Модульный синтезатор — разновидность музыкального синтезатора, основные функциональные блоки (осцилляторы, фильтры, формирователи огибающей и т.д.) которого выполнены в виде независимых модулей, соединяемых кабелями. Для управления синтезатором к нему может подключаться как классическая клавиатура фортепианного типа, так и разнообразные контроллеры. Модульные синтезаторы дают широкие исполнительские возможности, однако достаточно громоздки и сложны в настройке. Некоторые производители выбирают стандартизированные форматы модулей, такие как Eurorack, что позволяет совместно использовать в одном синтезаторе как готовые модули от разных производителей, так и изготовленные на заказ или самостоятельно.

История

До 1950-х годов электронный синтез звука использовался в основном в экспериментальных и исследовательских целях. Коммерческое применение электронного звука ограничивалось в основном радиопостановками научно-фантастических произведений. Для этих целей могли применяться изготовленные кустарно схемы или лабораторные генераторы сигналов. В начале 1960-х примерно в одно и то же время Роберт Моуг и независимо друг от друга решили объединить наработки по созданию синтетического звука в единое устройство. До них нечто подобное построил немецкий инженер Гаральд Боде, также инженеры Герберт Белар и изготовили для RCA ламповые синтезаторы Mark I и , а Рэймонд Скотт поставил ещё более амбициозную задачу — заставить машину создавать музыку на основе алгоритмов, которую позже воплотил в своём инструменте . Однако каждый из этих синтезаторов так и остался в единственном экземпляре, в то время как Моуг и Букла начали как активно привлекать музыкантов для игры на их установках, так и строить и продавать синтезаторы всем желающим. Несмотря на схожесть конструкции, синтезаторы Муга и Буклы основывались на разной идеологии. Моуг видел в синтезаторе ещё один музыкальный инструмент, для использования которого исполнитель предварительно составит необходимую схему подключений, произведёт нужные настройки, а затем будет играть на нём с помощью обычной клавиатуры фортепианного типа. Букла же, под влиянием , отказался от клавиатуры — полагаясь вместо этого на секвенсор и разного рода сенсорные пэды, а музыкант в процессе исполнения должен в реальном времени переключать провода и менять настройки модулей. В дальнейшем подход Моуга стали называть парадигмой Восточного побережья, потому что Моуг работал в Нью-Йорке, в то время как Букла работал в Сан-Франциско, и его подход называли парадигмой Западного побережья.

Большой интерес к модульным синтезаторам вызвала популярность альбомов Суботника, выпущенного в 1967 году, и Switched-On Bach Уолтера Карлоса в 1968-м. В 1970 появился третий крупный игрок на рынке модульных синтезаторов — ARP Instruments, выпустивший модель , а за ним — и другие производители, такие как британский и японский Roland. В 1974 году и при участии собрали все известные им модульные синтезаторы в единое устройство, которое они назвали «» и выпустили на нём несколько записей под именем . Поиграть на TONTO также приглашали других музыкантов, в частности Стиви Уандера. Однако большого следа в электронной музыке этот эксперимент не оставил.

Примерно в это же время стали появляться «полумодульные» синтезаторы — более компактные, оснащённые ограниченным набором несменных модулей, а позже — и безмодульные, интегрированные синтезаторы, такие как Minimoog. Первое время безмодульные синтезаторы в основном использовались для концертных выступлений, а в студийной записи предпочитали использовать модульные. В 80-х годах стали появляться синтезаторы, собранные на специализированных микросхемах и микропроцессорах. Как правило, в них имелось определённое количество предустановленных режимов, что хоть и не позволяло строить сложные комбинации источников сигнала и фильтров, зато давало возможность быстро начать работу, не утруждая себя сборкой сложной цепи и большим количеством настроек.

Всё это привело к тому, что к началу 90-х студии начали избавляться от громоздких модульных систем. Однако продаваемые за бесценок модули стали попадать в руки энтузиастов, которые ранее не могли позволить себе подобное оборудование. Также в 90-е немецкая фирма выпустила синтезатор , особенностью которого стала открытая спецификация на модули, получившая название «Eurorack». Кроме того, модульные синтезаторы стали использовать аудиофилы — сторонники аналогового звука. Всё это привело к возвращению интереса к модульным синтезаторам.

Принцип работы

В модульных синтезаторах может использоваться большое количество модулей разного назначения: Источники сигнала — управляемые осцилляторы (), генерирующие сигнал заданной формы (синусоидальный, прямоугольный, треугольный, пилообразный и т.д.), а также генераторы шума и семплеры; Источники управляющих сигналов: генераторы огибающих (), низкочастотные генераторы (), секвенсоры, а также контроллеры, предоставляющие интерфейс для более удобной игры на инструменте; Управляемые фильтры () и модули эффектов, такие как модуляторы, генераторы гармонических искажений, ревербераторы, линии задерки и т.д. Усилители (), микшеры и коммутаторы. Модули могут быть построены на базе как аналоговых, так и цифровых и смешанных схем. Цифровые модули как правило дают более стабильный и контролируемый отклик на управляющие сигналы, но иногда непредсказуемость и нестабильность аналоговых модулей может считаться за плюс, так как создаёт более интересное и насыщенное деталями звучание.

Важная особенность, доступная с первых синтезаторов Моуга и Буклы — возможность управлять характеристиками модулей не только вручную поворотом регулятора, но и путём подачи на них управляющего сигнала. Как правило это аналоговый сигнал — изменяющееся в определённых пределах напряжение (так называемый CV, control voltage) чтобы управлять характеристиками модулей, либо дискретный сигнал (так называемый Gate) — для включения и выключения каких-то узлов по команде. Реже могут использоваться специальные сигналы, например короткие импульсы для синхронизации. Отдельные модули могут иметь входы для цифрового MIDI-сигнала, но основными сигналами являются сигналы CV и Gate.

