Uno strumento musicale elettronico, più correttamente sintetizzatore analogico o elettrofono a oscillatori, è uno strumento musicale elettrofono che produce suoni per mezzo dell'elettronica analogica, emettendo un segnale audio elettrico che, a sua volta, pilota un altoparlante.
Uno strumento elettronico può possedere un'interfaccia utente che consente di controllarne il suono, l'altezza, la frequenza o la durata di ogni nota. Tuttavia, è sempre più comune che le funzioni dell'interfaccia utente e della generazione dei suoni vengano separate in un MIDI controller (dispositivo di input) e sintetizzatore, rispettivamente, con i due dispositivi comunicanti attraverso un linguaggio descrittivo di esecuzione musicale come MIDI o Open Sound Control.
Tutti gli strumenti musicali elettronici possono essere considerati come un sottoinsieme di applicazioni per l'elaborazione del segnale audio. Gli strumenti musicali elettronici semplici sono a volte chiamati effetti audio; il confine tra effetti sonori e strumenti musicali reali viene spesso confuso.
Pioniere della musica elettronica fu il compositore e tecnico del suono francese Edgard Varèse. Creò una notevole varietà di suoni, tra i quali un corno elettronico, un fischietto e nastri. Notevole è il suo, Poème électronique, composto per il padiglione Phillips all'Expo 1958 di Bruxelles.
La maggior parte dei generi musicali utilizza ampiamente strumenti musicali elettronici. ll loro sviluppo assieme a controller e sintetizzatori continua ad essere un settore altamente attivo nel campo della ricerca interdisciplinare e musicale. Nel corso della Conferenza internazionale sulle Nuove interfacce per l'espressione musicale vengono segnalati, lavori e ricerche di avanguardia, una vetrina per gli artisti che si esibiscono o creano musica con nuovi strumenti musicali elettronici, controller e sintetizzatori.
Primi strumenti elettronici
Emersione della tecnologia del suono elettronico
Già nel XVIII secolo, musicisti e compositori adattarono una serie di strumenti acustici al fine di sfruttare la novità della nascente tecnologia dell'energia elettrica. Così, nel senso più ampio, il primo strumento musicale elettrificato fu il Denis d'or, risalente al 1753, seguito a breve dal clavicembalo elettrico del francese Jean-Baptiste de Laborde nel 1761. L'antico strumento consisteva in uno strumento a tastiera con oltre 700 corde, temporaneamente elettrificate per migliorarne la qualità sonora. Quest'ultimo era uno strumento a tastiera con plettri attivati a comando elettrico. Tuttavia, nessuno strumento utilizzava l'elettricità come sorgente sonora.
Il primo sintetizzatore elettronico fu inventato nel 1876 da Elisha Gray. Definito come Telegrafo musicale, fu l'occasionale, a quel tempo, sottoprodotto della tecnologia del telefono. Quando Grey scoprì casualmente che poteva controllare il suono da un circuito elettromagnetico auto-vibrante inventò un semplice oscillatore. Il telegrafo musicale utilizzava canne in acciaio oscillate da elettromagneti e trasmesse su una linea telefonica. Grey costruì, in modelli successivi, anche un semplice dispositivo altoparlante, consistente in un diaframma vibrante in un campo magnetico.
Una significativa invenzione, che successivamente avrebbe avuto un notevole influsso nello sviluppo della musica elettronica, fu il triodo audion dell'inventore, scienziato statunitense, Lee DeForest. Fu la prima valvola termoionica, inventata nel 1906, che condusse, tra l'altro, alla generazione e all'amplificazione di segnali elettrici, trasmissioni radio e al calcolo elettronico.
