아날로그 신시사이저
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1. 개요
아날로그 신시사이저는 1920년대부터 시작되어 1960년대 실용화된 전자 악기로, 아날로그 회로를 사용하여 소리를 생성한다. 1980년대 디지털 신시사이저의 등장으로 쇠퇴했지만, 1990년대 후반부터 특유의 음질과 기능이 재평가되어 다시 주목받고 있다. 아날로그 신시사이저는 전압 제어 발진기(VCO), 전압 제어 필터(VCF), 전압 제어 증폭기(VCA) 등의 구성 요소를 통해 감산 방식으로 소리를 만들어내며, 엔벨로프 제너레이터, LFO, 건반 등을 통해 음색과 음향을 제어한다.
1920년대 전자공학의 초기부터 일부 애호가들 사이에서 저주파 발진을 이용한 전자 건반 악기가 제작되었으며, 그 후 1940년대부터 1960년대에 전자공학의 발전에 따라 전자 악기로의 전자공학 보급이 점차 진행되고 개량되었다. 전자 건반 악기 제작 애호가 중 일부는 후에 제조사가 된 사람도 있다. 일본 국내에서도 『초보의 라디오』지에서 1977년 1월호부터 1978년 3월호까지 "뮤직 신시사이저의 회로부터 제작·철저 가이드"가 연재되는 등 일부 애호가들 사이에서 자작되었다. 1960년대 중반 신시사이저 실용화 이후 1980년대 중반까지의 신시사이저는 아날로그 회로를 사용한 것이었지만, 기술의 발전에 따라 등장한 저렴하고 다기능인 디지털 신시사이저의 보급에 따라 생산 대수는 감소했다. 하지만 1990년대 후반부터 아날로그 특유의 음질과 기능이 재평가되어 21세기에 들어서면서 몇몇 회사에서 아날로그 신시사이저가 새롭게 출시되었다. 출시 종료 후 수십 년이 지난 미니모그(Minimoog)나 프로페트 5(Prophet 5) 등이 명기 또는 빈티지 기기로서 매니아적인 열정을 가진 음악가들에게 애용되고 있다.
아날로그 신시사이저는 기본적으로 음성 신호를 생성하는 회로와 제어 신호를 발생시키는 회로로 구성된다. 음성 신호 생성 회로는 전압(볼티지)으로 제어(컨트롤)할 수 있도록 설계되어, 제어 신호 발생 회로에서 생성된 전압을 통해 음정, 음색, 볼륨을 조절한다.
2. 역사
디지털 음원의 보급과 함께 한때 쇠퇴했지만, 최근 아날로그 신시사이저가 여러 분야에서 재평가되면서 각사에서 과거의 명기 복각이나 잡지 특집으로 다루어지거나 관련 서적이 출판되는 등 일부에서 부활의 분위기가 고조되고 있다.[5][6]
디지털 음원에서는 얻기 어려운 굵고 따뜻한 소리가 특징이다.
2. 1. 초기 (1900년대 ~ 1950년대)
1906년 스코틀랜드의 물리학자 제임스 로버트 밀른(FRSE)이 전기 합성 조화기를 언급한 것이 최초의 기록이다.[1] 초기 신시사이저들은 다양한 진공관(진공관)과 전기기계 기술을 사용했다. 조르주 제니(Georges Jenny)의 온디오린(Ondioline), 하몬드 오르간(Hammond organ), 트라우토니움(Trautonium)과 같이 일부 전자 악기는 대량 생산되었지만, 현대 악기의 기준으로 볼 때 신시사이저로 간주되지 않는 경우가 많다. 오스카 살라(Oskar Sala)의 트라우토니움(Trautonium), 레이먼드 스콧(Raymond Scott)의 일렉트로니움(Electronium), 예브게니 무르진(Evgeny Murzin)의 ANS 신시사이저(ANS synthesizer)와 같이 상당한 수준의 정교함을 달성한 신시사이저들도 있었다.[2] 1938년에는 노바코드(Novachord)가 처음 생산되었다.
1920년대 전자공학의 초기부터 일부 애호가들 사이에서 저주파 발진을 이용한 전자 건반 악기가 제작되었으며, 그 후 1940년대부터 1960년대에 전자공학의 발전에 따라 전자 악기로의 전자공학 보급이 점차 진행되고 개량되었다.
