而發生很難修復的開裂現象。可以采取措施增加室內濕度。常見的方法有選購一臺加濕器放在室內，另外也可以放置一盆水或者多放置一些利于室內保濕的如綠蘿、富貴竹等植物，但要避免防止過度加濕，以免引起發霉。
參考資料 >
history-of-gramophone.recording.2024-07-03
手搖留聲機.南通大學.2024-07-03
百年前興起的洋玩意兒-留聲機,愛迪生,在中國,上層社會,哥倫比亞-北方網-新聞中心.北方網.2023-12-31
數字博物館·科普打卡《老式唱片機》.微信公眾平臺.2024-07-03