fundamentalfrekvens

Fundamentalfrekvensen, ofta kallad f0 eller grundfrekvens, är den lägsta frekvensen i en periodisk våg och bestämmer den upplevda tonen (pitch). För en våg med period T0 är f0 = 1/T0. I spektrumet uppträder energi vid harmoniska frekvenserna f = n f0, där n är ett positivt heltal. Om signalen inte är exakt periodisk eller saknar tydlig grundfrekvens används begreppet ibland med reservation eller ersätts av en effektiv fundamentalfrekvens.

I musik och tal används f0 för att beskriva tonhöjd. Mäns röst ligger vanligtvis i ungefär 85–180 Hz, kvinnors i cirka 165–255 Hz; hos barn kan f0 vara betydligt högre. Under samtal och sång varierar f0 över tiden, vilket ger intonation och prosodi. I inspelningar och sånganalys används f0 därför ofta som en tidsbaserad kontur.

Metoder för att uppskatta f0 inkluderar autocorrelationsbaserade tekniker, cepstrumbaserade metoder och olika pitch-tracking-algoritmer (som YIN). Dessa används inom röstteknik, musikinformation, vokal- och instrumentanalys samt feluppklaring i ljud.

Inom musikteori kopplas fundamentalfrekvensen till spektrumet och stämsystem. På lika-tempererade instrument motsvarar f0 en specifik ton, ofta beräknad relativt referensfrekvensen A4 = 440 Hz via f(n) = f0 × 2^(n/12) där n är antalet halvsteg.

Fundamentalfrekvensen är central för pitchuppfattningen, men i vissa flerstämmiga ljud eller ljud med få övertoner kan den vara svag eller otydlig.