13.1.2: Formantes Vocales

Como en el caso de un instrumento de latón, la forma y el tamaño de las cavidades de resonancia en el cuerpo seleccionan algunas de las frecuencias de zumbido pero disminuyen otros rangos de frecuencias. La cavidad nasal, la cavidad oral, la laringe, la tráquea y los pulmones son todas cavidades de aire que pueden tener un efecto sobre el sonido que se produce. Veamos un ejemplo sencillo; zumbido alimentado a través de tres resonadores Helmholtz.

El zumbido producido por las cuerdas vocales tiene un amplio rango de frecuencias entre\(60\text{ Hz}\) y aproximadamente\(7,000\text{ Hz}\) cuando se incluyen armónicos (técnicamente se llama ruido rosa que se discutirá en el Capítulo 18). A continuación se muestra un diagrama de las frecuencias (en hercios) de ruido rosa; todas las frecuencias están presentes pero la amplitud se vuelve progresivamente más pequeña para frecuencias cada vez más altas.

Figura\(\PageIndex{1}\)

Supongamos que tenemos tres cavidades de resonancia Helmholtz, todas unidas entre sí como se muestra en esta figura:

Figura\(\PageIndex{2}\)

Estas cavidades resonantes son de tres tamaños diferentes por lo que tendrán tres picos de resonancia diferentes (revise el Capítulo 4 si ha olvidado lo que es la resonancia) como se muestra en la siguiente figura.

Figura\(\PageIndex{3}\)

El resultado de la alimentación de ruido rosado en los tres resonadores diferentes se muestra en la gráfica a continuación (frecuencia en hercios). Observe que las frecuencias disponibles ahora están limitadas por una envolvente como resultado de las cavidades de resonancia. Esta envolvente impuesta sobre el espectro de frecuencias disponibles se denomina formante. Su forma particular está controlada por la forma de la cavidad de resonancia.

Figura\(\PageIndex{4}\)

Un modelo sencillo del sistema vocal humano es el de dos cavidades de resonancia, la boca y la laringe. Ambas cavidades cambian de forma cuando hablas o cantas pero la boca cambia más. En la siguiente figura se modela el tracto vocal para el sonido 'ah' (escrito como /a/ en el Alfabeto Fonético Internacional). Si piensas en qué forma tiene tu tracto vocal cuando hace este sonido, la boca está muy abierta. Debajo de la figura del tracto vocal hay un modelo de dos cavidades con la primera cavidad (la boca) más grande que la segunda. A la derecha también se muestra un boceto del formante. Observe que las frecuencias menores se enfatizan sobre las frecuencias más altas.

Figura\(\PageIndex{5}\)

Cuando haces el sonido “ee” (escrito como /i/ en el Alfabeto Fonético Internacional) la boca se cierra para hacer una pequeña cavidad de resonancia. La siguiente figura muestra el tracto vocal, un modelo de dos cavidades y el formante aproximado. Para este sonido hay más sonido a frecuencias más altas como lo ven los tres picos del lado derecho de la gráfica.

Figura\(\PageIndex{6}\)

Aquí hay una gráfica de frecuencias de vocales formantes. La gráfica muestra los dos primeros formantes de los sonidos vocales ingleses. Observe que el /i/ sonido (“ee” como en la palabra 'asiento') para la mayoría de los altavoces se encuentra en la parte superior izquierda de la gráfica por lo que el primer formante tiene frecuencias bajas y el segundo formante tiene frecuencias altas. El /a/ (“ah” como en la palabra 'buscado') para la mayoría de los hablantes se encuentra hacia la parte inferior derecha; frecuencias altas de primer formante y frecuencias de segundo formante menores que para /i/.

Debido a que la cavidad bucal y la laringe son tan flexibles, se puede hacer una amplia variedad de formantes dando como resultado una amplia variedad de sonidos. Intenta decir las palabras “prestar atención”, “escondida”, “cabeza”, “tenía”, “hod”, “hawed”, “capucha”, “quién”. ¿Cómo cambia tu estructura de boca y laringe para cada sonido?