Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2357
.pdf
голосе приведены в следующей таблице, при этом используется обычная фонетическая и музыкальная
нотация. В случае других голосов диапазоны резонанса будут шире, и, по-видимому, различия в гласных
звуках определяются скорее относительными различиями в резонансе, чем абсолютной высотой тона.
Кроме того, экспериментальным путем я обнаружил, что все эти гласные звуки можно узнаваемо
воспроизвести в широком диапазоне основных нот, пропуская вибрирующий воздушный поток через
комбинацию из двух резонаторов, соединенных последовательно, или даже из двух отдельных резонаторов,
соединенных параллельно. При этом резонаторы в каждом случае настроены таким образом, чтобы при
прохождении через них воздушного потока соответствовать двум основным естественным резонансам,
определенным описанным выше способом. Воспроизведение гласного звука в основном зависит от резонанса
двух полостей, а не от их фактической формы, за исключением случаев, когда форма вызывает изменение
резонансов, хотя качество звука может зависеть от формы, поскольку она влияет на свободу прохождения
вибрирующего воздушного потока через резонатор. Я также обнаружил, что в случае звонких согласных, таких
как Характеристики этих звуков в каждом случае обусловлены тем, что ротовая полость устроена таким
образом, что содержит множество резонаторов, и что звуки могут быть воспроизведены так же, как и в случае
с
пропускание вибрирующего потока воздуха через ряд резонаторов, настроенных таким образом, чтобы
создавать резонансы, аналогичные тем, которые слышны в человеческом голосе при шепоте или дыхании
соответствующих согласных звуков. В некоторых случаях, например, в случае с "l", эта характеристика
частично обусловлена скоростью изменения резонанса при переходе от согласного звука к соответствующему
гласному. Кроме того, я обнаружил, что образование взрывных согласных, таких как т, к, б, зависит, по
существу, не от положения во рту, в котором эти согласные образуются, а от влияния конкретного движения
языка или губ на изменение естественных резонансов ротовой полости во время произнесения
соответствующего звука. Известно, что определённая последовательность гласных Это может быть
достигнуто путем продувания трости через трубку переменной длины — в этом случае наблюдается видимое
образование гласных звуков с помощью одного резонатора. Я обнаружил, что результат зависит от того, что
трубка ведет себя как два резонатора, соединенных последовательно, а также что аналогичные эффекты с
тройным резонансом могут быть получены путем пропускания воздушного потока через небольшое отверстие
в сферический или овальный резонатор.
Таким образом, трубка диаметром 43 мм с одним закрытым и перфорированным концом для прохождения
струи воздуха демонстрирует следующие резонансы: Нижний резонанс ноты А, хотя и не является точным,
находится в пределах 3 полутонов от наблюдаемых резонансов голоса на уровне 1366/812. 105 % по длине с
передним отверстием 29 м/м дает резонансы 2169/1635/541 и звук, промежуточный между гласными звуками
e (men) 2048/541 и a Этот метод образования гласных звуков имеет ограниченную применимость, поскольку
невозможно изменять резонансы независимо друг от друга. Согласно настоящему изобретению, звуки,
подобные речи, в общих чертах, производятся путем пропускания потока вибрирующего воздуха через два
или более резонатора, или, в некоторых случаях, через один резонатор такой формы, чтобы при пропускании
через них непрерывного потока воздуха возникало множество характерных резонансов, определяемых для
желаемого звука описанным способом. Резонаторные устройства, сконструированные таким образом, при
подаче на них потока вибрирующего воздуха вместо непрерывного потока воздуха будут издавать звуки,
очень похожие на человеческую речь.
Средство для создания потока вибрирующего воздуха, пригодного для использования при осуществлении
моего изобретения, может включать в себя: подходящий источник воздуха под давлением, эквивалентным,
скажем, нескольким дюймам водяного столба, и то, что можно назвать искусственной гортанью, образованной
полосой каучука. или толщиной два м/м, уложенные ребром и поддерживаемые или закрепленные на концах в
уплощенном воздушном канале, прикрепленном к резонатору или резонаторам, описанным ниже. Или же
гортань может быть образована металлическим язычком, например, язычком фисгармонии, или деревянным
язычком, например, язычком кларнета. Искусственная гортань, сконструированная описанным способом или
любым другим удобным способом, для краткости в дальнейшем будет называться гортанью. Изменяя
подходящим образом высоту звука, издаваемого гортанью, можно получить один и тот же гласный звук в
широком диапазоне основных тонов. Для воспроизведения любой заданной пары естественных резонансов с
помощью пары соединенных последовательно резонаторов необходимо учитывать акустическое воздействие
взаимной реакции соединенных резонаторов друг на друга.
Резонансная частота (n) одиночного резонатора Гельмгольца, как известно, зависит от соотношения между
емкостью «C», площадью (A) отверстия или отверстий и длиной (L) горловины отверстий по формуле
Резонатор соединен одним из своих открытых отверстий с открытым отверстием второго резонатора,
соединенного с гортанью или ее эквивалентом; резонатор, наиболее удаленный от гортани (далее именуемый
передним резонатором), действует в большей или меньшей степени как дополнительное сужение или
ограничение переднего отверстия резонатора, ближайшего к гортани (далее именуемого задним
резонатором), и, таким образом, снижает его резонанс; аналогично, присоединение заднего резонатора к
переднему резонатору действует как частичное закрытие заднего отверстия переднего резонатора, так что
снижается его резонансная частота. Степень реакции зависит от относительной емкости двух соединенных
резонаторов, а также от относительной площади центрального и переднего отверстий соответственно.
