Лекция 7. Акустическая классификация звуков.

Звук речи, как и всякий другой является результатом воздействия на слуховой аппарат человека колебательных движений частиц воздуха, выдыхаемой человеком воздушной струи. При описании звуков речи их рассматривают как бы с двух сторон: изучают объективные свойства колебательных движении – их частоту, силу, спектральный состав. А во-вторых, те звуковые ощущения, которые так или иначе соответствуют этим свойствам, - высоту, громкость, тембр. Наука, которая занимается физическими свойствами звуков (в том числе человеческой речи) называется акустикой.

Звуки человеческого голоса различаются высотой, силой, длительностью и тембром. Частицы воздуха, выдыхаемого человеком при звукопроизводстве, колеблются с различной частотой: чем больше колебаний, тем больше и частота звука, тем выше звук. Единицей измерения частоты является Герц. Диапазон частот человеческой речи – от 50 до 10 000 Гц – это только часть диапазона звуков, слышимых человеческим ухом. Воспринимать человек способен звуки в диапазоне от 16 до 20 000 Гц. Другие обитатели Земли (собаки, лисы, летучие мыши, дельфины и др.) слышат звуки ниже 16 Гц – это инфразвуки и/или выше 20 000 Гц – это ультразвуки. Середина речевого спектра – 1000 Гц., однако у каждого человека своя средняя высота звуков речи. В певческой речи в зависимости от высоты голоса определяется голос солиста: тенор, баритон, бас у мужчин и сопрано, альт, контральто у женщин, в хоре – первый голос, второй голос, третий голос.

«Целый ряд экспериментов показал, что в тех случаях, когда возможность артикуляторной интерпретации слышимого звука затруднена, его восприятие резко ухудшается. Наоборот, даже при восприятии неречевых звуковых сигналов, если появляется возможность соотнести их с какими-то артикуляционными движениями, возможности слуховой оценки значительно улучшаются» (Бондарко, 10)[1]. Не является ли результат данного наблюдения лишней иллюстрацией к выводу о том, что мы слышим, что хотим слышать, видим, что хотим видеть?

Частота колебаний и высота звука. Если попытаться представить себе физическое действие, которое порождает звук, то мы увидим, что в струе воздуха, выдыхаемой нами, несколько небольших потоков, внутри которых с разной частотой и скоростью колеблются частицы воздуха. В зависимости от скорости колебания этих частиц возникают звуки с разной частотой: медленные колебания производят звуки с низкой частотой, быстрые – звуки с высокой частотой. Чтобы измерить частоту звука, обычно определяют, сколько колебательных движений производит источник звука в одну секунду. Единица, служащая для измерения частоты, называется Герц.

Сила и громкость звука. Сила звука определяется амплитудой колебательных движений, которые вызывают последовательные сгущения и разрежение воздуха, т.е. изменение воздушного давления по сравнению с атмосферным – увеличение или уменьшение его. Звуковое давление, как и всякое другое давление, измеряется силой, действующей на единицу площади. Сила звука оценивается слухом как громкость: увеличение звукового давления приводит к увеличению громкости, уменьшение – к ослаблению ее. Как правило, преподаватели по технике речи никогда не говорят: «Говорите громче», но говорят: «Добавьте голос». И действительно, когда человек старается говорить громче, голос становится выше, артикулирующие органы излишне напрягаются, голос становится неприятным на слух. Добавив же силу или интенсивность, человек добивается нужного эффекта с меньшими потерями. Значит, громкость – термин, годный для механического воспроизведения звучания, для человеческого голоса следует иметь другое слово, может быть, интенсивность. При средней громкости разговора звуковое давление равно примерно 1 дин на 1 см²). Единицей измерения интенсивности является децибел (в память о А.Г.Белле, изобретшем телефон). Эта единица обозначает уровень силы звука по отношению к некоторым условным значениям, стандартным нулевым уровням. Для тона в 1 000Гц уровень силы звука, соответвствующего порогу слышимости, равен 0 дБ, а уровень болевого порога измеряется в 130 дБ.

