null普通语音学普通语音学河池学院 刘 磊第二章 语音的基础第二章 语音的基础一 语音的物理基础
（一）声波
语音既然是声音，就具有声音的一切物理属性。声音是一种机械波。机械波有横波和纵波两种，音波是纵波。
下面是最简单的机械振动——简谐振动的波形图null这是简谐振动的波形图
纯音的图像就是简谐振动的波形图
音叉发出的音就是纯音纯音只有一条谐波，一个频率，没有陪频。我们日常听到的声音一般是复合波，有陪频。null右图是复合波的波形图
它由两个振幅和周期都不同的简谐波复合而成
基音和陪音
复合波中振幅最大、频率最低的那个叫基音，其余的叫陪音，音乐上也叫泛音。基音的频率叫基频，陪音的频率叫陪频null乐音和噪音
物理上定义的乐音是有明显周期的声音，噪音是没有明显周期的声音
右图上的乐音显然是一个有三个陪音的乐音
语音中元音以乐音的成分为主，辅音一般以噪音的成分为主
null（二）阻尼振动、强迫振动和共振
由于有摩擦力，振动机械能会逐渐损耗掉，使振幅越来越小，最后振动停止。这样的振动称为阻尼振动。
下面是阻尼振动的相位图
null如果对振动系统施加周而复始的外力，振动自然能持续下去，这就是所谓强迫振动。当外力的频率等于振动的固有频率时振幅达到最大，这就是共振，在声学上共振也叫共鸣。不同形状和质料的共鸣器的固有频率不同，经过共鸣器调制的声音的音色也就千差万别。
下面是受迫振动的和共振的频谱图
null（三）语音的四要素
1. 音高
声音的高低指的是振动频率的高低，与振动的幅度没有关系。
语言中声调和语调的高低变化实际语音的基础频率即基频的高低，它取决于人们发声时声带的状态
下面这幅图是汉语北京、广州和上海三种方言说“人间正道是沧桑”这句话时的音高曲线图，每张图的上半部分是波形图，下半部分是基频图null（1）语音的频率范围
人类可以听到的声音频率范围为20-20000hz，低于20hz的叫次声波，高于20000hz的叫超声波，都听不到
为了比较两个声音的高低，往往采用倍频程一类的单位，倍频程又叫八度音。如果两音频率相差一倍，就说这两个音相差一个倍频程，音乐上叫一个八度。从20到20000Hz，大约有十个倍频程（20—40—80—160一320—……）。null立式钢琴黑白键共88个，包括了A2(27.5hz)到c5(4186.01hz)之间7个八度零三个音的音域，也就是七个半倍频程。
大家熟知的C调do的音高是(261.63hz) 算是普通人唱歌时一个不高不低的音
著名的高音域的标志性音High c即c3的频率是(1046.50hz)
流行天后玛丽亚·凯丽（Mariah Carey）的最高音是#g（3322.437hz）
钢琴几乎包括了人类发声的频率极限，号称乐器之王绝非浪得虚名。null当然这是歌唱音域，说话时话音域的音域处于它的底部，要窄得多，普通人说话的音域范围是这样的：
妇女儿童的声带短而薄，音较高，音域大约在150—350Hz的范围；成年男子的声带较长而厚，音较低，音域大约60—200Hz的范围。
同一个人在不同场合不同的情绪状态下发音，音高也尽不相同，一般来说庄重场合和情绪平稳的时候的音域要窄一些，情绪激动时音域要宽一些。
对语言
表
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达有意义的音高是相对音高，与乐律上注重绝对音高不同。null（2）音高差别产生的原因
发音体的质料和状态不同
一般来说质地紧密的物体比质地疏松的物体频率高
同样质料的物体比较细、薄、短的频率比较高，反之则较低
以吉他为例，粗弦的音高低于细弦，同一根琴弦手指按的位置不同，音阶的高低也不同
古筝同一根弦弦马左右长度不同，音高也不同
拨弦乐器的琴弦可以调节松紧，琴弦紧弹出的音就高，琴弦松弹出的音就低null小孩的声带短而薄，嗓音频率一般比成人高
男子成年后的喉腔比小时增大一倍半左右声带随之变厚变长，所以音高要降低大约一个八度，也就是一个倍频程
女子成年后的喉腔只比小时增大约三分之一左右，音高只比原来降低三个音左右，不到半个倍频程
到了老年，声带和喉头的肌肉松弛，无论男女音高都要降低一些。
同一个人靠调节声带的松紧可以发出不同频率的声音。传统上把练声叫作“吊嗓子”，努力发高音叫“扯嗓子”其实是很形象的null2. 音强（又叫音重、音势）
音势是指振幅的大小，一般说发音时用的气力大，振幅就大，用的气力小振幅就小
声音强度的衡量单位是声压（单位为Pa）和声压级（单位为dB）
一般人能感受到的最小声压（闻 阈）为10-16——10-14 Pa量级，而能承受的最大声压（痛 阈）为10-102Pa量级，两者相差百万倍！为了计量上的方便，也为了符合人耳的主观感受性，往往采用以分贝（dB）为单位的声压级（或）来计量声压的大小。null声压级的定义是:
L=20log10Px/P0 （dB）
式中参考(或基准)声压P0=10-15Pa（即闻阈值）
log10 ( )是以10为底的常用对数。这就是说，声压级是一种有基准的，相对的计量单位。声压级每提高10dB声音的实际强度就增加10倍。
一般谈话的声音约70dB（当然，有话筒的家伙嗓门自然大）
在震耳欲聋的喷气飞机下约有120dB以上的噪声。null语音的“响度”层级
“响度”是听觉器官对各种声音的敏锐度。同样强度跟音高，有的语音本质上就比别的音容易听得见。
语音响度的规律是：
元音>辅音 低元音>高元音 浊辅音>清辅音 擦音>塞音 边音、鼻音>擦音
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标准
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元音的共振峰数值null掌握了语音的物理基础人们就可以设计仪器对语音的物理参数进行测量
这是前后几代语图仪
这是早期测量基频的仪器——浪纹计
这是音高记录仪
null现在已近有可以做出语图的软件，语音分析真正进入桌上时代
这是一张由语音分析软件作的普通话单音节“诗”的三维语图
图中横向坐标表示时间，纵向坐标表示频率
灰度（颜色深浅）表示振幅语音四要素
总结
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语音四要素总结null
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