Vi ägnar sällan tid åt att tänka på övertoner när vi producerar, men på samma sätt som vi bara existerar för att våra celler existerar, existerar musik som vi känner och älskar bara på grund av övertoner. Att förstå övertoner kan vara extremt fördelaktigt som musiker, producent, mixare eller masteringtekniker. Så idag ska vi utforska detaljerna i dessa mikroljudelement och hur du kan använda denna kunskap för att bli en bättre musikskapare.

Grunderna i harmoniska frekvenser

Övertoner är ljudvågor med frekvenser som är heltalsmultiplar av grundfrekvensen i en signal. Du kan också tänka på dem som frekvensförhållandet för en sådan signal.

För att förstå hur detta fungerar kan vi titta på en vanlig sinusvåg.

Sinusvågen är den mest grundläggande ljudvågen vi har, eftersom den bara har ljudenergi vid en enda frekvens. Om vi till exempel spelade en sinusvåg vid C3 och du tittade på tonen genom en frekvensspektrumanalysator skulle du bara se en rörelse koncentrerad till C3.

Men om vi skulle ta samma grundfrekvens för C3 och använda en fyrkantsvåg i stället, skulle vi också se frekvensinnehåll över grundfrekvensen. Frekvenserna ovanför, som skulle bli mjukare och mjukare ju högre de gick, skulle kallas harmoniska frekvenser.

Det är dessa saker som gör att en fyrkantsvåg låter som en fyrkantsvåg. Utöver fyrkantsvågor har alla ljud som människan känner till (förutom sinusvågor, förstås) harmoniska frekvenser i någon utsträckning, även om vissa är mycket mer komplexa än andra.

Det viktiga här är att veta hur dessa harmoniska frekvenser är ordnade i förhållande till grundfrekvensen.

Arrangemang av harmoniska frekvenser

Låt oss säga att vi har en grundläggande fyrkantig våg vid A4, som är 440 Hz.

Den andra övertonen i den övertoniska serien ovanför den skulle vara en oktav ovanför vid A5 eller 880 Hz. Den tredje övertonen skulle vara tre gånger så hög som grundfrekvensen, dvs. E6 eller 1320 Hz, och den fjärde övertonen skulle vara fyra gånger så hög som grundfrekvensen, dvs. A6 eller 1760 Hz.

Detta skulle pågå och pågå och pågå tills frekvenserna inte längre var hörbara för oss.

Varje ljud i varje instrument producerar dessa övertoner, och du kommer ofta att höra musiker hänvisa till dem som övertoner, vilket är en utbytbar term för harmoniska frekvenser.

Låt oss till exempel säga att vi har en akustisk gitarrist som plockar den låga E-strängen. Vi skulle inte bara höra den vibrerande strängen i dess lägsta frekvens eller grundton, utan även fraktionerna av harmoniska övertoner ovanför, som blir mjukare och mjukare ju högre upp de kommer.

Udda kontra jämna övertoner

I den harmoniska serien har vi övertoner som klassificeras som antingen udda eller jämna.

Udda övertoner är udda multiplar av grundfrekvensen (3, 5, 7, 9 osv.). Dessa tenderar att låta ljusare och mer upphetsade än varmare, mjukare jämna övertoner, som är jämna multiplar av grundfrekvensen (2,4, 6, 8, etc.).

Som vi snart ska se har olika instrument distinkta harmoniska profiler, vilket ger dem deras unika ljudkaraktär.

Naturliga kontra artificiella övertoner

De heltalsmultiplar av grundtonen som vi just talade om ovan finns i naturen. Faktum är att det finns en naturlig matematisk ekvation som lyder f(n) = n x f , där "f" är grundfrekvensen och "n" är de harmoniska frekvenserna.

Vi talade om hur dessa fungerar när man plockar en gitarrsträng, men hur är det med andra naturliga instrument?

Samma sak gäller även för keyboards. När t.ex. en pianist spelar en grundfrekvens kommer instrumentets strängar och resonans att avge sympatiska vibrationer, vilket skapar övertoner. En trumpetare, å andra sidan, skulle använda sin embouchure för att kontrollera den harmoniska serien ovanför grundfrekvensen.

