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

當時的研究表明，音調隨時間變化的方式是我們將其感知為樂器聲音的關鍵因素。以鋼琴為例：按下琴鍵時產生的音色包含由琴槌敲擊琴弦產生的豐富諧波。然而，隨著聲音的持續，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。雅馬哈意識到，如果電子樂器想要發出如同原聲樂器一般自然的音色，就必須開發能夠重現聲音中這些變化的技術。事實上，雅馬哈的合成器發展之路正是從對聲音隨時間變化的探索，以及我們對使 Electone 產生更豐富音色的追求開始的。

因此，為了更有效地利用數量有限的電路，顯然需要新的控制技術。例如，如果一個樂器有 8 個控制電路，那么它就可以產生最多 8 個復音——也就是說，可以同時發出 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，那么這項新技術就需要知道在按下某個特定琴鍵時應該觸發哪些電路。我們的解決方案是引入一種裝置，它可以根據琴鍵的按下順序、當前按住的琴鍵總數以及其他相關因素，高效地將電路分配給琴鍵。

這種裝置被稱為琴鍵分配器，它可以被視作當今動態音色分配 (DVA) 技術的先驅。早在 20 世紀 70 年代初期，當音色發生器仍然依賴于模擬技術時，數字電路就已經被應用于這些琴鍵分配器中了。因此，它們的使用標志著數字技術在模擬合成器時代的應用邁出了重要一步。

雖然 SY-1 沒有琴鍵分配器，但它配備了一個包絡發生器，可以用來改變聲音隨時間的變化。合成器中使用的包絡發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——即按下琴鍵到產生的音符達到峰值電平之間的時間，該時間可以進行調節。“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，我們會為這些參數分別使用一個控制器，以調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和濾波器包絡 ADSR 階段的旋鈕。相反，它使用了一對標有“Attack”（起音）和“Sustain”（延音）的滑塊來調節幅度包絡，并且一項名為“Attack Bend”（起音彎音）的功能允許以獨特的方式調節音符起始時的音高和濾波器包絡。

SY-1 具有一系列預設包絡，可以通過這些包絡來重現長笛、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。如今，我們認為可以輕松調用合成器的預設音色是理所當然的，但在雅馬哈的首款模擬合成器中就包含了這項功能，這在當時是非常具有創新性的。

SY-1 的另一項突破性功能是觸控，或者說現在通常所說的力度感應。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節音色，以便在演奏時獲得更豐富的表現力。然而，雅馬哈一直在研發一系列不同的原型，目的是根據琴鍵的力度來調節音色。最終，我們完善了一項技術，通過檢測琴鍵完全按下所需的時間來測量演奏力度，并將這套系統首次應用于 SY-1。

在發布 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 獨特技術的非 Electone 產品是 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。這種先進技術的集成，為大幅減輕重量和提高便攜性奠定了基礎。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，我們認為將原創音色存儲在樂器的內存中就像在電腦上保存文件一樣，是理所當然的事情。然而，在 20 世紀 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容，技術人員在維修樂器時會用到這本手冊。這部分內容的標題是（音色預設 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的固定電阻值被內置于該電路中。這些電阻值的組合會產生特定的聲音或音色，因此這些在當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，雅馬哈在當時就已經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 型包絡發生器。IL 和 AL 分別指的是初始電平和起音電平，這些包絡發生器采用了一種與標準 ADSR 類型略有不同的方法。在 ADSR 包絡中，對應于起音階段最開始的值是基準值——零。當我們將這種包絡發生器產生的包絡應用于濾波器時，聲音起始時的音調由當前的截止頻率設置決定；然而，起音峰值和音符保持時的音調則由截止頻率設置與包絡發生器深度以及延音電平值共同決定。由于這些音調是由多個設置共同作用的結果，因此調整聲音隨時間變化的方式可能會變得相當復雜。相反，在應用具有初始電平和起音電平設置的包絡時，濾波器的截止頻率決定了音符保持時產生的音調，而 IL 和 AL 控制器可以獨立地設置起音階段的起始音調和峰值音調。這種方法提供了更高的自由度，尤其是在嘗試重現自然音色時。作為雅馬哈的一項獨特功能，IL-AL 型包絡發生器進一步證明了我們的開發人員致力于打造高品質音色的決心。

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，并相應地改變音調。鑒于這些功能在現代合成器中仍然非常流行，雅馬哈在四十年前就設計并實現了這些功能，這突顯了我們合成器開發團隊的卓越技術實力。

在 20 世紀 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，由于業余音樂家現在也能負擔得起這些樂器，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和功能都是在此類緊湊、經濟型樂器的開發過程中實現的。例如，CS-15D 的滾輪式彎音和調制控制器已經成為了我們樂器的標志性特征，并且至今仍在最新的 MONTAGE M 型號中使用。1979 年，我們發布了 CS-20M，開始采用數字技術來存儲音色。1981 年推出的 CS-70M 在功能方面與現代樂器非常相似：特別是，它提供了自動調音功能，解決了模擬合成器中長期存在的調音問題，并且還配備了使用專用微處理器實現的內置音序器。

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了一個新時代。

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

即使在我們發布了第一款 Electone D-1 之后，仍然有許多與音質相關的問題需要解決。其中一個特別具有挑戰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力。正如我們所看到的，聲音和音量隨時間的變化被認為是這方面的關鍵因素，這促使我們不斷地進行研發，以期獲得更好的聲音來滿足這一需求。據說當時的雅馬哈總裁曾經指示他的團隊“不計成本，也需要創造出精益求精的產品”，這也許正是日本經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 70 年代的合成器開發工作不僅誕生了一系列令人眼花繚亂的原創技術，而且無疑為合成器作為一種樂器的普及奠定了基礎。