Исследование электромагнитных и звуковых волн, поворотный момент в науке конце девятнадцатого века. Немецкий физик Герман фон Гельмгольц (1821-94), также видный врач, интересовался наукой о человеческом восприятии. В 1863 он опубликовал работу "Ощущения Звука как Физиологическое Основание Теории Музыки", классическую работу по акустике и генерации звука. Для своих лекций о музыкальном звуке Гельмгольц разработал точно спроектированный набор колоколов, или "резонаторов", чтобы продемонстрировать теорию о составном качестве звука. Добавляя и вычитая звук колокола, он мог создавать звуки в пределах от простого до составного, эта идея применяется в синтезаторах электронной музыки, использующих генераторы звуковой волны, столетие спустя.

Одним молодым американцем, который проявил пристальный интерес к работе Гельмогольца, был Таддеус Кэхилл (1867-1934). В 1884, 17-летний Кэхилл был принят в Academy Conservatory of Music в Огайо, тогда же он и познакомился с работами по акустике. Кэхилл был вдохновлен идеей разработать электрический метод для того, чтобы производить музыкальный звук и поместить силу синтетического оркестра в руках единственного исполнителя. Он подал свой первый патент подобного устройства 10 августа 1895, но найдя этот оригинальный проект чрезмерно сложным и непрактичным, он в 1896 году ассимилировал его основные особенности в более понятный и доступный опус на 45 страниц. Кэхилл формулировал свою цель в патенте, как создание машины способной производить то, что он называл “электрической музыкой". По собственным словам Кэхилла “главными целями” его изобретения были:

электрически сгенерировать музыку со звуком хорошего качества, великолепной мощностью и с превосходной музыкальной выразительностью, и распространять музыку электрическим способом, от центральной станции до транслирующих инструментов расположенных в различных точках.

План Кэхилла состоял в том, чтобы построить синтезатор электронной музыки и канал передающий музыку к отдаленным местоположениям.

Будучи энергичным американским изобретателем, обладающим техническими ноу-хау, творческим гением, и маркетинговым предвидением, Кэхилл мог закончить то, что может быть описано как самый честолюбивый проект в электронной музыке, когда-либо предпринимаемый человеком. Мало того, что ему приходилось преодолевать большие технологические трудности - аппаратная часть его инструмента была разработана за 15 лет до появления усилителей мощности и электронных ламп, его уникальная идея продавать живую электронную музыку по телефонной сети предвещала понятия радио и кабельного вещания на десятилетия. Кэхилл был первым человеком, который увидел коммерческий потенциал электронной музыки.

Патент, который он получил в 1897 году, описал его систему в ещё больших деталях. Само орудие стало известным под двумя различными именами: Динамофон и Телгармониум, Кэхилл, предпочитал второе. Оригинальный патент описал устройство с электрической механикой производящей звук, устройства для построения и формирования отдельных звуков, срабатывающей от прикосновения многозвуковой клавиатуры для того, чтобы активизировать создающую звук схему и акустической системы воспроизводящей звук. В вводном параграфе патента даже использует слово "синтезирование", для описания способа, которым Телгармониум объединял бы отдельные звуки, для создания сложных, и мы можем приписать Кэхиллу введение термина в эту область.

Телгармониум использовал новаторский метод, для создания музыки. Генерирующий звук механизм состоял из вращающихся осей, на которые устанавливалась серия зубчатых металлических шестерёнок (храповых колёс). Вращение этих осей соединяло зубья шестерёнок с металлической щеткой, которая была частью электрической схемы. Ширина и интервал зубьев на конкретном колесе управляли темпом контакта с металлической щеткой и создавали электрическое колебание данной частоты или тональности. Зубья создавались вручную, чтобы соответствовать определенной клавише. Позаимствовав идеи Гельмгольца о резонирующих колоколах, Кэхилл разрабатывал путь добавления и вычитания дополнительного обертона, чтобы создать насыщенный звук. Он использовал более пяти дополнительных шестерней для каждого тона, каждое из которых дополняло обертон к основному звуку. Первый Telharmonium был прототипом, способным играть на одной октаве. Он был создан в Вашингтоне, округ Колумбия, где Кэхилл впервые, в 1900 и 1901 году, продемонстрировал передачу “телгармоник музыки” по телефонным проводам. После получения финансовой поддержки Кэхилл переместил свою лабораторию в Хольок, Массачусетс, где он построил свою самую большую модель и основал Cahill Telharmonium Company, чтобы работать на рынке электронной музыки (рисунок 2). После многих отлично проведённых демонстраций в Массачусетсе Кэхилл нашел инвесторов чтобы установить Telharmonium в сердце Нью-Йорка 

Музыкант, вероятно Карл В. Шульц, играет на Телгармониуме в Хольоке в 1906.

