Термин фонация имеет несколько разные значения в зависимости от раздела фонетики . Среди некоторых фонетиков фонация — это процесс, при котором голосовые связки производят определенные звуки посредством квазипериодической вибрации. Это определение используют те, кто изучает анатомию и физиологию гортани , а также речевое производство в целом. Фонетисты в других областях, таких как лингвистическая фонетика, называют этот процесс вокализацией и используют термин фонация для обозначения любого колебательного состояния любой части гортани, которое изменяет воздушный поток, вокализация является лишь одним из примеров. В это определение включены глухие и надгортанные звуки.
Голосовой процесс, или голосовость, происходит, когда воздух выбрасывается из легких через голосовую щель , создавая перепад давления в гортани. Когда это падение становится достаточно большим, голосовые связки начинают колебаться. Минимальный перепад давления, необходимый для достижения фонации, называется пороговым давлением фонации (ПТР) [1] [2] и для людей с нормальными голосовыми связками составляет примерно 2–3 см водного столба . Движение голосовых связок во время Колебания в основном боковые, хотя есть и высшие компоненты. Однако движения по длине голосовых связок почти нет. Колебания голосовых связок служат для модуляции давления и потока воздуха через гортань, и этот модулированный поток воздуха является основным компонентом звука большинства звонких телефонов .
Звук, который производит гортань, представляет собой гармонический ряд . Другими словами, он состоит из основного тона (называемого основной частотой, основного акустического сигнала для высоты восприятия ), сопровождаемого гармоническими обертонами, которые кратны основной частоте. [3] Согласно теории источника-фильтра , результирующий звук возбуждает резонансную камеру, то есть речевой тракт, для производства отдельных звуков речи.
Голосовые связки не будут колебаться, если они расположены недостаточно близко друг к другу, не находятся под достаточным или слишком большим напряжением или если перепад давления в гортани недостаточно велик. [4] В языкознании телефон называется глухим , если во время его возникновения отсутствует фонация. [5] В речи глухие телефоны связаны с голосовыми связками, которые удлинены, сильно напряжены и расположены латерально (отведены) по сравнению с голосовыми связками во время фонации. [6]
Основная частота, основной акустический сигнал высоты восприятия , может изменяться различными способами. Крупномасштабные изменения достигаются за счет увеличения напряжения голосовых связок за счет сокращения перстне-щитовидной мышцы . Меньшие изменения напряжения могут быть вызваны сокращением щиточерпаловидной мышцы или изменением взаимного положения щитовидного и перстневидного хрящей , что может произойти при опускании или поднятии гортани произвольно или посредством движения языка, к которому прижата гортань. прикрепляется через подъязычную кость. [6] Помимо изменений напряжения, на основную частоту также влияет перепад давления в гортани, на который больше всего влияет давление в легких, а также оно будет меняться в зависимости от расстояния между голосовыми связками. Изменение основной частоты используется в лингвистике для создания интонации и тона .
В настоящее время существуют две основные теории относительно того, как инициируется вибрация голосовых связок : миоэластическая теория и аэродинамическая теория . [7] Эти две теории не противоречат друг другу, и вполне возможно, что обе теории верны и действуют одновременно, инициируя и поддерживая вибрацию. Третья теория, нейрохронаксическая теория , была в значительной моде в 1950-х годах, но с тех пор была в значительной степени дискредитирована.
Миоэластическая теория утверждает, что, когда голосовые связки сведены вместе и к ним приложено давление дыхания, связки остаются закрытыми до тех пор, пока давление под ними, подсвязочное давление, не станет достаточным, чтобы раздвинуть их, позволяя воздуху выйти и достаточно снизить давление. чтобы мышечное напряжение отступило и снова стянуло складки вместе. Давление снова нарастает, пока связки не раздвигаются, и весь цикл повторяется. Скорость открытия и закрытия связок, количество циклов в секунду, определяет высоту фонации. [8]
Аэродинамическая теория основана на законе энергии Бернулли в жидкостях . Теория утверждает, что когда поток дыхания протекает через голосовую щель, в то время как черпаловидные хрящи удерживаются вместе (под действием межчерпаловидных мышц), на тканях голосовых складок создается двухтактный эффект, поддерживающий самоподдерживающиеся колебания. Толчок происходит во время открытия голосовой щели, когда голосовая щель сходится, а натяжение происходит во время закрытия голосовой щели, когда голосовая щель расходится. [1] Такой эффект вызывает передачу энергии от воздушного потока к тканям голосовых складок, что позволяет компенсировать потери за счет диссипации и поддерживать колебания. [2] Величина давления в легких, необходимая для начала фонации, определяется Титце как пороговое давление колебаний. [1] Во время закрытия голосовой щели поток воздуха прекращается до тех пор, пока давление дыхания не раздвинет складки и поток не возобновится, заставляя циклы повторяться. [8] В учебнике Инго Титце под названием «Миоупругая аэродинамическая теория фонации» [7] автор теории упоминается Янвиллем ван ден Берг и приводится подробное математическое развитие теории.
