FAQ: Was sind Obertöne?

19
SHARES
FAQ: Was sind Obertöne?

Obertöne stecken in praktisch allen Klängen - erfahre mehr und lausche ...

anzeige

Obertöne

… sind Bestandteile eines Klangs, die neben einem relativ dominanten Grundton in der doppelten, dreifachen, vierfachen, […] Frequenz des Grundtons mitschwingen. Wie viele Obertöne erklingen und wie schnell deren Lautstärke mit zunehmender Frequenz abebbt, variiert von Instrument zu Instrument bzw. Gerät zu Gerät sowie deren Spielweisen/Einstellungen.

Praktisch jedes Instrument und jede Stimme erzeugt Klänge mit Obertönen. So besteht etwa der Klang einer Gitarrensaite neben dem Grundton, den dein Tuner anzeigt, auch aus zahlreichen Obertönen – erst sie verleihen dem Gitarrenklang seinen Charakter. Generell spielen sie eine der Hauptrollen bei der Entstehung der einzigartigen, sofort wiedererkennbaren Klangfarben von Instrumenten und Stimmen.

Nur die Sinuswellen aus Synthesizern oder Testtongeneratoren bestehen ausschließlich aus dem Grundton an einer einzigen Frequenz – zumindest im Idealfall, da sich technisch bedingt immer ein paar Obertöne einschleichen, wenn auch sehr subtil bzw. praktisch unhörbar.

Obertonreihe

Zum Einstieg gleich ein Audiobeispiel. Im Folgenden hörst Du eine Obertonreihe (auch »harmonische Reihe« genannt) – den Grundton C (C2, »tiefes C« bei ~65,4 Hertz) sowie 15 seiner Obertöne nach und nach übereinandergeschichtet, endend mit einem c“‘ (C6, »hohes C« bei ~1.046,5 Hertz). Diese Obertonreihe besteht aus reinen Sinuswellen, erzeugt mit einem virtuellen Synthesizer.

FAQ: Was sind Obertöne?

Die oben abspielbare Obertonreihe per Analyzer (siehe unten) visualisiert


Harmonische vs. Obertöne

Für die Gesamtheit aus Grundton und Obertönen wird der Oberbegriff der Harmonischen verwendet (schlicht »die Harmonische« im Singular). Alternative Begriffe sind »Teiltöne« oder »Partialtöne«.

Achtung: Je nach Begriffswahl verschiebt sich die Durchnummerierung. Der Grundton ist die erste Harmonische, der erste Oberton ist die zweite Harmonische und so weiter. Anders ausgedrückt: Oberton x = Harmonische x+1.

Alternativ findet sich der Begriff »Ordnung« (siehe auch Tabelle unten), der in den Formulierungen »Oberton zweiter Ordnung« (= 1. Oberton), »Oberton dritter Ordnung« (= 2. Oberton) etc. verwendet wird.

Die folgende Tabelle zeigt einen Ausschnitt aus einer Obertonreihe, bestehend aus dem Grundton a‘ (der weithin übliche Kammerton bei 440 Hz) sowie seinen ersten drei Obertönen:

FAQ: Was sind Obertöne?

Die Frequenzen werden mit der Formel Grundtonfrequenz (f) × Ordnungszahl (n) berechnet – wie eingangs erwähnt, sind es ganzzahlige Vielfache der Grundtonfrequenz.


Geradzahlige vs. ungeradzahlige Harmonische

Eine Harmonische wird als geradzahlig bezeichnet, wenn ihre Frequenz ein gerades Vielfaches der Grundtonfrequenz ist (Faktoren 2, 4, 6, […]). Ungeradzahlige Harmonische entstehen hingegen durch die Multiplikation der Grundtonfrequenz mit 3, 5, 7 etc.

Geradzahlige Harmonische:

Klänge mit einem starken Anteil an geradzahligen Harmonischen werden im Allgemeinen als angenehmer, umgangssprachlich »harmonischer« und musikalisch stimmiger empfunden. Typische Instrumente mit vorwiegend geradzahligen Harmonischen sind Flöten und Violinen.

Ungeradzahlige Harmonische:

Ungeradzahlige Harmonische sind beispielsweise bei der Klarinette oder bei den gedackten (am oberen Ende geschlossenen) Pfeifen einer Orgel stärker vertreten. Im Extremfall können sie für einen interessant-verstörenden, aggressiven und unbequemen Klang sorgen.


Obertöne erzeugen

Der menschliche Stimmapparat ist in der Lage, Obertöne besonders stark zu unterstreichen – der Obertongesang wird insbesondere in der Mongolei gepflegt. Bei Instrumenten können durch bestimmte Spieltechniken Obertöne verstärkt bzw. zusätzlich erzeugt werden (Stichwörter: Überblasen bei Blasinstrumenten und Flageoletttöne bei Saiteninstrumenten).

Werden Geräte mit Röhrenverstärkung übersteuert , entstehen vor allem geradzahlige Harmonische (entspricht ungeradzahligen Obertönen, siehe Infos zur Zählweise oben). Das klassische Beispiel ist ein Gitarrenverstärker mit Trioden-Röhren, auch aber auch jegliches andere röhrenverstärkte Equipment.

Erfahre ales zum Clipping »

Bei Halbleiterverstärkung, etwa durch Transistor-Amps, werden hingegen hauptsächlich ungeradzahlige Harmonische (geradzahlige Obertöne) hervorgekehrt.