Резонаторы могут иметь любую желаемую форму, например, цилиндрическую, сферическую или
прямоугольную, при условии, что соотношение пропускной способности каждого резонатора к поперечному
сечению и длине горловины его отверстия или отверстий обеспечивает требуемый резонанс в каждом
конкретном случае. Резонаторы могут быть изготовлены из любого желаемого материала, например, дерева
или глины, или из пластичного материала, такого как резина, кожа, папье-маше и подобные составы. Более
мягкие материалы обладают меньшей резонансностью и, следовательно, склонны к затуханию, поэтому
более высокие гармоники, как правило, придают гласным звукам более человеческое, менее металлическое
звучание. При проектировании резонансного устройства, обеспечивающего необходимую пару резонансов,
целесообразно в первую очередь использовать пластичный материал, такой как глина или материал,
известный под зарегистрированным названием «пластилен», из которого можно изготавливать долговечные
устройства. Таким образом, для создания устройства, воспроизводящего гласный звук «и», как в слове «eat»,
необходим верхний резонатор с собственной частотой от 2298 до 2579 Гц и нижний резонатор с частотой от
304 до 362 Гц.
Высокий резонанс обеспечивается полостью с большим передним отверстием и малым объемом, и может
быть удобно выполнен в виде воронки с малым задним отверстием; настройку резонатора можно удобно
осуществлять путем изменения длины воронки. Например, передний резонатор может представлять собой
воронку длиной около 50 мм, с горловиной диаметром около 50 мм и задним отверстием диаметром 5 или 6%.
Звук резонатора можно услышать, подув в открытое горлышко воронки. Низкий резонанс достигается при
использовании резонатора относительно большой емкости — скажем, около 10 см в длину и 50 см в диаметре
— и небольшого переднего отверстия, обеспечивающего резонанс в диапазоне от 304 до 362 Гц. В случае
последовательного соединения резонаторов небольшое отверстие воронки становится передним отверстием
задней полости, и последнюю можно удобно настраивать, изменяя объем полости при установленном
переднем резонаторе. Звук нижнего резонатора удобно услышать, постучав по нему. Рекомендуется
настраивать задний резонатор после прикрепления гортани, чтобы компенсировать любое понижение высоты
тона, вызванное акустическим сопротивлением самой гортани.
В случае параллельного соединения резонаторов, они могут быть настроены отдельно и прикреплены к одной
гортани, поскольку в этом случае их взаимная реакция пренебрежимо мала, с учетом только акустического
сопротивления гортани. Два резонатора, соединенные параллельно, могут быть удобно объединены таким
образом, чтобы их продольные оси были параллельны, а передние отверстия выполнены полукруглыми и
расположены в одной поперечной плоскости, а прямые стороны прилегали друг к другу, так что их можно
удобно открывать и закрывать вместе, как единое отверстие. Аналогично, для создания резонатора
(устройства, произносящего гласный звук "0", как в первой части дифтонга "NO"), необходимы следующие
резонансы: верхний ряд — 683–912, нижний ряд — 383–483. В случае этого гласного звука, как и в случае с
«U», произносимым в человеческой речи, резонанс нижнего ряда часто происходит в передней части рта.
Таким образом, передняя полость резонаторного устройства может быть спроектирована так, чтобы
обеспечить нижний резонанс, а задняя полость — верхний; например, если задняя полость имеет диаметр
около
Изготовленная таким образом полость обеспечивает резонанс на частоте 812 Гц, и к ней присоединяется
передняя полость размером примерно 125 х 60 мм с задним отверстием диаметром 22 мм и передним
отверстием диаметром 24 мм, обеспечивающая частоту 645 Гц. Взаимная реакция снизит резонанс передней
полости с 645 Гц до примерно 362 Гц, в то время как резонанс задней полости останется практически
неизменным на уровне 812 Гц из-за относительно большой емкости передней полости по сравнению с задней.
Небольшое уменьшение передней полости повысит резонанс до 383 Гц, требуемой частоты. Резонаторное
устройство будет издавать звук "0" (первая часть), из которого можно получить дифтонг "ou" (как в слове "no"),
уменьшая диаметр переднего отверстия во время продувки через резонаторное устройство. Звук «0» также
может быть получен с помощью резонаторного устройства, в котором передний резонатор имеет более
высокую частоту, а задний — более низкую; однако описанная ранее конструкция, по-видимому, обеспечивает
лучшее звучание гласного звука. Различные другие гласные звуки могут быть воспроизведены таким же
образом, как только будут определены их характерные резонансы, как описано выше.
Для получения согласно моему изобретению согласных звуков, в частности согласных звуков в сочетании с
желаемыми гласными, используется устройство, включающее гортань и резонансные трубки в комбинации, по
существу аналогичное описанному, но модифицированное и/или снабженное некоторыми дополнительными
частями, как описано ниже. Воспроизведение согласных звуков, как и гласных, зависит от обеспечения
сочетания резонансов, подобных тем, которые возникают в человеческом рту при движениях губ, языка или
других мышц. В ходе эксперимента я обнаружил, что основные характеристики различных согласных звуков в
человеческой речи обусловлены природой, степенью, направлением и скоростью изменения резонансов,
возникающих при движениях губ, языка или других мышц, а также при открытии или закрытии носовой
полости, а не точным положением во рту, в котором обычно совершаются эти движения. Резонансы,
наблюдаемые в случае некоторых типичных английских согласных, приведены в прилагаемой таблице.
