追溯至 20 世紀(jì) 20 年代，可以被視作電子樂器原型的技術(shù)和產(chǎn)品就已經(jīng)出現(xiàn)。其中，與流行音樂關(guān)系密切的當(dāng)屬電子琴。雅馬哈 Electone?（“Electone”是雅馬哈電子琴的注冊商標(biāo)和產(chǎn)品名稱）的開山之作 D-1 于 1959 年問世。雖然當(dāng)時基于電子管技術(shù)的類似樂器已經(jīng)存在，但 D-1 憑借其完全基于晶體管的模塊化設(shè)計實現(xiàn)了革命性的突破。盡管電子琴在聲音合成方面為現(xiàn)代合成器奠定了基礎(chǔ)，但它在表現(xiàn)力上與原聲樂器仍有較大差距，以至于當(dāng)時的雅馬哈總裁將其稱為“音樂玩具”。按下琴鍵的瞬間，樂器會發(fā)出一個音調(diào)，而在松開琴鍵后，音調(diào)會立即停止，并發(fā)出突兀的機械切斷聲。

當(dāng)時的研究表明，音調(diào)隨時間變化的方式是我們將其感知為樂器聲音的關(guān)鍵因素。以鋼琴為例：按下琴鍵時產(chǎn)生的音色包含由琴槌敲擊琴弦產(chǎn)生的豐富諧波。然而，隨著聲音的持續(xù)，它會逐漸變得類似于諧波含量較少的波形，如正弦波。這種隨時間變化的特定聲音特征是我們識別鋼琴音色的重要依據(jù)。雅馬哈意識到，如果電子樂器想要發(fā)出如同原聲樂器一般自然的音色，就必須開發(fā)能夠重現(xiàn)聲音中這些變化的技術(shù)。事實上，雅馬哈的合成器發(fā)展之路正是從對聲音隨時間變化的探索，以及我們對使 Electone 產(chǎn)生更豐富音色的追求開始的。

因此，為了更有效地利用數(shù)量有限的電路，顯然需要新的控制技術(shù)。例如，如果一個樂器有 8 個控制電路，那么它就可以產(chǎn)生最多 8 個復(fù)音——也就是說，可以同時發(fā)出 8 個不同的音符。但是，如果它還擁有 3 個倍頻程配置的 36 個琴鍵，那么這項新技術(shù)就需要知道在按下某個特定琴鍵時應(yīng)該觸發(fā)哪些電路。我們的解決方案是引入一種裝置，它可以根據(jù)琴鍵的按下順序、當(dāng)前按住的琴鍵總數(shù)以及其他相關(guān)因素，高效地將電路分配給琴鍵。

這種裝置被稱為琴鍵分配器，它可以被視作當(dāng)今動態(tài)音色分配 (DVA) 技術(shù)的先驅(qū)。早在 20 世紀(jì) 70 年代初期，當(dāng)音色發(fā)生器仍然依賴于模擬技術(shù)時，數(shù)字電路就已經(jīng)被應(yīng)用于這些琴鍵分配器中了。因此，它們的使用標(biāo)志著數(shù)字技術(shù)在模擬合成器時代的應(yīng)用邁出了重要一步。

雖然 SY-1 沒有琴鍵分配器，但它配備了一個包絡(luò)發(fā)生器，可以用來改變聲音隨時間的變化。合成器中使用的包絡(luò)發(fā)生器通常包含四個階段，分別用字母 ADSR 表示。“A”代表起音時間——即按下琴鍵到產(chǎn)生的音符達到峰值電平之間的時間，該時間可以進行調(diào)節(jié)。“D”代表衰減時間，它定義了在按住琴鍵時，聲音從峰值電平下降到延音電平所需的時間。用“S”表示的延音電平是指按住的音符最終達到的恒定音量。最后但同樣重要的是釋音時間，它由 ADSR 中的“R”表示，規(guī)定了松開琴鍵后聲音完全消失所需的時間。

通常情況下，我們會為這些參數(shù)分別使用一個控制器，以調(diào)整聲音如何隨著琴鍵的按下、按住和松開而隨時間變化。然而，我們可以清楚地看到，SY-1 的控制面板上缺少 Moog 和 Minimoog 等模塊化合成器上用于配置幅度包絡(luò)和濾波器包絡(luò) ADSR 階段的旋鈕。相反，它使用了一對標(biāo)有“Attack”（起音）和“Sustain”（延音）的滑塊來調(diào)節(jié)幅度包絡(luò)，并且一項名為“Attack Bend”（起音彎音）的功能允許以獨特的方式調(diào)節(jié)音符起始時的音高和濾波器包絡(luò)。

