We besteden zelden tijd aan het nadenken over harmonischen als we produceren, maar net zoals we alleen bestaan omdat onze cellen bestaan, bestaat muziek zoals we die kennen en liefhebben alleen vanwege harmonischen. Als muzikant, producer, mixer of mastering engineer kan het heel nuttig zijn om harmonischen te begrijpen. Dus vandaag gaan we de ins en outs van deze micro-klankelementen verkennen en hoe je deze kennis kunt gebruiken om een betere muziekmaker te worden.

De basis van harmonische frequenties

Harmonischen zijn geluidsgolven met frequenties die een geheel veelvoud zijn van de grondfrequentie van een signaal. Je kunt ze ook zien als de frequentieverhouding van zo'n signaal.

Om te begrijpen hoe dit werkt, kijken we naar een basissinus.

De sinusgolf is de meest fundamentele geluidsgolf die we hebben, omdat hij alleen geluidsenergie heeft bij één frequentie. Als we bijvoorbeeld een sinus op C3 zouden afspelen en je zou naar de toon kijken door een frequentiespectrum analyzer, dan zou je alleen beweging zien geconcentreerd op C3.

Als we echter dezelfde grondfrequentie van C3 zouden nemen en in plaats daarvan een blokgolf zouden gebruiken, zouden we ook frequentie-inhoud boven de grondfrequentie zien. De frequenties daarboven, die steeds zachter worden naarmate ze hoger worden, worden harmonische frequenties genoemd.

Hierdoor klinkt een blokgolf als een blokgolf. Zelfs buiten vierkante golven heeft elk geluid dat we kennen (behalve sinusgolven natuurlijk) tot op zekere hoogte harmonische frequenties, hoewel sommige veel complexer zijn dan andere.

Het is belangrijk om te weten hoe deze harmonische frequenties zich verhouden tot de grondfrequentie.

Harmonische frequentieregeling

Laten we zeggen dat we een basisvierkantgolf hebben op A4, die 440 Hz is.

De tweede harmonische in de harmonische reeks daarboven zou een octaaf hoger zijn bij A5 of 880 Hz. De derde harmonische zou drie keer die grondfrequentie zijn, namelijk E6 of 1320 Hz, en de vierde harmonische zou vier keer de grondfrequentie zijn op A6 of 1760 Hz.

Dit ging maar door en door totdat de frequenties voor ons niet meer hoorbaar waren.

Elk geluid in elk instrument produceert deze boventonen en je hoort muzikanten er vaak naar verwijzen als boventonen, wat een verwisselbare term is voor harmonische frequenties.

Stel bijvoorbeeld dat we een akoestische gitarist hadden die op de lage E-snaar tokkelde. We zouden niet alleen die trillende snaar op zijn laagste frequentie of grondtoon horen, maar we zouden ook de fracties van harmonische boventonen erboven horen, die steeds zachter werden naarmate ze hoger kwamen.

Oneven vs. Even harmonischen

In de harmonische reeks hebben we harmonischen die worden geclassificeerd als oneven of even.

Oneven harmonischen zijn oneven veelvouden van de grondfrequentie (3, 5, 7, 9, enz.). Deze klinken meestal helderder en opgewondener dan warmere, zachtere even harmonischen, die even veelvouden van de grondfrequentie zijn (2,4, 6, 8, enz.).

Zoals we snel zullen zien, hebben verschillende instrumenten verschillende harmonische profielen, die ze hun unieke geluidskarakteristieken geven.

Natuurlijke versus kunstmatige harmonischen

De gehele veelvouden van de grondfrequentie waar we het net over hadden bestaan in de natuur. In feite is het een natuurlijke wiskundige vergelijking die luidt f(n) = n x f, waarbij 'f' de grondfrequentie is en 'n' de harmonische frequenties.

We hebben het gehad over hoe deze werken als je een gitaarsnaar tokkelt, maar hoe zit het met andere natuurlijke instrumenten?

Hetzelfde geldt ook voor keyboards. Als een pianist bijvoorbeeld een grondfrequentie speelt, zullen de snaren en de resonantie van het instrument sympathische trillingen voortbrengen , die harmonischen creëren. Een trompettist daarentegen gebruikt zijn embouchure om de harmonische reeks boven de grondfrequentie te regelen.

