Polyphonic synthesis
Making the synthesizer sing several notes at once — the octave divider's shortcut and the voice-allocation way
Related
The synthesizers of the previous pages mostly speak 「one note at a time」 — theremin, Martenot, Minimoog, all monophonic.
This page is about making the synthesizer sing several notes at once — one shortcut, and one honest road.
「使用倍频分频，合成器只需 12 只振荡器——音阶每音一只；额外的音由分频生成」.
⭐⭐ This page is polyphonic synthesis — eighth in the analog-synth family. One line: the two technical routes of polyphony.
| Class | Assignment |
|---|---|
| HS class | Electrophone（multi-note synthesis via voice allocation or octave dividing）· polyphony by architecture |
| Two routes | ⭐⭐ octave divider（the shortcut） vs voice allocation（the honest road） |
| Stars | Yamaha CS-80（1976）· Oberheim FVS-1（1975）· Prophet-5（1978, its own page） |
| Bayin note | Outside the bayin — the electronic instrument's step toward the piano |
⭐⭐ The main line: two routes, two philosophies
The monophonic problem: one note at a time; no chords. Polyphony has two roads:
| ⭐ octave divider | ⭐ voice allocation | |
|---|---|---|
| Idea | 12 oscillators fake the whole range（octave down = frequency ÷ 2） | each voice complete and independent, keyboard scan allocates |
| Cost | cheap | expensive |
| ⭐⭐ Limit | the same pitch cannot sound twice at once | none（within the voice count） |
| exemplars | Novachord 1939 · Polymoog · Korg PE-1000 | CS-80 · FVS-1 · Prophet-5 |
⭐⭐ The divider route's key sentence:
「复音达成的条件：音阶中的每个音名只被同时演奏一次」.
⭐⭐ Play C and high-C together and it breaks — the divider's polyphony is 「borrowed」: one oscillator's divided tones cannot stack. ⭐ The word paraphonic was coined for exactly this kind of 「looks-poly, actually-limited」 instrument.
⭐⭐ The divider family: from ancestor to absurdity
「Hammond Novachord（1939）是倍频分频合成器与电子风琴的祖先——八度分频技术生成复音，约 1000 台」.
⭐⭐ Then the route piled 「many」 to the absurd: 「Korg PE-1000（1976）: one synth per key（60 in total）」; 「Korg PS-3300（1977）: three synths per key（144 in total）」— 144 「synthesizers」, and still no stacked unisons.
⭐⭐ Against the electro-experiments page: the Novachord was 「the first commercial polyphonic synthesizer」 — this page completes its identity: ancestor of the divider route.
⭐⭐ The allocation family: the honest road and its stars
「1970 年代初中期，声部分配技术与数字键盘扫描由 Yamaha · E-mu Systems · Armand Pascetta 独立开发」; 「Oberheim Polyphonic Synthesizer 与 Prophet-5 都是与 E-mu 的 Dave Rossum 合作开发」.
⭐⭐ Two star machines:
Yamaha GX-1（1973/75） — 「voice allocation assigned each manual's limited 8 voices to the notes — 18 voices total」; Yamaha CS-80（1976） — 「成功了，成为最受欢迎的复音模拟合成器之一」.
⭐⭐ The CS-80's details are the page's most gorgeous passage:
「61 键木键盘响应力度与触后——没有弯音轮或调制杆，但有一条音高丝带」; 「翻开面板左侧，藏着四排微型滑杆——控制用户音色的 26 个参数——不需要数字内存」; 「8 音复音，每音可叠两层 · 总重 220 磅 · Yamaha 造了不到 800 台」.
⭐⭐ Vangelis（whose 1982《Blade Runner》score is CS-80 everywhere）called it 「我职业生涯最重要的合成器」.
⭐ Against the site: the pitch ribbon（CS-80）and the Martenot's ribbon（ruban） — two companies, unaware of each other, arrived at the same gesture.
⭐⭐ The Oberheim FVS-1: polyphony from four SEMs
「Oberheim Four Voice（FVS-1）（1975）：与 E-mu 合作开发——四台 SEM 拼成」.
⭐⭐ The SEM（Synthesizer Expander Module）「本身是一个完整的合成器声部」— the FVS-1 is at once 4-note polyphonic and 4-part multitimbral.
⭐⭐ Against the Minimoog（all modules hard-wired into one）and Eurorack（modules freely combined）— the FVS-1 is the middle form: 「four pre-wired complete voices」. The SEM sold alone; buy four and you have polyphony — a 「voice-level」 modular.
⭐⭐ The philosophy of voice counts
「即使只有十根手指，也可能同时演奏超过十个音」—
（sustain pedal + decaying released notes）;
「16 只振荡器的合成器只在单振荡器音色时才是 16 复音；如果某 patch 需要四只振荡器，就只剩四音复音」.
⭐⭐ Polyphony is fluid, not a nameplate number.