Типичные консонансные резонансы. Типичные консонансные резонансы. — Продолжение.
В большинстве случаев высота резонанса изменяется в соответствии с высотой верхнего резонанса гласного
звука, с которым связан данный согласный.
При адаптации моего изобретения для получения согласных звуков или их комбинаций с гласными звуками, я
оснастил комбинированные резонаторные устройства, сконструированные, как описано, средствами,
позволяющими осуществлять относительно простые движения закрытия и размыкания или частичного
закрытия и размыкания переднего или центрального отверстий — или даже вызывают изменения резонанса,
аналогичные тем, которые происходят в человеческом голосе, хотя и не обязательно в соответствующем
положении относительно положения человеческого рта. Таким образом, в резонаторном устройстве,
создающем резонансы 1534/512, произносящем гласные звуки, как в воздухе или шепоте, имеющем овальное
центральное отверстие сферический передний резонатор рта Закрытие и быстрое равномерное
высвобождение (под давлением воздуха) центрального отверстия приводит к характерному звуку «п»
(мурлыканье), тогда как аналогичное высвобождение под более низким давлением приводит к звуку «б»
(заусенец). Постепенное высвобождение, например, путем извлечения конического клина, производит звук
«в» (vurr), если гортань озвучена, или звук «ф», если гортань обойдена стороной. Частичное смыкание,
например, пальцем, с внезапным отпусканием, дает l (лурр).
Если мизинец или аналогичная механически управляемая часть вставить в отверстие и быстро перемещать
его из стороны в сторону, резонаторное устройство издает звуки L и D, которые слышны попеременно как
"лудл-лудл" по мере перемещения пальца или указанной части. Во многих случаях произношение согласных
улучшается за счет увлажнения соприкасающихся поверхностей, так что первое выделение происходит за
счет разрыва жидкой пленки. Устройство частичного высвобождения, создающее эффект, подобный тому,
который достигается закрытием центрального отверстия с помощью указательного пальца, удерживаемого
под углом, и частичным высвобождением путем нажатия на указанное устройство, производит звук К. Вместо
имитации движения языка или губ при произнесении данного согласного и соответствующего гласного звука, в
некоторых случаях звук может быть удобно воспроизведен путем образования двух альтернативных
фиксированных резонансных каналов, один из которых настроен таким образом, чтобы давать гласный звук, а
другой — резонансы согласного звука, и путем пропускания воздушного потока из одного канала в другой.
Этот метод применим к звонким согласным, таким как Dh (как в слове this), Z, Zh, R, N, (Ng) V, а также к их
глухим эквивалентам th (thin), S, Sh и F. Во многих случаях один и тот же задний резонатор может
использоваться в обеих комбинациях, так что обходной канал располагается между ним и передним
резонатором, дающим гласный звук, при этом резонатор или резонаторы согласного звука либо постоянно
открыты для заднего резонатора, либо закрыты по мере открытия обходного канала для гласного звука.
Для образования глухих согласных звуков необходимо предусмотреть средства для пропускания воздуха
через резонаторы без задействования гортани, например, путем обхода гортани резиновой трубкой или
другим каналом, предназначенным для закрытия по желанию, когда необходимо задействовать гортань.
Таким образом, резонаторное устройство для получения Dh (или Th) может быть изготовлено с помощью
многорезонатора, имеющего нижний резонанс, скажем, от 215 до 406 Гц, средний сибилянтный резонанс от
1290 до 1625 Гц и верхний резонанс от 1722 до 2895 Гц, причем интервал между верхним и средним
резонансом составляет от 7 до 10 полутонов. Можно добавить промежуточный более низкий резонанс
примерно на 683 Гц, поскольку резонанс этой высоты слышен, хотя и слабо, в голосе, но, по-видимому, не
является существенным. Для образования верхнего резонанса, если он осуществляется передним
резонатором, необходим неглубокий и относительно открытый резонатор с суженным задним отверстием.
Если нижний резонатор соединен с отдельным передним резонатором с помощью клапана, например,
резиновой трубки, закрывающейся под давлением, или если гортань соединена с рядом резонаторов,
соединенных последовательно или параллельно, что дает резонансы Th, и с помощью резиновой трубки с
парой резонаторов, издающих гласные звуки, соединенных параллельно с первым, то закрытие и открытие
трубки будут давать согласный и гласный звуки последовательно.
В Th нижний резонанс неслышен. Узнаваемый звук «д» можно получить даже с помощью гласного
резонатора, прикрепленного к гортани коротким отрезком резиновой трубки, а именно, путем частичного
сужения и последующего расслабления трубки — в этом случае согласный характер зависит от обеспечения
надлежащего сужения на таком расстоянии от конца трубки, открывающегося в гортань, чтобы получить
шипящий резонатор. до 85 м/м. Звуки «д» и «тх» могут быть получены в резонаторных устройствах либо:
путем полного закрытия и открытия прохода между гортанью и задним резонатором с помощью двойного
резонансного резонатора (открытого), параллельного гласному резонатору, либо путем частичного закрытия и
открытия прохода между гортанью и задним резонатором в таком положении, чтобы обеспечить более
высокий резонанс в проходе. Звуки Y. F.: Характерными чертами этих звуков являются нижний сибилянтный
резонанс в диапазоне от 271 до 406, промежуточный резонанс в диапазоне от 1024 до 1625, в зависимости от
резонанса соответствующего гласного звука, и сильный передний сибилянтный резонанс около 2895
(последний может образовываться как обертон нижнего сибилянта).