У большинства модульных синтезаторов отклик на управляющее напряжение имеет показательную характеристику. К примеру, как в синтезаторах Моуга, так и в модулях Eurorack используются управляемые напряжением генераторы и фильтры с крутизной управляющей характеристики 1 вольт на октаву, а у Буклы — 1,2 В. Линейная характеристика (герц/вольт) применяется реже — в некоторых синтезаторах фирм Korg и Yamaha. Многие синтезаторы, в частности стандарта Eurorack, позволяют использовать сигнал из звукового тракта в качестве управляющего, и наоборот — использовать низкочастотные осцилляторы и генераторы огибающих в качестве источников звука. Такой способ управления называют «принципом дуализма волны и управляющего напряжения».

Хотя такой принцип управления и даёт много возможностей для получения сложных и уникальных звуков, он по своей природе является одноголосным. Добиться многоголосья можно разными методами: например, при записи альбома Switched-On Bach, записывались монофонические партии на ленту, а потом сводились в единую запись. Может использоваться специальный конвертер, получающий сигнал от клавиатуры и генерирующий несколько (обычно 4-8) управляющих напряжений, каждое из которых напрямую или после обработки можно подавать на отдельный осциллятор, или на входы так называемого мультиосциллятора. Подход, при котором каждый голос представляет собой отдельную цепь, которая микшируется на выходе позволяет наиболее полно использовать все возможности модульного синтеза, однако сильно усложняет сборку патча и настройку. Более простой подход, так называемая «парафония» предполагает раздельную генерацию основного тона, который сразу микшируется и уже смикшированный сигнал подаётся в фильтры и модули эффектов — что сильно сокращает возможности артикуляции с помощью фильтров и усилителей. Существуют даже осцилляторы, непосредственно принимающие на вход MIDI-сигнал. Возможны и другие подходы к многоголосью: игра заранее подготовленными аккордами, использование аналоговых сдвиговых регистров и т.д., но они не позволяют брать аккорды на клавиатуре привычным способом — что однако не является проблемой при использовании подхода Западного побережья.

Питание на модули как правило подаётся от общей шины. Для передачи сигналов между модулями каждый модуль оснащается разъёмами — как правило, это монофонический мини-джек или полноразмерный джек. Для управляющих сигналов может использоваться разъём типа . Соединение модулей в цепь также называется патчем ().

Различие в подходах Моуг и Букла представили свои синтезаторы примерно в одно и то же время: Моуг — в 1964 году в университете Торонто, Букла — в начале 1965-го в . Моуг не являлся профессиональным музыкантом, но во многом ориентировался на пожелания клиентов-музыкантов, в то время как Букла, работая в коалиции с , создавал свой синтезатор согласно собственным представлениям о музыке. Подходы не являются взаимоисключающими и привязанными к конкретным моделям синтезаторов: также как на модульных синтезаторах Моуга можно играть без использования клавиатуры, экспериментируя с источниками звука, также и к синтезаторам Буклы можно было подключить клавиатуру и играть привычным образом — к примеру, некоторые синтезаторы Буклы выпускались с сенсорной клавиатурой с «чёрными» и «белыми» пластинами, имитирующими клавиши. Но в целом, всё же эти два типа синтезаторов были более приспособлены именно к своему стилю игры.

Подход Моуга (Восточное побережье)

Наиболее заметная особенность синтезаторов Моуга в том, что почти все они оснащались клавиатурой фортепианного типа, хотя и были одноголосыми — то есть не имели возможности играть аккорды. Моуг по большей части ориентировался на исполнителей — предполагалось, что сначала музыкант, наводя патч, добивается нужного звука, а потом играет на стандартной клавиатуре как и на любом другом клавишном инструменте. Тем не менее, всегда была возможность использовать нестандартные контроллеры, такие как ленточный «гриф», а также секвенсор, либо подключать внешние источники сигнала. При этом ранние синтезаторы Моуга имели разделение управляющих сигналов на S- и V-тип, из-за чего к примеру без специального конвертера генератор огибающих мог активироваться только нажатием клавиши на клавиатуре, но не каким-либо другим сигналом.

Другой особенностью школы Восточного побережья был принцип субтрактивного или разностного синтеза, который заключался в том, что осцилляторы в синтезаторах Моуга генерировали изначально «грязный» звук, из которого с помощью фильтров исключались ненужные гармоники. Среди фильтров важное место занимает «лестничный» фильтр Моуга — единственный компонент, который он запатентовал. Фильтры и усилители в синтезаторах Моуга управлялись специальным генератором огибающей, который также соединялся с клавиатурой, но его сигнал мог дополняться сигналами низкочастотных осцилляторов.

Наиболее заметной проблемой подхода Восточного побережья в те годы была нестабильность строя Муговских синтезаторов. Музыканты вынуждены были прогревать синтезаторы по 20-30 минут перед записью, и всё равно иногда запись приходилось вести короткими сессиями по 20-30 секунд, после чего требовалось подстраивать синтезатор заново. Венди Карлос даже приходилось бить синтезатор молотком, чтобы добиться нужного звучания. Частично эта проблема была решена в синтезаторе от ARP Instruments путём помещения всех чувствительных к температуре компонентов в единый термостабилизированный модуль.

Подход Буклы (Западное побережье)