Hvis du har studeret en disciplin af akustik, radiosignateknologi eller elektronisk teknik, kan du huske at dække emnet harmonisk frekvens. Det er en integreret del af hvordan musik høres og opfattes. Den harmoniske frekvens er en komponent, som hjælper os med nøjagtigt at bestemme den unikke lydkvalitet, der er lavet af forskellige instrumenter, selv når de spiller den samme note.
Definition af harmonisk frekvens
En harmonisk frekvens er en regelmæssig og gentagen del af et originalt bølge mønster, kendt som en fundamental frekvens. Hvis den grundlæggende bølge er sat til 500 hertz, oplever den en første harmonisk frekvens ved 1000 hertz, eller fordobler den grundlæggende frekvens. Den anden harmoniske frekvens forekommer ved 1500 hertz, hvilket er tredobbelt den grundlæggende frekvens, og den tredje harmoniske frekvens er 2000 hertz, hvilket er quadruple den grundlæggende frekvens og så videre.
I et andet eksempel er den første harmoniske af den grundlæggende frekvens 750 hertz 1500 hertz, og den anden harmoniske af 750 hertz er 2250 hertz. Alle harmonier er periodiske ved den grundlæggende frekvens og kan opdeles i en række noder og antinoder.
Effekter af harmonisk frekvens
Næsten alle musikinstrumenter producerer et karakteristisk stående bølgemønster, der indeholder både grundlæggende og harmoniske frekvenser. Den nøjagtige sammensætning af disse frekvenser gør det muligt for det menneskelige øre at skelne forskellene mellem to vokalister, der synger sedler sammen i samme tonehøjde (frekvens) og volumen (amplitude). Det er også sådan, at vi ved, at en guitar lyder som en guitar og ikke en obo eller en trompet eller et klaver eller en tromme. Ellers ville alle og alle høre det samme. Kyndige musikere kan instinktivt tune instrumenter ved at lytte til og sammenligne harmoniske frekvenser mellem justeringer.
Harmoniske versus overtoner
Udtrykket "overtoner" anvendes ofte i diskussioner vedrørende harmoniske frekvenser. Selvom den samme harmoniske er den første overtone, er den tredje harmoniske den anden overtone, og så videre - de to udtryk er faktisk adskilte og unikke. Overtoner bidrager til den overordnede kvalitet eller timbre af den instrumentelle lyd.
Harmonisk frekvensforvrængning i højttalere
Højttalere har til opgave at levere præcise harmoniske repræsentationer af de instrumenter, de projekterer. For at kvantificere forskellen mellem de indkommende lyde og lydstyrken fra højttalere tildeles en specifikation for Total Harmonic Distortion (THD) til hver højttaler, jo lavere score jo bedre er højttalerens lydafgivelse. For eksempel betyder en THD på 0,05, at 0,05 procent af lyden fra højttaleren er forvrænget eller forurenet.
THD betyder noget for hjemme købere, fordi de er i stand til at bruge THD score noteret til en højttaler til at evaluere den lydkvalitet, de kan forvente at få fra den pågældende højttaler. Realistisk er forskellene i harmonikerne små, og de fleste vil sandsynligvis ikke mærke en halv procent forskel i THD fra en højttaler til den næste.
Men når den harmoniske frekvens er forvrænget med endnu 1 procent, er instrumenter i en optagelseslyd unaturlig, så det er klogt at holde sig væk fra højttalere i THD-skalaens høje ende.
