K3.1 Phonetik und Phonologie II

4. Sitzung http://menzerath.phonetik.uni-frankfurt.de/teaching/K3_1.html

Grundfrequenz - Periodendauer

f = 1 / T

Frequenz (Hz) ist der Kehrwert der Periodenlänge (s)

T = 10ms = 0,01s

1 / 0,01 = 100

Grundfrequenz - Periodendauer

f = 1 / T

Frequenz (Hz) ist der Kehrwert der Periodenlänge (s)

T = 4ms

f = ????

Grundfrequenz - Periodendauer

f = 1 / T

Frequenz (Hz) ist der Kehrwert der Periodenlänge (s)

T = 4 ms = 0,004 s

f = 1 / 0,004 = 1000 / 4

f = 250

Die Frequenz eines Signals mit Periodenlänge 4 ms beträgt 250 Hz.

Grundfrequenz - Periodendauer

f = 1 / T

Frequenz (Hz) ist der Kehrwert der Periodenlänge (s)

T = 8ms; f = ???

T = 5ms; f = ???

T = 2,5ms; f = ???

T = 1ms; f = ???

Grundfrequenz - Periodendauer

f = 1 / T

Frequenz (Hz) ist der Kehrwert der Periodenlänge (s)

T = 8ms; f = 125

T = 5ms; f = 200

T = 2,5ms; f = 400

T = 1ms; f = 1000

Quelle-Filter-Modell

Stimmlippenschwin-gungen Grundfrequenz und Obertöne

Übertragungs-funktion des Vokaltrakts

Am Mund abgestrahltes Signal

f0 2f0 3f0 4f0 5f0 6f0

verstärkte Resonanz-bereiche

gedämpfte Resonanz-bereiche

Formanten

Formanten

•  Sind Intensitätsmaxima im Spektrum.

•  Ihre Höhe ist NICHT abhängig von der Höhe der Grundfrequenz (vgl. Quelle-Filter-Modell).

•  Sie werden durchgezählt, das niedrigste (in Hz) Intensitätsmaximum ist der erste Formant (F1).

•  Formanten sind besonders charakteristisch für Vokale.

•  Besonders die ersten beiden Formanten sind charakteristisch für Vokalqualität.

•  Höhere Formanten (> F2) geben eher Sprechercharakteristika wieder.

l  http://auditoryneuroscience.com/topics/two-formant-artificial-vowels - https://dood.al/pinktrombone/

F1

F1 F2 F2

F2 F2

F1

F1

niedriger F1

niedriger F1

höherer F1 höherer

F1

F1

hoher F2 niedriger F2

höherer F2 niedriger

F2

F1

F2

2-Röhrenmodell für offene Vokale

2-Röhrenmodell für offene Vokale

Halbgeschlossene Röhre

Halbgeschlossene Röhre

2-Röhrenmodell für offene Vokale

2-Röhrenmodell für offene Vokale

l  Resonanzfrequenzen (FX) werden von jeder Röhre getrennt berechnet. Die niedrigsten Werte von beiden Röhren zusammen sind die Formanten.

l  FAb = (2n-1)c/4Lb, FAf = (2n-1)c/4Lf

l  Angenomenne Vokaltraktlänge von 16 cm. Hintere Röhre (Ab) 6 cm, vordere Röhre (Af) 10 cm. Entspricht etwa [a ̠].

•  Hintere Röhre: F1 – ?, F2 – ?, F3 – ? Vordere Röhre: F1 – ?, F2 - ?, F3 - ?

l  Formanten: F1 – ?, F2 – 1429 ?, F3 – ?

2-Röhrenmodell für offene Vokale

l  Resonanzfrequenzen (FX) werden von jeder Röhre getrennt berechnet. Die niedrigsten Werte von beiden Röhren zusammen sind die Formanten.

l  FAb = (2n-1)c/4Lb, FAf = (2n-1)c/4Lf

l  Angenomenne Vokaltraktlänge von 16 cm. Hintere Röhre (Ab) 6 cm, vordere Röhre (Af) 10 cm. Entspricht etwa [a ̠].

•  Hintere Röhre: F1 – 1429 Hz, F2 – 4287 Hz, F3 – 7148 Hz Vordere Röhre: F1 – 857 Hz, F2 - 2572 Hz, F3 - 4287

l  Formanten: F1 – 857 Hz (Af), F2 – 1429 Hz (Ab), F3 – 2572 (Af)

Spektrogramm (alter Name auch Sonagramm)

Spektrogramm

Time (s)16.1 19.30

5000

Time (s)16.1 19.30

5000

p a: m t a: n k a:

Breitbandspektrogramm vs. Schmalbandspektrogramm

Time (s)16.1 19.30

5000

Time (s)16.1 19.30

5000

p a: m t a: n k a:

Breitbandspektrogramm Schmalbandspektrogramm

Breitbandspektrogramm

Frequenzfensterbreite 260 Hz, d.h. Zeitfensterbreite 5 ms

Gute Zeitauflösung, schlechtere Frequenzauflösung

Schmalbandspektrogramm

Frequenzfensterbreite 43 Hz, d.h. Zeitfensterbreite 30 ms

Gute Frequenzauflösung, schlechte Zeitauflösung

Akustische Korrelate von Konsonanten

Plosive: Stille und plötzliche Lösung und scharfe Friktion im Oszillogramm, wenig Energie (hell) in der Verschlussphase und viel Energie (dunkel) in der Verschlusslösung im Spektrogramm

Frikative: Intensives Rauschen im Oszillogramm, viel Energie im Spektrogramm (Bereiche abhängig vom Artikulationsort)

Nasale, Laterale, Approximanten: Periodizität im Oszillogramm (wie Vokale), erkennbare Formantstruktur (besonders F2 und F3) im Spektrogramm

Plosive, Frikative und Vokale

Nasale und Approximanten

Formanttransitionen (Formantübergänge)

l  Die kontinuirliche Bewegung der Artikulatoren verändert die Resonanzräume fortlaufend, was zu einer ständigen Veränderung der Spektren führt – sogenannte Formanttransitionen

l  Am besten sichtbar bei Transitionen vom Konsonanten in den Vokal

l  Besonders ausgeprägt bei Plosiven

•  Ein sehr wichtiges akustisches Korrelat von Artikulationsort, darunter auch Sekundärartikulation

l  Unterschiedliche Transitionsmuster für unterschiedliche Kombinationen von Artikulationsort und Vokalqualität

Formanttransitionen (Formantübergänge)

Formanttransitionen (Formantübergänge)

Formanttransitionen (Formantübergänge)