I primi sintetizzatori inventati furono: il telharmonium di Thaddeus Cahill (prima del 1907), il theremin (1919), commercializzato dalla RCA, lo spherophone e il partiturophone di Jorg Mage (1924), il simile electronde di Taubmann (1933), l'Onde Martenot di Maurice Martenot (1928) e il trautonium (1930). Il mellertion (1933) usava una scala non standardizzata, il dynaphone di Bertrand poteva produrre ottave e quinte perfette, mentre lemicon era uno strumento statunitense, controllato da tastiera, costruito nel 1930, mentre il tedesco hellertion, per produrre accordi, combinava quattro strumenti. Vennero prodotti anche tre strumenti sovietici, la Croix sonore di Oubouhof (1934), il microtonale electronic keybord oboe di Ivor Darreg (1937) ed il sintetizzatore ANS, costruito dallo scienziato Evgenij Murzin dal 1937 al 1958. Solo due modelli di quest'ultimo vennero costruiti e l'unico esemplare superstite è attualmente conservato presso l'Università Lomonosov di Mosca. Venne utilizzato per la sonorizzazione di molti film russi, tra i quali Solaris, e per la produzione di insoliti suoni "cosmici".All the preceding instruments except those of Darreg and Murzin described in P. Scholes, The Oxford Companion to Music, 10th Ed. OUP, p.322
Hugh Le Caine, John Hanert, Raymond Scott, il compositore Percy Grainger con Burnett Cross ed altri costruirono, tra la fine degli anni 1940 e l'inizio di quelli 1950, una serie di controller elettronici di musica automatizzati. Nel 1959 Daphne Oram realizzò un nuovo metodo di sintesi, la cosiddetta tecnica "Oramics", guidata da disegni tracciati su una striscia di pellicola da 35 millimetri, utilizzato per un certo numero di anni al BBC Radiophonic Workshop. Questo laboratorio produsse il tema della serie televisiva Doctor Who, un pezzo, in gran parte creato da Delia Derbyshire, che, più di ogni altro ha garantito la popolarità della musica elettronica nel Regno Unito.
Organo Hammond e Novachord
Nel 1929, Laurens Hammond fondò una fabbrica per la costruzione di strumenti musicali elettronici e cominciò a produrre l'Organo Hammond, basato sui principi del telharmonium, insieme ad altri sviluppi, tra cui le prime unità di riverbero.Russcol 1972, 70.
Il primo sintetizzatore ad essere commercializzato fu il Novachord, costruito dall'Hammond Organ Company dal 1938 al 1942. Era uno strumento polifonico a 72 tasti che utilizzava 12 oscillatori. Lo strumento implementava 163 valvole termoioniche e pesava oltre 200 chilogrammi.
Sintetizzatori analogici 1950-1980
Gli strumenti elettronici più comunemente utilizzati sono i sintetizzatori, cosiddetti perché generano artificialmente suono utilizzando una varietà di tecniche. Tutti i primi circuiti di sintesi sonora erano basati su circuiti analogici, in particolare amplificatori a controllo di tensione, oscillatori e filtri. Un importante sviluppo tecnologico fu l'invenzione del sintetizzatore Clavivox, di Raymond Scott, nel 1956, in collaborazione con il con gruppo di Robert Moog.
Sintetizzatori modulari
La Radio Corporation of America (RCA) nel 1950 produsse dispositivi sperimentali di sintetizzazione della voce e della musica. LRCA Mark II Sound Synthesizer, ospitato presso il Columbia-Princeton Electronic Music Cener di New York, venne progettato da Herbert Belar e Harry Olson alla RCA, con il contributo di Vladimir Ussachevsky e Peter Mauzey e installato nel 1957 presso la Columbia University. Costituito da una serie di componenti di sintesi del suono interconnessi, era in grado di produrre solo musica programmata, utilizzando un nastro di carta perforata con fori per controllare altezza delle fonti e filtri, simile a un pianoforte meccanico.