SY-1 具有一系列預(yù)設(shè)包絡(luò)，可以通過這些包絡(luò)來重現(xiàn)長笛、吉他以及鋼琴等各種樂器的音色，只需移動音色拉桿即可激活這些包絡(luò)。如今，我們認(rèn)為可以輕松調(diào)用合成器的預(yù)設(shè)音色是理所當(dāng)然的，但在雅馬哈的首款模擬合成器中就包含了這項功能，這在當(dāng)時是非常具有創(chuàng)新性的。

SY-1 的另一項突破性功能是觸控，或者說現(xiàn)在通常所說的力度感應(yīng)。在 SY-1 問世之前，電子琴通常都配備了音量踏板或表情踏板，音樂家可以利用這些踏板來調(diào)節(jié)音色，以便在演奏時獲得更豐富的表現(xiàn)力。然而，雅馬哈一直在研發(fā)一系列不同的原型，目的是根據(jù)琴鍵的力度來調(diào)節(jié)音色。最終，我們完善了一項技術(shù)，通過檢測琴鍵完全按下所需的時間來測量演奏力度，并將這套系統(tǒng)首次應(yīng)用于 SY-1。

在發(fā)布 SY-1 一年后的 1975 年，雅馬哈推出了音樂會型號的 Electone GX-1；然而，第一批繼承 SY-1 獨特技術(shù)的非 Electone 產(chǎn)品是 CS 系列的組合式合成器。

CS 合成器顯著的特征之一是其音色發(fā)生器和控制器中采用了集成電路——在此之前，這些元件都是晶體管組件的形式。這種先進技術(shù)的集成，為大幅減輕重量和提高便攜性奠定了基礎(chǔ)。以 GX-1 和 CS-80（CS 系列的頂級合成器）為例：雖然這兩種樂器在設(shè)計和使用方式上肯定有所不同，但 GX-1 的重量超過 300 公斤，售價高達 700 萬日元，而 CS-80 的重量僅為 82 公斤，售價僅為 128 萬日元，這意味著單個音樂家既買得起，也能輕松搬運。

當(dāng)時的雅馬哈合成器有兩個非常鮮明的特點，第一個特點是能夠保存已編程的音色。如今，我們認(rèn)為將原創(chuàng)音色存儲在樂器的內(nèi)存中就像在電腦上保存文件一樣，是理所當(dāng)然的事情。然而，在 20 世紀(jì) 70 年代，RAM 和 ROM 還不存在，因此我們采用了一種非常模擬的方法來存儲音色。下圖展示了 CS-60 維修手冊中某一頁的部分內(nèi)容，技術(shù)人員在維修樂器時會用到這本手冊。這部分內(nèi)容的標(biāo)題是（音色預(yù)設(shè) 1）電路，其中包含樂器名稱、電阻值和電路圖。合成器的拉桿連接到可變電阻器——即可以限制電流和電壓的電路元件。然而，如圖所示，與這些拉桿的特定位置相對應(yīng)的固定電阻值被內(nèi)置于該電路中。這些電阻值的組合會產(chǎn)生特定的聲音或音色，因此這些在當(dāng)時被廣泛使用的電路被稱為“音色板”。

在 GX-1 等樂器中，音色板是通過物理插入和移除來改變音色的。因此，雅馬哈在當(dāng)時就已經(jīng)采用了一種類似于模擬 ROM 卡帶的音色存儲方法。與此同時，CS-80 擁有可以在四種原始音色之間瞬間切換的功能。具體來說，它擁有四套完整的存儲單元，每套存儲單元中的一個單元對應(yīng)一個特定的樂器控制器。因此，這四套存儲單元中的每一套都可以用來存儲用戶創(chuàng)建的音色的所有控制器位置。

雅馬哈合成器的另一個鮮明特點是 IL-AL 型包絡(luò)發(fā)生器。IL 和 AL 分別指的是初始電平和起音電平，這些包絡(luò)發(fā)生器采用了一種與標(biāo)準(zhǔn) ADSR 類型略有不同的方法。在 ADSR 包絡(luò)中，對應(yīng)于起音階段最開始的值是基準(zhǔn)值——零。當(dāng)我們將這種包絡(luò)發(fā)生器產(chǎn)生的包絡(luò)應(yīng)用于濾波器時，聲音起始時的音調(diào)由當(dāng)前的截止頻率設(shè)置決定；然而，起音峰值和音符保持時的音調(diào)則由截止頻率設(shè)置與包絡(luò)發(fā)生器深度以及延音電平值共同決定。由于這些音調(diào)是由多個設(shè)置共同作用的結(jié)果，因此調(diào)整聲音隨時間變化的方式可能會變得相當(dāng)復(fù)雜。相反，在應(yīng)用具有初始電平和起音電平設(shè)置的包絡(luò)時，濾波器的截止頻率決定了音符保持時產(chǎn)生的音調(diào)，而 IL 和 AL 控制器可以獨立地設(shè)置起音階段的起始音調(diào)和峰值音調(diào)。這種方法提供了更高的自由度，尤其是在嘗試重現(xiàn)自然音色時。作為雅馬哈的一項獨特功能，IL-AL 型包絡(luò)發(fā)生器進一步證明了我們的開發(fā)人員致力于打造高品質(zhì)音色的決心。