Резонаторные устройства для воспроизведения звука V или (в данном случае могут быть изготовлены путем
формирования узкого
2
см длиной в крышке, закрывающей отверстие резонатора для гласных звуков и закрывающей отверстие щели
устье щели, так что воздух, выходящий через щель, отклоняется и резонирует или свистит внутри капюшона.
Звуки V или F также могут быть образованы, как уже описано, путем частичного закрытия центрального
отверстия резонатора, издающего гласные звуки, так что воздух проходит мимо сужения, которое, таким
образом, заменяет описанную выше щель, в полость, создающую шипящие резонансы. Закупорка может
осуществляться с помощью конической пробки или аналогичного элемента, либо путем сужения самого
центрального отверстия. Или же звук «фа» может быть получен простым сужением трубки или канала, из
которого образуется нижний шипящий звук. З. (С) звуки: Характерные черты – очень низкий нижний резонанс,
вероятно, не оказывающий заметного влияния на незвонкий звук С, средний резонанс в диапазоне от 1149 до
2298 и очень высокий верхний сибилянтный резонанс примерно от 5790 до 6886. Последний компонент
является важнейшей составляющей звучания S Z.
Этот звук можно воспроизвести в подходящем резонаторном устройстве, соединив передний резонатор с
большим отверстием и малой глубиной, дающий 5790 Гц, и резонатор со суженным задним отверстием,
дающий шипящие звуки, со средним резонатором, дающим (при подключении к переднему резонатору)
высоту тона от 1149 до 2298 Гц. Поскольку в S и Z более выражен высокий резонанс, резонанс среднего
резонатора можно уменьшить или подавить, удлинив проход между передним и средним резонаторами. В
качестве альтернативы, тот же звук можно получить, расположив два резонатора параллельно и регулируя их
относительный резонанс путем сужения заднего отверстия нижнего резонатора таким образом, чтобы через
него проходило меньше воздуха. Другой способ получения звуков S и Z в подходящем резонаторном
устройстве заключается в соединении переднего и заднего резонаторов гласного резонатора резиновой
трубкой или аналогичным каналом и сужении канала на таком расстоянии от его открытого конца, чтобы
получить верхний резонатор. Низкий резонанс обеспечивается передним резонатором устройства, а низкий
резонанс — задним резонатором.
Этот метод обеспечивает правильное последовательное произношение гласных и согласных звуков.
Аналогично, звук «С» с соответствующим гласным может быть получен частичным перекрытием резиновой
трубки между гортанью и задним резонатором или даже трубки, ведущей к гортани, при этом сужение в
каждом случае производится на правильном расстоянии от открытого конца трубки, чтобы обеспечить
верхний шипящий резонанс. Звук «р»: характеристики В английском языке звук r имеет выраженную и сильно
аспирированную форму; нижний резонанс составляет от 304 до 406 Гц, промежуточный — от 1149 до 1625 Гц,
он образуется в передней части рта, а верхний — от 1625 до 1932 Гц, он образуется за языком. Резонансы,
как правило, отстоят друг от друга на 3–5 полутонов, а их абсолютная высота зависит от резонанса гласного
звука, с которым связан данный согласный. Высвобождение происходит постепенно, то есть таким образом,
чтобы обеспечить плавное изменение резонансов. С механической точки зрения, произношение этого
согласного звука аналогично произношению звука «д», но с частичным, а не полным смыканием перед его
произнесением.
Резонаторное устройство для воспроизведения звука «Р» может включать три резонатора согласных звуков,
соединенных параллельно, с ответвлением к устройству для воспроизведения гласных звуков. При
произнесении согласных звуков гласный проход не должен быть полностью закрыт, иначе его выход будет
слишком резким, образуя звук между N и L. Воздушные проходы и полости должны быть обтекаемыми, чтобы
избежать шипящих звуков. Или же один задний резонатор, общий для гласных и согласных звуков, может
быть соединен отдельными резиновыми трубками или аналогичными устройствами с парой резонаторов для
согласных звуков и с передним (гласным) резонатором. В данном случае согласный звук образуется путем
смыкания гласной трубки с последующим одновременным раскрытием гласной трубки и смыканием согласной
трубки. Для получения нетрилированного звука R таким способом необходимо точное соблюдение момента
высвобождения и закрытия. Звуки Ш и Ж: Резонансы находятся в диапазоне от 304 до 322 в нижнем регистре,
от 1625 до 1824 в среднем и от 2048 до 3249 в верхнем регистре. Средний резонанс выражен сильнее, но и
средний, и верхний резонансы являются шипящими. Эти звуки производятся в резонаторном устройстве, в
котором между задним и средним резонаторами образован суженный канал, так что резкий поток воздуха
направляется в средний резонатор, а между средним и передним резонаторами имеется относительно
большое отверстие.
