アナログシンセサイザー

アナログシンセサイザーは、アナログ回路を用いて音声合成を行うシンセサイザーです。デジタルシンセサイザーの登場によって、区別するために生まれた言葉で、デジタル音源では得られない独特の温かみのある太い音色が特徴です。

歴史

1920年代の電子工学の黎明期から、一部の愛好家の間で電子鍵盤楽器が製作されていました。1940年代から1960年代にかけて電子工学が進展すると、電子楽器への普及が進み、改良が重ねられました。電子鍵盤楽器製作の愛好家の中には、後に電子楽器メーカーになった人もいます。

日本国内でも、1977年から1978年にかけて「ミュージック・シンセサイザーの回路から製作・徹底ガイド」が雑誌で連載され、一部の愛好家の間で自作が行われました。

1960年代半ばにシンセサイザーが実用化されてから1980年代半ばまでは、アナログ回路を用いたシンセサイザーが主流でしたが、安価で多機能なデジタルシンセサイザーの普及により、生産台数は減少しました。

しかし、1990年代後半からアナログシンセサイザー独特の音色と機能が再評価され、21世紀に入ると、複数の会社からアナログシンセサイザーが新たに発売されました。発売終了後、数十年を経たミニモーグやプロフェット5などは、銘機あるいはヴィンテージ機として、こだわりを持つミュージシャンに愛用されています。

一時期はデジタル音源の普及に伴い廃れていましたが、近年、アナログシンセサイザーが各方面で見直され、各社から往年の名機が復刻されたり、音楽雑誌で特集が組まれたり、関連書籍が出版されるなど、復活の機運が高まっています。

音源回路の構成

アナログシンセサイザーは、基本的に以下の電子回路で構成されています。

音声信号を担当する回路

音声信号を担当する機能は以下の3つです。

電圧制御発振器 (VCO)：基本波形を作る発振器です。アナログシンセサイザーでは、ノコギリ波、矩形波、パルス波、三角波などの倍音を豊富に含む波形が主に使用されます。正弦波はVCFで音色を加工できないため、使用頻度は比較的少ないです。
VCF (Voltage Controlled Filter)：ハイパスフィルター、ローパスフィルター、バンドパスフィルター、バンドエリミネーションフィルターを組み合わせて波形を加工する回路です。
電圧制御増幅器 (VCA)：音量を制御する回路です。

これらの機能により、倍音が豊かな基本信号から、フィルター回路によって任意の倍音を抜き、最後に音量を決定します。これは減算方式と呼ばれます。3つの機能が全て電圧で制御可能であることが重要で、これにより、制御信号を発信する回路から任意の電圧を加えて音程、音色、音量を制御できます。

制御信号を担当する回路

上記の3つの機能を制御する回路は、主として以下のものがあります。

エンベロープ・ジェネレーター：Attack、Decay、Sustain、Releaseの4つのパラメータにより、時間的に変化する電圧を発生する回路です。VCAを制御して音量の時間的変化を制御したり、VCOやVCFを制御して音程や音色の時間的変化を作り出します。
LFO (Low Frequency Oscillator)：低い周波数を制御信号として音声信号の制御回路に送り、周期的な変化を与えます。例えばVCOに送ればビブラート、VCAに送ればトレモロとなります。
鍵盤・シーケンサー：演奏情報を入力する機能です。演奏情報となる電圧をVCOとVCFに、演奏のオン／オフ信号をエンベロープ・ジェネレーターに送ります。電圧を受けたVCOは信号が示した音程を発信し、VCFは電圧で指定された音質の加工を行います。オン／オフ信号を受けたエンベロープ・ジェネレーターは、そのタイミングにそってパラメータを起動し、設定された時間的変化をVCAに送って出力を制御します。

オプション機能

上記の基本機能に加え、より多彩な音響合成を実現するために、下記のような追加機能を搭載した機種もあります。

ポルタメント：入力された電圧が変化する際、その変化を連続的なものにする機能です。
ノイズジェネレーター：ホワイトノイズやピンクノイズを発生する回路です。
サンプル＆ホールド：任意信号をLFOで周期サンプリングし、ランダム波形を生成する機能です。
リングモジュレーター：2つの音声信号を入力して、その周波数の和と差を作り出します。
クロスモジュレーション：オシレータ出力で別のオシレータを周波数変調し、FMアルゴリズムによる高調波を含んだ波形を生成する機能です。
オシレータ・シンク：複数のオシレータの周波数の同期機能です。

モジュラー・シンセサイザーの場合は、パッチ・ケーブルにより各機能ブロックの任意接続が可能で、より柔軟に音声信号に変調をかけることができます。

制御の規格

アナログシンセサイザーは、大別して2種類の情報を電圧として送受信することで各機能を制御します。

GATE：信号のオン/オフの情報で、音の長さを制御します。
CV (Controlled Voltage)：音程を始め各機能の値を制御します。

電圧制御式の先駆的存在であるモーグ・シンセサイザーは、この制御電圧を「1オクターブ／1ボルト」と定義し、他のメーカーもおおむねこれに倣いました。そのため、シンセサイザーはメーカーの別に関わらず制御信号をケーブルで接続して混合使用することが可能で、任意のメーカーの鍵盤やシーケンサーで異なったメーカーの音源を制御することもできました。しかし、単音1つにつきCVとGATEの情報をそれぞれ別のケーブルで送る必要があり、配置や接続に必要な機材と手間は膨大なものとなりました。さらにポリフォニックシンセサイザーの登場により送受信情報量が増加したため、1983年に共通規格「MIDI」が正式に規格化されました。

需要と供給の変遷

1960年から1980年頃に製造されたアナログシンセサイザーは、気温の変化が回路に大きく影響したため、演奏時の調律が必須でした。初期のYMOのコンサートでは、開演前から本番と同様の照明を当てて、温度変化が生じないようにしていました。

1970年代後半にはポリフォニックシンセサイザーも登場しましたが、高価で大規模な電子回路が必要でした。1980年代後半には、安価なデジタルシンセサイザーの発売により出荷台数は減少しましたが、アナログシンセサイザー自体の特徴的な音色や直感的な操作性は定評があり、アナログシンセサイザーとデジタルシンセサイザー双方の良さを集約したハイブリッド・タイプも登場しました。

古いアナログシンセサイザーの音色に独特の温かさや華やかさがあるとして、現在でも愛用する奏者は多いですが、古いアナログシンセサイザーに用いられた電子部品が入手困難となり修理しにくい状況が発生しています。

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