Det sätt på vilket dessa harmoniska frekvenser är arrangerade kan ha stor inverkan på ett instruments totala klangfärg. De är en av anledningarna till att en trumpet låter så mycket annorlunda än en tuba, eller till att en låg mansröst låter så mycket annorlunda än en hög kvinnoröst.

Men vi kan också generera övertoner elektroniskt eller på konstgjord väg genom att manipulera vågformer.

På de flesta synthesizers hittar du vågformsgeneratorer, vilket ger dig möjlighet att justera antalet och typen av övertoner ovanför en sinusvåg. Här är några av de viktigaste vågformerna som du hittar på nästan alla givna synthar:

• Sinusvåg - Som vi sa tidigare ger sinusvågor det renaste och klaraste ljudet, eftersom de inte har några övertoner ovanför sig. Människor förknippar oftast sinusvågen med den rena tonen. Detta ljud existerar inte i naturen.
• Square Wave - Square waves, som är kända för sina ljusa, harmoniskt rika klangfärger, består av en grundfrekvens och udda övertoner. Dessa vågor är mycket populära inom elektronisk musik. De arpeggiating syntharna i början av Stranger Things introtema är ett bra exempel på fyrkantsvågor i aktion.
• Sawtooth Wave - Sawtooth-vågor erbjuder ännu mer harmonisk rikedom än sina fyrkantiga motsvarigheter och använder udda och jämna övertoner. De har en ljus och surrande klangfärg, vilket gör dem utmärkta för leads. Leadet i "Strobe" av Deadmau5 är ett bra exempel på en sågtandsvåg i EDM.
• Triangelvåg - Triangelvågor är lite mjukare än fyrkant- och sågtandsvågor, och även om de bara använder udda övertoner låter de annorlunda på grund av sin unika amplitudfördelning. Jag är ett stort fan av triangelvågor i chillwave-musik, eftersom de har ett mjukt, nostalgiskt ljud. Kolla in syntarna i "Feel It All Around" av Washed Out.

Varför vi använder övertoner i musikproduktion, mixning och mastering

Utan övertoner skulle vår musik sakna tonal komplexitet. Av den anledningen använder producenter och ljudtekniker ofta övertoner för att ge musiken ett djup. De gör det inte bara möjligt för oss att skilja instrumenten från varandra i mixar, utan de kan också bidra till att ge oss en mer uttrycksfull klanglig energi och en tredimensionell lyssningsupplevelse.

Utan ljus finns det inget mörker.

Vi kan använda samma idé i musik för att skapa kontraster. Man kan t.ex. använda ett instrument med ljusare och mer upphetsade övertoner för att skapa kontrast till ett instrument med varmare och mörkare övertoner. Frågan är dock hur vi omsätter vår kunskap om övertoner i praktiken?

Använda harmoniska serier för att göra din musik mer intressant

Om du har ägnat en anständig mängd tid åt att läsa om mixning och musikproduktion på nätet har du sannolikt hört talas om mättnad.

Mättnad är i grunden kontrollerad harmonisk distorsion. Producenter och ljudtekniker använder ofta verktyg som bandmaskiner, rörförstärkare eller distorsionsplugins för att ge sina spår mer harmonisk karaktär.

Låt oss till exempel säga att jag hade en ren basgitarr med DI, men att den lät lite livlös och tråkig i samband med ett rockspår. Jag kanske väljer att köra den genom ett distorsionsplugin för att hjälpa den att sticka ut i mixen bland en vägg av hårda trummor och förvrängda gitarrer.

I de flesta fall gör jag detta parallellt genom att göra en kopia av basgitarren, high-passar kopian till cirka 150-200 Hz för att hålla basen ren, förvränger kopian med en mättnadsplugin och blandar in den med det ursprungliga basljudet.

Samma sak kan gälla för en 808. Om den lät lite tråkig i en mix skulle jag använda ett mättnadsplugin för att lägga till komplexitet i de högre övertonerna, vilket hjälper den övergripande 808:an att sticka ut.