2. 2. 발전기 (1960년대 ~ 1970년대)
초기 아날로그 신시사이저는 전자 아날로그 컴퓨터와 실험실 시험 장비 기술을 사용하여 만들어졌다.[3] 이들은 모듈식 신시사이저였으며, 전압 제어 발진기(VCO), 전압 제어 필터(VCF), 전압 제어 증폭기(VCA), 엔벨로프 제너레이터, 저주파 발진기, 링 모듈레이터 등으로 구성되었다.[3] 또한 리버브 장치, 시퀀서, 오디오 믹서와 같은 도구도 포함되었다.[3]
무그(Moog Music), ARP, 서지 모듈러 뮤직 시스템(Serge Modular Music Systems), 일렉트로닉 뮤직 스튜디오(Electronic Music Studios (London) Ltd) 등이 모듈식 신시사이저를 제작했다.[3] 무그는 아날로그 신시사이저 제어 인터페이스 표준(1볼트/옥타브)을 확립했다.[3]
1970년, 무그는 미니무그(Minimoog)를 출시하여 큰 인기를 얻었다.[3] 미니무그는 12,000대 이상 판매되었으며, 통합 키보드, 피치 휠, 변조 휠, VCO->VCF->VCA 신호 흐름을 가진 후속 신시사이저 설계에 영향을 미쳤다.[3] 1970년대에는 소형화된 고체 소자 부품을 통해 롤랜드(Roland corporation), 코르그(Korg), 야마하(Yamaha Corporation) 등이 일체형 아날로그 신시사이저를 생산하여, 뮤지션들이 라이브 공연에 사용하기 시작했다. 전자 신시사이저는 대중 음악의 표준적인 악기로 자리 잡았으며,[3] 1969년 제임스 본드 영화 "007 여왕 폐하 대작전"을 시작으로 영화 음악에도 널리 사용되었다.[3]
오버하임(Oberheim)은 폴리포닉 아날로그 신시사이저를 제작했다.[3] 1978년, 시퀀셜 서킷(Sequential Circuits)은 최초의 마이크로프로세서 제어 아날로그 신시사이저를 개발했다.[3] 이들은 시스템 제어 및 제어 전압 생성에 마이크로프로세서를 사용했지만, 주요 사운드 생성 경로는 아날로그였다.[3]
1960년대 중반 신시사이저 실용화 이후 1980년대 중반까지는 아날로그 회로를 사용한 신시사이저가 주류였으나, 기술 발전에 따라 디지털 신시사이저가 보급되면서 생산량이 감소했다.[5][6] 그러나 1990년대 후반부터 아날로그 특유의 음질과 기능이 재평가되어 21세기에는 아날로그 신시사이저가 다시 출시되기도 했다.[5][6]
2. 3. 전환기 (1980년대 ~ 현재)
1980년대 중후반, 디지털 신시사이저와 샘플러의 등장으로 아날로그 신시사이저는 점차 쇠퇴하였다.[4] 그러나 1990년대 초, 테크노, 레이브 등 전자음악 장르에서 저렴한 중고 아날로그 장비에 대한 수요가 증가하면서 아날로그 신시사이저가 다시 주목받기 시작했다.[4] 특히 롤랜드 TR-808 드럼 머신과 롤랜드 TB-303 베이스 신시사이저와 같은 중고 장비의 인기가 높아졌다.[4]
1990년대 중반, 아날로그 신시사이저 특유의 음색이 재조명되면서 수요가 증가했다.[4] 이에 따라 아날로그 모델링 신시사이저가 개발되었고, 알레시스 안드로메다, 프로핏 '08, 무그의 리틀 패티와 같은 새로운 아날로그 신시사이저도 등장했다.[4] 또한, DIY 및 키트 신시사이저 모듈 시장이 성장하면서, ARP Instruments와 같은 회사의 부품에 대한 비밀도 밝혀졌다.[4]
2000년대에 들어서도, 디지털 신시사이저의 복잡한 인터페이스에 대한 반발로 인해, 직관적인 조작이 가능한 아날로그 신시사이저의 인기는 계속되었다.[4] 아날로그 신시사이저 특유의 굵고 따뜻한 소리는 디지털 음원에서는 얻기 어려운 특징으로, 여전히 많은 연주자들에게 사랑받고 있다.[5][6]
1960년대부터 1980년대에 제작된 아날로그 신시사이저는 기온 변화에 민감하여 튜닝이 필수적이었으나, 이후 오토 튜닝 기능이나 DCO를 탑재하여 이러한 문제를 해결한 모델도 등장했다. 1970년대 후반에는 폴리포닉 신시사이저도 등장했지만, 복잡한 회로 구성으로 인해 고가였다. 1980년대 후반에는 저렴한 디지털 신시사이저의 등장으로 아날로그 신시사이저의 출하량은 감소했지만, 특유의 음색과 직관적인 조작성 덕분에 디지털 신시사이저와 아날로그 신시사이저의 장점을 결합한 하이브리드 타입도 등장했다.