Эта теория утверждает, что частота вибрации голосовых связок определяется хронаксией возвратного нерва, а не давлением дыхания или мышечным напряжением. Сторонники этой теории считали, что каждая вибрация голосовых связок вызывается импульсом возвратных гортанных нервов и что акустический центр в мозгу регулирует скорость вибрации голосовых связок. [8] Ученые, занимающиеся речью и голосом, уже давно отказались от этой теории, поскольку было доказано, что мышцы не способны сокращаться достаточно быстро, чтобы вызвать вибрацию. Кроме того, люди с парализованными голосовыми связками могут производить фонацию, что согласно этой теории невозможно. Согласно этой теории, фонация, происходящая в удаленной гортани, также невозможна.
В лингвистических фонетических трактовках фонации, например, у Питера Ладефогеда , фонация рассматривалась как вопрос точек на континууме напряжения и закрытия голосовых связок. Иногда описывались и более сложные механизмы, но их было трудно исследовать, и до недавнего времени состояние голосовой щели и фонация считались почти синонимами. [9] [ нужна страница ]
Если голосовые связки полностью расслаблены, а черпаловидные хрящи раздвинуты для максимального потока воздуха, связки не вибрируют. Это глухая фонация, которая чрезвычайно распространена среди шумящих людей . Если черпаловидные отростки сжимаются вместе для закрытия голосовой щели , голосовые связки блокируют воздушный поток, производя звуки остановки, такие как голосовая остановка . Между ними находится золотая середина максимальной вибрации. Также было показано существование оптимальной формы голосовой щели для облегчения фонации, при которой давление в легких, необходимое для инициирования вибрации голосовых связок, минимально. [4] Это модальный голос , нормальное состояние гласных и сонорных звуков во всех языках мира. Однако апертура черпаловидных хрящей и, следовательно, напряжение голосовых связок находится на одной из степеней между конечными точками открытия и закрытия, и существует несколько промежуточных ситуаций, используемых различными языками для создания контрастирующих звуков. [9] [ нужна страница ]
Например, в гуджаратском языке есть гласные с частично слабым звучанием, называемые хрипловатым голосом или бормотанием (транскрибируются в IPA с приписным умлаутом ◌̤ ), тогда как в бирманском языке есть гласные с частично напряженным звучанием, называемые скрипучим голосом или ларингеальным голосом (транскрибируются в IPA с помощью нижний индекс тильда ◌̰ ). Халапский диалект Масатекского языка необычен тем, что контрастирует с модальным голосом в трехстороннем различии. (Мазатекский язык — тональный, поэтому голосовая щель производит несколько тональных различий одновременно с различиями фонации.) [9] [ нужна страница ]
В яванском языке нет модального голоса на остановках , но он контрастирует с двумя другими точками по шкале фонации с более умеренными отклонениями от модального голоса, называемыми вялым голосом и жестким голосом . «Грязные» согласные в шанхайском языке — вялый голос; они контрастируют с тенуи и придыхательными согласными. [9] [ нужна страница ]
Хотя каждый язык может несколько отличаться, удобно разделить эти степени фонации на отдельные категории. Серия из семи альвеолярных остановок с фонациями от открытой / расслабленной до закрытой / напряженной голосовой щели:
Диакритические знаки IPA под кольцом и подстрочный клин , обычно называемые «глухим» и «звонким», иногда добавляются к символу звонкого звука, чтобы указать на более расслабленное / открытое (вялое) и напряженное / закрытое (жесткое) состояния голосовой щели. , соответственно. (По иронии судьбы, добавление диакритического знака «звонкость» к символу звонкой согласной указывает на меньшую модальную звонкость, а не больше, потому что модально звонкий звук уже полностью озвучен, в своей наилучшей точке, и любое дальнейшее напряжение голосовых связок ослабляет их вибрацию. .) [9] [ нужна страница ]
Эльзасский , как и некоторые германские языки, имеет типологически необычное звучание стоп. Согласные, транскрибируемые /b̥/, /d̥/, /ɡ̊/ (двусмысленно называемые «ленис») частично звонкие: голосовые связки расположены так, как будто они звонят, но на самом деле не вибрируют. То есть технически они глухие, но без открытой голосовой щели, обычно связанной с глухими остановками. Они контрастируют как с модально звонкими /b, d, ɡ/ , так и с модально глухими /p, t, k/ во французских заимствованиях, а также с придыхательным словом /kʰ/ изначально. [9] [ нужна страница ]