⭐⭐ The digital timeline: 「六声部是 1980 年代中期标准 → 16 声部成为 80 年代末标准 → 64 声部 90 年代中期常见 → 128 音符随后到来」— from 「five voices was a miracle」 to 「128 notes」 in fifteen years.
⭐⭐ Note priority: who leaves when it's full
「合成器一般用 last note priority（最后按下的音优先）——复音已满时按新键，结束最早发声的音腾出声部。这是多数合成器的默认模式」; 还有「忽略新按下的音」等模式.
⭐⭐ A monophonic instrument never faces this（one note at a time）; a polyphonic instrument's 「algorithmic character」 hides in such small rules. ⭐ Against the Prophet-5's patch memory（remembering timbres）— note priority is 「remembering character」。
⭐⭐ Multitimbral: one person conducts the orchestra
「多音色乐器永远复音，但复音乐器不一定多音色」; 「有些多音色乐器允许用户指定每个音色保留或允许的复音数」.
⭐⭐ Against the orchestra: multitimbral is one person conducting a whole ensemble — each timbre carries its own 「part」, and polyphony is the headcount of the whole band.
⭐⭐ The earlier prototype: Bode, 1937
「Harald Bode 1937 年的 Warbo Formant Orguel 是声部分配复音合成器的原型」.
⭐⭐ Two years before the Novachord（1939）; ⭐⭐ and this Bode is the same Bode of the 1964 Moog paper 「built on the work of Bode」— one name appears twice in electronic-instrument history, twenty-seven years apart.
Recap: three sentences on polyphonic synthesis
| Q | A |
|---|---|
| ⭐ The key point | ⭐⭐ two routes: octave divider（12 oscillators faking the range · the shortcut） vs voice allocation（complete voices · the honest road）; ⭐⭐ 「voice allocation + digital keyboard scanning」 developed independently by Yamaha · E-mu · Pascetta |
| ⭐⭐ Paraphonic | ⭐⭐ the divider's condition: 「每个音名只被同时演奏一次」 — C and high-C together breaks it; ⭐ paraphonic was coined for 「looks-poly, actually-limited」 |
| ⭐⭐ Stars | Yamaha CS-80（1976 · 8 voices · velocity & aftertouch · pitch ribbon · 220 lb · under 800 built） — Vangelis: 「我职业生涯最重要的合成器」; GX-1（1973 · 18 voices, twin manuals）; Oberheim FVS-1（1975 · four SEMs） |
| ⭐⭐ The E-mu thread | ⭐⭐ 「Oberheim Poly 与 Prophet-5 都是与 E-mu 的 Dave Rossum 合作开发」 — two rivals' polyphony, one hidden river |
| ⭐⭐ Fluid polyphony | ⭐⭐ 「16 oscillators = 16-note poly only when single-oscillator sounds; a four-oscillator patch leaves four voices」 — polyphony is fluid, not a nameplate number |
| ⭐⭐ Note priority | last-note priority is most defaults; ⭐ the algorithmic character hides in small rules |
| ⭐ Multitimbral | 「多音色永远复音，复音不一定多音色」 — ⭐ one person conducting the orchestra |
| ⭐⭐ Timeline | six voices = mid-80s standard → 16 = late 80s → 64 = mid-90s → 128 notes after — from five-voice miracle to 128 notes in fifteen years |
| ⭐⭐ Bode | ⭐⭐ 1937 Warbo Formant Orguel = the archetype of voice allocation — the same Bode of the 1964 Moog paper（one name, twice） |
| HS | Electrophone（voice allocation or octave dividing） |
A monophonic instrument says one note to its limit; a polyphonic one lets several speak at once.
⭐⭐ From 「12 oscillators faking the range」 to 「a Z80 allocating voices」 —
the history of polyphony is the history of the shortcut being replaced by the honest road.