Det här är en annan process än EQ, som bara låter dig klippa bort och förstärka övertoner som redan finns där istället för att skapa helt nya övertoner. Låt oss ta en titt på några av de mest populära verktygen som vi använder för att manipulera övertoner i våra mixar.

Populära verktyg för att manipulera övertoner

EQ

EQ är ett av de mest grundläggande mixverktygen i din arsenal, eftersom det gör det möjligt att manipulera frekvensbalansen i en ljudsignal eller grupp av ljudsignaler. Med EQ kan du t.ex. få en sång att låta mörkare, ljusare, varmare eller mer närvarande, allt genom att förstärka eller dämpa specifika band i frekvensspektrumet för att ändra amplituden på de närvarande övertonerna.

I popmusik kan du välja att förstärka de högre övertonerna i en sång med en hög shelf och dämpa de lägre övertonerna med en låg cut.

Som jag tidigare nämnt är det övertoner som ger djup åt den musik vi gör. Men när för många övertoner i samma del av frekvensspektrumet överlappar varandra från olika instrument i en mix förlorar vi klarheten. EQ är ett av de bästa verktygen för att balansera frekvensförhållandena mellan flera signaler och göra våra mixar mer tydliga.

Kompression

Det är inte ofta vi tänker på kompressorer som verktyg för övertoner, eftersom de främst används för att kontrollera det dynamiska omfånget. Komprimering kan dock ha en enorm inverkan på en signals grundfrekvens och dess övertoner.

Om du t.ex. använder kompression på en ihållande basgitarrsignal lyfter du effektivt fram de tystare övertonerna i mjukare passager där de annars skulle vara i ett tillstånd av avklingning.

Mättnad

Mättnad är det absolut vanligaste sättet för ingenjörer att manipulera harmoniskt innehåll i mixar, eftersom mättnad kan användas för att lägga till övertoner i en signal.

Du kan till exempel använda ett plugin för bandmättnad för att lägga till färg och värme i en ljudsignal och ge den de harmoniskt rika övertoner som ofta förknippas med "ljudet av analogt". Å andra sidan kan du köra en gitarr genom en fuzzpedal, som introducerar en smula udda och jämna övertoner i kombination med en vågformsklippare för att ge den ett ljusare, mer skärande ljud.

5 sätt att använda övertoner i dina mixar

Låt oss ta det vi nu vet om övertoner och titta på några sätt på vilka du kan utnyttja deras kraft i dina mixar.

1. Lägga till analog värme i digitala mixar

Det här första exemplet är ganska allmänt, men det kan vara till stor hjälp när vi har att göra med sterilt klingande mixar som behöver lite mer karaktär.

När jag tänker på orden "värme" och "harmonisk distorsion" tänker jag på mättnad i band eller rör.

Jag rekommenderar starkt att du skaffar dig några bra plugins för tejp- eller rörmättnad för att lägga till subtil harmonisk distorsion i dina mixar och ge dem ett mer analogt ljud. Tape saturation är lite subtilare än tube saturation, perfekt för att lägga till en känsla av värme till enskilda spår, till exempel sång eller syntar, eller lim till grupper av spår, till exempel trummor eller fulla mixar.

Rörmättnad används vanligtvis om du vill ha ett mer hårdklippt mättnadsljud, perfekt för gitarrer eller sång, eftersom det kan ge mer "tjocklek" till mellanregistret.

Mina favoritplugins för tejpmättnad:

• Vågor J37
• Slate virtuell bandmaskin
• UAD Ampex ATR-102

Mina favoritplugins för rörmättnad:

• PSP VintageWarmer 2
• UAD Termionisk kultur Gam
• Softube Tube-Tech CL 1B

2. Gör sången mer närvarande

Med rätt typ av mättnad kan du hjälpa sångare att sticka ut i mixar.

Du kan visserligen köra en sång genom en vanlig distorsionsplugin, t.ex. SansAmp PSA-1 i Pro Tools, och låta det vara, men för det mesta vill du få fram ljudet av harmonisk distorsion utan att det blir förvrängt. Det är här det kan vara till hjälp att blanda ljudet av den förvrängda sången parallellt med den rena sången.

