Puede demostrarse matemáticamente y verificarse en el laboratorio que cualquier señal periódica no senoidal puede ser considerada como la suma de infinitas ondas senoidales de diferentes amplitudes y frecuencias, estas ondas senoidales se llaman ARMONICOS de la onda y tienen la particularidad que sus frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de la señal original, así por ejemplo, una onda con una frecuencia de 100Hz estaría compuesta por una senoide de 100Hz, una de 200Hz, una de 300Hz, etc.

El armónico correspondiente a la misma frecuencia de la señal original se denomina primer armónico o fundamental, los siguientes se llaman 2º armónico (2 veces la frecuencia fundamental), 3er armónico (3 veces la frecuencia fundamental) y así sucesivamente.

La amplitud de los respectivos armónicos surge de un cálculo matemático y da como resultado lo que se conoce como serie de Fourier, usualmente esta serie se representa como un conjunto de barras verticales que muestran la amplitud de las ondas que componen el conjunto, representando de esta forma el espectro. Este análisis puede realizarse con mayor o menor dificultad sobre cualquier onda periódica, en tanto se disponga de la ecuación que la describe matemáticamente, sin embargo en muchos casos se dispone de la señal real y no de su descripción matemática (por ejemplo, a la salida de un micrófono), entonces se recure a instrumental especial de laboratorio (analizador de espectro) que recibe la onda en sus entrada y muestra la respectiva serie de Fourier en su pantalla. El análisis de Fourier es una poderosa herramienta que permite explicar el funcionamiento de diferentes dispositivos e inclusive detectar fallas a partir de la observación de sus efectos sobre las diferentes componentes espectrales de la señal.

Para saber más: http://es.wikipedia.org/wiki/Serie_de_Fourier

Con la siguiente aplicación se pueden observar los efectos de 16 armónicos sobre la onda principal, se puede manipular amplitud y fase de los mismos.

El autor de esta aplicación es Michael Ruíz, profesor emérito de la UNCA (Universidad de Carolina del Norte).