Mit einem sogenannten Exciter können beliebige Audiosignale mit Obertönen angereichert werden – oft hast Du dabei die Wahl zwischen geradzahligen und ungeradzahligen bzw. Mischungen. Exciter gibt es in Form von Effektgeräten (Hardware) und Audio-Plugins (Software).

FAQ: Was sind Obertöne?

Aphex Aural Exciter

Effekte wie Overdrive/Distortion/Fuzz erzeugen durch ihre mehr oder minder starke Verzerrung des Signals ebenfalls Obertöne. Wenn dabei Soft Clipping zum Einsatz kommt, sind die Harmonischen überwiegend geradzahlig, eben wie bei der Röhrenverstärkung.

Kostenlose Exciter und Verzerrer gibt’s hier: Free VST Plugins »

Obertöne graphisch darstellen

Analyzer

Zur visuellen Verdeutlichung nimmst Du am besten einen Spektrumanalysator (üblicher ist der englische Begriff »[spectrum] analyzer«), beispielsweise in Form des kostenlosen Plugins Voxengo SPAN

Am besten deutlich werden Obertöne im Vergleich einer Sinuswelle mit einer »eckigeren« Wellenform wie Dreieck, Sägezahn oder Rechteck. Hier siehst Du links die Sinuswelle und rechts eine Sägezahnwelle, jeweils auf dem Kammerton A (440 Hz) als Grundton:

FAQ: Was sind Obertöne?

Sinus (links) und Sägezahn (rechts) mit dem kostenlosen Analyzer Voxengo Span visualisiert

Sygyt Overtone Analyzer

Der Overtone Analyzer von Sygyt Software – in drei Ausbaustufen von kostenlos bis 399,- Euro erhältlich – dient zum Aufnehmen und Erforschen von Grund- und Obertönen mit spektrographischer Darstellung. Er taugt vor allem zum Üben und zur Protokollierung des persönlichen Fortschritts während einer Gesangsausbildung, Sprechschulung oder Stimmtherapie.

FAQ: Was sind Obertöne?

Sygyt Overtone Analyzer


Fazit zum Phänomen der Obertöne

Obertöne sind allgegenwärtig in den Klängen von Stimmen und Instrumenten. Sie zeichnen maßgeblich für den Charakter eines Klangs verantwortlich. Sie folgen einer simplen Formel: Es handelt sich um Vielfache des Grundtons, der als mehr oder minder dominante, am tiefsten tönende Basis die wahrgenommene Grundtonhöhe bestimmt.

Durch Spiel-, Sprech- und Gesangstechniken lassen sich Obertöne verstärken, um für einen mehr oder minder harmonisch tönenden Vielklang zu sorgen – auch abhängig davon, ob eher geradzahlige oder ungeradzahlige Obertöne dominieren. Außerdem können Geräte/Plugins wie übersteuernde Verstärker oder Exciter genutzt werden, um Obertöne hervorzukehren bzw. überhaupt erst zu erzeugen.

Welche Spieltechniken oder Werkzeuge nutzt Du, um einem Klang (mehr) Obertöne zu verleihen? Übst Du dich im Obertongesang? Wir sind sehr gespannt auf deinen Input!

Mehr zum Thema:
      


Lesermeinungen (4)

zu 'FAQ: Was sind Obertöne?'

  • Wolfgang Saus   22. Dez 2015   17:41 UhrAntworten

    Danke für den schönen Artikel. Er macht einem die Obertöne leicht zugänglich. Viele haben nur vage Erinnerungen an Obertöne aus der Schulzeit. Dabei sind sie die Grundlage jeder akustischen Kommunikation, Sprache wie Musik. Die Welt der Obertöne kann so faszinierend sein.

  • Donald   25. Dez 2015   10:51 UhrAntworten

    Ja, Obertöne sind sehr wichtig.
    Bei Bässen oder auch allgemein Instrumentenspuren,
    bietet es sich an die Spur zu duplizieren und die zweite Spur
    mit einem HP-Filter zu bestücken, um Obertöne herauszufiltern und zusätzlich zu der Originalspur hinzuzufügen.
    Bei Bässen z.B. kommt ab 5 - 6 Khz zwar nur noch Knarzer/Krächtzer,
    aber mit dem Bass gemischt, klingt das ganze noch etwas "analoger" sag ich mal.
    Die gefilterten Höhen kann man zudem noch mit etwas Reverb oder Zerre würzen.
    Eventuell noch beide Spuren synchron modulieren.

    • Wolfgang Saus   25. Dez 2015   19:14 UhrAntworten

      Akustische Obertöne der Stimme sind seit über 20 Jahren mein Beruf. Unter anderem hab ich den Overtone Analyzer mitentwickelt. Wie man sie in der Aufnahmetechnik nutzt, ist mir noch neu. Vielleicht sollten wir gelegentlich unsere Expertisen austauschen.

      • Donald   26. Dez 2015   16:29 Uhr

        Hallo Wolfgang,
        meine Erfahrungen habe ich fast ausschliesslich in der Daw Ableton gesammelt.
        Meisst mit elektronischen Instrumenten.
        Im Grunde will ich mit diesem "Rezept" nur die Obertöne verstärken.
        Ob das unter Mischerprofies so gemacht wird, kann ich nicht sagen.
        Vielleicht ist das auch völlig kontraproduktiv,
        aber in meinen Ohren brachte ich es bisher damit auch zu ganz guten Ergebnissen.
        Falls Du einen Dialog führen willst, ich habe ich nichts dagegen.

Sag uns deine Meinung!

anzeige

EMPFEHLUNGEN