En av mina favoritplugins för att göra detta är Soundtoys Decapitator. Jag använder den ofta för att ringa in relativt kraftig distorsion på mitt sångspår med hjälp av den stora Drive-ratten, använda tonratten, filtren och mättnadsstilarna längs botten för att justera den övergripande klangen av mättnaden, och sedan ringa tillbaka den med mixratten tills jag har den perfekta balansen mellan klarhet och mättnad i mitt sångspår.

Om du å andra sidan vill ha en superljus sång, använd ett mättnadsplugin som fokuserar på högre övertoner istället för att förstärka en hög shelf på en EQ.

En av mina favoritplugins för detta är Aphex Vintage Exciter från Waves.

PRO TIPS: Jag rekommenderar att du sätter in en de-esser innan du använder ett mättnadsplugin som detta, så att mättnadspluginet kan ge dig en balanserad, närvarande ton utan att accentuera sibilans.

3. Hantering av övergående material

Då och då händer det att jag arbetar med ljudsignaler som har för mycket transientdetaljer. Även om trummor ofta är de största bovarna i dramat kan det vara allt från en akustisk gitarr som låter för plump till ett piano med för mycket attack i fronten.

Medan du vanligtvis kan dämpa transientmaterial med kompression eller transientformning, kan mättnad erbjuda en underbar balans mellan transientbevarande och mjukgörande som kan vara mycket tilltalande i en mix.

Låt oss säga att du har en virveltrumma som låter alldeles för slagig i din mix. Du kan applicera en subtil mängd mättnad på din signal (tejpmättnad är ofta min grej i det här fallet) och öka nivån på snare som går in i plugin-programmet för att mjuka upp det transienta materialet.

Anledningen till att det här fungerar är att mättnad introducerar en unik typ av kompression. Det handlar ofta om en form av mjuk klippning, där ljudsignalen som går in i saturatorn försiktigt begränsas, vilket klipper av topparna i signalens vågform och ger kompressionsliknande egenskaper.

4. Ta bort hårdhet

Mättnad är ett av de bästa verktygen för att ta bort hårdhet från en signal utan att kompromissa med dess övergripande närvaro.

Låt oss till exempel säga att du har spelat in trummor i ett dåligt behandlat rum eller med billiga overheadmikrofoner. I båda fallen kan du få cymbaler som låter riktigt hårda. Även den minsta lilla mättnad kan hjälpa till att ta bort det hårda i dina cymbaler genom att rulla bort toppen samtidigt som den krispiga klarheten bibehålls.

Samma sak gäller för sång, snares, elgitarrer eller något annat element i mixen som inte låter behagligt för örat.

5. Limma ihop en mix

Slutligen kan du använda övertoner för att limma ihop hela din mix och få den att låta mer sammanhängande. Ofta är detta ett mycket subtilt tillvägagångssätt, eftersom du inte vill lägga till distorsion eller ta bort slagkraften i din mix genom att dämpa transienterna för hårt.

Jag använder ofta tejpmättnad på mixbussen och vrider upp den en aning för att runda av den totala mixens hårdhet och ge min mix en känsla av naturlig, musikalisk färgning. En liten bit kan räcka långt här. Jag rekommenderar att du använder tejpmättnad på mixbussen och lyssnar på hur ditt spår reagerar när det är som högst i låten för att se till att du inte skapar distorsion.

Att dra nytta av den naturliga världen

Övertoner har funnits i naturen långt innan vi konstruerade instrument och teknik för att kontrollera och manipulera dem. De är en av anledningarna till att musik väcker så stark genklang hos människor.

Även om de är universella har sätten att använda övertoner i musik naturligtvis förändrats ganska drastiskt över tid och i olika kulturer, och det är en av anledningarna till att vi har en sådan otrolig musikalisk mångfald.

Jag hoppas att den här artikeln har avmystifierat övertoner åtminstone lite för dig, eftersom det kan vara väldigt givande att hitta sätt att använda dem i din musik, särskilt när man tänker på att du använder ett verktyg som har funnits sedan tidernas begynnelse.