CS-80 還配備了一個被稱為帶狀控制器的滑音輪，可以用來平滑地彎曲音高，以及觸后功能，可以檢測按住每個琴鍵時施加的壓力，并相應(yīng)地改變音調(diào)。鑒于這些功能在現(xiàn)代合成器中仍然非常流行，雅馬哈在四十年前就設(shè)計并實現(xiàn)了這些功能，這突顯了我們合成器開發(fā)團隊的卓越技術(shù)實力。

在 20 世紀(jì) 70 年代后期，我們擴展了 CS 系列，推出了價格更低的單音合成器，由于業(yè)余音樂家現(xiàn)在也能負(fù)擔(dān)得起這些樂器，因此它們的普及程度越來越高。部分得益于電子電路集成的快速發(fā)展以及由此帶來的價格下降，我們于 1978 年推出的 CS-5 重量僅為 7 公斤，價格僅為 6.2 萬日元。

如今雅馬哈合成器的許多技術(shù)和功能都是在此類緊湊、經(jīng)濟型樂器的開發(fā)過程中實現(xiàn)的。例如，CS-15D 的滾輪式彎音和調(diào)制控制器已經(jīng)成為了我們樂器的標(biāo)志性特征，并且至今仍在最新的 MONTAGE M 型號中使用。1979 年，我們發(fā)布了 CS-20M，開始采用數(shù)字技術(shù)來存儲音色。1981 年推出的 CS-70M 在功能方面與現(xiàn)代樂器非常相似：特別是，它提供了自動調(diào)音功能，解決了模擬合成器中長期存在的調(diào)音問題，并且還配備了使用專用微處理器實現(xiàn)的內(nèi)置音序器。

1982 年推出的 CS01 是一款真正具有劃時代意義的合成器。它可以使用電池供電，配備了迷你鍵盤、內(nèi)置揚聲器以及肩帶扣等功能，在聲音合成和使用模式方面都開創(chuàng)了一個新時代。

自 1974 年開始以來，雅馬哈的合成器開發(fā)與音色生成技術(shù)的許多其他進步同步發(fā)展，這些進步也始于 20 世紀(jì) 70 年代。其中值得注意的例子包括對調(diào)頻 (FM) 合成的研究——該技術(shù)在 20 世紀(jì) 80 年代變得非常流行——以及混合脈沖模擬合成系統(tǒng) (PASS)，該系統(tǒng)結(jié)合了數(shù)字和模擬技術(shù)，并于 1977 年被應(yīng)用于 Electone 音色發(fā)生器中。這些原型技術(shù)產(chǎn)生的聲音錄音表明，尤其是 SY-1 中使用的模擬合成方法，實際上已經(jīng)發(fā)展到了商業(yè)可行的水平。從這方面來看，當(dāng)時的雅馬哈開發(fā)人員能夠如此迅速地發(fā)現(xiàn)這么多極具潛力的新技術(shù)，并立即將其付諸實踐，這實在令人驚嘆。

即使在我們發(fā)布了第一款 Electone D-1 之后，仍然有許多與音質(zhì)相關(guān)的問題需要解決。其中一個特別具有挑戰(zhàn)性的問題是如何使這些新型樂器與原聲樂器一樣富有表現(xiàn)力。正如我們所看到的，聲音和音量隨時間的變化被認(rèn)為是這方面的關(guān)鍵因素，這促使我們不斷地進行研發(fā)，以期獲得更好的聲音來滿足這一需求。據(jù)說當(dāng)時的雅馬哈總裁曾經(jīng)指示他的團隊“不計成本，也需要創(chuàng)造出精益求精的產(chǎn)品”，這也許正是日本經(jīng)濟高速增長時期的象征。憑借著這種激情和奉獻精神，雅馬哈在 20 世紀(jì) 70 年代的合成器開發(fā)工作不僅誕生了一系列令人眼花繚亂的原創(chuàng)技術(shù)，而且無疑為合成器作為一種樂器的普及奠定了基礎(chǔ)。