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Concept
Fréquence fondamentale
Résumé
En acoustique musicale, la fréquence fondamentale est l'inverse de la période d'un son complexe. Cette fréquence détermine la hauteur du son musical.
Un son est une vibration de l'air. Cette vibration peut souvent s'assimiler à un phénomène périodique ; c'est le cas notamment des sons de voyelles émis par la voix humaine et de tous les instruments capables de produire une note de musique.
Un phénomène périodique se caractérise par sa période, qui est la durée qui se reproduit identiquement lorsqu'on se décale dans le temps de cette même durée.
Seuls les sons périodiques ont une fréquence fondamentale.
Les sons musicaux sont la plupart du temps le résultat de la vibration d'un résonateur. La fréquence fondamentale est, dans ce cas, la fréquence du mode propre d'oscillation et celle de l'harmonique de premier rang. Plus rarement, il n'y a aucun partiel à la fréquence fondamentale. C'est le cas quand un orgue donne une note basse par l'interférence de deux tuyaux, et quand un système audio-électronique reproduit un son de basse riche en harmoniques, mais dont la fréquence est très inférieure à la limite de sa bande passante.
L'analyse spectrale montre que tous les phénomènes périodiques peuvent se décomposer en une série d'oscillations sinusoïdales de fréquence multiple de la fréquence fondamentale, dont on peut déterminer l'amplitude et la phase selon le formalisme mathématique :
où :
est la fréquence fondamentale ;
est le temps ;
et sont respectivement l'amplitude et la phase de la n composante.
Dans le domaine de l'acoustique musicale, on se limite aux fréquences harmoniques qui se trouvent dans le spectre audible, c'est-à-dire jusqu'à moins de .
Sons purs Les sons qui ne comportent qu'une seule fréquence sont appelés sons purs.
Sons complexes Tous les sons qui ne sont pas des sons purs sont appelés sons complexes.
Sons complexes périodiques Les sons complexes périodiques ont une fréquence fondamentale.
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