Звук «Нг»: Характеристики этого звука: слабый верхний резонанс в диапазоне от 2579 до 2434, второй, более
шипящий резонанс в диапазоне от 1448 до 1217 (образующийся в носовой полости), третий резонанс в
диапазоне от 724 до 541 и нижний резонанс в горле в диапазоне от 228 до 203. Этот звук может быть
воспроизведен носовой полостью, дающей 1366, шипящим каналом, дающим 2434 и открывающимся в
носовую полость, и двумя дополнительными резонаторами, дающими 215 и 608 соответственно, все они
соединены с одной гортанью. Попеременно открывая и закрывая проход к нижнему резонатору или даже к
носовой полости, произносится согласный звук Нг. Звук «М»: Характерными чертами этого звука являются два
резонанса, каждый из которых изменяется в зависимости от соответствующей гласной, и нижний неизменный
гортанный резонанс. Из верхних серий одна варьируется от 1722–1625 для i до 1217–1084 для A и 861 для
него; другая варьируется от 1217 для i до 1448 для A и u, то есть две серии пересекаются ниже i.
Нижний ряд остается постоянным на уровне 270. через рот или центральное отверстие резонаторного
устройства, аналогичного тому, которое используется для генерации звука P, но с открытым обходным
каналом либо через рот, либо через отдельный «носовой» проход, чтобы вызвать предварительное гудение
перед выдохом и менее резкое изменение резонанса. Звук N: Характерной особенностью является верхний
резонанс, изменяющийся от 2084-1824 для i до 1932-1448 для A и от 1824-1534 для u. В целом, верхний
резонансный тон звука N на 2–4 полутона выше, чем у звука M для того же соответствующего гласного звука.
Средний резонанс варьируется от 1366–1217 для i до 1290–1217 для A и u. Первоначальное высвобождение
N аналогично высвобождению T в период с 2169 по 2048 год. Резонаторное устройство для воспроизведения
звуков N включает в себя резиновую трубку или эквивалентное устройство для выпуска взрывных согласных
между гортанью и задним резонатором устройства для воспроизведения гласных звуков с носовым обходным
каналом через резонатор, дающий 1722. (Тот же звук при закрытом носовом проходе даст T, а при суженном
— Dh.) Звук L: — Основные характерные резонансы L — это верхний резонанс 2048–1534 (или ниже) в
зависимости от верхнего резонанса соответствующего звука.
и более низкий резонанс в диапазоне 541-322, в зависимости от более низкого резонанса соответствующей
гласной, и, как правило, на 2 или 3 тона ниже резонанса гласной. Звучание L также во многом зависит от
резонансных кривых двух резонансов, которые, как правило, представляют собой круто восходящую кривую
для нижнего резонанса в момент затухания и почти горизонтальную кривую (т.е., неизменную высоту тона)
для верхнего резонанса. В соответствующем резонаторном устройстве звук L может быть получен путем
частичного закрытия, не настолько сильного, чтобы вызвать шипение, и быстрого открытия либо переднего,
либо среднего отверстия резонатора, издающего гласные звуки. Таким образом, резкое отпускание рта,
установленного на резонаторном устройстве, обеспечивающем нижний резонанс 541 и верхний резонанс
1366, и адаптированного для повышения нижнего резонанса до 724, дает хороший эффект Ла...
Высвобождение может быть достигнуто быстрым движением вниз или наружу, например, путем нажатия и
отпускания резинового листа, образующего одну сторону переднего резонатора, или путем снятия крышки или
аналогичного элемента, частично закрывающего переднее отверстие или среднее отверстие устройства для
произношения гласных звуков.
Звуки K. G.: - В голосе характеристики звука K двояки. (1) верхний резонанс (зависящий от резонанса
соответствующей гласной), который повышается примерно на 1 полутон во время затухания. (2)
Высвобождение происходит в два этапа, то есть состоит из двух очень мгновенных высвобождений с низким
давлением, следующих друг за другом в быстрой последовательности, в отличие от одного менее
мгновенного высвобождения с высоким давлением в T (см. соответствующий раздел). Резонансы включают
верхнюю компоненту, изменяющуюся от 3067 до 3249. для u, вместе с более низким резонансом от 322 до
362. В целом, резонанс на 2–8 полутонов выше, чем у соответствующего гласного звука. В подходящем
резонаторном устройстве K может быть получено различными способами, например, путем постепенного
открытия центрального отверстия, чтобы обеспечить повышение на полтона в верхнем резонансе; качество
улучшается за счет увлажнения контактирующих поверхностей и обеспечения открытия отверстия на
относительно большом протяжении. Таким образом, в центральном отверстии диаметром около 15 мм
закрытие и открытие могут осуществляться пальцем или эквивалентным механическим способом закрытия
путем наклона пальца в отверстии. Или же, звук K может быть получен путем формирования одной стороны
устройства для произнесения гласных звуков из резинового листа и обеспечения закрытия и открытия путем
прижимания резины к поперечной стенке, верхняя часть которой вместе с резиной образует центральное
отверстие.
Для получения буквы К с такой конструкцией резина прижимается к одной стороне стенки, обеспечивая
относительно длительный контакт, а затем отпускается, отрываясь сначала от боковой стороны стенки, а
затем от верхней части, причем контакт происходит быстро один за другим. Или же звук K может быть получен
путем высвобождения через резиновую трубку между передним и задним резонаторами гласного органа, или
между гортанью и задним резонатором, или вне гортани, при условии, что сужение такое, чтобы обеспечить
восходящий сибилянтный резонанс и поэтапное высвобождение, как описано выше. Во всех случаях качество
согласного звука улучшается за счет увлажнения соприкасающихся поверхностей. Звук G: имеет те же
резонансы, что и K, но с более мягким верхним резонансом, менее шипящим. Резонаторное устройство
изготавливается аналогично устройству K, но с пониженным давлением воздуха. Звуки Т. Д.: Характерными
резонансами обоих этих согласных являются один верхний и один нижний резонанс, изменяющиеся в
зависимости от резонансов соответствующего гласного звука, и одиночное затухание, не такое быстрое, как у
согласных П и В, или как индивидуальное затухание согласных К и Г.
