Si vous avez étudié une discipline quelconque de l'acoustique, de la technologie des signaux radio ou de l'ingénierie électronique, vous vous souviendrez peut-être d'avoir abordé le sujet de la fréquence des harmoniques. Cela fait partie intégrante de la manière dont la musique est entendue et perçue. La fréquence harmonique est un élément qui nous aide à déterminer avec précision la qualité unique du son produit par différents instruments, même lorsqu'ils jouent la même note.
Définition de la fréquence harmonique
Une fréquence harmonique est un multiple régulier et répété d'un motif d'onde d'origine, appelé fréquence fondamentale. Si l'onde fondamentale est réglée à 500 hertz, elle subit une première fréquence harmonique à 1000 hertz, soit le double de la fréquence fondamentale. La deuxième fréquence harmonique se produit à 1500 hertz, soit le triple de la fréquence fondamentale, et la troisième harmonique, à 2000 hertz, soit le quadruple de la fréquence fondamentale, et ainsi de suite.
Dans un autre exemple, le premier harmonique de la fréquence fondamentale 750 hertz est de 1500 hertz et le second harmonique de 750 hertz est de 2250 hertz. Toutes les harmoniques sont périodiques à la fréquence fondamentale et peuvent être décomposées en une série de noeuds et d'antinodes.
Effets de la fréquence harmonique
Presque tous les instruments de musique produisent un motif d'onde stationnaire caractéristique qui contient des fréquences fondamentales et harmoniques. La composition exacte de ces fréquences permet à l’oreille humaine de discerner les différences entre deux chanteurs chantant des notes à l’unisson à la même hauteur (fréquence) et au même niveau de volume (amplitude). C’est ainsi que nous savons qu’une guitare sonne comme une guitare et non comme un hautbois, une trompette, un piano ou une batterie. Sinon, tout le monde et tout sonnerait la même chose. Les musiciens qualifiés peuvent accorder les instruments de manière instinctive en écoutant et en comparant les fréquences harmoniques entre les réglages.
Harmoniques et harmoniques
Le terme "harmoniques" est souvent utilisé dans les discussions relatives aux fréquences harmoniques. Bien que similaires - la deuxième harmonique est la première harmonique, la troisième harmonique est la deuxième harmonique, etc. - les deux termes sont en fait séparés et uniques. Les harmoniques contribuent à la qualité globale ou au timbre du son instrumental.
Distorsion de fréquence harmonique dans les haut-parleurs
Les orateurs sont chargés de fournir des représentations harmoniques précises des instruments qu’ils projettent. Pour quantifier la différence entre les sons entrants et la sortie des haut-parleurs, une spécification pour la distorsion harmonique totale (THD) est attribuée à chaque haut-parleur: plus le score est bas, meilleure est la qualité de son du haut-parleur. Par exemple, un THD de 0,05 signifie que 0,05% du son provenant du haut-parleur est déformé ou contaminé.
Le THD est important pour les acheteurs de maison car ils peuvent utiliser le score THD indiqué pour un haut-parleur afin d'évaluer la qualité sonore qu'il peut s'attendre de ce haut-parleur. De manière réaliste, les différences d'harmoniques sont faibles et la plupart des gens ne remarqueront probablement pas une différence d'un demi pour cent de THD d'un locuteur à l'autre.
Toutefois, lorsque la fréquence des harmoniques est distordue de 1%, les instruments d’un enregistrement ne sont pas naturels. Il est donc sage de s’éloigner des enceintes situées dans la partie supérieure de l’échelle THD.
