.:: UM MÉTODO DE INVESTIGAÇÃO DOS DISTÚRBIOS DA FALA E VOZ: A ESPECTROGRAFIA VOCAL

Autores: Fga Leila Horta e Prof . Dr Shiro Tomita
Data do artigo: Março/2001
CFFa. 1709
Registro:3394-RJ

II - FUNDAMENTOS E JUSTIFICATIVAS

Acústica da fala

2.1 - Produção dos sons

A produção sonora requer dois elementos indispensáveis: uma fonte de energia e um elemento vibratório. Na fala a principal fonte de energia é o ar proveniente do aparelho respiratório. As pregas vocais da laringe formam os elementos vibratórios. Contudo, é de se observar que a conversão do fluxo de ar em som pode ocorrer quase em todos os locais ao longo do trato vocal. Assim, ao se constrigir o trato vocal em algum ponto de sua extensão, a corrente de ar pode ficar turbulenta para produzir ruídos fricativos.

A qualidade dos sons da fala é também influenciada pela configuração das propriedades acústicas do trato vocal, principalmente na forma da cavidade oral.

Assim, o análogo físico do mecanismo da fala deve consistir em uma fonte de energia, elementos vibratórios, sistemas de válvulas e filtro.

2.2 - Caracterização da acústica da fala

A análise acústica é essencial no processo de compreensão da fisiologia fonética. A fonética é uma área da lingüística que estuda a geração e a estrutura sonora dos fonemas.

O estudo da voz humana requer a definição de conceitos ou propriedades dos sons produzidos que identificam as estruturas sonoras: harmônicos, ressonância e formantes.

Todo o som complexo pode ser decomposto em uma combinação de sons mais simples, harmonicamente relacionados, ou seja, numa série de tons puros, semelhantes ao de um diapasão, e com freqüências que são múltiplos inteiros de uma freqüência fundamental. Quando quebramos um determinado som em seus componentes simples, estamos realizando uma análise espectral.

Cada tom puro corresponde fisicamente a um tipo de oscilação - movimento harmônico simples.

A ressonância é o fenômeno segundo o qual um sistema físico, excitado por outro sistema vibrante, passa a oscilar de forma semelhante à este. No aparelho fonador humano, o trato vocal pode ser visto, por uma seqüência de pequenos tubos cilíndricos que formam ressoadores.

O trato vocal supraglótico, acima portanto das pregas vocais, se inicia no nível da laringe, prolongando-se até a última fronteira dos lábios e da narina. Esta "tubulação" de diâmetro variável funciona com uma cadeia de ressoadores, respondendo, seletivamente, à diversas freqüências contidas no som produzido pela fonte sonora. Assim, se o trato vocal numa determinada "forma" responde simpática e naturalmente a determinados sons, digamos aos de freqüência próximas a 330, 800 e 2200 Hz, por exemplo, podemos afirmar que estes são os primeiros formantes daquela configuração vocal.( FUKS, L. 2000)

Modificando-se os formantes do trato vocal, através de alterações em sua forma, pode-se esculpir o som básico gerado pela glote, numa rica paleta de timbres sonoros, mensuráveis e comparáveis.

2.3 - Freqüência Fundamental

Os movimentos vibratórios são de sons da fala. O epitelio de cobertura das pregas vocais, em uma fala normal, vibra a uma freqüência aproximadamente de 150 vezes por segundo, a eclosão de ar é liberada no trato vocal a cada 1/150 segundos. O efeito de cada uma dessas eclosões transitórias de energia é excitar a coluna de ar supraglótioca. A amplitude das vibrações são amortecidas, mas a sucessão rápida de eclosões de energia serve para manter a coluna de ar em vibração.

Três parâmetros podem representar parcialmente os movimentos vibratórios: freqüência, intensidade e duração - que, isoladamente, têm muito pouco significado na produção da fala da maneira que conhecemos. As vibrações geradas pelas pregas vocais no trato vocal podem ser modificadas pelas estruturas do trato vocal. Essas modificações podem ser responsabilizadas pelo princípio de ressonância e sua antítese, o amortecimento.

Quase todo sistema, em condições apropriadas, quando energizadas por uma força externa, vibra em uma freqüência natural própria. A freqüência das pregas vocais vibrantes, energizadas por uma corrente de ar, é uma função direta da tensão e uma função inversa da massa. Por exemplo: a laringe de um tenor que esteja produzindo a nota mi2 (freqüência fundamental de 330 Hz) de forma contínua e regular, estará produzindo os tons puros de 660 (mi4), 990 (si4), 1320 (mi5 ), 1650 (sol#5), 1980 (si5), 2310 Hz (re6), etc. Estes valores correspondem exatamente aos múltiplos da freqüência fundamental de 330 Hz. Esta série harmônica tem a freqüência fundamental no primeiro harmônico e nos outros overtones.(FUKS, L.2000)

2.4 -Teoria fonte-filtro da produção da fala

O modelo matemático da produção da fala, base da teoria fonte-filtro desenvolvida por Fant ( 1970 ), é expressa como:

[P (f)] = [U (f)] . [H (f)] . [R (f)]

O sinal da pressão sonora P(f) atuando, à certa distância, sobre os lábios é o produto do espectro da velocidade de volume de ar gerado pela fonte U(f), da função freqüência-ganho seletivo de transmissão vocal H(f), e da característica de propagação dos lábios R(f).

Figura 4 - Ilustração do esquema do espectro voz-fonte. (The acoustic of the Singing Voice, Johan Sunderberg - 1977 Scientific American, Inc.)

O esquema apresentado na Figura 4 é uma representação gráfica da teoria fonte-filtro. A amplitude dos harmônicos diminui uniformemente com a variação da freqüência. Isso representa o espectro da fonte para os sons sonoros.

 

 

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