Cuando Thomas Alva Edison anunció la invención de su primer fonógrafo, la primera pieza interpretada fue: "Mary had a little lamb" ("María tuvo un corderito") el 21 de noviembre de 1877, mostró el dispositivo por primera vez el 29 de noviembre de ese mismo año y lo patentó el 19 de febrero de 1878.
El fonógrafo utiliza un sistema de grabación mecánica analógica en el cual las ondas sonoras son transformadas en vibraciones mecánicas mediante un transductor acústico-mecánico. Estas vibraciones mueven un estilete que labra un surco helicoidal sobre un cilindro de fonógrafo. Para reproducir el sonido se invierte el proceso.
Al principio se utilizaron cilindros de cartón recubiertos de estaño, más tarde de cartón parafinado y, finalmente, de cera sólida. El cilindro de cera, de mayor calidad y durabilidad, se comercializó desde 1889, un año después de que apareciera el gramófono.
El aparato consistía de un cuerno o un barril que recogía las ondas hacia una membrana a la que estaba atado una cuerda. Cuando llegaba el sonido, ésta vibraba y se movía y el sonido podía grabarse en un medio visible. Inicialmente, el fonoautógrafo grababa en un cristal ahumado.
Una versión posterior usaba un papel también ahumado enrollado en un tambor o cilindro. Otra versión dibujaba una línea representando el sonido en un rollo de papel. El fonoautógrafo era considerado como una curiosidad de laboratorio para el estudio de la acústica.
Era usado para determinar la frecuencia de un tono musical y para estudiar el sonido y el habla. No se entendió hasta después del desarrollo del fonógrafo que la onda grabada por el fonoautógrafo era de hecho una grabación del sonido que sólo necesitaba un medio de reproducción adecuado para sonar
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