复音合成器属电鸣乐器（声部分配或倍频分频的多音合成）。CS-80：61 键木键盘（力度+触后）8 声部、每音可叠两层、音高丝带、220 磅；GX-1：18 声部双排键盘；Oberheim FVS-1：四台 SEM 拼成（4 音复音+4 部多音色）。复音数是流动的——16 只振荡器只在单振荡器音色时才是 16 复音。倍频分频路线（Novachord/Polymoog/Korg PE-1000）为 paraphonic：同一音名不能同时响两次。时间线：六声部=80 年代中标准→16 声部=80 年代末→64=90 年代中→128 随后。记谱即实音。
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Sources
- ⭐⭐ 主线：复音的两条技术路线（本页最该记住的一条） —— ① 倍频分频（octave divider）：「使用倍频分频，合成器只需 12 只振荡器——音阶每音一只；额外的音由这些振荡器的输出分频生成；要产生低一个八度的音，频率除以二」——便宜、但 paraphonic（准复音）：「只要音阶中的每个音名只被同时演奏一次，复音就能达成」；② 声部分配（voice allocation）：「1970 年代初中期，声部分配技术与数字键盘扫描由多位工程师与厂商独立开发——包括 Yamaha · E-mu Systems · Armand Pascetta（Electro Group）」→ ⭐⭐ 一条是「取巧」（12 只振荡器骗出全部音域），一条是「正路」（每声部完整、自由分配）
- ⭐⭐ paraphonic 的本质缺陷 —— 「复音达成的条件：音阶中的每个音名只被同时演奏一次」→ 弹 C 和高音 C 同时就完了——⭐⭐ 分频路线的复音是「借来的」：同一根振荡器的分频音不能叠用；⭐ paraphonic（准复音）这个词就是为这种「看起来复音、实际受限」的乐器造的
- ⭐⭐ 倍频分频一族（祖先与子孙） —— 「Hammond Novachord（1939）是倍频分频合成器与电子风琴的祖先产品——使用八度分频技术生成复音，1942 年前造了约 1000 台」（electro-experiments 条里「第一台商业化复音合成器」的完整身份）；「Moog Polymoog（1975）用了类似 Novachord 的倍频分频技术」；「Korg PE-1000（1976）：复音合奏键盘——每键一台合成器（共 60 台）」；「Korg PS-3300（1977）：可 patch 的复音合成器——每键三台合成器（共 144 台）」→ ⭐⭐ 从 1000 台 Novachord 到 144 台 PS-3300：分频路线把「多」堆到了荒谬，仍逃不出「同音不能叠」
- ⭐⭐ 声部分配一族（正路与明星） —— 「Oberheim Polyphonic Synthesizer 与 Sequential Circuits Prophet-5 都是与 E-mu Systems 的 Dave Rossum 合作开发」；「Yamaha GX-1（1973/1975）：声部分配技术把每排键盘有限的 8 个声部分配到音符上——总 18 声部复音」；「后继的便携 Yamaha CS-80（1976）成功了，成为最受欢迎的复音模拟合成器之一」；「Oberheim Four Voice（FVS-1）（1975）：与 E-mu 合作开发——四台 SEM 拼成」——⭐ SEM（Synthesizer Expander Module）本身是「一个完整的合成器声部」：FVS-1 同时是 4 音复音与 4 部多音色
- ⭐⭐ Yamaha CS-80 的细节（本页最华丽的一段） —— 「61 键木键盘响应力度与触后（velocity & aftertouch）——没有弯音轮或调制杆，但有一条音高丝带（pitch ribbon），附踏板控制表情与滤波截止」；「前面板选 22 个固定出厂音色与 4 个用户音色——翻开面板左侧，藏着四排微型滑杆，控制用户音色的 26 个参数——不需要数字内存」；「8 音复音，每音可叠两层」；「总重 220 磅」；「Yamaha 造了不到 800 台，多数需要抢救或修复」；⭐⭐ Vangelis（1982《Blade Runner》配乐满是 CS-80）称它为「我职业生涯最重要的合成器」
- ⭐⭐ 声部数目的哲学（为什么复音数越来越大） —— 「即使只有十根手指，也可能同时演奏超过十个音」（延音踏板 + 被放开的音还在衰减）·「一个「音色」可能由不止一只振荡器生成——16 只振荡器的合成器只在单振荡器音色时才是 16 复音；如果某 patch 需要四只振荡器，就只剩四音复音」→ ⭐⭐ 复音数是流动的，不是铭牌上的死数；⭐ 数字时代的时间线：「六声部是 1980 年代中期标准 → 数字合成器使 16 声部成为 80 年代末标准 → 64 声部 90 年代中期常见 → 128 音符随后到来」
- ⭐⭐ note priority：复音满了谁下台 —— 「合成器一般用 last note priority（最后按下的音优先）——复音已满时按新键，结束最早发声的音腾出声部。这是多数合成器的默认模式」；还有「忽略新按下的音」等模式 → ⭐⭐ 单音乐器从不面对这个问题（一次一个音）；复音乐器的「算法性格」就藏在这种小规则里
- ⭐⭐ multitimbral（多音色）与复音的关系 —— 「多音色乐器永远复音，但复音乐器不一定多音色」；「有些多音色乐器允许用户指定每个音色保留或允许的复音数」→ ⭐ 对照大乐队里的「分谱」：multitimbral 是一个人指挥一个团
- ⭐⭐ 更早的原型 —— 「Harald Bode 1937 年的 Warbo Formant Orguel 是声部分配复音合成器的原型（archetype of a voice-allocation polyphonic synthesizer）」——⭐ 比 Novachord（1939）还早两年；Bode 也是 1964 Moog 论文「built on the work of Bode」的那位 Bode
- 「复音合成器属电鸣（Electrophone · 声部分配或倍频分频的多音合成）」依 Hornbostel–Sachs 分类
Used for fact-checking only; all prose is original.