Если черпаловидные хрящи раздвигаются, чтобы обеспечить турбулентный поток воздуха, результатом становится шепотная фонация, если голосовые связки приводятся, и шепотная голосовая фонация (шум), если голосовые связки модально вибрируют. Шепотная фонация слышна во многих постановках французского oui! , а «глухие» гласные во многих североамериканских языках на самом деле произносятся шепотом. [10]
Давно замечено, что во многих языках как фонологически, так и исторически голосовые согласные [ʔ, ɦ, h] ведут себя не так, как другие согласные. Фонетически у них нет другого способа или места артикуляции, кроме состояния голосовой щели: закрытие голосовой щели для [ʔ] , хриплый голос для [ɦ] и открытый воздушный поток для [h] . Некоторые фонетики описывают эти звуки не как голосовые и согласные, а как примеры чистой фонации, по крайней мере, во многих европейских языках. Однако в семитских языках они действительно являются настоящими голосовыми согласными. [9] [ нужна страница ]
В последние несколько десятилетий стало очевидно, что в фонацию может быть вовлечена вся гортань, при этом до шести клапанов и мышц работают либо независимо, либо вместе. От голосовой щели вверх эти сочленения: [11]
До разработки оптоволоконной ларингоскопии полное участие гортани в процессе речи не наблюдалось, а взаимодействие между шестью артикуляторами гортани все еще плохо изучено. Однако по крайней мере две надгортанные фонации, по-видимому, широко распространены в языках мира. Это резкий голос («желудочковый» или «прижатый» голос), который предполагает общее сужение гортани, и фаукализованный голос («пустой» или «зевательный» голос), который предполагает общее расширение гортани. [11]
Борский диалект динка имеет контрастный модальный, хриплый, фаукализованный и резкий голос гласных, а также три тона. Специальные диакритические знаки , используемые в литературе, представляют собой двойные кавычки для обозначения голосового голоса [a͈] и подчеркивание резкого голоса [a̠] . [11] Примеры:
Другими языками с такими контрастами являются бай (модальный, хриплый и резкий голос), кабийе (фокальный и резкий голос, ранее известный как ±ATR ), сомалийский (хриплый и резкий голос). [11]
Элементы гортанной артикуляции или фонации могут широко встречаться в языках мира как фонетические детали, даже если они не фонематически контрастны. Например, одновременная активность голосовой щели, желудочков и черпаловидных (не для надгортанных согласных ) наблюдалась в тибетском , корейском , нуучаханнултском , нлакапамуксском , тайском , суйском , амисском , паме , арабском , тигриньском , кантонском диалектах и йи . [11]
В таких языках, как французский и португальский , все шумящие звуки встречаются парами, один модально звонкий, а другой глухой: [b] [d] [g] [v] [z] [ʒ] → [p] [t] [k] [ е][с][ʃ].
В английском языке каждому звонкому фрикативу соответствует глухой звук. Однако для пар английских стоп различие лучше определять по времени появления голоса , а не просто по голосу: в исходном положении /bdg/ озвучиваются лишь частично (звонкость начинается во время удержания согласной), а /ptk/ атмосферный (озвучивание начинается только спустя много времени после его выпуска). Некоторые английские морфемы имеют звонкие и глухие алломорфы , такие как: множественное, глагольное и притяжательное окончания, пишущиеся -s (озвученные у детей /kɪdz/ , но глухие у комплектов /kɪts/ ), а также окончание прошедшего времени, написанное -ed (звонкое). на жужжащем /bʌzd/ , но глухом на рыбном /fɪʃt/ ).
В некоторых европейских языках, таких как финский , нет фонематически звонких звуков , а есть пары длинных и кратких согласных. За пределами Европы отсутствие различий в голосе является обычным явлением; действительно, в австралийских языках оно почти универсально.
В фонологии регистр — это сочетание тона и фонации гласных в единый фонологический параметр. Например, среди гласных бирманский язык сочетает в себе модальный голос с низким тоном, хриплый голос с падающим тоном, скрипучий голос с высоким тоном и закрытие голосовой щели с высоким тоном. Эти четыре регистра контрастируют друг с другом, но другого сочетания фонации (ладный, вдох, скрип, закрытый) и тона (высокий, низкий, нисходящий) не обнаружено.
Среди вокальных педагогов и логопедов под голосовым регистром также понимают определенную фонацию, ограниченную определенным диапазоном высоты тона , которая обладает характерным качеством звука. [12] Термин «регистр» может использоваться для обозначения нескольких различных аспектов человеческого голоса: [8]
При речевой патологии выделяют четыре сочетания этих элементов: голосовой регистр , модальный регистр , регистр фальцета и свистковый регистр .