Время звучания и длительность звука. Звуки речи, как и другие звуки, различаются и по времени звучания: одни из них могут продолжаться больше времени, другие меньше. Длительность звуков речи измеряют в тысячных долях секунды – миллисекундах (мс). Опытным путем установлена так называемая постоянная времени человеческого слуха, т.е. такая минимальная длительность звука, при которой ухо может успеть проанализировать, «узнать» этот звук. Она равна приблизительно 30-50 мс.

Спектр звука и тембр. Звуки возникают в результате простых или сложных колебательных движений. Одна из причин возникновения сложных звуков – наличие сложных колебательных движений, образующих как основной тон, так и обертоны.

Для того чтобы иметь возможность классифицировать акустические свойства звуков, рассмотрим некоторые их параметры. Итак, с точки зрения физики, звуки человеческого голоса бывают:

1. Вокальные и невокальные.

Акустичекое содержание этого признака – наличие (вокальные) или отсутствие (невокальные) четко выраженной формантной структуры. Число герц, которые характеризуют вокальные форманты, находятся в кратных отношениях: у первой форманты 500 Гц; у второй 1 000 Гц (отношение 1:2) – это гласный [o]; у первой форманты – 400 Гц; второй 3200 Гц (отношение 1:8) – гласный [i] и т.д. У невокальных звуков форманты не находятся в кратных отношениях, и в их спектре большое место занимает шум.

Все гласные и сонорные согласные – вокальные. Шумные согласные – невокальные[2]:

Таблица 4. Вокальные и невокальныек звуки

Гласные	Согласные: снорные + шумные
Вокальные	невокальные

2. Консонантные и неконсантные.

Низкий или высокий общий уровень энергии характеризует акустическое содержание этого признака. У консонантных звуков сравнительно небольшая сила, низкий уровень энергии, небольшая интенсивность; у неконсонантных – значительно большая сила, выше интенсивность. Гласный [a] можно услышать, если его произносят как в обычном разговоре, не напрягаясь, за 20 шагов; согласный [x] – приблизительно за 5 шагов. Разная слышимость звуков говорит о разной энергии при их порождении.

Все гласные – неконсонантные, все согласные (и сонорные и шумные) – консонантные.

Таблица 5 Консонантные и неконсонантные звуки

Гласные	Согласные: Сонорные + шумные
Неконсонантные	Консонантные

3. Высокие и низкие.

У низких звуков основная энергия сосредоточена в нижней части спектра, в низких частотах; у высоких – в верхней части спектра, в высоких частотах. Если форманты имеют сравнительно много герц, т.е. расположены в верхней части спектра, то звук – высокий, если сравнительно немного, т.е. находятся в нижней части спектра, – низкий (невысокий). Низкие звуки образуются в большей по объему и менее расчлененной ртовой полости, а высокие – в меньшей по объему и менее расчлененной.

Все гласные переднего ряда, согласные зубные, передненебные и средненебные – высокие. Все непередние гласные, переферийные согласные губные: и задненебные – низкие.

Таблица 6. Высокие и низкие гласные:

Переднего ряда	Среднего и заднего ряда
Высокие	Низкие

Таблица 7. Высокие и низкие согласные:

Губные	Зубные	Переднее- и средненебные	Задненебные
Низкие	Высокие	Низкие

4. Компактные и диффузные.

Компактные звуки – те, у которых форманты сравнительно недалеко отстоят друг от друга и от центра речевого спектра, сконцентрированы в сравнительно узкой части спектра, форманты F-1 ‒ F-3 сближены. (Центр речевого спектра – частоты в районе 1000 Гц; здесь сосредоточены форманты многих звуков русского языка).