De manier waarop deze harmonische frequenties zijn gerangschikt kan een grote invloed hebben op het algehele timbre van een instrument. Ze zijn een van de redenen waarom een trompet zoveel anders klinkt dan een tuba, of waarom een lage mannenstem zoveel anders klinkt dan een hoge vrouwenstem.

We kunnen harmonischen echter ook elektronisch of kunstmatig opwekken door golfvormen te manipuleren.

Op de meeste synthesizers vind je golfvormgeneratoren, waarmee je het aantal en type harmonischen boven een sinusgolf kunt instellen. Hier zijn een paar van de belangrijkste golfvormen die je op vrijwel elke synthesizer kunt vinden:

• Sinusgolf - Zoals we al eerder zeiden, produceren sinusgolven het zuiverste en helderste geluid, omdat er geen harmonischen boven zitten. Mensen associëren de sinusgolf meestal met de zuivere toon. Dit geluid bestaat niet in de natuur.
• Vierkante golf - Vierkante golven, die bekend staan om hun heldere, harmonisch rijke timbres, bestaan uit een fundamentele frequentie en oneven harmonischen. Deze golven zijn erg populair in elektronische muziek. De arpeggiating synths aan het begin van het Stranger Things intro-thema is een geweldig voorbeeld van vierkante golven in actie.
• Zaagtandgolf - Zaagtandgolven bieden nog meer harmonische rijkdom dan hun vierkante tegenhangers, doordat ze oneven en even harmonischen gebruiken. Ze hebben een helder en zoemend timbre, waardoor ze uitstekend geschikt zijn voor leads. De lead in "Strobe" van Deadmau5 is een geweldig voorbeeld van een zaagtandgolf in EDM.
• Driehoeksgolf - Driehoeksgolven zijn wat zachter dan vierkante en zaagtandgolven en hoewel ze alleen oneven harmonischen gebruiken, klinken ze anders vanwege hun unieke amplitudeverdeling. Ik ben een grote fan van driehoeksgolven in chillwave-muziek, omdat ze zacht en nostalgisch klinken. Kijk maar eens naar de synths in "Feel It All Around" van Washed Out.

Waarom we harmonischen gebruiken bij muziekproductie, mixen en masteren

Zonder harmonischen zou onze muziek tonale complexiteit missen. Daarom gebruiken producers en technici vaak harmonischen om diepte aan hun muziek toe te voegen. Ze stellen ons niet alleen in staat om instrumenten van elkaar te onderscheiden in mixen, maar ze kunnen ons ook een expressievere auditieve energie en een driedimensionale luisterervaring geven.

Zonder licht is er geen donker.

We kunnen datzelfde idee in de muziek gebruiken om contrast te creëren. Je zou bijvoorbeeld een instrument met fellere en meer opgewonden harmonischen kunnen gebruiken om contrast te creëren met een instrument met warmere en donkerdere harmonischen. De vraag is echter hoe we onze kennis van harmonischen in de praktijk brengen.

De harmonische reeks gebruiken om je muziek interessanter te maken

Als je een behoorlijke hoeveelheid tijd hebt doorgebracht met het online lezen over mixen en muziekproductie, heb je waarschijnlijk wel eens gehoord over verzadiging.

Saturatie is in wezen gecontroleerde harmonische vervorming. Producers en technici gebruiken vaak hulpmiddelen zoals bandmachines, buizenversterkers of vervormingsplugins om meer harmonisch karakter aan hun tracks toe te voegen.

Laten we bijvoorbeeld zeggen dat ik een cleane DI basgitaar had, maar dat die een beetje levenloos en saai klonk in de context van een rocktrack. Ik zou ervoor kunnen kiezen om hem door een vervormingsplugin te laten lopen om hem te laten opvallen in de mix temidden van een muur van hard slaande drums en vervormde gitaren.

In de meeste gevallen doe ik dit parallel door een kopie van de basgitaar te maken, de kopie te high-passen tot ongeveer 150-200 Hz om de lage tonen schoon te houden, de kopie te vervormen met een verzadigingsplugin en het te mengen met het originele basgeluid.

Hetzelfde geldt voor een 808. Als het een beetje glansloos klonk in een mix, zou ik een verzadigingsplugin gebruiken om complexiteit toe te voegen aan de hogere harmonischen, waardoor de 808 beter tot zijn recht komt.

Dit is een ander proces dan EQ, waarmee je alleen harmonischen die er al zijn kunt snijden en versterken in plaats van nieuwe harmonischen te creëren. Laten we eens kijken naar enkele van de populairste tools die we gebruiken om harmonischen in onze mixen te manipuleren.