Negli anni 1960 i sintetizzatori erano ancora strumenti generalmente confinati negli studi di registrazione, soprattutto a causa delle loro dimensioni. Erano di solito a composizione modulare, e le loro fonti di segnale separate erano collegate ai processori con cavi o altri mezzi e controllati da un dispositivo comune. Harald Bode, Don Buchla, Hugh Le Caine, Raymond Scott e Paul Ketoff furono tra i primi a costruire tali strumenti, tra la fine degli anni 1950 e l'inizio dei 1960. Buchla prodousse poi un sintetizzatore modulare commerciale, il Buchla Musica Easel. Robert Moog, in passato allievo di Peter Mauzey uno degli ingegneri del RCA Mark II, creò un sintetizzatore che poteva ragionevolmente essere utilizzato da musicisti, progettando i circuiti mentre era alla Columbia-Princeton. Il sintetizzatore Moog venne esposto, per la prima volta, al convegno della Audio Engineering Society nel 1964. Richiedeva esperienza nel creare i suoni, ma era più piccolo e più intuitivo di quello che era stato realizzato prima, meno macchina e più strumento musicale. Moog stabilì le norme per il controllo dell'interfacciamento, usando una scala logaritmica di un volt per ottava per il controllo dell'altezza del suono e un segnale di attivazione separato. Questa standardizzazione permise che i sintetizzatori di diversi produttori potessero operare simultaneamente. Il controllo di altezza era di solito eseguito sia con una tastiera tipo quella di un organo sia con un sequencer, producendo una serie cronometrata di tensioni di controllo. Verso la fine degli anni '60 centinaia di registrazioni utilizzarono i sintetizzatori Moog. Subito dopo altri produttori iniziarono a costruire sintetizzatore commerciali e fra questi lARP Instruments, Inc., che iniziò con i sintetizzatori modulari prima di produrre strumenti integrati, e l'azienda britannica Electronic Music Studios (London) Ltd (SME).
Sintetizzatori integrati Nel 1970, Moog progettò il Minimoog, un sintetizzatore integrato provvisto di tastiera. I circuiti analogici erano interconnessi con interruttori in una disposizione semplificata detta "normalizzazione". Anche se meno flessibile di un design modulare, la normalizzazione rese lo strumento più portatile e più facile da usare. Il Minimoog fu venduto in 12.000 unità standardizzando ulteriormente la progettazione dei successivi sintetizzatori con la loro tastiera integrata, altezza e modulazione regolabile e flusso del segnale VCO→ VCA → VCF. Divenne celebre per il suo suono "grasso" e per problemi di messa a punto. Componenti a stato solido miniaturizzati permisero ai sintetizzatori di diventare strumenti portatili autonomi che presto apparvero in esecuzioni dal vivo e rapidamente diventarono ampiamente utilizzati nella musica pop e musica classica elettronica.
Polifonia I primi sistetizzatori erano monofonici, producendo una sola nota alla volta. Fra i più popolari sintetizzatori monofonici vi erano il Minimoog e il Roland SH-101. Alcuni, come il Moog sonic Six, ARP Odyssey e EML 101, potevano produrre due suoni diversi quando venivano premuti due tasti. La polifonia (note simultanee multiple, che consentono l'esecuzione di accordi) era ottenibile solo con gli organi elettronici, in un primo momento. Le tastiere elettroniche popolari che combinavano circuiti di organi con l'elaborazione dei sintetizzatori, comprendevano lARP Omni, il Polymoog di Moog e lOpus 3.
Nel 1976 iniziarono ad apparire in commercio sintetizzatori polifonici abbordabili, in particolare lo Yamaha CS-50, CS-60 e CS-80, il Sequential Circuits Prophet-5 e il Four-Voice Oberheim. Questi rimanevano comunque complessi, pesanti e relativamente costosi. La registrazione delle impostazioni nella memoria digitale ha permesso l'inserimento e il richiamo dei suoni. Il primo sintetizzatore polifonico pratico, e il primo ad utilizzare un microprocessore come controller, è stato il Sequential Circuits Prophet-5 introdotto alla fine del 1977. Per la prima volta, i musicisti avevano a disposizione un sintetizzatore polifonico pratico che poteva salvare tutte le impostazioni nella memoria del computer e richiamarle al semplice tocco di un pulsante. Il Prophet-5 divenne il paradigma di un nuovo standard, spingendo lentamente fuori mercato i sintetizzatori modulari più complessi.
Nastro registratore
Nel 1935, un altro significativo sviluppo venne realizzato in Germania. LAllgemeine Elektrizitäts Gesellschaft (AEG) commercializzò il primo registratore a nastro, il Magnetophon. Il nastro audio, aveva il vantaggio di essere abbastanza leggero, oltre ad avere una buona fedeltà audio, sostituì i registratori a filo molto più ingombranti.