하지만 오래된 아날로그 신시사이저에 사용된 전자 부품은 구하기 어려워져 수리가 어려운 상황이다. 순정 부품을 사용하지 않으면 원래의 음색과 성능을 재현하기 어렵다는 문제점도 존재한다.
3. 구성 요소 및 작동 원리
음성 신호를 담당하는 핵심 회로는 다음과 같다.
아날로그 신시사이저는 감산 방식을 사용한다. 즉, VCO에서 생성된 풍부한 배음을 가진 기본 파형을 VCF를 통해 특정 배음을 제거하고, VCA로 볼륨을 조절하여 원하는 음색을 만든다.
엔벨로프 제너레이터는 어택(Attack, 立ち上がり)/디케이(Decay, 減衰)/서스테인(Sustain, 減衰後の保持)/릴리즈(Release, 余韻)의 네 가지 파라미터에 따라 시간적으로 변화하는 전압을 발생시키는 회로이다. 코르그의 MS-20처럼 홀드(Hold, 離鍵後の保持)라는 다섯 번째 파라미터나, 페이드(Fade)라는 여섯 번째 파라미터를 가진 모델도 존재했다. 이 회로로 VCA를 제어하여 볼륨의 시간적 변화를 제어하거나, VCO와 VCF를 제어하여 음높이와 음색의 시간적 변화를 만들어낸다.
LFO는 저주파수 발진기(Low Frequency Oscillator)의 약자이다. 낮은 주파수를 제어 신호로 음성 신호의 제어 회로에 보내 주기적인 변화를 준다. 예를 들어 VCO에 보내면 비브라토를 만들어낼 수 있고, VCA에 보내면 트레몰로가 된다.
건반 또는 시퀀서는 연주 정보를 입력하는 기능이다. 일반적인 흐름으로는 연주 정보가 되는 전압을 VCO와 VCF에, 연주의 온/오프 신호를 엔벨로프 제너레이터에 보낸다. 이 전압을 받은 VCO는 신호가 나타낸 음높이를 발신하고, VCF는 전압으로 지정된 음질의 가공을 한다. 한편, 온/오프 신호를 받은 엔벨로프 제너레이터는 그 타이밍에 맞춰 파라미터를 작동시켜 설정된 시간적 변화를 VCA에 보내 출력을 제어한다.
아날로그 신시사이저는 기본 기능 외에 더욱 다채로운 음향 합성을 위해 다음과 같은 추가 기능을 제공하는 기종도 있다.
모듈러 신시사이저의 경우, 패치 케이블을 통해 각 기능 블록을 임의로 연결할 수 있어 더욱 유연하게 음성 신호에 변조를 가할 수 있다.
아날로그 신시사이저는 크게 두 종류의 정보를 전압으로 송수신하여 각 기능을 제어한다. 게이트(GATE)는 신호의 온/오프 정보로 음의 길이를 제어하고, CV(Control Voltage, 제어 전압)는 음높이를 비롯한 각 기능의 값을 제어한다.
전압 제어 방식의 선구자인 모그 신시사이저(Moog synthesizer)는 이 제어 전압을 "1옥타브/1볼트"로 정의했고, 다른 제조사들도 대개 이를 따랐다. 콜그(Korg) 등 "주파수/볼트"를 채택한 기종도 존재하지만, 신시사이저는 제조사와 관계없이 제어 신호를 케이블로 연결하여 혼합 사용하는 것이 가능했으며, 임의의 제조사의 건반이나 시퀀서로 다른 제조사의 음원을 제어하는 것도 가능했다.
하지만 단음 하나에 대해 CV와 GATE 정보를 각각 다른 케이블로 보낼 필요가 있었고, 폴리포닉 신시사이저(polyphonic synthesizer)의 등장으로 송수신 정보량이 증가했다. 디지털 기술의 발전과 함께 1983년에 제조사 간 협의를 통해 MIDI가 공식적으로 표준화되었다.
해당 규격의 자세한 내용은 CV/Gate를 참조.
3. 1. 음성 신호 생성 회로
아날로그 신시사이저는 기본적으로 음성 신호를 생성하는 회로와 제어 신호를 발생시키는 회로로 구성된다. 음성 신호 생성 회로는 전압(볼티지)으로 제어(컨트롤)할 수 있도록 설계되어, 제어 신호 발생 회로에서 생성된 전압을 통해 음정, 음색, 볼륨을 조절한다.