Верхний резонанс, как правило, равен или выше по высоте тона, чем соответствующий ему гласный звук, так
что начальный резонанс сохраняется или понижается при переходе от согласного к гласному звуку или
повышается наоборот. Нижний резонанс, как правило, равен или ниже резонанса соответствующего гласного
звука, будучи равным для i, на 1–2 полутона ниже для u и на 8 полутонов ниже для A. В конечных T и D
резонансы, как правило, такие же, как и для начальных согласных, но в ut и ud верхний резонанс на 6 или 7
полутонов выше для конечного согласного, чем для начального. В соответствующих резонаторных
устройствах T и D могут быть получены при высоком или низком давлении воздуха соответственно путем
нагнетания и выпуска воздуха из резиновой трубки, образующей центральное отверстие, причем закрытие
предпочтительно располагается на таком расстоянии от открытого конца трубки, чтобы обеспечить
требуемый верхний резонанс. Выброс должен происходить на короткой поверхности и менее быстро, чем в
случае P. Более высокое давление приводит к большей сибилянтности верхнего резонанса.
Влажные поверхности улучшают качество. Вместо активации системы резонаторов с помощью искусственной
гортани, я обнаружил, что это можно сделать с помощью свистка, в этом случае издается свистящий звук,
имеющий гласный тембр, а основной тон зависит от резонансной высоты тона полости, с которой
соприкасается свисток. Это устройство особенно подходит для органных труб, позволяя придавать свисткам
разнообразные гласные звуки. При формировании гаммы на таких трубах гласные звуки будут постепенно
меняться по мере повышения резонанса свистка, тогда как в случае язычковых труб последовательность нот
может иметь одинаковый или разный гласный характер. Хотя гласный характер комбинации резонаторов в
значительной степени не зависит от их формы, качество звука зависит от формы полости, через которую
проходит вибрирующий воздушный поток. Для достижения наилучших результатов необходимо избегать
паразитных шипящих звуков или излишнего дросселирования воздушного потока и обеспечивать
максимальный резонанс.
Изобретение применимо, помимо прочего, к следующим видам искусства или промышленности: органные
трубы и духовые музыкальные инструменты, предназначенные для придания им речевого характера;
сигнальные рожки, сирены и тому подобное, работающие от воздуха или электричества; говорящие куклы и
подобные игрушки. Изобретение также применимо к созданию моделей для стандартизации гласных звуков
человеческой речи, для которых такие модели имеют преимущество перед фонографическими записями,
поскольку характер гласного звука не зависит от основной частоты или используемого давления воздуха,
тогда как в фонографических записях характер гласного звука изменяется в зависимости от скорости речи.
Благодаря этому изобретению также становится возможным создание простого устройства, с помощью
которого можно воспроизводить гласные звуки с заданным резонансом для целей фонетического обучения
или подобных целей. Таким образом, может быть изготовлен аппарат, состоящий из гортани, сообщающейся
с двумя параллельно соединенными резонаторами, каждый из которых имеет переменную емкость или
переменное отверстие, или и то, и другое, причем каждый резонатор снабжен удобными средствами для его
регулировки с целью получения любого желаемого резонанса в пределах его диапазона.
Таким образом, гласные звуки с ранее записанными резонансами могут быть удобно и быстро
воспроизведены. Изобретение также позволяет с достаточной точностью воспроизводить многочисленные
звуки животных, такие как лай собаки, кряканье утки и тому подобные, например, путем регистрации
резонансов в человеческом голосе при имитации соответствующих звуков без фонации и воспроизведения
этих резонансов описанным выше способом. Таким образом, трость, издающая резкий звук 322, в сочетании с
переменными резонаторами, дающими 1366/724, переходящие в 645/304, даст хорошую имитацию лая
маленькой собаки. Аналогичным образом кряканье утки может быть воспроизведено с помощью резонаторов,
дающих 512/304, быстро изменяющихся до 1366/512 с язычком, при ограниченном прохождении, что дает 152.
Детали конструкции вариантов осуществления изобретения, адаптированных к различным областям
применения, разумеется, будут соответствующим образом изменены.
Звуки. Усовершенствования метода и оборудования для производства Пейджет, баронет, подданный
Великобритании, проживающий по адресу: Ост-Индская резиденция, Стрэнд, 74, Лондон. Данное изобретение
и способ его осуществления должны быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении: —
Данное изобретение относится к способу и устройству для воспроизведения звуков, в частности звуков,
сходных по характеру с человеческой речью. Давно известно, что гласные звуки человеческого голоса
обусловлены резонансом в полостях рта и горла, и что ряд гласных звуков характеризуется различными
резонансами, а также что некоторые гласные звуки, такие как «и» (в слове «eat»), характеризуются двумя
резонансами, но в целом считалось, что нижний из этих резонансов не имеет принципиального значения.
Гельмгольц пытался воспроизвести гласные звуки, пропуская вибрирующий воздух из тростниковой трубки
через единственный резонатор. Он также пытался воспроизвести гласный звук «и» с помощью одного
резонатора с одним коротким трубчатым отводом того же диаметра, что и выходное отверстие резонатора,
но, насколько мне известно, до настоящего времени не предпринималось попыток воспроизвести какие-либо
звонкие звуки с использованием нескольких резонаторов.
