EMUTE-MUSIIKKITEKNOLOGIASIVUSTO
Emute

Osaäänessarja

Kirjoittanut Aarre Joutsenvirta | 11.06.2014

Osaäänessarja ("yläsävelsarja")

Otsikon suluissa mainittu termi on yleinen puhekielessä samoin kuin esim. ”osasävelsarja”. Akustisella soittimella tuotettu yksittäinenkin sävel koostuu kuitenkin useista eri taajuuksista eli ääneksistä. Myös termiä luonnonsävelsarja käytetään toisinaan. Tällöin viitataan esim. vaskisoittimilla (myös ns. luonnontorvella) tuotettaviin sävelkorkeuksiin sormitusta muuttamatta, jotka käytännössä vastaavat osaäänessarjan äänesten välisiä intervallisuhteita (aluksi oktaavi, sitten kvintti, kvartti, duuriterssi jne.). 

 

Äänet on perinteisesti jaettu kahteen ryhmään: säveliksi ja hälyiksi. Hälyllä ei ole selvästi havaittavaa säveltasoa. Monet perkussiiviset soittimet, esim. symbaalit, triangeli, kalvorummut ym. tuottavat hälyjä, ja kieli tarjoaa ehtymättömän joukon kuvailevia sanoja erilaisille hälyäänille  (läjähdys, loiskaus, pirinä, narina jne.). Laulettaessa tekstiä monet konsonantit muodostavat hälyjä (s, h, t, p…) kun taas vokaaleissa voidaan aistia sävelkorkeuksia.

Perinteisin soittimin tuotetut sävelet koostuvat siis monista eri taajuuksista, jotka korva kuitenkin tajuaa yleensä vain yhtenä sävelenä. Pelkästään yhtä taajuutta voidaan synnyttää vain teknisin apuvälinein. Akustisella soittimella tai laulaen tuotettu ääni koostuu  perustaajuuden (f) lisäksi osaääneksistä, joista suurin osa on perustaajuuden kerrannaisia (2f, 3f,4f jne.). Näistä kerrannaisista syntyy ns. harmoninen osaääneistö  eli osaäänessarja, joka on kuvattu alla niin, että perustaajuuden (esim. sellolla tai pianolla) tuotetunsävelkorkeus on suuri C.

Sävelten kohdalla olevat järjestysluvut jatkuvat teoriassa äärettömyyteen, mutta soinnin kannalta niitten merkitys vähenee mitä korkeammasta osaääneksestä on kyse. Jos perusääneksen taajuus on vaikkapa 100 Hz, on kukin seuraavista sen kerrannainen (200 Hz, 300 Hz jne.). Osaääneistön säveltasojen poikkeamat vastaavista tasavireisistä (alemmat luvut) on merkitty plus- ja miinusmerkein. Esim. merkintä ”-49”  11. osaääneksen kohdalla tarkoittaa, että osaäänes on 49 senttiä tasavireistä sävelkorkeutta fis matalampi eli melko tarkalleen sävelten f ja fis puolivälissä.

 

Muutamia huomioita osaääneistöstä

1. osaäänes on aistittu sävelkorkeus. Kun soittimesta tuotetaan suuri C, korvan huomio keskittyy vain tähän alimpaan osaäänekseen, muut aistitaan niin paljon hiljaisempina, että havainto muista osaääneksistä voi syntyä vain harjaantumisen kautta. ”Yläsävelsarja” on senkin takia huono nimitys, että sillä viitataan tuota perustaajuutta eli ns. ”fundamenttia” korkeampiin ääneksiiin - ”yläsäveliin”.

2. osaäänes on puhtaan oktaavin korkeampi kuin 1. osaäänes ja sen sävelkorkeus on hertsiarvona kaksinkertainen ensimmäiseen nähden . Toinen osaäänes voidaan yhtä aikaa erottaa sointivärissä esim. huilussa, jossa samalla otteella ns. ylipuhalluksen avulla soitetaan sekä sekä ensimmäisen että toisen oktaavialan säveliä (esim. d1 ja d2).

3. osaäänes on vain  puhtaan kvintin päässä edellisestä, vaikka sävelten välinen erotus hertseinä pysyy samana. Kaikkien peräkkäisten osaäänesten sävelkorkeusero onkin hertsein mitattuna yhtä suuri.  Korva siis aistii korkeuseroja logaritmisesti: 100 Hzja 200 Hz aistitaan olevan yhtä kaukana toisistaan kuin esim. 1000 Hz ja 2000 Hz, molemmissa ero on oktaavi. Osaäänessarjan järjestysnumerot ilmaisevat samalla niiden väliset suhteet Hz-arvoina: esim. yhdeksännen osaääneksen Hz-arvo on kolminkertainen verrattuna kolmanteen osaäänekseen (erohan on oktaavi + kvintti siinäkin).

Osaäänekset 4., 5. ja 6. muodostavat ns. luonnonpuhtaan duurikolmisoinnun sävelkorkeudet. Duurikolmisoinnun yleisyyttä on perusteltu toisinaan tällä ”fysikaalisella” ilmiöllä.

Luonnonseptimi eli 7. osaäänes on tasavireisyyteen verrattuna huomattavan matala. Luonnonsävelsarjassa se erottuu edellisistä, jotka myös pystytään tuottamaan monilla kieli- ja puhallussoittimilla: kielisoittimilla käytetään nimitystä flageoletit, puhallussoittimissa puhutaan taas ylipuhalluksesta (samalla otteella tuotetaan luonnosävelsarjaan kuuluvia säveliä).

Klarinetille luonteenomainen sointiväri johtuu siitä, että parilliset osaäänekset (4., 6., 8 jne.) ovat hyvin heikkoja. Varhaisissa syntetisaattoreissa ja sähköuruissa klarinettia muistuttava sointiväri luotiin synteettisesti pelkästään parittomien osaäänesten avulla. 

Osaäänekset, joiden järjestysnumero on luvun 2 jokin potenssi  (4, 8, 16, 32 …) ovat perusääneksen oktaavikerrannaisia. Kaikki ”kvintit” ovat 3 · 2n  (3., 6., 12. ) ja ”duuriterssit” muotoa 5 · 2n  (5., 10., 20. jne). 

Osaäänessarja voi olla myös epäharmoninen.; silloin puhutaan usein partiaaleista (engl. partials) Tällöin osaäänesten väliset lukusuhteet voivat olla myös muita kuin kokonaislukuja. Käytännössä akustisistakin soittimista mitatut osaäänesten taajuudet poikkeavat, joka keinotekoisin jonkin verran teoreettisesta kokonaislukusarjasta. Ero tuo sointiväriin elävyyttä ja ”karheutta”. 

Katso myös