Subharmonische

Mathematisch sind die Subharmonischen eines Grundtons das Gegenstück zu seinen Harmonischen: Harmonische vervielfachen den Grundton, Subharmonische teilen ihn. Auf einer logarithmischen Frequenzskala aufgetragen, breitet sich die Obertonreihe nach oben aus, und die Untertonreihe spiegelt sie nach unten. VoceVista kann beide gleichzeitig auf einem Notenschieber anzeigen.

Anders als Harmonische entstehen Subharmonische in den meisten gewöhnlichen schwingenden Systemen nicht von selbst. Eine gezupfte Saite, eine Luftsäule oder eine frei schwingende Stimmlippe strahlt Harmonische ab, keine Subharmonischen. Subharmonische treten nur auf, wenn etwas Komplizierteres vor sich geht.

In der menschlichen Stimme deutet eine Subharmonische bei der halben Grundfrequenz typischerweise auf Periodenverdopplung hin: Die Stimmlippen schwingen in abwechselnden Zyklen statt in einem einzigen, sich wiederholenden Zyklus. Zwei aufeinanderfolgende Zyklen unterscheiden sich leicht (etwa in der Amplitude, im Schließmuster oder in der Dauer), und es entsteht ein zusätzlicher Anteil bei der halben Grundfrequenz, eine Oktave unter der scheinbaren Tonhöhe.

Am häufigsten tritt das als Vocal Fry (auch Knarrstimme genannt) am unteren Ende des Modalregisters auf. Periodenverdopplung kann auch vorübergehend bei angestrengtem Singen, in manchen Formen des Obertongesangs oder bei krankhaft veränderten Stimmen auftreten. Subharmonische bei einem Drittel des Grundtons, durch Periodenverdreifachung, sind seltener, folgen aber demselben Mechanismus.

Im Spektrogramm erscheint eine Subharmonische als waagerechte Linie zwischen den Harmonischen des scheinbaren Grundtons: bei Periodenverdopplung auf halbem Weg, bei Periodenverdreifachung jeweils nach einem Drittel des Abstands.

Ein Notenschieber lässt sich so aufziehen, dass er Subharmonische (Untertöne) unterhalb seines Grundtons anzeigt, spiegelbildlich zu den Harmonischen darüber. Wie Du das einrichtest, erfährst Du unter Notenschieber.