Резонансы, зарегистрированные Гельмгольцем, в большинстве случаев были на октаву ниже, и его
экспериментальные результаты не были удовлетворительно воспроизведены. Были предприняты попытки
воспроизвести человеческий голос в органных трубах, но всегда с использованием одного резонатора. Также
известно, что качество звучания органной трубы можно изменить, уменьшив поперечное сечение трубы
вблизи ее открытого конца, с целью изменения обертонов, как, например, в случае конусообразной гамбы.
Уитстон также показал, развивая идеи Кемпелена, что некоторые согласные звуки, такие как М и П, могут быть
образованы путем открытия и закрытия одного резонатора, с носовым обходным каналом или без него, и это
устройство с тех пор используется в говорящих куклах. Известно также, что определённые
последовательности гласных звуков, а именно (земля) æ (шляпа) A (вверх), могут быть приблизительно
воспроизведены путём дуновения через тростинку в трубку переменной длины; в этом случае наблюдается
видимое воспроизведение гласных звуков с помощью одного резонатора, несомненно, обусловленное
смешиванием основного и обертона.
Этот метод образования гласных звуков имеет ограниченное применение, поскольку невозможно изменять
резонансы независимо друг от друга, и гласные звуки, полученные таким образом, как правило, не являются
точным воспроизведением человеческих гласных. В результате серии экспериментов, проведенных с целью
выявления основных естественных резонансов, соответствующих любому гласному или согласному звуку в
человеческой речи, я обнаружил, что все звуки человеческого голоса в основном зависят от того, что
внутренняя форма рта и гортани, а также доступ к носовой полости изменяются под действием языка и других
задействованных мышц таким образом, что рот функционирует как множество резонаторов, через которые
основной звук гортани проходит последовательно или последовательно и параллельно, как, например, в
случае носовых гласных и согласных, и что в случае простых гласных звуков суть их образования в каждом
случае зависит от ротовой полости в целом, дающей два основных характерных резонанса.
Основные естественные резонансы, соответствующие любому гласному или согласному звуку, который
необходимо воспроизвести, могут быть определены либо путем дыхания при удерживании рта в положении,
соответствующем образованию данного звука, либо путем постукивания по горлу и щекам, либо с помощью
стетоскопа, приложенного к горлу и щекам соответственно, либо характерные резонансы могут быть
обнаружены путем анализа фонографической кривой, полученной любым из известных способов из
воспроизводимых звуков. В результате своих экспериментов я обнаружил, что для каждого из гласных и
согласных звуков существует по меньшей мере два комбинированных резонанса, которые я называю верхним
и нижним резонансами, и конструкция комбинированных резонаторных устройств, описанных ниже, основана
на этом факте. Кроме того, экспериментальным путем я обнаружил, что все гласные звуки могут быть
узнаваемо воспроизведены в широком диапазоне основных нот путем пропускания вибрирующего или
прерывистого воздушного потока через резонаторы или путем вибрации воздуха внутри резонаторов в
комбинации из двух резонаторов, соединенных последовательно, или даже из двух отдельных резонаторов,
соединенных параллельно, причем в каждом случае резонаторы настроены таким образом, чтобы
соответствовать двум основным естественным резонансам, определенным описанным выше способом.
Воспроизведение гласного звука в основном зависит от резонанса двух полостей, а не от их фактической
формы, за исключением случаев, когда форма вызывает изменение резонансов, хотя качество звука может
зависеть от формы, поскольку она влияет на свободу прохождения вибрирующего воздушного потока через
резонатор и на степень установленного резонанса. Относительный размер резонаторов также влияет на
качество звука. Размеры пары резонаторов могут значительно варьироваться, как будет объяснено далее. Я
также обнаружил, что в случае звонких согласных, таких как «Th» в слове «this», V, L, Z, Zh, характеристики
этих звуков в каждом случае обусловлены тем, что ротовая полость устроена таким образом, что в ней
находится множество резонаторов, и что эти звуки могут быть произведены так же, как и в случае с
Пропускание вибрирующего потока воздуха через ряд резонаторов, настроенных таким образом, чтобы
создавать резонансы, аналогичные тем, которые слышны в человеческом голосе при шепоте или дыхании
соответствующих согласных звуков.
В некоторых случаях, например, в случае с "L", эта характеристика частично обусловлена скоростью
изменения резонанса при переходе от согласного звука к соответствующему гласному. Я также обнаружил,
что образование взрывных согласных, таких как Т, К, П, зависит, по существу, не от положения во рту, в
котором эти согласные образуются, а от влияния конкретного движения языка или губ на изменение
естественных резонансов ротовой полости во время произнесения соответствующего звука. Я также
обнаружил, что можно воспроизводить различные взрывные согласные, такие как Т, К и П, путем закрытия и
открытия в соответствующей точке по всей длине трубки, открытой с одного конца и снабжаемой с другого
воздухом под давлением; а также что различные шипящие согласные, такие как С, Х, гортанный Ч и Тх, могут
быть аналогичным образом получены путем частичного закрытия или сужения трубки в таких положениях,
которые приводят к возникновению соответствующих резонансов внутри трубки. - Согласно настоящему
изобретению, звонкие или похожие на речь звуки производятся путем идентификации резонансов звука,
издаваемого дыханием, путем объединения двух или более резонаторов последовательно и/или
параллельно, настроенных таким образом, чтобы (при их соединении) давать комбинацию резонансов,
слышимых в издаваемом звуке, и путем возбуждения объединенных резонаторов вибрирующей тростью или
диафрагмой, непосредственно соединенной с одним или несколькими резонаторами.
