Cuando en 1983 Yamaha lanzó al mercado el sintetizador DX7, causó un gran desconcierto entre los músicos tecladistas y no fue por ser uno de los primeros sintetizadores digitales, sino por la forma usada para producir su sonido, que era completamente extraña en concepto, parámetro y terminología, para aquellos acostumbrados a los instrumentos analógicos. En ese momento, la mayoría de los sintetizadores analógicos comerciales trabajaban mediante síntesis sustractiva: partían de un sonido rico en componentes armónicos, que pasaba por un filtro que sustraía un conjunto de los mismos para crear una gran variedad de distintos espectros sonoros. Por lo anterior, las formas de onda básicas disponibles en estos sintetizadores eran la triangular, la diente de sierra, la cuadrada y el pulso, además de un generador de ruido. En contraste, la única forma de onda disponible en el DX7 es la senoidal, que se caracteriza por tener un sólo componente –una sola frecuencia, sin más armónicos–. Sin embargo, a través del proceso que describiremos a continuación, las combinaciones de senoidales podían resultar en complejos espectros sonoros, ricos también en componentes armónicos –como cualquiera de las formas de onda de los sintetizadores analógicos– y en inarmónicos –como el generador de ruido de los anteriores instrumentos.
Descubrimientos para el futuro
Esta nueva forma de síntesis de sonido, llamada síntesis por frecuencia modulada (FM), o modulación de frecuencia, fue descubierta y desarrollada por el compositor e investigador John Chowning. Se puede escuchar el resultado de esta técnica en sus obras electroacústicas “Sabelithe” (1964), la primera obra en el mundo que utilizó la generación de sonido con frecuencia modulada; “Turenas” (1972), “Stria” (1976) y “Phoné” (1981). También es posible leer su propia exposición de la FM en su fundamental artículo de 1973, llamado “La síntesis de espectros de audio complejos por medio de la modulación de frecuencia”, publicado en la revista de la AES (Audio Engineering Society).
Para entender la modulación de frecuencia es muy útil partir del ejemplo del vibrato. Si se observa con cuidado la interpretación de un violonchelista, se notará que la mano izquierda del mismo –la que se mueve sobre el diapasón del instrumento–, en las notas de larga duración, realiza un pequeño movimiento de vaivén sobre algún punto de la cuerda, vaivén que produce que la afinación de esa nota suba y baje en un pequeño rango, dándole al sonido una calidez y expresividad que los oyentes pueden reconocer de inmediato. Este resultado sonoro se llama vibrato y puede definirse como la variación cíclica –en un pequeño intervalo alrededor de un punto central– de la frecuencia de un sonido. Este pequeño cambio de la frecuencia que está haciendo el chelista es una modulación de la frecuencia de la nota.
En el caso de un sintetizador, un tecladista puede estar interpretando en el mismo con un timbre de onda cuadrada, pero si desea que éste suene con vibrato tiene que usar un oscilador adicional, denominado Low Frequency Oscillator (LFO), que vibra a una velocidad muy baja para el oído humano (recordemos que el límite inferior de nuestra escucha está alrededor de las 20 vibraciones por segundo), por lo que no se puede escuchar aisladamente, sino que se percibe cuando este oscilador modifica –o modula– la frecuencia del oscilador principal y produce en cada nota tocada un vibrato –cuyas características dependerán de la frecuencia y amplitud del oscilador LFO.
Se cuenta que John Chowning estaba trabajando con osciladores digitales y que al querer añadir vibrato a sus sonidos, accidentalmente moduló la frecuencia de un oscilador de una manera más rápida y amplia de lo que deseaba, descubriendo en ese momento que el resultado no era un vibrato, sino un timbre diferente que no había escuchado hasta entonces. Eso es lo que ocurre cuando en el LFO, que se supone que es un oscilador de baja frecuencia, se incrementa su frecuencia hasta entrar en el rango audible del ser humano, provocando que aparezcan una serie de componentes armónicos y no armónicos que no existían originalmente en el sonido, y ésta es la explicación de que un sintetizador basado en FM funcione únicamente con simples ondas senoidales para crear, mediante la modulación de una a otra, espectros sonoros complejos.
El trabajo sobre la FM desarrollado por Chowning en la Universidad de Stanford fue ofrecido a varias compañías como Hammond y Wurlitzer, pero no les interesó. Tiempo después, en 1973, la licencia de este descubrimiento fue adquirida por Yamaha, la que empezó a desarrollar prototipos de órganos y sintetizadores basados en la frecuencia modulada.
Antes que en el DX7, la síntesis por FM se utilizó en los teclados GS1 y GS2, los que pese a tener gran calidad de sonido, tenían el inconveniente de no ser programables –esto es, que el usuario no podía modificar los elementos constituyentes de los sonidos–, además de ser muy caros, grandes y voluminosos –su mueble era como el de un pequeño piano de cola–. El DX7 fue una gran respuesta que alivió las deficiencias de los teclados GS y muy rápidamente superó comercialmente a sus predecesores.
Diseños que se vuelven clásicos
Si los anteriores sintetizadores analógicos contaban con una perilla o switch para modificar cada uno de los elementos que conformaban un timbre específico (o patch), la cantidad de parámetros necesarios para crear un sonido en el DX7 hacía imposible seguir con ese diseño, por lo que la programación de los sonidos del instrumento se logró con una serie de botones de membrana, un control deslizable para ingresar los datos y una pantalla de LCD con dos líneas de 16 caracteres, una forma de programar que hoy es muy común, pero que en aquel tiempo era nueva.
El DX7 cuenta con seis osciladores que producen únicamente ondas senoidales. Cada oscilador u operador (operator), como se les llama en el DX7, puede ser usado para modular (en este caso, se le llama modulador) o para ser modulado (nombrándolo como portador). Estos seis operadores pueden configurarse de varias maneras: pueden ser tres parejas consistentes, cada una de un portador con su modulador, o un portador puede ser afectado por dos moduladores, o se pueden arreglar los seis como portadores, lo que no produciría síntesis por FM porque no hay modulación, sino una simple síntesis aditiva. A cada arreglo o configuración de operadores se le llama algoritmo y todos estos están predefinidos de fábrica. EL DX7 cuenta con seis operadores y 32 algoritmos, al igual que el DX1 y por otro lado, el DX9 y el DX21 tienen cuatro operadores y ocho algoritmos.
Otras características importantes del DX7 son su extensión de 61 teclas con velocity y aftertouch, 32 patches –expandible a 64 con un cartucho de memoria ROM–, 16 voces de polifonía –lo que permite tocar un acorde de hasta 16 sonidos–, y sus puertos MIDI, el protocolo de comunicación que recién se había inventado.
Aunque ninguno tuvo el éxito comercial del DX7, se lanzaron al mercado varios sintetizadores más dentro de la serie DX. El DX100 se caracterizaba por tener miniteclas y, por lo tanto, un precio reducido; el DX11 fue único en ofrecer en sus operadores otras formas de onda aparte de la senoidal; el DX21 venía con efecto de Chorus incluido, era multitímbrico a 2 partes y tenía la función de teclado en split. También apareció un DX7 sin teclado –en forma de módulo–, con el nombre de TX7. El mismo DX7 tuvo más adelante varias mejoras que se materializaron en los sintetizadores DX7II-D, el DX7II-FD y el DX7S.
Si bien la década de los ochenta fue el escenario de desarrollo de los sintetizadores Yamaha serie DX, su éxito comercial, su utilización por una gran cantidad de músicos, así como ser fundamental en el sonido de numerosos hits y estilos musicales, hicieron del DX7 todo un clásico de los instrumentos de teclado.
