Звуковой строй современного русского языка - Л. В. Бондарко 1977

Объективные характеристики звуковых единиц и методы их анализа
Звуки речи на осциллограмме

Различные группы звуков речи характеризуются типичными конфигурациями, которые и фикси­руются на осциллограмме. Но конкретный вид осцилло­граммы меняется как от звука к звуку, так и от дик­тора к диктору.

Гласные. Гласные с акустической точки зрения, как мы уже говорили, представляют собой периодиче­ские (точнее, квазипериодические) колебания, вызван­ные действием голосовых связок и осложненные формантными частотами, создающими специфику звучания каждого гласного. На осциллографической кривой глас­ные изображаются как последовательность более или менее одинаковых по рисунку участков, соответствую­щих периоду основного тона.

Осциллограммы русских гласных, произнесенных изолированно (мужское и женское произношение — см. рис. 6, а и б), достаточно отчетливо демонстрируют не­которые важные акустические свойства гласных. Прежде всего это касается частотной характеристики, т. е. того, какие именно составляющие усилены в спектре каждою гласного и создают его собственное качество, отличаю­щее его от других гласных. Гласный у в произношении обоих дикторов имеет наиболее простую кривую, так как в спектре у усилены преимущественно низкие частоты; в результате сложения частоты основного-тона со срав­нительно низкими формантными частотами общий рису­нок периода и получается таким простым.

1 Расположение светового луча на экране (и, следовательно, на пленке) регулируется специальными поворотными устройствами, так что экспериментатор может по собственному усмотрению изменять взаимное положение кривых на осциллограмме

Рис. 6. Осциллограммы русских гласных а, о, у, е, и, ы: а — муж­ское произнесение, б — женское произнесение.

Изолированно произнесенные гласные сняты на этих осцилло­граммах с двух вибраторов (с частотой 10 000 Гц и 1200 Гц) при скорости движения пленки 250 мм/с и с отметчиком времени 100 Гц. В центре каждой осциллограммы — кривая, снятая через вибратор с.собственной частотой 10000 Гц. Обратите внимание на различие в частоте основного тона между мужским и женским про­изнесением: число периодов основного тона, приходящихся на каж­дый гласный, в 1,5—2 раза больше при женском произнесении, а сами периоды более «узкие», т. е. менее длительные, что связано с более высокой частотой колебания голосовых связок, характерной для женского голоса.

Осциллограмма гласного и, с одной стороны, прибли­жается к осциллограмме гласного у, так как в спектре и также имеется низкая частота (первая форманта гласного и), которая, складываясь с частотой основного тона голоса, создает характерный «двугорбый» рисунок периода. Однако в отличие от у в акустической картине гласного и содержатся также довольно высокие состав­ляющие частоты, которые, правда, гораздо слабее, чем низкие. О присутствии высоких частот свидетельствуют слабые колебания, которые в виде своеобразной «ще­точки» накладываются на рисунок периода основного тона.

В принципе такую же картину представляет и осцил­лограмма гласного ы, частотные характеристики кото­рого очень близки к характеристикам и.

Наиболее сложный рисунок имеет гласный а. Это связано с особенностями его характеристик: в акусти­ческом спектре а значительно усилены частоты вплоть до 1000 Гц. На осциллограмме специфика гласного а, отличающая его от у, и, ы, видна очень хорошо.

Похожий осциллографический рисунок имеет глас­ный е, однако, как правило, осциллограммы гласного е содержат и высокочастотные составляющие (как у глас­ного и, например), чего нет в гласном а.

Осциллограмма гласного о свидетельствует о том, что в его спектре обнаруживается большое количество уси­ливаемых частот, но рисунок периода проще, чем у а.

Из описания осциллографических рисунков русских гласных видно, что они достаточно хорошо соответствуют общим спектральным характеристикам, так что изме­нение рисунка осциллограммы дает нам представление об изменении звучания: осциллограмма гласного о, про­изнесенного диктором-женщиной, идеально иллюстри­рует неоднородность звучания русского о, которое на­чинается с «/-образного элемента (простые периоды в начале гласного), затем переходит собственно в о, а в конце сильно открывается, приближаясь по звучанию к а (сравните конец осциллограммы о с осциллограм­мой а).

Так же хорошо видна и неоднородность гласного ы, конец которого по осциллографическому рисунку совпа­дает с гласным и (женское произношение). При срав­нении осциллограмм ы и у в мужском произношении видно, что в конце рисунки этих гласных совпадают. Причиной такого совпадения в данном случае является то, что для этого диктора характерна делабиализация гласного у к концу его; тем самым по звучанию конец у приближается к ы, о чем и свидетельствует осцилло­грамма.

Сонанты. Сонанты л, л', р, р', м, м', н, н' имеют на осциллограммах рисунок, очень похожий на рисунок гласных. Эта общность не только в периодичности кри­вой, но и в том, что основной тон осложнен довольно большим количеством составляющих.

Несмотря на большое сходство рисунков сонорных и гласных их можно отличать как по самому характеру, так и по относительной амплитуде: сонорные чаще всего имеют амплитуду значительно меньшую, чем гласные (см. рис. 7).