Музыка, которая игралась в этой комнате, производилась массивным Телгармониумом, установленным в другой части здания. Эту музыку можно было услышать через телефонные приемники или рупорный громкоговоритель подключённый непосредственно к инструменту. (Смитсоновский институт, фотография № 77469)
Telharmonium был весьма массивным. Он состоял из двух основных компонентов: пульт для выступления, напоминающий органную кафедру и отдельной звукогенерирующей машины, которые соединялись проводами. Каждая из 12 поворотных осей была более 9 метров в длину, они устанавливались на станину из 18-ти дюймовой стали. Почти 2 000 переключателей соединяли клавиатуру с храповыми колёсами, а различные электрические устройства синтезировали звук и обеспечивали его усиление. Все устройство весило примерно 200 тонн. Случайный наблюдатель легко мог перепутать Телгармониум с электростанцией. Клавишный пульт обычно размещался достаточно далеко от машины, на другом фундаменте, чтобы избегать грохота динамо-машины и использовал подобный телефону приемник, чтобы музыкант мог контролировать играемую музыку.

Телгармониум в Нью-Йорке

Для перемещения Телгармониума в Нью-Йорк потребовалось более 30 железных платформ. Кэхилл использовал новое здание в Мидтауне на 39-ой улице и Бродвее, через дорогу от здания Метраполиан Оперы. Это здание позже было названо Телгармоник Холл и состояло из комнаты прослушивания, заполненной громкоговорителями, и небольшого пространства в котором стоял пульт музыканта. От пульта шло множество проводов в подвал, где находилась воспроизводящая и усиливающая звук динамо машина.

Концерты в Нью-Йорке начались 26 сентября 1906. После этого у Кэхила стали появляться новые клиенты вверх и вниз по Бродвею, которым он транслировал свою музыку по телефонным проводам, среди них была дюжина ведущих отелей и ресторанов, включая Вальдорф-Асторию, Викторию, и Кафе Мартин, Некоторые богачи стали получать музыку непосредственно в свои дома. Серия концертов телгармонической музыки увеличилась с двух до четырёх в день.

Несмотря на столь ранний успех, технические, регулирующие, и деловые проблемы скоро взяли верх над этим предприятием. Инструмент требовал огромного количества постоянного тока, но электропитание не могло быть обеспечено. Одновременное нажатие большего количества клавиш на пульте имело эффект сокращения мощности и объема звучания каждой ноты. Изобретательные схемы Кэхилла формирующие структуру звука также иссушали источник энергии, вызывая падении громкости.

Кэхилл арендовал местные телефонные линии, чтобы распространять музыку до своих клиентов, и это, также, скоро стало проблемой. Из-за большой силы тока необходимой для этой операции, другие телефонные провода, бегущие рядом с используемыми для Телгармониума, подвергались влиянию помех. Музыка Телгармониума звучала в беседах ничего не подозревающих пользователей телефонов. Жалобы от других клиентов принудили телефонную компанию расторгнуть свое соглашение с Кэхиллом. Эти факторы, объединившись с падением количества подписчиков, вынудили Кэхилла закрыть Телгармоник Холл в феврале 1908 году.

В то время как не осталось звуковых записей звучаний Телгармониума, есть записи из газет которые описывают звук инструмента как состоящий из “особенно ясных, сладких, совершенных тонов” и как являющийся “удивительно чистым и красивым.” Одной из новых особенностей инструмента была способность подражать известным оркестровым инструментам. Выступления часто демонстрировали эту способность через звучание гобоев, флейт, валторн, горнов и виолончелей. Параметры настройки нигде не сохранялись или программировались, а устанавливались вручную.

Достижение Кэхилла запустило ход истории, который будет формировать развитие электронных музыкальных инструментов. В создании своего синтезатора он столкнулся с теми же основными техническими проблемами, которые до сих пор встают перед проектировщиками современных синтезаторов: методика синтеза звука, настройка, дизайн клавиатуры, электропитание, смешивание и усиление, и контроль динамичных особенностей формирования звуков.

Как деловой человек, Кэхилл также пытался объяснить общественности, членам средств массовой информации, функционерам, музыкантам, и потенциальным финансовым покровителям о потенциале и выгоде электрически созданной музыки. К сожалению для Кэхилла, Телгармониум был неудачным предприятием с точки зрения бизнеса, и о самом честолюбивом достижении в истории электронной музыки скоро забыли. Однако его наследие жило, в принципах звукового колеса, используемого, в ставшем популярном в конце 1920-х, органе Хаммонда, который был намного более компактным инструментом, использующем электронные лампы, для миниатюризации компонент.