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1. 신디사이저의 정의

synthesis (명) : 합성, 조합.
synthesize (동) : 합성하다.

 따라서 신디사이저(synthesizer)란 무엇인가를 합성하는 장치를 의미한다.음악에서 사용되는 신디사이저란 보통 '전자적으로 소리를 합성하여 출력하는 장치' 라고 정의 할 수 있다. 고전적인 악기인 오르간 등의 악기도 음색을 합성하는 것이 가능하며 기계적인 가산합성(additive) 방식의 음성합성장치라고 볼 수 있지만 기계적인 구조이므로 신디사이저에는 포함되지 않는다. 또한 전기적으로 소리를 수음하여 출력하는 전자기타, 전기피아노 등의 악기도 신디사이저에 포함되지 않으며, 처음 소리의 진동을일으키는 부분이 전자적으로 구성되어있는 악기만을 신디사이저라고 한다.

2. 신디사이저의 구조

1) 오실레이터 (Oscillator)
 가공하기 위한 기본적인 소리를 생성하는 부분. 아날로그 신디사이저에서는 간단한 전자장치에 의해 수학적으로 쉽게 생성이 가능한 파형을 생성한다. 현재의 디지털 신디사이저에서는 샘플을 플레이백하는 장치가 이에 해당한다.

2) 필터 (Filter)
 특정한 대역의 배음을 남기고 나머지는 잘라내는 장치. 오실레이터에서 생성된 기본적인 파형을 가공하는 단계.

3) 앰프 (Amplifier)
 가공된 음을 증폭하는 장치. 이에 덧붙여 증폭되는 음의 크기를 시간순으로 조정하여 원하는 음의 뉘앙스를 만들어낸다는 중요한 역할을 갖고 있다.

4) 모듈레이션 (Modulation)
 신디사이저의 각 단계에 작용하여 변화를 주는 장치들. 그 자체로는 소리가 나지 않고 각 단계의 장치에 변환신호를 입력하여 변환 신호를 받는 요소들의 변화를 통해 소리를 변형 시킨다. 예를 들어 건반의 입력 신호에 따라 노트의 피치가 달라지는 것은 건반이라는 입력 장치가 오실레이터의 생성 주파수를 모듈레이션 하고 있다는 것이다. 전자적으로 생성된 소리를 음악적으로 만드는 중요한 역할을 갖고 있다.

 위의 그림은 가장 기본적인 신디사이저의 구조를 나타낸 것으로 실제의 신디사이저는 위의 구조를 가진 장치가 복수로 구성되어 직렬 혹은 병렬로 다양하게 연결되어 있다.

 

1. 소리의 3요소

신디사이저에서 합성하는 것은 소리 이므로 우선 소리란 무엇인지 또 소리가 갖고 있는 요소들은 무엇을 의미하는지를 알아야 할 필요가 있다. 소리란 탄성체 속을 지나가는 파동중 들을 수 있는 것을 가리킨다. 좁은 뜻으로는 사람의 청각기관을 자극하여 청각을 일으키는 것을 말한다. 통상적으로 음악을 듣는 환경은 공기중이므로 이후의 설명은 공기중의 소리에 대한 설명으로 한정하겠다.

1) 음량
 음량이란 소리의 크기를 말한다.
소리는 공기의 밀도변화에 의해서 발생하므로 이 밀도 변화를 일으키는 에너지의 양에 의해서 소리의 크기도 결정되게 된다. SPL (PL) 로 표현되며 W/m2 의 단위이다. 그런데 사람이 인지할 수 있는 최소에너지와 최고에너지의 차이가 너무 크기 때문에 소리의 크기를 SPL로 표현하는데는 무리가 있다. 따라서 이것을 로그함수에 의해 변환시켜 사용하며 이것이 통상적으로 소리의 크기단위로 사용되는 dB(데시벨)이다.
 소리의 크기에 대한 인지는 dB수치의 증가에 대해서 비례하지 않는데 보통 사람은 3dB 부터 음량의 차이를 인식하고 6dB에서 확실하게 음량의 차이를 인지할 수 있으며 10dB은 소리가 대략 2배로 20dB은 4배로 커졌다고 느끼게 된다.

2) 음색
 어떤 물체에 충격에 가해지면 그 물체는 진동하며 공기를 떨리게 만들며 이것이 소리의 시작이 된다. 이때 이 물체의 재질, 크기, 구조에 의해서 각 물체 고유의 진동수를 갖게 되는데 이것을 그 물체의 공진주파수라고 부른다.
 그런데 보통 악기를 포함한 물체는 그 재질이나 구조상 하나의 고유한 주파수뿐아니라 공진주파수 보다 높은 주파수의 소리를 동시에 발생시키게 되며 이것은 특정한 패턴을 이루게 되어 이것이 어떤 물체가 발생시키는 고유의 음색을 결정짓는 요소가 된다.

- fundamental(기음) : 물체의 공진주파수에 의해 발생되는 기본음
- harmonic(배음) : 기음의 정수배에 해당하는 높은 음
ex) 1000Hz에 대하여 2000, 3000, 4000, 5000Hz...의 음
- octave : 기음의 2배수로 올라가는 음
ex) 1000Hz에 대하여 2000, 4000, 8000, 16000Hz...의 음
- partial : 기음에 대하여 정수관계를 갖고 있지 않는 높은 음

 물체의 복잡한 구조와 재질에 의하여 기음과 정수관계에 있지 않은 음도 발생하며 이것은 음색에 풍부함을 더하는 요소가 된다.

ex) 1000Hz 에 대하여 1600, 2300, 8700Hz 등의 음이 발생한다면 이것이 partial

3) 음고
 음고란 사람이 인지하는 음의 높이를 의미한다. 단위는 Hz를 사용하며 1Hz란 1초에 1번의 주기를 갖는 소리의 높이이다.
사람이 인식할 수 있는 주파수의 범위는 20Hz~20kHz 범위이며 이것은 사람마다 다르고 그날의 컨디션에 의해서도 범위가 변화하며 나이가 많아질 수록 높은 주파수의 소리를 인지하는 능력이 떨어지는 것으로 알려져 있다.
 통상적인 물체의 진동에서 기음의 높이를 그 음의 음고로 인식하게 된다. 그러나 이것은 절대적인 기준이 아니며 발생한 여러가지 주파수의 소리중 가장음량이 큰 소리를 그 소리의 음 높이로 인지하기도 한다. 뿐만아니라 인간에게는 배음성분에 의해서 기음을 추측하는 능력도 있다고 한다.