Sinusschwingung mit harmonischen Oberschwingungen im Zeitbereich
(links) und im Frequenzbereich (rechts). Die unterste Grafik
zeigen die Addition der Einzelschwingungen ebenfalls im Zeit-
und Frequenzbereich.
Im wissenschaftlichen Gebrauch [1] ist eine Sinusschwingung einer bestimmten Frequenz (im hörbaren Bereich) ein Ton. Ein einzelner Ton in der Musik ist (je nach Instrument) ein wesentlich komplexeres Gebilde, in jedem Fall aber ein Gemisch von vielen verschiedenen Frequenzen. Akustiker würden ein solches Gemisch wiederum Klang nennen.
Ein einzelner Ton eines beliebigen Musikinstrumentes zeichnet sich allgemein durch sogenannte harmonische Obertöne aus, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz ist.
Betrachtet man das Frequenzspektrum unterschiedlicher Instrumente, so erkennt man (unabhängig von dem gerade gespielten Ton) instrumentenspezifische Frequenzbereiche, die stärker angehoben sind als andere und erheblichen Einfluß auf die Klangfarbe eines Instrumentes haben. Solche Amplitudenmaxima innerhalb des Spektrums, deren Frequenz nicht von der gespielten Tonhöhe abhängt, nennt man Formanten oder Formantbereiche. Die Klangfarben unterschiedlicher Formanten lassen sich den Klangfarben von Vokalen zuordnen (s. Abb.Abbildung 1.4, „ Frequenzlage der Formanten für die Vokale der deutschen Sprache (aus ???) “). So klingen beispielsweise Instrumente mit einem starken Formanten u dunkel, während solche mit starkem Formanten i hell und spitz klingen.