음성 신호를 담당하는 핵심 회로는 다음과 같다.
아날로그 신시사이저는 감산 방식을 사용한다. 즉, VCO에서 생성된 풍부한 배음을 가진 기본 파형을 VCF를 통해 특정 배음을 제거하고, VCA로 볼륨을 조절하여 원하는 음색을 만든다.
3. 2. 제어 신호 생성 회로
엔벨로프 제너레이터는 어택(Attack, 立ち上がり)/디케이(Decay, 減衰)/서스테인(Sustain, 減衰後の保持)/릴리즈(Release, 余韻)의 네 가지 파라미터에 따라 시간적으로 변화하는 전압을 발생시키는 회로이다. 코르그의 MS-20처럼 홀드(Hold, 離鍵後の保持)라는 다섯 번째 파라미터나, 페이드(Fade)라는 여섯 번째 파라미터를 가진 모델도 존재했다. 이 회로로 VCA를 제어하여 볼륨의 시간적 변화를 제어하거나, VCO와 VCF를 제어하여 음높이와 음색의 시간적 변화를 만들어낸다.
LFO는 저주파수 발진기(Low Frequency Oscillator)의 약자이다. 낮은 주파수를 제어 신호로 음성 신호의 제어 회로에 보내 주기적인 변화를 준다. 예를 들어 VCO에 보내면 비브라토를 만들어낼 수 있고, VCA에 보내면 트레몰로가 된다.
건반 또는 시퀀서는 연주 정보를 입력하는 기능이다. 일반적인 흐름으로는 연주 정보가 되는 전압을 VCO와 VCF에, 연주의 온/오프 신호를 엔벨로프 제너레이터에 보낸다. 이 전압을 받은 VCO는 신호가 나타낸 음높이를 발신하고, VCF는 전압으로 지정된 음질의 가공을 한다. 한편, 온/오프 신호를 받은 엔벨로프 제너레이터는 그 타이밍에 맞춰 파라미터를 작동시켜 설정된 시간적 변화를 VCA에 보내 출력을 제어한다.
3. 3. 추가 기능
아날로그 신시사이저는 기본 기능 외에 더욱 다채로운 음향 합성을 위해 다음과 같은 추가 기능을 제공하는 기종도 있다.
모듈러 신시사이저의 경우, 패치 케이블을 통해 각 기능 블록을 임의로 연결할 수 있어 더욱 유연하게 음성 신호에 변조를 가할 수 있다.
3. 4. 제어 규격
아날로그 신시사이저는 크게 두 종류의 정보를 전압으로 송수신하여 각 기능을 제어한다. 게이트(GATE)는 신호의 온/오프 정보로 음의 길이를 제어하고, CV(Control Voltage, 제어 전압)는 음높이를 비롯한 각 기능의 값을 제어한다.
전압 제어 방식의 선구자인 모그 신시사이저(Moog synthesizer)는 이 제어 전압을 "1옥타브/1볼트"로 정의했고, 다른 제조사들도 대개 이를 따랐다. 콜그(Korg) 등 "주파수/볼트"를 채택한 기종도 존재하지만, 신시사이저는 제조사와 관계없이 제어 신호를 케이블로 연결하여 혼합 사용하는 것이 가능했으며, 임의의 제조사의 건반이나 시퀀서로 다른 제조사의 음원을 제어하는 것도 가능했다.
하지만 단음 하나에 대해 CV와 GATE 정보를 각각 다른 케이블로 보낼 필요가 있었고, 폴리포닉 신시사이저(polyphonic synthesizer)의 등장으로 송수신 정보량이 증가했다. 디지털 기술의 발전과 함께 1983년에 제조사 간 협의를 통해 MIDI가 공식적으로 표준화되었다.
해당 규격의 자세한 내용은 CV/Gate를 참조.
4. 한국에서의 아날로그 신시사이저
참조
[1]
간행물
Proceedings of the Royal Society of Edinburgh
1906
[2]
웹사이트
1957 Evgeny Murzin ANS synthesizer
http://corpuscul.net[...]
Kom. Musik
2006-02-15
[3]
웹사이트
1970 Robert Moog Moog Music Minimoog Synthesizer
https://web.archive.[...]
Mix Magazine
2008-04-10
[4]
웹사이트
Video Explains Why Difference Between Analog, Digital Isn't What Most People Think
http://createdigital[...]
Create Digital Media, GmbH
2015-05-24
[5]
간행물
アナログシンセの復活
寺島情報企画
2013-08
[6]
간행물
アナログシンセの復活
秀和システム
2015-04
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