Grundton

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Den Begriff Grundton, auch Grundschwingung oder Grundfrequenz , gibt es in der Schwingungslehre, der Akustik, der Elektronik oder Nachrichtentechnik. Unter Frequenz versteht man die Anzahl von Schwingungen pro Sekunde. Die Grundfrequenz ist die tiefste (unterste) Frequenz in einer komplexen Wellenform, also in einem Gemisch aus mehreren Schwingungen. Sieht man ein periodisches Signal als ein Signal an, bei dem sich ein bestimmtes Muster ständig wiederholt, so beschreibt die Grundfrequenz, wie häufig eine solche Muster-Wiederholung stattfindet.
In der Realität sind periodische Schwingungen immer mit einem gewissen Anteil an Nebenwellen oder Oberwellen behaftet, dieses trifft sowohl auf Schallwellen wie auch auf elektrische Signale zu.

[Bearbeiten] Musik

Im Bereich der Musik beschreibt die Grundfrequenz die Tonhöhe, mit der ein Instrument wahrgenommen wird.
Zum Beispiel schwingt eine Gitarrensaite mit Frequenzen, deren Periode der doppelten Saitenlänge entspricht, aber auch mit Frequenzen, deren Periode der einfachen Saitenlänge, zweidrittel der Saitenlänge, der halben Saitenlänge usw. entspricht.
Die Schwingung mit der niedrigsten Frequenz (doppelte Saitenlänge) ist hier die Grundfrequenz, die anderen Schwingungen Oberschwingungen.

Es gibt aber auch musikalisch genutzte Klänge, bei denen eine Analyse der Zeitsignale keine feststellbare Periode ergeben würde. Z. B. besitzen Trommeltöne sehr starke Rauschanteile, selbst (unperiodisches) Schmalbandrauschen kann noch als musikalischer Ton genutzt werden. Allgemein wird musikalischen Klängen ein Grundton und damit eine Grundfrequenz zugeordnet, wenn ein Hörer diesem Klang eine Tonhöhe zuordnen kann.

[Bearbeiten] Bestimmung der Grundfrequenz in der Sprachsignalverarbeitung

Die Bestimmung der Grundfrequenz eines einzelnen Sprechers erscheint als eine einfache Aufgabe der Signalverarbeitung. In der Realität ist die Grundfrequenzbestimmung allerdings seit Beginn der Forschung in diesem Bereich Anfang des 20. Jahrhunderts ein ungelöstes Problem. In der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts wurden zahlreiche Anstrengungen unternommen, die Grundfrequenz eines Sprechers zu bestimmen. Hunderte von Algorithmen zur Grundfrequenzbestimmung (GFB-Algorithmen) sind entwickelt worden.

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