acustica i organologia departament de sonologia emilia...

Acústica de la veu cantada

Acustica i Organologia

Departament de Sonologia

Emilia Gómez, Enric [email protected]@esmuc.net

Elements

• Pulmons: generador d’energia• Laringe: glotis (espai de la base de la laringe).

Cordes vocals (lligaments vocals, replegues elàstics de la mucosa que recobreix la laringe): oscil·lador.

• Faringe• Conducte vocal: ressonador.

– Llavis– Mandíbula– Llengua– Nariu

Elements – Oscil·lador - Ressonador - Fenòmens

http://tamarisco.datsi.fi.upm.es/ASIGNATURAS/FRAV/apuntes/voz.pdf

MT

Oscil·ladorElements – Oscil·lador - Ressonador - Fenòmens

Font vocal

Forma d’onda generada per l’oscil·lador:

Sèrie harmónica: freqüència fonamental + harmònics

Espectre: baixa 12 dB/octava


Font vocal

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

100 1000 10000

Frequency [Hz]

Leve

l [dB

]


Modes de fonacióDeterminat por la pressió subglotal y l’apertura

de les cordes vocals

PressedPs = 11.4SPL = 83

NeutralPs = 5.1SPL = 79

FlowPs = 8.0SPL = 88BreathyPs = 6.6SPL = 840,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,00,20,40,60,81,0

0,00,20,40,60,81,0

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40


Registres

Home: vocal fry, modal, falsetoDona: vocal fry, chest, middle, headSolapament entre registres:

Home: 200-350 Hz (Sol3-Fa4)Dona: chest-middle 400 Hz (Sol4), middle-head 660 Hz (Mi5)


Registres IIFluxe d’aire

ModalPolsos abruptes“duty cycle” accentuat

FalsetPolsos arrodonits“duty cicle” al 50%

BARITONE TENOR COUNTER TENOR

Falseto

Modal


Control

Freqüència fonamental: L, grossor i tensióIntensitat: pressió subglotal (energia)Mode de fonació: obertura de la glotisRegistre:

Musculatura de les cordes vocalsApertura de les cordes vocals


Oscil·lador: les cordes vocals produeixen una ona de flux d’aire, la font vocal, un espectre

harmònic.Freqüència Fonamental: freqüència de vibració

de les cordes vocals, es correspon amb l’alçada del so.

Envolvent espectral:-12 dB/octava (unitats de flux)

- 6 dB/octava (unitats de pressió)


RessonadorEl conducte vocal (laringe, faringe, boca) funciona

como un ressonador: tub (obert per un extrem, la boca, i tancat pel l’altre, la glotis).

4 o 5 freqüències de ressonància: formants.Dependent de la morfologia del conducteLa transmissió depèn de la freqüència

Glotis Labios

¼ λ

¾ λ

5/4 λ

Fn ≈ (2n-1)* v/4L

If v @ 35oC = 350 m/s

L = 17,5 cm

Fn ≈ 500, 1500, 2500, 3500 Hz


1er formant (F1): Apertura de la mandíbula [250,700 Hz]

2n formant (F2):Cos de la llengua [700,2500 Hz]

Tercer formant (F3):Punta de la llengua

Formants Superiors: Posicióde la laringe i L del tracte vocal.


Les vocals

Determinadesper f1 i f2 (2 primers formants)


f1 y f2 determinen la vocal

f3, f4 y f5 afecten la qualitat vocal personal


Articulació

Modifiquem els formants (ressonàncies):

Obertura de la mandíbula (jaw opening)

Obertura dels llavis (lips opening)

Forma de la llengua (tongue shaping)

Posició de la punta de la llengua (tongue tip position )

Alçada de la laringe (larynx height)

Parets de la faringe (pharingeal sidewalls)


Llengua

Mandíbula

Laringe


Ressonador: la font vocal passa per un ressonador que és el conducte vocal. La forma

del conducte vocal determina una sèrie de freqüències de ressonància o formants. El

valor dels dos primers formants determina la vocal que s’està pronunciant, i la resta afecta a

la qualitat vocal de cada persona.


1. Formant del cantant

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

0 1000 2000 3000 4000 5000

Frequency [Hz]

Leve

l [dB

]• Tècnica d’agrupació de formants utilitzada per tenors, barítons, baixos i contralts • El nivell del Singer’s Formant depen del Pitch• A les Soprans “no els hi cal”


• Cantant amb orquestra

• Comparativa– Cantant Pop vs Cantant Opera

-40

-30

-20

-10

0

100 1000 10000


Formant < fonamental -> no se sent la vocalRisc per a:

Sopranos La majoria de les vocalsA la majoria de les notes

ContraltsTenorsBarítonsBaixos

Algunes vocalsA les notes altes

SolucióAugmentar l’obertura de la mandíbulaDisminuir la longitud del tracte bocal

2. Fonamental vs formantsElements – Oscil·lador - Ressonador - Fenòmens

Quan f > F1

Fem augmentar F1 per tal que coincideixen

Cantant agutElements – Oscil·lador - Ressonador - Fenòmens

3. Vibrato

• Definició– Variació sinusoïdal de la

freqüència fonamental• Paràmetres

– Depth (amplitud de oscil·lació)

– Rate (freqüència de oscil·lació)

• Valors típics– Depth < 1 semitò– Rate [5..7] Hz

Vibrato tone

-1,5-1

-0,50

0,51

1,5

Time

Fund

. fre

q[s

emito

nes]


ResumenElements – Oscil·lador - Ressonador - Fenòmens

Bibliografía

– Sundberg, J., The science of singing voice, http://www.speech.kth.se/~pjohan

– Rossing, T. D., The Science of Sound, Addison-Wesley, 1990.

acustica i organologia departament de sonologia emilia...

Documents