2 Eigenschaften von synthetischen Klängen
Musikalische Klänge lassen sich als periodische Schwingung in Wellenform darstellen. Die Schwingungshäufigkeit (Frequenz) bestimmt die Tonhöhe und die Amplitude der Wellenform die Lautstärke. Die spezifische Form der Welle bestimmt die Klangfarbe, den Charakter des Klanges.
Es gibt eine Reihe typischer Wellenformen mit spezifischen Eigenschaften. Die einfachste Wellenform ist die Sinuswelle, die einen einfachen summerähnlichen Klang ergibt. Etwas komplexer sind die synthetischen Formen Sägezahn, Dreieck und Rechteck, die jeweils einen charakteristischen Klang ergeben; je eckiger die Wellenform, desto metallischer und härter klingt sie auch. Die Wellenform eines aufgezeichneten Naturklanges, etwa von einem Musikinstrument oder einer Stimme, ist dagegen sehr viel komplexer.
Wenn keine Regelmäßigkeit in der Klangwelle vorhanden ist, entsteht auch kein musikalisch zu defininierender Klang, sondern ein Rauschen.
Komplexe periodische Klangwellen lassen sich zerlegen. Die nach dem Mathematiker Fourier benannte Fourier-Analyse erlaubt es, jede Welle als Summe von Sinuswellen verschiedener Frequenzen darzustellen. Die grafische Darstellung einer solchen Analyse ergibt ein Frequenzspektrum, eine Momentaufnahme von einem Punkt der analysierten Klangwelle.
Für die Klangsynthese ergibt sich daraus die Möglichkeit, gezielt Klänge zu verändern, indem bestimmte Frequenzen entfernt oder hinzugefügt werden.
Eine Sägezahnwelle enthält beispielsweise eine große Anzahl von Teilwellen mit verschiedenen Frequenzen, die alle in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Man spricht von einem Grundton und von Obertönen, wobei die Obertöne Frequenzen mit ganzzahligen Vielfachen der Frequenz des Grundtones aufweisen. Dieses Ganzzahligkeitsverhältnis ergibt einen Klang, der als harmonisch empfunden wird.