Harmonische
Harmonische (oder auch Oberschwingungen) sind ganzzahlige Vielfache einer bestimmten sinusförmigen Grundschwingung (Grundton). Sie spielen sowohl in der Musik wie auch in Mechanik, Elektrotechnik und Optik eine Rolle. Die komplette Bezeichnung wäre eigentlich korrekt "harmonische Frequenz", ist aber so nicht gebräuchlich.
Laut Fourieranalyse, entwickelt von Jean Baptiste Joseph Fourier, setzt sich jede natürlich vorkommende, nicht-sinusförmige Frequenz aus unendlich vielen Oberschwingungen unterschiedlicher Amplitude zusammen (eine reine Sinusschwingung kommt in der Natur nicht vor).
Die Grundschwingung hat die Ordnung n = 1.
Teilschwingungen ganzzahliger Ordnung werden als Oberschwingungen oder Harmonische bezeichnet.
Die meisten periodischen Schwingungen in der Technik können nicht durch glatte Sinuskurven beschrieben werden, sondern nur erklärt werden durch die Überlagerung einer Grundschwingung (Harmonische) und Oberschwingungen (höhere Harmonische, Ultraharmonische). Das heißt, das Frequenzspektrum besteht aus der Grundharmonischen und Ultraharmonischen.
Beispiel: Kammerton A mit den drei anschließenden Harmonischen:
- Grundfrequenz: 440 Hz
- 2., 3. und 4. Harmonische: 880 Hz (Oktave), 1320 Hz, 1760 Hz. Das ist der 1., 2. und 3. Oberton mit n = 2, n = 3 und n = 4.
Ein Spektrumanalysator ist ein Gerät, das ein Frequenzspektrum bestimmt.
Fälschlicherweise wird häufig (auch in der Fachliteratur) der Begriff Oberwelle verwendet. Dieser Begriff im Zusammenhang mit Oberschwingungen ist falsch. Eine Welle hat eine räumliche und eine zeitliche Ausdehnung, während die hier betrachteten Schwingung nur eine zeitliche Ausdehnung haben.
Siehe auch: Harmonische, Akustik, Nachrichtentechnik, Leistungselektronik