Musikaliska ljud består av en grundfrekvens, övertoner och övertoner.
- Fundamentalfrekvens
- Harmoniska
- Overtoner
- Resulterande klangfärg
Fundamentalfrekvens
Den lägsta frekvensen hos ett vibrerande objekt kallas för fundamentalfrekvens. Grundfrekvensen ger ljudet dess starkaste hörbara tonhöjdsreferens – det är den dominerande frekvensen i varje komplex vågform.
En sinusvåg är den enklaste av alla vågformer och innehåller endast en enda grundfrekvens och inga övertoner, övertoner eller partialer.
Nästan alla musikaliska ljud har vågor som är oändligt mycket mer komplexa än en sinusvåg. Det är tillägget av övertoner och harmonier till en våg som gör det möjligt att skilja mellan olika ljud och instrument; timbre.
Harmonier
En harmoni är en av en stigande serie ljudkomponenter som låter över den hörbara grundfrekvensen.
De högre frekvensharmonier som låter över grundfrekvensen utgör ljudets harmoniska spektrum. Harmonier kan vara svåra att uppfatta distinkt som enskilda komponenter, ändå finns de där.
Harmonier har en lägre amplitud än grundfrekvensen.
Harmonier är heltalsmultiplar av grundfrekvensen. Om grundfrekvensen till exempel är 50 Hz (även känd som den första harmoniska) så är den andra harmoniska 100 Hz (50 * 2 = 100 Hz), den tredje harmoniska 150 Hz (50 * 3 = 150 Hz) och så vidare.
Overtoner
Overtoner är frekvenser i en vågform som är högre än grundfrekvensen, men som inte är direkt relaterade till den grundläggande frekvensen.
Resulting Timbre
Två toner som produceras av olika instrument kan ha samma grundfrekvens och därmed samma tonhöjd e.g en C-not, men låta väldigt olika på grund av förekomsten av olika mängder övertoner och harmonier.
Det är förekomsten av övertoner och harmonier i en ljudvåg som hjälper till att producera ljudets unika klang.
Timbre beskriver de egenskaper hos ljudet som gör det möjligt för örat att särskilja ljud som har samma grundläggande tonhöjd.
Det är på grund av timbre som vi kan skilja ett instrument från ett annat, till exempel låter ett piano som spelas på C3 annorlunda än en gitarr som plockas på C3.
Timbre beskrivs ofta i subjektiva termer, till exempel rörigt eller gyllene.