¿Qué causa diferentes timbres?

Timbre

El timbre se percibe como la calidad de diferentes sonidos. Son las características distinguibles de un sonido específico, aparte de su tono, volumen y duración, y representan la identidad preconsciente de un sonido (por ejemplo, “¡es una flauta!”). Esta identidad se basa en la información obtenida de los transitorios de frecuencia, ruido, la inestabilidad, el tono percibido y la propagación y la intensidad de los armónicos en el sonido durante un período de tiempo prolongado.

Si escuchara una flauta tocando una nota y luego un violín tocando la misma nota al mismo volumen durante el mismo período de tiempo, sería capaz de distinguir fácilmente la diferencia entre los dos instrumentos debido a la diferencia en el timbre.

Podemos hacer distinciones en el timbre porque cada nota de un instrumento musical o voz es una onda compleja con múltiples frecuencias únicas. Algunas características que describen tipos de timbre son de naturaleza descriptiva e incluyen:

Lleno de cañas

Calentar

Velado

Oscuro o brillante

Pesado o ligero

Plano

El timbre se conoce a veces como el “color” de un sonido específico. Por lo general, esto se refiere a la diferencia entre el sonido de dos de los mismos instrumentos. Dos violines, por ejemplo, pueden tener un color diferente entre sí.

Vamos a romper esto

El tono de un violín o flauta tiene una calidad cálida y agradable, mientras que el chillido de un águila calva suena como rascarse las uñas con el pizarrón básicamente no es un sonido muy agradable.

Ninguno de los sonidos anteriores es un tono simple.

La flauta puede estar sonando, digamos en A4 (440Hz) por encima de la C media. Sin embargo, además de la frecuencia de 440 Hz, la flauta también produce frecuencias más altas.

Estos tonos más suaves y altos, como sabemos ahora, se denominan armónicos.

En el ejemplo de la flauta, los tonos principales que podemos escuchar son la octava y la 12a.

Para la nota A4, estas notas son A (A5) y la E (E6) sobre esa nota. (880Hz / 1318Hz)

Sobre la base de la nota fundamental o principal de A4, estos armónicos armonizan muy bien y dan cuenta del tono dulce de la flauta.

La voz humana y los instrumentos de cuerda como el violín y el piano son muy ricos en matices.

Las insinuaciones que armonizan mejor que otras son notas que están dentro de la misma escala.

Los sonidos ásperos se derivan de las combinaciones de tonos que no armonizan.

Si tuviéramos que sentarnos con el equipo adecuado y analizar el chillido de las Águilas Calvas, encontraríamos que consistía en una mezcla de notas discordantes extremadamente severas.

Armónicos y ruido.

Cuando golpeas una tecla, pisas una cuerda, tocas una caña o cualquier otra cosa que suene de un tono, la fundamental no es la única frecuencia que sale de ella. También emitirá algunos armónicos y también emitirá un poco de ruido no relacionado.

La diferencia entre una nota tocada en latón y la misma nota tocada en una caña es que tendrá diferentes armónicos y diferentes ruidos.

Además del contenido fundamental y armónico de una nota descrita aquí por Jacob VanWagoner, una nota golpeada (no una nota continua como en un instrumento de viento) tiene una envolvente en el dominio del tiempo que comprende el ataque o la rampa inicial de amplitud seguida de la decadencia o Pérdida de amplitud a medida que la nota se apaga. Parte del sonido característico de una nota golpeada se debe a las tasas de decaimiento desiguales de los armónicos que describe Jacob. Si los armónicos superiores se extinguen más rápidamente, el sonido parecerá suavizarse a medida que se desvanece. Por ejemplo, debido a las propiedades de amortiguamiento dependientes de la frecuencia de los materiales de los que está hecho un instrumento, los armónicos superiores pueden predominar inicialmente y los inferiores a medida que la nota decae. En el diseño de algunos tipos de sintetizadores de música, el aumento y la caída de la nota están controlados por el generador de envolventes, que a veces siguen un patrón más completo llamado ADSR para la liberación de desintegración de ataque (parcial).

Otra parte del efecto de los armónicos se debe a la respuesta de frecuencia no plana de la audición humana. Nuestros oídos son generalmente más sensibles en el rango de 1 kHz a 5 kHz, como lo ilustra esta familia de curvas de sonoridad aparente iguales. Esto influye aún más en la percepción de una nota con matices desiguales de armónicos.

El espacio, y la acústica en la garganta y boca. Un sonido cálido es el resultado de una garganta relajada. Una garganta relajada es el resultado de la respiración baja. Un timbre delgado y empujado es el resultado de una garganta tensa cerrada. Encontrar diferentes colores / timbres en la voz es un biproducto de acústica y la capacidad de los cantantes para ajustar el espacio en el tracto vocal.