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美式英語母音[i, u, ɑ]的聲譜圖，圖中顯示了共振峰f1 和 f2
共振峰是用來描述聲學共振現象的一種概念，[1]在語音科學及語音學中，描述的是人類聲道中的共振情形。常用的量測方法是由頻譜分析或聲譜圖（spectrogram，見右圖）中，尋找頻譜中的峰值。但假如說話者，用比較高的基頻發出母音，例如小孩或女性的聲音，則頻譜上看起來比較像是寬帶狀，比較無法看出明顯的峰值。在聲學中，共振峰是用來描述聲源內部的共振，特別是對樂器而言，指的是共嗚箱內的共振。我們也可以討論室內空氣的共振峰頻率，例如Alvin Lucier就在他的作品I Am Sitting in a Room中使用了這個概念。
目錄
• 1 共振峰及語音學
• 2 歌手的共振峰
• 3 參見
• 4 參考資訊
• 5 外部連結
共振峰及語音學
人類說話或唱歌產生的聲音包含許多不同的頻率，共振峰是這些頻率中較有意義的部份。定義上，人類若想分辨幾個不同的母音，我們所需要的資訊是完全可以被量化的。共振峰是使聽者能夠區分母音的關鍵泛音。大部份的這些共振峰是由管內或腔體的共振產生，but a few whistle tones derive from periodic collapse of Venturi effect low-pressure zone.頻率最低的共振峰頻率稱為f1，第二低的是f2，而第三低的是f3。絕大多部分的情形是，前兩個共振峰，f1 和 f2就足以劃分不同母音。這兩個共振峰可以描述母音的開／閉、前／後兩個維度（過去傳統上把這和舌頭的位置聯結在一起，不過這不是完全精確）。因此開母音（例如[a]）有比較高的第一共振峰頻率f1，而閉母音（例如 [i] 或 [u]）的則比較低；前母音（例如[i]）的第二共振峰頻率f2較高，後母音（例如[u]）的則比較低。[2][3]母音幾乎都有四個以上的共振峰，有時還會超過六個。然而，前兩個共振峰還是最關鍵的。通常我們會用第一共振峰對第二共振峰的 關係圖描述不同母音的性質。[4] 但這不足以描述某些母音的性質，例如圓唇與否。[5]
鼻音通常在2500Hz附近會有額外的共振峰。流音[l]則通常在1500Hz附近會有額外的共振峰。而英語的"r"音（[ɹ]）則是用非常低的第三共振峰分辨（低於2000Hz）。
塞音（在某種程度上，擦音也是）會改變週圍母音的共振峰位置。雙唇音（例如「ball」和「sap」中的「b」和「p」）使共振峰降低；軟齶音（英文的'k'和'g'）發音之前f2 和 f3幾乎都會互相接近，在軟齶音結束後才再分開。齒齦音所造成的共振峰變化則比較不規律，部份視母音種類而定。這種母音共振峰頻率隨時間的變化稱為「共振峰轉變」（formant transition）。
假如聲波的基頻比系統的共振波基頻還高，則共振峰頻率所展現出的大部分特質會流失。最明顯的例子是歌劇中的女高音，她們的音高到很母音很難分辨。
控制共振峰是泛音唱法這種歌唱技巧的重要環節，歌手必須唱出一個基頻很低的音，然後產生尖銳的共振並選擇泛音，讓人感覺同時有兩種不同的音調。
聲譜圖可以用來觀察共振峰。
母音的共振峰中心
母音 IPA 共振峰 f1 共振峰 f2
u u 320 Hz 800 Hz
o o 500 Hz 1000 Hz
ɑ ɑ 700 Hz 1150 Hz
a a 1000 Hz 1400 Hz
ø ø 500 Hz 1500 Hz
y y 320 Hz 1650 Hz
æ ɛ 700 Hz 1800 Hz
e e 500 Hz 2300 Hz
i i 320 Hz 2500 Hz
母音的共振峰
母音 主要共振峰範圍
u 200–400 Hz
o 400–600 Hz
a 800–1200 Hz
e 400–600 和 2200–2600 Hz
i 200–400 和 3000–3500 Hz
歌手的共振峰
研究歌手的頻譜時，特別是男歌手的，發現在3000Hz附近有清楚的共振峰（在2800到3400Hz之間），而在平常說話或是沒受過訓練的歌手的頻譜中則沒有。這個現象就是使歌手從交響樂團中能突顯出來的原因。因為交響樂團的共振峰大約在500Hz附近，比3000Hz要低得多。歌唱訓練會特別發展這個共振峰，例如透過「voce di strega」（女巫的聲音）這個練習[6]，使聲道到的一部份成為共振器（resonator）。[7][8]
參見
• Praat
• Vocoder
• 線性預測編碼
• 人聲
參考資訊
1. ^ Titze, I.R. (1994). Principles of Voice Production, Prentice Hall, ISBN 978-0137178933.
2. ^ Ladefoged, Peter (2006) A Course in Phonetics (Fifth Edition), Boston, MA: Thomson Wadsworth, p. 188. ISBN 1-4130-2079-8
3. ^ Ladefoged, Peter (2001) Vowels and Consonants: An Introduction to the Sounds of Language, Maldern, MA: Blackwell, p. 40. ISBN 0-631-21412-7
4. ^ Deterding, David (1997) 'The Formants of Monophthong Vowels in Standard Southern British English Pronunciation', Journal of the International Phonetic Association, 27, pp. 47-55.
5. ^ Hayward, Katrina (2000) Experimental Phonetics, Harlow, UK: Pearson, p. 149. ISBN 0-582-29137-2
6. ^ Frisell, Anthony（2007）．Baritone Voice．Boston：Branden Books，84．ISBN 0-8283-2181-7．
7. ^ Vocal Ring, or The Singer's Formant．The National Center for Voice and Speech．於2008年4月7日查閱．
8. ^ Sundberg, Johan（1987）．The science of the singing voice．DeKalb, Ill：Northern Illinois University Press．ISBN 0-87580-542-6．
外部連結
• What are formants?
• Formants for fun and profit
• Formants and wah-wah pedals
• What is a formant? 討論「formant」的三種不同意義
• Formant tuning by soprano singers 源自 University of New South Wales
• The acoustics of harmonic or overtone singing 源自 the University of New South Wales
• Materials for measuring and plotting vowel formants
資料來源: http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%85%B1%E6%8C%AF%E5%B3%B0&variant=zh-tw
