toonfrequenties

Toonfrequenties verwijzen naar de frequenties van gehoorde tonen. Ze bepalen de hoogte van een geluid en worden doorgaans uitgedrukt in Hertz (Hz). In muziek, akoestiek en signaalverwerking spelen toonfrequenties een centrale rol bij de beschrijving van toonhoogte, timbre en periodiciteit. De menselijke waarneming van pitch is gelinkt aan frequentie, met octaafovereenkomst als een belangrijke perceptuele eigenschap.

In muziek: tuning en tempering. In de westerse muziek wordt vaak gebruikgemaakt van gelijke stemming, waarbij het octaaf in twaalf gelijke stappen is verdeeld. Frequencies volgen doorgaans de relatie f(n) = f0 × 2^(n/12), waarbij f0 een referentiefrequentie is (bijv. A4 = 440 Hz). De meeste muzieknoten liggen in het hoorbare bereik van ongeveer 20 Hz tot enkele kilohertz, met het piano-referentiegebied van A0 ≈ 27,5 Hz tot C8 ≈ 4186 Hz.

Een toon is vaak geen zuivere sinegolf, maar bevat meerdere boventonen (harmonics). De amplitudeverhouding en de aanwezigheid van deze boventonen bepalen het timbre van een instrument. Het spectrum van een toon kan worden weergegeven met een Fourier-analyse of spectrogram, waarbij toonfrequenties duidelijk zichtbaar zijn.

Metingen en perceptie. Toonfrequenties worden vastgesteld met meetinstrumenten als spectrumanalyzers of FFT-analyse. De perceptie van pitch is grotendeels logaritmisch: verdubbeling van de frequentie correspondeert met een toonhoogte een octaaf hoger.

Toepassingen. Toonfrequenties zijn cruciaal bij instrumentontwerp, toonhoogtecorrectie in opname en digitale audio, en bij signaalverwerking en codering. In telecommunicatie worden vaste toonfrequenties gebruikt voor signaling en bediening van systemen.