Populaire gereedschappen voor het manipuleren van harmonischen

EQ

EQ is een van de meest fundamentele mixgereedschappen die je in je arsenaal hebt, omdat je hiermee de frequentiebalans van een audiosignaal of groep audiosignalen kunt manipuleren. Met EQ kun je bijvoorbeeld een vocal donkerder, helderder, warmer of meer aanwezig laten klinken, allemaal door het versterken of verzwakken van specifieke banden in het frequentiespectrum om de amplitude van de aanwezige harmonischen te veranderen .

In popmuziek kun je ervoor kiezen om de hogere harmonischen van een vocal te versterken met een hoge shelf en de lagere harmonischen te verzwakken met een lage cut.

Zoals ik al eerder zei, geven harmonischen de muziek die we maken diepte. Als er echter te veel harmonischen in hetzelfde deel van het frequentiespectrum overlappen van verschillende instrumenten in een mix, verliezen we helderheid. EQ is een van de beste hulpmiddelen om de frequentierelaties tussen meerdere signalen in balans te brengen om onze mixen helderder te maken.

Compressie

We denken niet vaak aan compressoren als harmonische hulpmiddelen, omdat ze voornamelijk bestaan om het dynamisch bereik te regelen. Compressie kan echter een enorme invloed hebben op de fundamentele frequentie van een signaal en zijn harmonischen.

Als je bijvoorbeeld compressie gebruikt op een sustained basgitaarsignaal, breng je effectief de rustigere harmonischen naar voren op zachtere passages waar ze anders in een staat van verval zouden zijn.

Verzadiging

Verzadiging is verreweg de meest voorkomende manier waarop technici harmonische inhoud in mixen manipuleren, omdat verzadiging kan worden gebruikt om harmonischen aan een signaal toe te voegen.

Je kunt bijvoorbeeld een tape saturation plugin gebruiken om kleur en warmte toe te voegen aan een audiosignaal en het de harmonisch rijke boventonen te geven die vaak geassocieerd worden met het 'geluid van analoog'. Aan de andere kant zou je een gitaar door een fuzz pedaal kunnen laten lopen, dat een vleugje oneven en even harmonischen introduceert in combinatie met een golfvorm clipper om het een helderder, meer snijdend geluid te geven.

5 manieren om harmonischen te gebruiken in je mixen

Laten we eens kijken naar wat we nu weten over harmonischen en hoe je hun kracht kunt gebruiken in je mixen.

1. Analoge warmte toevoegen aan digitale mixen

Dit eerste voorbeeld is vrij algemeen, maar kan erg nuttig zijn als we te maken hebben met steriel klinkende mixen die wat meer karakter nodig hebben.

Altijd als ik aan de woorden 'warmte' en 'harmonische vervorming' denk, denk ik aan tape- of buizenverzadiging.

Ik raad je ten zeerste aan om een paar goede tape- of buizenverzadigingsplugins in handen te krijgen om subtiele harmonische vervorming aan je mixen toe te voegen en ze een meer analoog geluid te geven. Tapeverzadiging is iets subtieler dan buizenverzadiging en is perfect om een gevoel van warmte toe te voegen aan afzonderlijke sporen, zoals zang of synths, of om groepen sporen te lijmen, zoals drums of volledige mixen.

Buizenverzadiging wordt meestal gebruikt als je een meer harde verzadigingsklank wilt, perfect voor gitaren of zang, omdat het meer 'dikte' kan toevoegen aan het middenbereik.

Mijn favoriete tapeverzadigingsplugins:

• Golven J37
• Leisteen Virtuele Tape Machine
• UAD Ampex ATR-102

Mijn favoriete buizenverzadigingsplugins:

• PSP VintageWarmer 2
• UAD Thermionische Cultuurgier
• Softube Tube-Tech CL 1B

2. Maak de zang meer aanwezig

Met de juiste verzadigingsstijl kun je vocalen laten opvallen in mixen.

Hoewel je een vocal zeker door een standaard vervormingsplugin kunt halen, zoals de SansAmp PSA-1 in Pro Tools, wil je meestal het geluid van harmonische vervorming krijgen zonder dat het vervormd is. Dit is waar het mengen van het geluid van de vervormde vocal in parallel met de cleane vocal nuttig kan zijn.

