Yamaha DX7 и FM-синтез: стеклянный звук 80-х

Пресет, который звучал в каждом третьем хите

В 1986 году электропиано из одного пресета звучало в 39% синглов, поднявшихся на первое место Billboard Hot 100. В кантри-чарте таких было 40%, в R&B — 61%. Это посчитала музыковед Меган Лавенгуд, статья вышла в Journal of Popular Music Studies в 2019 году. Пресет назывался E.PIANO 1. Синтезатор — Yamaha DX7.

Пресет сделал Гэри Лойенбергер. Вместе с Дейвом Бристоу он программировал заводские звуки DX7, и по Википедии на 128 тембров у них было меньше четырёх дней. Сам синтезатор вышел в мае 1983 года. Программировать его было трудно, и большинство владельцев играли то, что лежало в памяти с завода. Так один набор заводских звуков стал звуком десятилетия.

Что такое FM-синтез простыми словами

Аналоговый синтезатор работает вычитанием. Берётся богатая волна, пила или квадрат, и фильтр срезает лишнее. Как это устроено, разобрано в статье «ADSR, LFO и фильтр».

FM-синтез идёт с другой стороны. Берутся две бедные синусоиды. Одна, модулятор, раскачивает частоту другой, несущей. Медленно и неглубоко — получится вибрато. Быстро, со звуковой частотой, — и вибрато перестаёт быть слышно как вибрато. Вокруг несущей вырастают новые частоты, боковые полосы: несущая плюс-минус модулятор, плюс-минус два модулятора и дальше.

Два числа решают всё:

• Отношение частот несущей и модулятора. Целое, как 1:1 или 1:2, даёт гармонический спектр: звук похож на инструмент со струной или трубой. Дробное и некратное, как 1:1,4, даёт негармонический: металл, колокол, стекло.
• Индекс модуляции. Насколько глубоко модулятор качает несущую. Мало — почти чистая синусоида. Много — десятки полос и яркий, жёсткий тембр.

Индекс можно вести огибающей, и тогда тембр меняется во времени. В статье 1973 года Джон Чаунинг собрал колокол из двух генераторов: несущая 200 Гц, модулятор 280 Гц, индекс падает с 10 до нуля вместе с затуханием. Удар даёт много полос, хвост гаснет в одну чистую ноту. Медь у него вышла из отношения 1:1 и индекса, который растёт вместе с громкостью.

В DX7 генератор с огибающей называется оператором. Операторов шесть. Схема, по которой они соединены, называется алгоритмом, алгоритмов 32. Один оператор в каждом алгоритме может модулировать сам себя: это обратная связь, она делает из синусоиды подобие пилы и шума.

Джон Чаунинг: как вибрато стало тембром

Осенью 1967 года композитор Джон Чаунинг сидел в Стэнфорде за компьютером и делал вибрато из двух синусоид. Он поднимал скорость и глубину выше того, что бывает у живого певца или скрипача. В какой-то момент высота перестала качаться. Стал меняться тембр. Так он сам рассказывает в интервью Yamaha.

В 1973 году вышла его статья в Journal of the Audio Engineering Society: «Синтез сложных звуковых спектров при помощи частотной модуляции». Стэнфорд предлагал технологию американским производителям органов, Hammond и Lowrey. Те отказались.

Взяла Yamaha. Год лицензии в источниках разный. Сама Yamaha называет 1973-й, английская Википедия в статье о Чаунинге — 1974-й, в статье о DX7 — 1975-й как год эксклюзивных прав. По Sound On Sound, в 1973 году Yamaha получила лицензию на пробу, на один год.

Патент US 4,018,121 выдан 19 апреля 1977 года, владелец — Стэнфордский университет. Истёк он 19 апреля 1994 года. По данным самого Стэнфорда, университет получил от Yamaha больше 20 миллионов долларов. В журнале Mix называют 22,9 миллиона. Каким по доходности был этот патент у Стэнфорда, источники тоже пишут по-разному: первым, вторым или третьим.

GS-1 за 2,6 миллиона иен и DX7 в десять раз дешевле

Первым серийным FM-инструментом Yamaha стал электроорган Electone F-70, апрель 1981 года. В мае того же года вышел GS-1. 88 клавиш, 16 голосов, около 90 килограммов веса. Тембры загружались с магнитных карт, а для их правки нужен был отдельный программатор. Стоил GS-1 2,6 миллиона иен, в Великобритании около 12 тысяч фунтов. Продали около сотни. На нём играли Toto.

Дальше пошли CE20 и CE25 1982 года: дешёвые, с готовыми пресетами, без программирования. Удешевить настоящий программируемый FM-синтезатор помогла микросхема. Сотни деталей свели в несколько заказных чипов, звук считает один YM21280. DX7, по словам самой Yamaha, вышел примерно в десять раз дешевле GS-1.

Yamaha DX7: характеристики и цена

DX7 называют первым синтезатором с MIDI. Это не так: первым был Sequential Prophet-600. DX7 — один из первых. Ранние корпуса успели сделать до того, как появился сам стандарт, поэтому надпись MIDI на панели нанесена отдельно, шелкографией (Sound On Sound). У первой версии скорость нажатия по MIDI доходит до 100, а не до 127.

Про ЦАП источники спорят. Кен Ширрифф, который разбирал чипы DX7 под микроскопом, насчитал 12 бит и внешний делитель, добавляющий около двух бит. Sound On Sound пишет про 14 бит, Vintage Synth Explorer — про 16.

