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Sie können sich jede Art von Wellenform als einen Satz von Sinuswellen vorstellen, von denen jede zur gesamten Wellenform beiträgt. Ein mathematisches Werkzeug namens Fourier-Analyse beschreibt genau, wie sich diese Sinuswellen zu Wellen unterschiedlicher Form addieren.
Grundlegend
Jede Welle beginnt mit einer Sinuswelle, die als Grundwelle bezeichnet wird. Die Grundwelle dient als Rückgrat für die Wellenform und bestimmt deren Frequenz. Die Grundwelle hat eine größere Energie oder Amplitude als die Harmonischen.
Oberwellen
Sinuswellen, Harmonische genannt, bestimmen die endgültige Form einer komplexen Welle. Oberschwingungen haben immer Frequenzen, die exakte Vielfache der Grundfrequenz sind. Während eine Welle immer eine Grundwelle hat, variieren Anzahl und Anzahl der Oberschwingungen. Scharfkantige Wellen wie Rechteck und Sägezahn haben stärkere Harmonische als Wellen mit wenigen scharfen Übergängen wie das Dreieck.
Unendliche Serie
Mathematisch ideale Wellenformen können unendlich viele Harmonische haben. Beispielsweise weist die Sägezahnwellenform alle Harmonischen auf. Die Stärke eines jeden ist der Kehrwert seiner harmonischen Zahl. Die dritte Harmonische hat ein Drittel der Energie des Grundtons, die vierte ein Viertel und so weiter. Sie addieren die ungeraden Harmonischen zur Grundwelle und subtrahieren die geraden.