¿Cómo suena una onda con todos los armónicos pares?

Entonces, la mayoría de los sintetizadores nos brindan cuatro formas de onda estándar:

  1. Una onda sinusoidal que tiene una sola fundamental
  2. Una onda de diente de sierra que tiene un fundamental y un rango de armónicos pares e impares
  3. Una onda cuadrada que tiene un fundamental y un rango de armónicos impares
  4. Una onda triangular que también tiene un fundamental y un rango de armónicos impares.

Mi pregunta es doble:

¿Por qué una onda con una fundamental y todos los armónicos pares no está incluida en este conjunto canónico de ondas, y cómo sonaría una?

Dejaré la respuesta completa para alguien con más conocimientos, pero creo que vale la pena señalar que, en este contexto, el fundamental es el primer armónico, por lo que en realidad ya está incluido en la frase "onda con armónicos impares". Una onda que tiene los armónicos fundamentales más los pares sería en realidad una onda con un armónico impar y el resto pares, lo que podría explicar en parte por qué no aparece como una onda fundamental muy a menudo. Como anécdota, creé ondas de armónicos pares y descubrí que suenan mucho como ondas cuadradas regulares, pero podría estar recordando mal.
Gracias. Sí, esa es una extraña contradicción: que algo sea solo par en relación con un fundamental que, por su propia naturaleza, siempre es impar.
Por supuesto, solo los armónicos pares seguirán sonando como la fundamental, incluso si esa frecuencia no está literalmente presente.
@PatMuchmore: si solo tiene los armónicos pares sin la fundamental, la frecuencia fundamental percibida sería el doble de la fundamental original. Necesitaría al menos un armónico impar para que la onda tenga la frecuencia fundamental original (sin que la fundamental esté realmente presente).
@MattL. Oh wow, tienes toda la razón, me siento estúpido: divide todo por dos y es indistinguible de una serie de armónicos más altos. Sin embargo, es fascinante que, con la elección correcta de fundamental impar, una sola frecuencia adicional inmediatamente bajaría la octava. Gracias por la corrección, debería haberlo pensado.
@MattL. Eso no es necesariamente correcto, gracias a la diferencia de tonos.

Respuestas (3)

En la mayoría de los sintetizadores con dos osciladores, esto se logra fácilmente configurando un oscilador en una onda sinusoidal (para producir el primer armónico) y configurando el otro oscilador en una onda de diente de sierra y sintonizándolo una octava más alta (para producir los armónicos pares).

Como se mencionó en los comentarios, escuchar solo el segundo oscilador simplemente sonará como una onda de sierra una octava más alta, pero agregar cualquiera de los armónicos impares le dirá a su cerebro que la sierra es, de hecho, los armónicos pares de un sonido una octava más bajo.

Puede usar esto como un truco para reproducir sonidos que parecen ser más bajos de lo que el sintetizador es capaz de producir. Por ejemplo, si sintoniza un oscilador en la configuración más baja y luego sintoniza el segundo oscilador una octava y un tercio mayor más alto, obtiene la relación 1/2.5, que su cerebro interpreta como la relación 2/5, y eso hace que suene como los armónicos pares y múltiplos de cinco de una nota una octava más baja que la configuración más baja. Esto es especialmente efectivo si el sintetizador tiene un modulador en anillo; Por ejemplo, pruébelo en el Korg MS-20 con el oscilador uno ajustado a 32' y el oscilador dos ajustado a 16' y sintonizado de C a E.

También puede crear un sonido donde tenga todos los armónicos, pero puede mezclar el balance de armónicos pares e impares, configurando un oscilador en una onda cuadrada (para producir los armónicos impares) y un segundo oscilador en una onda de diente de sierra una octava más alta ( para producir los armónicos pares). El balance de volumen de los dos osciladores controla el contenido armónico impar/par del sonido. Esto también es lo que sucede cuando enciendes el suboscilador en un sintetizador como el Roland Juno-106.

Incluso hay sintetizadores que utilizan ondas cuadradas apiladas, cada una octava más alta que la anterior, para lograr una especie de síntesis aditiva. Por ejemplo, en el Roland SH-7, hay una sección en el oscilador uno donde puede establecer el nivel de cinco ondas cuadradas. Estos cinco controles deslizantes controlan efectivamente estos armónicos:

32' -> 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41...
16' -> 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38
 8' -> 4 12 20 28 36
 4' -> 8 24 40
 2' -> 16
IIRC, la nota baja fantasma que describiste se usa en órganos de tubos reales para obtener un sonido de 32 'en un órgano que solo tiene espacio para tubos de 16'.

Con lo que tienes, en realidad es fácil generar lo que estás buscando. Creo que lo que quieres es una señal periódica (onda) con una frecuencia fundamental dada f0 y armónicos en 2xf0, 4xf0, etc. Esto es equivalente a generar una onda con armónicos pares e impares (por ejemplo, una onda de diente de sierra) al doble de lo deseado frecuencia fundamental, es decir, en 2xf0, y agregando una sinusoide pura en la frecuencia f0. Esto le dará componentes de frecuencia en f0 y en sus múltiplos pares.

Un ejemplo simple de una onda con solo armónicos pares (aparte del fundamental) es una sinusoide rectificada de media onda:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esto es bastante fácil de ver: es igual a la suma de la sinusoide fundamental y un seno rectificado de onda completa, que tiene el doble de la frecuencia fundamental.

La onda cuadrada tiene el primer armónico con una amplitud de uno, el tercer armónico con una amplitud de 1/3, el quinto armónico con una amplitud de 1/5 y así sucesivamente... Si de manera similar tomas solo el par armónicos, es decir: el segundo con amplitud 1/2, el cuarto con amplitud 1/4 y así sucesivamente... Se obtiene una onda triangular con el doble de frecuencia de la fundamental. Si, de manera similar, tomas todos los armónicos, obtienes una onda triangular con la misma frecuencia que la fundamental.

Una onda triangular /\/\/\ contiene todos los armónicos impares en los niveles 1/n², no 1/n. ¿Te refieres a una onda de diente de sierra |\|\|\ ?
Tienes razón. Debería haber sido diente de sierra.