Акустическая теория речепроизводства

§ 57. Итак, с точки зрения акустики речевой тракт представляет собой совокупность соединенных между собой воздушных резервуаров (полостей глотки, рта и носа), каждый из которых (и все они вместе) может служить резонатором. Чтобы заставить колебаться столб воздуха, заключенный в этих резервуарах, необходимо воздействовать на них какой-либо силой. Эта сила создается источником звука, который может находиться как в самом речевом тракте, так и за его пределами (таким источником являются, например, голосовые связки)^[1].

Существует два основных типа источников речевых звуков:

1) голосовой (квазипериодический) — для звонких звуков;

• 2) шумовой (непериодический) — для согласных. Шумовой источник может быть:
  • • импульсным (в случае смычных согласных) — в этом случае колебания создаются резким скачком давления в результате раскрытия смычки и быстро затухают;
  • • турбулентным (с его участием образуются фрикативные согласные) — в этом случае колебания создаются воздушной струей, вызывающей вихревые потоки вследствие наличия сужения в речевом тракте, и могут поддерживаться длительное время.

При произношении некоторых звуков имеется только один источник: голосовой у гласных, импульсный — у глухих взрывных, турбулентный — у глухих фрикативных. Возможна, однако, и любая комбинация источников (то есть при произношении одного звука их может быть сразу несколько): например, голосовой и турбулентный источники участвуют в образовании звонких фрикативных согласных; голосовой и импульсный — звонких смычных; турбулентный и импульсный — глухих аффрикат; голосовой, турбулентный и импульсный источники необходимы для образования звонких аффрикат.

В акустической теории речеобразования (АТР), создателем которой является шведский ученый Гуннар Фант, речь рассматривается как процесс фильтрации. Это означает, что речевой тракт выступает в функции фильтра, пропускающего (усиливающего) только те частоты, порожденные источником звука, которые совпадают с его собственной частотой (рис. 21, 22). Надгортанные полости являются резонаторами, собственные частоты которых могут довольно значительно изменяться в зависимости от положения артикулирующих органов, придающих им разный объем и форму (наибольшее значение имеет при этом длина резонатора, а также место и площадь его поперечного сечения).

Рис. 21. Схема образования звука с голосовым источником

Рис. 22. Схема образования речевого сигнала при производстве

гласного:

голосовой источник создает периодические толчки воздуха (А); амплитуды гармоник спектра этих толчков (Б), проходя через резонаторную систему речевого тракта (В), умножаются на значения передаточной функции (Г); в результате получается сложный периодический сигнал (Д) со спектром, в котором усилены составляющие, наиболее близкие к резонансным максимумам передаточного тракта (Е).

Если обозначить через S спектр источника (англ, source — источник), через Т — спектральную характеристику фильтра, в роли которого выступает речевой тракт (англ, transfer — передача), и через Р — спектр результирующего звука, то акустическую характеристику звука речи можно представить равенством Р = S х Т. Это равенство является формальной записью основного положения акустической теории речеобразования. спектр звука является результатом воздействия одного или нескольких источников на фильтрующую систему речевого тракта.

• [1] Таким образом, речевой тракт всегда выступает в качестве резонатораи часто — как источник звука (в речевом тракте может образовываться шум).