Сколько продали, тоже точно не известно. Около 150 тысяч пишут Лавенгуд и MusicRadar, около 160 тысяч — лондонский музей Хорнимана. Википедия называет больше 200 тысяч и сама оговаривает, что цифра может относиться ко всей серии DX. Вся серия, по данным Yamaha, — около 420 тысяч. Рассчитывали, по той же Википедии, на 20 тысяч.

E.PIANO 1 и BASS 1: песни, которые записаны на DX7

У Лавенгуд E.PIANO 1 разобран по песням. «Careless Whisper» Джорджа Майкла. «What's Love Got to Do with It» Тины Тёрнер. «Hard Habit to Break» Chicago. «How Am I Supposed to Live Without You» Майкла Болтона.

Тема «Твин Пикс» Анджело Бадаламенти тоже стоит на DX7. Клавишник Кинни Лэндрам подтверждал, что все электропиано в этой музыке сделаны на DX7 и его рэковой версии TX7.

Второй заводской хит — BASS 1. Лавенгуд называет «Danger Zone» Кенни Логгинса. По другим источникам, BASS 1 звучит в «Take On Me» a-ha и в «Fresh» Kool & the Gang. Соседний BASS 2 слышен в «Take My Breath Away» Berlin.

«Это самый популярный синтезатор, и никто не знает, как его программировать».

— Брайан Ино, по MusicRadar

Сам Ино программировать умел. Он строил свои тембры с нуля и записал на DX7 альбом Apollo: Atmospheres and Soundtracks (1983). В 1987 году журнал Keyboard напечатал его патчи. Рюити Сакамото взял DX7 одним из первых: в 1983 году он звучит на альбоме Мари Иидзимы Rosé, в 1984-м — на собственном альбоме Сакамото Ongaku Zukan.

Почему DX7 так трудно программировать

В аналоговом синтезаторе ручка фильтра делает понятное: темнее, светлее. В FM ничего понятного нет. Яркость зависит от уровня модулятора, а он задаётся огибающей. Огибающих шесть, у каждой восемь параметров. Шесть операторов, 32 алгоритма, отношения частот, масштабирование по клавиатуре. И на всё это один ползунок и кнопки.

Гордон Рид в цикле Synth Secrets журнала Sound On Sound назвал математику FM кошмаром. Небольшой сдвиг индекса меняет весь спектр, а при некоторых значениях несущая вовсе исчезает.

Поэтому большинство владельцев DX7 играли заводские звуки и звуки с картриджей. Отсюда и одни и те же пресеты на пластинках разных артистов.

Наследники DX7: от TX816 до Volca FM

• TX816 (1984). Рэк на восемь модулей, каждый — движок DX7. До 128 голосов.
• DX7II и DX7s. Yamaha называет 1986 год, Википедия — 1987-й. DX7s однотембральный, у DX7II-D и DX7II-FD два тембра, у FD ещё дисковод на 3,5 дюйма.
• TX802 (1987). DX7II без клавиатуры: восемь тембров, 16 голосов.
• Reface DX (2015). Четыре оператора, 12 алгоритмов, восемь голосов, 37 мини-клавиш. Патчи DX7 не читает.
• Montage (2016) и MODX (2018). Движок FM-X: восемь операторов, 88 алгоритмов. Тембры DX и TX переносятся через конвертер.
• Korg Volca FM (2016) и Volca FM2 (2022). Шесть операторов, как у DX7, и загрузка его патчей по SysEx.
• Korg opsix (2020). Шесть операторов, 40 алгоритмов. Патчи первого DX7 импортирует, но звучат они не как оригинал.

Как получить звук DX7 бесплатно: Dexed и FL Studio

Самый прямой путь — Dexed. Бесплатный плагин VST и AU для Windows, macOS и Linux, исходники открыты. Он читает и пишет SysEx-файлы DX7, поэтому в нём открываются те самые заводские банки и тысячи банков из сети. С подключённым настоящим DX7 Dexed работает как редактор: правка мышью вместо ползунка. Что ещё есть из бесплатных плагинов, собрано в статье «Бесплатные VST».

У Image-Line для FL Studio есть два своих FM-синтезатора. Fruity DX10 — восьмиголосный FM-синтезатор, доработанная версия DX10 Пола Келлетта. В руководстве к нему Image-Line напоминает, что FM в середине 80-х впервые позволил синтезировать колокола, фортепиано и акустический бас. Sytrus вышел в декабре 2003 года: шесть операторов, FM, кольцевая модуляция и аддитивный синтез.

Из платных классика — FM8 от Native Instruments (2006), наследник FM7.

Yamaha DX7 б/у: на что смотреть

Внутренняя память DX7 живёт на батарейке. В старом экземпляре она может стоять ещё родная. Перед заменой стоит слить патчи по SysEx, а после замены проверить напряжение: у свежей около трёх вольт. Клавиши проверяются все до одной, звук — на аккордах.

Рекомендованная цена Reverb на октябрь 2026 года — около 665 долларов за DX7 и около 525 за DX7s. Это оценка площадки по прошлым продажам, а не цена сделки, и разброс в объявлениях большой. Если выбираете первый синтезатор вообще, сначала прочитайте «Синтезатор для начинающих».

Патент Чаунинга истёк 19 апреля 1994 года. Две синусоиды и формула боковых полос теперь ничьи. Dexed, в котором открывается E.PIANO 1, стоит ноль рублей.

Частые вопросы

Механик

• Звукорежиссёр, музыкант, электронщик из Петербурга.
• Более 20 лет в музыке: дримпоп, эмбиент, электроника.
• Рассказываю о фишках и техниках при создании музыки.
• Помогаю подобрать музыкальный сетап без переплат.
• Собираю аналоговые гитарные педали.

Вопросы — в Telegram.