Звонкие щелевые согласные характеризуются рисунком, содержащим колебания основного тона, ос­ложненные высокими частотами шума согласных. Шум этот может быть и довольно сильным, тогда своеобраз­ная «щеточка», о которой мы уже говорили при описа­нии осциллограммы гласного и, будет заметна очень хорошо (см. рис. 8). Если же шум согласного сравни­тельно слабый (что типично, например, для русского в — см. осциллограмму слога вы на том же рисунке), то рисунок звонкого щелевого может приближаться к рисунку сонантов или даже к рисунку гласных, что и будет свидетельствовать о явлении вокализации всего согласного. Осциллограммы слогов за, вы, жа говорят лишь о частичной вокализации согласных: в начале звучания каждого из них наблюдается участок, не содер­жащий высокочастотных составляющих (т. е. не шум­ный) и имеющий большую амплитуду колебаний, и толь­ко за этим участком следует собственно шумная фаза звонкого щелевого согласного. В тех случаях, когда со­гласный характеризуется сильным шумом, на осциллограмме шумовые составляющие бывают настолько силь­ны, что выделить период основного тона очень трудно. В случаях, когда важно установить наличие или отсут­ствие основного тона, необходимо регистрировать сигнал с низкочастотного вибратора, который не будет фикси­ровать высокочастотный шум, маскирующий на осцил­лограмме низкочастотные колебания основного тона голоса.

Рис. 7. Осциллограммы сонантов в слогах но, лю, ра. Скорость движения кинопленки — 500 мм/с, отметчик времени — 100 Гц.

Осциллограммы сочетаний но и лю дают возможность доволь­но точно определить, где кончается согласный и начинается глас­ный: это видно и по увеличению амплитуды, и по изменению общего характера рисунка. Обратите внимание на то, что сам по себе осциллографический рисунок этих сонантов такой сложный, что, не будь рядом гласного, мы могли бы считать, что имеем дело с осциллограммой гласного, а не сонанта!

Осциллограмма сочетания ра демонстрирует нам дрожащий ха­рактер согласного р: уменьшение амплитуды и упрощение рисунка со­ответствует моменту сближения языка с верхними зубами, а увели­чение амплитуды соответствует артикуляционному раскрытию. Оп­ределить границу между р и следующим гласным трудно, так как гласный следует за артикуляционным раскрытием, которое факти­чески также является гласноподобным элементом.

Рис. 8. Осциллограммы звонких щелевых согласных в слогах вы, за, жу. Скорость движения кинопленки — 500 мм/с, отметчик времени — 100 Гц.

Все три звонких согласных имеют различный рисунок, что объясняется их свойствами: осциллограмма сочетания вы демонстрирует нам довольно сложный рисунок на согласном в, амплитуда его велика, что связано с относительно большой интенсивностью коле­баний основного тона, тогда как шумовые составляющие еле вид­ны; на осциллограмме сочетания за видим и усиление высокочас­тотных составляющих, и ослабление амплитуды периодов основного тона. И то и другое связано с более шумным характером з. Нако­нец, на осциллограмме сочетания жу интенсивность высокочастот­ных шумовых составляющих значительно усиливается, а интенсив­ность низкочастотных — ослабляется.

Рис. 9. Осциллограммы звонких смычных согласных в слогах бы, ду, ги. Скорость движения кинопленки — 500 мм/с, отметчик вре­мени — 100 Гц.

Сравнение осциллограмм этих сочетаний показывает, что по характеристикам смычки трудно отличить губной б от переднеязыч­ного д или заднеязычного г'. Основные различия — в характере взрыва: слабые шумовые составляющие у губного б, более сильные и несколько более длительные у переднеязычного д, самый дли­тельный шум у заднеязычного г'.

Смычные звонкие (см. рис. 9) согласные имеют рисунок, состоящий из двух частей, соответствующих разным фазам артикуляции: во время звонкой смычки регистрируется основной тон, а в конце звучания, в мо­мент взрыва, — и высокие составляющие (шум взрыва).

Глухие щелевые согласные отличаются от звон­ких щелевых прежде всего отсутствием периода основ­ного тона. Это хорошо видно на осциллограмме слова Саша (см. рис. 3, 4). Однако различие по основному тону не является единственным. Глухие щелевые соглас­ные обладают, как правило, гораздо более сильным шумом, чем звонкие, в которых, как уже говорилось, шумовые составляющие могут быть настолько слабыми, что на осциллограмме их будет невозможно выделить. Шум глухого щелевого согласного фиксируется всегда достаточно определенно. Однако разные согласные в этом отношении ведут себя по-разному: для русского ф (ф') характерен наиболее слабый шум, для с (с') и х (х') — он значительно сильнее, ш. на осциллограммах обладает наибольшей амплитудой колебаний (см. рис. 10).

Глухие смычные согласные, как и щелевые, в отличие от звонких не имеют периода основного тона и, как звонкие смычные, имеют неоднородный рисунок. Фазе смычки соответствует акустически нуль звука, что и отображается нулевой линией на осциллограмме; взрыв характеризуется высокочастотным шумом, имею­щим знакомый уже нам по глухим щелевым рисунок. Как и для щелевых, так и для взрывных шум взрыва фиксируется по-разному: наиболее четко для к, т и менее четко для п.

Аффрикаты, как и взрывные, имеют неоднородный рисунок: нулевая линия соответствует фазе смычки, вы­сокочастотный шум — щелевой фазе (см. рис. 11).