övertonstrukturen

Övertonstrukturen beskriver hur ett ljuds klangfärg påverkas av de övertoner som följer grundfrekvensen. När ett regelbundet ljud produceras består ljudet vanligtvis av en grundton med frekvensen f0 och en serie av frekvenser som ligger närmare heltalsmultiplar av f0 (2f0, 3f0, 4f0 osv.). Denna uppsättning kallas övertone- eller harmonisk serie. Antalet övertoner och deras relativa amplituder avgör ljudets klangfärg.

I idealiska, helt harmoniska ljud är övertonerna i närvaro av vart och ett exakt multiplar av grundfrekvensen och deras amplituder följer ett karakteristiskt mönster som ger tydlig, igenkännbar klang. I praktiken avviker övertonerna ibland från perfekta heltal, vilket kallas inharmoniskitet; sådana avvikelser förekommer särskilt i stela strängar, klockor och vissa metallkroppar. Dessutom dämpas övertonerna olika snabbt, vilket påverkar hur ljudet låter när det klingar ut.

Övertonstrukturen mäts och analyseras ofta med Fourieranalys eller spektrala bilder (spektrogram). Perceptionen av ljudets timbre styrs av övertonernas relativa kraftfördelning: fler högre övertoner ger ett ljusare, skarpare ljud, medan dominerande lägre övertoner ger ett mörkare klangbild. Viss variation i övertonstrukturen är särskilt viktig i musik, där instrumentdesign, uppbyggnad och spelteknik formar den unika klangen hos varje instrument.

Användningar av kunskapen om övertonstrukturen inkluderar musikproduktion, ljuddesign och akustisk ingenjörsvetenskap, där man genom att forma övertoninnehållet kan påverka realism, ballast och färg hos ljudkällor.