Kandungan Harmonik Gelombang

Apa yang telah kita bahas sejauh ini mengenai sinusoid adalah landasan untuk selanjutnya membentuk dunia suara kita. Sinusoid murni tidak ada dalam kehidupan nyata. Suara nyata diperkaya oleh harmonik.

Sebagai contoh, kita amati apa yang terjadi ketika senar ke-5 dari suatu gitar dipetik oleh gitaris. Tentu akan dihasilkan nada A. Tapi apa yang sebenarnya terjadi?

Senar mulai berosilasi pada frekuensi 440 Hz. Jadi kenapa tidak terdengar suara sinusoid sederhana melainkan suatu suara yang rumit? Banyak sebab yang menjadi jawaban untuk pertanyaan ini. Yang dapat dipastikan adalah kandungan harmonik dari not yang dimainkan tidak sama dengan sinusoid sederhana. Saat suatu not dimainkan pada instrumen, frekuensi yang berkorespondensi dengan not tersebut dihasilkan dan disebut fundamental harmonics (harmonik fundamental). Bersama dengan harmonik fundamental ini harmonik lainnya juga dihasilkan, dimana semuanya merupakan perkalian integer dari frekuensi not dengan amplitudo yang semakin menurun. Bersama dengan not A, sinusoid berikut juga terbentuk:

• 440 Hz harmonik fundamental (harmonik pertama)
• 880 Hz harmonik kedua
• 1320 Hz harmonik ketiga
• … … …
• n*440 Hz harmonik ke-n

Tingkah laku ini bergantuk kepada kenyataan bahwa senar yang dipetik oleh gitaris tidak hanya berosilasi pada frekuensi fundamental tetapi juga pada frekuensi harmonik, seperti yang ditunjukkan gambar berikut:

Gambar 1.15 Osilasi harmonik dari senar yang bergetar

Seperti telah kita katakan, harmonik pertama disebut fundamental, dan memberikan karakter pada not yang kita indera. Hal ini karena harmonik pertama memiliki amplitudo paling besar. Harmonik kedua memiliki frekuensi dua kali lipat dari fundamental, yang berarti senar bergetar seperti pada gambar, tumpang tindih dengan harmonik fundamental.

Mungkin Anda sudah memahami bahwa bila kita menambahkan satu oktaf pada suatu not maka didapatkan not yang sama, dalam kasus ini adalah not A, dengan bunyi lebih tinggi (coba memainkannya pada piano). Sehingga harmonik kedua adalah not yang sama dengan fundamental dan menambahkan warmth pada suara. Harmonik ketiga sudah bukan A sehingga memperkaya suara dengan cara yang berbeda.

Pada gambar bisa kita lihat bagaimana harmonik berurutan dihasilkan dan bagaimana amplitudo masing-masing harmonik tersebut berkurang seiring dengan meningkatnya frekuensi. Dengan kata lain, ketika senar gitar dipetik, harmonik yang membentuk suara secara signifikan berjumlah sekitar 10. Lebih dari titik ini, amplitudo dari harmonik lainnya menjadi tidak signifikan ketika dibandingkan dengan amplitudo dari fundamentalnya. Kita juga bisa melihat pada tengah senar terdapat lebih banyak frekuensi rendah, sementara pada sisi senar frekuensi tinggi lebih dominan. Ini penting diketahui ketika memposisikan mikrofon; untuk mendapatkan suara dengan frekuensi yang tinggi dari snare drum maka mikrofon diarahkan lebih dekat ke pinggir, sementara untuk mendapatkan suara dengan frekuensi yang lebih rendah mikrofon diposisikan ke tengah.

Amplifier gitar dapat dibuat dengan menggunakan valve atau transistor dan kedua bentuk tersebut memiliki kekuatannya masing-masing. Transistor cenderung menekankan harmonik ketiga sedangkan valve cenderung menekankan harmonik kedua.