Диффузные (некомпактные) не обладают этим качеством, их энергия распределена по всему спектру или по его краям, расстояние между F-1 ‒ F-3 велико, они «разбросаны», далеки либо друг от друга, либо от центра речевого спектра. Максимально компактный звук русского языка – [а], максимально диффузный – [i]; его «диффузность» можно даже услышать ухом: если долго тянуть звук [i], то можно слышать очеь низкий оттенок звука, его нижнюю форманту и в то же время очень высокий оттенок звука, т.к. верхняя форманта [i] равна 3200 Гц.

Диффузные гласные – верхнего подъема; компактные – все остальные гласные.

Диффузные согласные – губные и зубные, все остальные согласные – компактные:

Тиаблица 8. Диффузные и компактные согласные

Губные	Зубные	Небные
Диффузные	Компактные

Таблица 9. Диффузные и компактные гласные

Верхнего подъема	Среднего и нижнего подъема.
Диффузные	Компактные

5. Диезные и недиезные.

Диезные звуки – «повышенные», т.е. у них хотя бы одна форманта выше, чем у соответствующего недиезного звука и/ или все усилены по сравнению с недиезными. Недиезные – не повышенные.

Мягкие согласные – диезные, твердые – недиезные.

Гласные, которые произносятся между двумя мягкими согласными – диезные: [m’at’] - мять, [t’ul’] - тюль, [v’iez’ot’ь] - везёте, [p’et’] - петь, [l’it’] – лить. Гласные [ä], [ö], [ü], [ё], [i] (переднего или переднее-среднего ряда – диезные (сравнительно с [а], [о], [u], [ы]). Гласные, которые произносятся между твердыми согласными, - недиезные: [tom] - том, [dom] - дом, [zvuk] - звук, [šest] - шест, [sыr] - сыр.

6. Бемольные и небемольные.

Бемольные – «пониженные» звуки, у них хотя бы одна форманта ниже, чем у парных небемольных, некоторые верхние форманты ослаблены (менее интенсивны).

Огубленные гласные – бемольные, неогубленные – небемольные. Так же и согласные: огубленные – пониженные. Они произносятся перед огубленным гласным: [dom] - дом в более точной передаче [d^oom] ([d^o] произносится с округлением губ); [zvuk] - звук – в более точной транскрипции [z^ov^ouk], согласный перед [o], [u] – лабиализованные и, таким образом, бемольные. В остальных случаях в русском языке произносятся небемольные согласные.

7. Прерванные и непрерывные.

Прерванные звуки – те, у которых начало характеризуется большим расходом энергии, который потом не возрастает. При образовании прерванных на какое-то время возникает смычка органов речи в ртовой полости и вследствии этого либо полное отсутствие звуковых колебаний, либо колебания с незнвчительной амплитудой. Непрерывные звуки – те, у которых расход энергии вначале сравнительно невелик. Но постепенно возрастает.

Прерванные – все смычные согласные. Непрерывные – все щелевые и все гласные.

8. Резкие и нерезкие.

Резкие звуки – те, у которых расход энергии на их протяжении резко неоднороден.

Резкие – аффрикаты (слитные согласные) и дрожащие согласные. Все остальные – нерезкие.

9.Звонкие и глухие.

Акустическое содержание этого признака – наличие или отсутствие гармонических колебаний в нижних частотах. К звонким относятся вокальные звуки и те, у которых есть хотя бы пониженная ступень вокальности (т.е. та структура формант, которая необходима для вокальных, выражена менее определенно).

К звонким звукам относятся гласные, сонорные и звонкие согласные; к глухим – глухие согласные.

Акустическая классификация интересна в первую очередь своей дихотомией. Все звуки речи, и гласные, и согласные, представляют собой девять пар с одинаковым набором признаков противопоставленных групп, включающих в себя взаимоисключающие компоненты.

[1] Бондарко Л.В., Вербицкая Л.А., Гордина М.В. Основы обще й фонетики. СПб., 1991.

[2] В этой и последующих пяти табличках верхний ряд – классификация артикуляционная, нижний ряд – акустическая.

---

Дата добавления: 2015-09-05