Een van mijn favoriete plugins hiervoor is de Soundtoys Decapitator. Ik gebruik het vaak om relatief zware vervorming op mijn zangspoor in te stellen met de grote Drive-knop, gebruik de toonknop, filters en verzadigingsstijlen onderaan om het algehele timbre van de verzadiging aan te passen en draai het dan terug met de mix-knop totdat ik de perfecte balans heb tussen helderheid en verzadiging in mijn zangspoor.

Aan de andere kant, als je een super heldere vocal wilt, gebruik dan een verzadigingsplugin die zich richt op hogere harmonischen in plaats van een hoge plank op een EQ te boosten.

Een van mijn favoriete plugins hiervoor is de Aphex Vintage Exciter van Waves.

PRO TIP: Ik raad aan om een de-esser in te voegen voordat je een verzadigingsplugin als deze gebruikt, zodat de verzadigingsplugin je een gebalanceerde, aanwezige toon kan geven zonder sibilantie te accentueren.

3. Omgaan met tijdelijk materiaal

Af en toe merk ik dat ik met audiosignalen werk die te veel transiënte details bevatten. Hoewel drums vaak de grootste boosdoeners zijn, kan het van alles zijn, van een akoestische gitaar die te tokkelig klinkt tot een piano met te veel attack aan de voorkant.

Terwijl je voorbijgaand materiaal meestal kunt dempen met compressie of transiënt shaping, kan verzadiging een prachtige balans bieden tussen transiënt behoud en verzachting die zeer aangenaam kan zijn in een mix.

Laten we zeggen dat je een snaredrum hebt die veel te punchy klinkt in je mix. Je kunt een subtiele hoeveelheid verzadiging toepassen op je signaal (tapeverzadiging is vaak mijn keuze in dit geval), waarbij je het niveau van de snare die de plugin ingaat verhoogt om het voorbijgaande materiaal te verzachten.

De reden dat dit werkt is dat verzadiging een uniek soort compressie introduceert. Het gaat vaak om een vorm van soft clipping, waarbij het audiosignaal dat de saturator ingaat zachtjes wordt begrensd, waardoor de pieken van de golfvorm van het signaal worden afgekapt en compressie-achtige kenmerken ontstaan.

4. Hardheid verwijderen

Verzadiging is een van de beste middelen om de ruwheid uit een signaal te halen zonder de algehele aanwezigheid ervan aan te tasten.

Stel bijvoorbeeld dat je drums hebt opgenomen in een slecht behandelde ruimte of met goedkope overhead microfoons. In beide gevallen kun je bekkens krijgen die erg hard klinken. Zelfs de kleinste hoeveelheid verzadiging kan helpen om de hardheid in je bekkens te verwijderen door de bovenkant weg te rollen en toch de heldere helderheid te behouden.

Hetzelfde geldt voor zang, snares, elektrische gitaren of elk ander element in je mix dat niet prettig klinkt.

5. Een mix aan elkaar lijmen

Tot slot kun je harmonischen gebruiken om je hele mix aan elkaar te lijmen en samenhangender te laten klinken. Vaak is dit een heel subtiele aanpak, omdat je geen vervorming wilt toevoegen of de punch uit je mix wilt halen door de transiënten te hard af te zwakken.

Ik gebruik vaak tapeverzadiging op de mixbus, door het lichtjes in te stellen om de algehele hardheid van de mix af te ronden en mijn mix een gevoel van natuurlijke, muzikale kleuring te geven. Met een klein beetje kom je een heel eind. Ik raad aan tapeverzadiging toe te passen op je mixbus en te luisteren hoe je track reageert op het luidste punt van het nummer om er zeker van te zijn dat je geen vervorming introduceert.

Profiteren van de natuurlijke wereld

Harmonischen bestonden al in de natuur lang voordat we instrumenten en technologie ontwikkelden om ze te controleren en te manipuleren. Ze zijn een van de redenen waarom muziek zo sterk resoneert met mensen.

Hoewel ze universeel zijn, zijn de manieren waarop we harmonischen in muziek gebruiken natuurlijk drastisch veranderd in de loop der tijd en door de verschillende culturen heen, en dat is een van de redenen waarom we zo'n ongelooflijke muzikale diversiteit hebben.

Ik hoop dat dit artikel harmonischen tenminste een beetje voor je heeft ontrafeld, want het vinden van manieren om ze in je muziek te gebruiken kan enorm de moeite waard zijn, vooral als je bedenkt dat je een hulpmiddel gebruikt dat al sinds het begin der tijden bestaat.