POLA GELOMBANG NONSINUSOIDAL
18.8 Pola Gelombang Nonsinusoidal
Hal ini relatif
mudah untuk membedakan suara yang datang dari biola dan saksofon bahkan ketika
mereka berdua bermain nada yang sama. Di sisi lain, orang yang tidak terlatih
dalam musik mungkin mengalami kesulitan membedakan nada yang dimainkan pada
klarinet dengan nada yang sama yang dimainkan pada oboe. Kita dapat menggunakan
pola gelombang suara dari berbagai sumber untuk menjelaskan efek ini.
Ketika frekuensi
yang merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar digabungkan untuk
membuat suara, hasilnya adalah suara musik. Seorang pendengar dapat menetapkan titik
nada untuk suara berdasarkan frekuensi dasar. Pitch adalah reaksi psikologis
untuk suara yang memungkinkan pendengar untuk menempatkan suara pada skala dari
rendah ke tinggi (bass ke treble). Kombinasi frekuensi yang bukan merupakan kelipatan
bilangan bulat dari hasil mendasar dalam suara gaduh daripada suara musik. Hal
ini jauh lebih sulit bagi pendengar untuk menetapkan titik nada untuk suara
gaduh daripada suara musik.
Pola gelombang
yang dihasilkan oleh alat musik adalah hasil dari superposisi frekuensi yang
merupakan kelipatan bilangan bulat dari sebuah dasar. Superposisi ini menghasilkan
kekayaan sesuai nada musik. Respon tanggap manusia yang terkait dengan berbagai
campuran harmonik adalah kualitas atau timbre suara. Misalnya, bunyi sangkakala
dianggap memiliki kualitas "brassy" (yaitu, kita telah belajar
untuk mengasosiasikan kata sifat brassy dengan suara), kualitas ini
memungkinkan kita untuk membedakan bunyi sangkakala dari saksofon, yang
kualitasnya dianggap sebagai "melengking." Klarinet dan oboe,
bagaimanapun, keduanya mengandung kolom udara yang sesuai dengan alang-alang, karena
kesamaan ini, mereka memiliki campuran frekuensi yang sama dan itu lebih sulit
bagi telinga manusia untuk membedakan mereka pada dasar kualitas suara mereka.
Pola gelombang
suara yang dihasilkan oleh sebagian besar alat musik yang nonsinusoidal. Pola
karakteristik yang dihasilkan oleh garpu tala, seruling, dan klarinet,
masing-masing memainkan not nada yang sama, ditunjukkan pada Gambar 18.18.
Setiap instrumen memiliki pola karakteristik sendiri. Perhatikan, bagaimanapun,
bahwa meskipun perbedaan dalam pola, masing-masing pola periodik. Hal ini
penting untuk analisa kita dari gelombang ini.
Masalah
menganalisa pola gelombang nonsinusoidal muncul pada pandangan pertama menjadi
tugas berat. Jika pola gelombang periodik, bagaimanapun, dapat
direpresentasikan sebagai kedekatan seperti yang diinginkan oleh kombinasi dari
sejumlah cukup besar gelombang sinusoidal yang membentuk deret harmonik.
Bahkan, kita dapat mewakili setiap fungsi periodik sebagai rangkaian persamaan sinus
dan cosinus dengan menggunakan teknik matematika yang didasarkan pada teoarema
Fourier. Sesuai jumlah persamaan yang mewakili pola gelombang periodik
disebut deret Fourier. Misalkan y(t) akan ada fungsi yang
periodik dalam waktu dengan periode T sehingga y (t+T) = y(t). Fourier Teorema
menyatakan bahwa fungsi ini dapat ditulis sebagai:
y (t) = Σ( An sin
2πfnt +
Bn cos 2πfnt) (18.13)
di mana frekuensi terendah adalah f1
= 1/T. Frekuensi yang lebih tinggi merupakan kelipatan bilangan bulat dari nada
fundamental, fn = nf1, dan koefisien An dan Bn
mewakili amplitudo dari berbagai gelombang. Gambar 18.19 merupakan analisis
harmonik pola gelombang yang ditunjukkan pada Gambar 18.18. Setiap bar dalam
grafik merupakan salah satu istilah dalam deret pada Persamaan 18.13 sampai
dengan n = 9. Perhatikan bahwa garpu tala dipukul menghasilkan hanya satu
harmonik (pertama), sedangkan flute dan klarinet menghasilkan harmonik pertama dan
banyak yang lebih tinggi lagi.
Perhatikan berbagai
intensitas relatif dari berbagai harmonik untuk flute dan klarinet. Secara
umum, suara musik terdiri dari frekuensi f dasar ditambah frekuensi lain yang
merupakan kelipatan bilangan bulat dari f, semua memiliki intensitas yang
berbeda.
Kita telah
membahas analisis pola gelombang menggunakan teorema Fourier. Analisa ini
melibatkan penentuan koefisien harmonik dalam Persamaan 18.13 dari pengetahuan
tentang pola gelombang. Proses sebaliknya, disebut Fourier sintesis (sintesis
fourier), juga dapat dilakukan. Dalam proses ini, berbagai harmonik
ditambahkan bersama-sama untuk membentuk pola gelombang yang dihasilkan.
Sebagai contoh Fourier sintesis, pertimbangkan pembangunan sebuah
gelombang persegi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 18,20. Simetri dari
hasil gelombang persegi hanya kelipatan ganjil dari frekuensi fundamental
penggabungan dalam sintesis. Dalam Gambar 18.20A, kurva biru menunjukkan
kombinasi f dan 3f. Dalam Gambar 18.20b, kita telah menambahkan 5f untuk
kombinasi dan memperoleh kurva hijau. Perhatikan bagaimana bentuk umum dari
gelombang persegi yang diperkirakan, meskipun bagian atas dan bawah bukan datar
seperti yang seharusnya.
Gambar 18.20c
menunjukkan hasil penambahan frekuensi ganjil hingga 9f. Pendekatan ini (kurva
merah-coklat) dengan gelombang persegi lebih baik daripada perkiraan pada
gambar 18.20A dan 18.20b. Untuk pendekatan gelombang persegi sedekat mungkin,
kita harus menambahkan semua kelipatan ganjil dari frekuensi fundamental,
sampai dengan frekuensi terbatas.
Menggunakan teknologi modern, suara musik dapat dihasilkan secara elektronik dengan mencampur amplitudo yang berbeda dari sejumlah harmonisa. Ini banyak digunakan synthesizer musik elektronik yang mampu menghasilkan berbagai nada musik tak terbatas (Serway,2010:530-532).
Baca Juga Tentang: Superposisi Gelombang Sinusoidal
//Baru saja Anda telah membaca artikel tentang POLA GELOMBANG NONSINUSOIDAL, jika ada yang kurang jelas, keliru, kritik dan saran, silahkan isi di kolom komentar.//
Post a comment for "POLA GELOMBANG NONSINUSOIDAL"