Freqüência
Autor: Daniel Peixxe | Publicado: 2014-03-04T08:00:00-03:00



A freqüência  é medida em ciclos por segundo e a unidade de medida usada para descrever essa relação é Hertz, abreviada para Hz. Se a forma de onda de um som oscila três vezes por segundo, dizemos que ela tem uma freqüência de três ciclos por segundo, ou 3Hz. Se oscila três mil vezes por segundo, a freqüência é de 3.000Hz. O prefixo "kilo" significa "mil", portanto, 3.000Hz é o mesmo que 3kiloHertz, que é abreviado para 3kHz.



Sons que estão abaixo de 20Hz são chamados de infra-sons e geralmente não são perceptíveis ao ouvido humano, muito embora possamos senti-los. Já os sons que estão acima de 20kHz são chamados de ultra-sons e são tão altos que, mais uma vez, nossos ouvidos não são capazes de detectá-los. Dessa forma, a faixa de freqüência que o ouvido humano está habilitado a perceber vai de 20Hz até 20kHz. Porém, conforme envelhecemos, nossa habilidade de ouvir altas freqüências diminui gradativamente.



Poucos sons na natureza são formados por vibrações em uma única freqüência. Isto se deve ao fato de que objetos físicos reais vibram de uma maneira bastante complexa e sofrem influência de diversos fatores. Tomemos com exemplo um surdo de bateria: dependendo de como o instrumento foi construído e dos materiais que foram usados nessa construção, ao ser golpeado pelo baterista algumas partes do surdo se movem para cima enquanto outras para baixo e, ao mesmo tempo, umas se mexem rapidamente e outras mais lentamente. Dessa maneira, o som que esse instrumento vai produzir estará composto por vibrações em diversas freqüências. Já o material empregado em sua construção vai favorecer ou prejudicar determinadas freqüências.



Um matemático francês do século XVIII chamado Jean Baptiste Fourier desenvolveu um procedimento capaz de descrever qualquer tipo de vibração, por mais complexa que seja, como a soma de uma ou mais ondas senoidais. Conhecido como Análise de Fourier, esse procedimento é um processo matemático bastante complicado; afortunadamente, não é necessário conhecê-lo em sua plenitude para trabalhar com música ou programar sintetizadores, mas é sempre de bom alvitre saber o que a Análise de Foundier revela sobre o som.



Cada uma das ondas senoidais que compõem um som tem características próprias de freqüência e amplitude. Por exemplo, um som pode conter, simultaneamente, uma senóide mais ou menos forte (no sentido de volume) em 100Hz e sustentação longa, outra mais fraca em 200Hz também com sustentação longa e ainda uma terceira em 783Hz que entra com força mas não tem sustentação. Se você olhar para a forma de onda desse som não verá separadamente as três senóides que a compuseram (embora elas estejam lá para quem souber identificá-las). Isso se deve ao fato de que as três senóides se misturam e formam uma nova forma de onda a quem podemos chamar de resultante.



Em muitos sons musicais, as freqüências das ondas senóides que fazem parte de suas composições são múltiplas inteiras umas das outras. Por exemplo, um som cuja freqüência mais baixa seja 125Hz provavelmente terá em sua composição senóides de 250Hz (2 x 125Hz), 375Hz (3 x 125), 500Hz (4 x 125) e assim por diante (como ilustra a figura abaixo). Em outros tipos de sons, especialmente percussivos e metálicos, as senóides não tem essa relação de múltiplas inteiras, podendo ser totalmente aleatórias entre si.









As senóides que compõem sons complexos são conhecidas como parciais. Se elas mantém a relação de múltiplas inteiras entre si, são chamadas de harmônicos. A parcial mais baixa (ou mais grave) de um som cujas parciais estão harmonicamente relacionadas é chamada fundamental e suas freqüências múltiplas inteiras são os sub-harmônicos (ou overtones, em inglês).



Pode parecer meio complicado a princípio, mas é simples: todo som tem uma ou mais parciais. Nem todas as parciais são harmônicos — porque nem todas as parciais tem uma relação de múltiplas inteiras entre si — mas todos os harmônicos são parciais. A fundamental é o primeiro harmônico da série de um som cujas parciais estão harmonicamente relacionadas (múltiplas inteiras). Sub-harmônicos também são harmônicos, mas a fundamental não é um sub-harmônico justamente por ser a primeira da série, isto é, a fundamental não está abaixo de ninguém. Mas agora cuidado! Nesse ponto pode haver confusão: o primeiro sub-harmônico é, na verdade, o segundo harmônico. Em outras palavras: se a fundamental de um som (o primeiro harmônico) está em 100Hz, o primeiro sub-harmônico estará em 200Hz (o segundo harmônico). Basta pensar na hierarquia, ou seja, a fundamental é o harmônico mais importante da série, daí o nome fundamental, e&nbsp;todos os demais estão abaixo dele hierarquicamente.



O ouvido humano é muito bom para perceber e interpretar parciais, mesmo quando estas duram apenas uma fração de segundo. Na verdade, a presença ou a ausência de parciais especificas é, em grande parte, o que nos habilita distinguir um som de outro. Um trompete, um oboé ou um violino tocando a mesmíssima nota soam diferentes o bastante para que a imensa maioria dos ouvintes consiga diferenciá-los entre si sem grandes esforços. As diferenças nos timbres desses três instrumentos é apenas uma questão de quais parciais estão presentes ou ausentes na composição de seus sons e com que intensidade aparecem (intensidade no sentido de volume, força, amplitude).