Соответствующие глухие согласные образуются путем замены вибрирующего воздушного потока внутри
резонатора на невибрирующий или апериодический. В случае кратковременных голосовых или дыхательных
звуков, для получения характерных изменений резонансов и/или фонации, слышимых в голосе, я сочетаю с
источниками энергии и комбинацией резонаторов, как описано выше, средства для: (1) изменения высоты
тона резонаторов путем изменения их емкости и/или отверстий; (2) обхода соединения от гортани или
эквивалентного ей соединения от одного резонатора или группы соединенных резонаторов; (3) обхода
гортани или иным образом замены ее непериодическими источниками энергии для получения глухих звуков;
(4) создания соответствующих закрытий и освобождений резонаторов и/или прерывания или модификации
источников энергии. Данное изобретение применимо к органным трубам для воспроизведения голосовых
звуков любого желаемого гласного или звонкиго согласного характера с использованием трости (свободной
или бьющейся) в качестве источника энергии, или к звукам, издаваемым с помощью духовых труб, с гласным
или звонким согласным качеством, где источником энергии является мундштук свистка или духовой трубы.
Изобретение также применимо к производству сигнальных рожков, предназначенных для издавания
узнаваемых направленных или предупреждающих звуков и тому подобного. — Оно применимо к говорящим
куклам и другим игрушкам, причем в каждом случае целью является создание устройства, с помощью
которого сложные комбинации основного тона и обертонов, существующих в человеческом голосе, могут быть
воспроизведены посредством работы нескольких соответствующим образом настроенных резонаторов, без
необходимости создания ряда резонаторов, соответствующих диапазону обертонов, встречающихся в голосе.
В качестве примера я проиллюстрировал свое изобретение прилагаемыми чертежами, которые в основном
носят схематический характер и представлены в продольном разрезе. Конструкция искусственной гортани,
рис. 1А — это вид сбоку, рис. 1B — план без верхней части, и 1C — поперечное сечение по линии C, C..
Инжир. 1D представляет собой продольный разрез устройства для произнесения гласных звуков, в котором
гортань выполнена в виде диафрагмы, вибрирующей любым удобным способом. На рис. 1, 2 и 4 в
продольном разрезе изображен ряд типичных двойных резонаторов, производящих соответствующие гласные
звуки: i (eat), A (up) и Oil (первая часть дифтонга ou, как в слове no); рис. 3 — вид с торца рис. 2.
На рис. 5 и 6 показаны типичные устройства, оснащенные устройствами для регулируемой настройки пар
резонаторов. На рис. 7 показано устройство для воспроизведения согласных или комбинированных согласных
и гласных звуков, оснащенное средствами закрытия и закрытия, а также обходным узлом, издающее звук
(земля). На рис. 8 показано устройство для воспроизведения согласных звуков (Th Dh), состоящее из
множества резонаторов для согласных звуков (включая вентилируемый носовой резонатор), расположенных
последовательно и параллельно, в сочетании с резонаторами для гласных звуков и замыкающим
устройством, предназначенным для последовательного воспроизведения согласных и гласных звуков. На рис.
9 показано устройство, приспособленное для воспроизведения согласных звуков (Th Dh) и слова «мать». На
рис. 10 показано устройство с подвижным суженным резонатором, установленным на центральном отверстии
и предназначенным для получения звуков Ф. В. На рисунках 11 и 12 показаны дальнейшие модификации
согласного звука (R-переходный, N, Sh, Zh), многоканальных резонаторов, объединенных с резонаторами,
издающими гласные звуки, и замыкающего устройства, адаптированные для последовательного
воспроизведения согласного и гласного звуков.
На рис. 13 показана комбинация резонатора Гельмгольца и двух трубчатых резонаторов, например, для
воспроизведения звука «Ш». На рис. 14 показана дальнейшая модификация многоканальных резонаторов,
издающих согласные звуки (Нг), в сочетании с резонаторами, издающими гласные звуки, и двумя клапанами.
На рисунках 15 и 16 показан согласный звук. объезд. На рис. 17 показана дальнейшая модификация
устройства для произношения согласных (N) и гласных звуков, оснащенного двумя клапанами. На рис. 18
показано устройство для произношения согласных звуков (L), оснащенное подвижной пробкой, образующей
частичное замыкание. 22 На рисунках 22А показаны типичные схематические примеры применения
изобретения к сигнальным гудкам. На рис. 23 показано устройство для определения согласных звуков (H) с
суженным трубчатым резонансом и подвижным ограничителем. На рисунках 24 и 25 показаны устройства для
определения согласных звуков (К.Х.) с эластичными запорными устройствами стенчатого типа. На рис. 26
показана модификация устройства для определения согласных звуков (к, ), в которой устройство с эластичной
стенкой расположено на входной стороне гортани. На рис. 27 показана дальнейшая модификация
зондирующего устройства K, в которой воздух подается в два этапа через отверстия, управляемые
резонаторной трубкой, приспособленной для постепенного отвода воздуха.
На рис. 28, 29 и 30 показаны устройства для звукоподбора согласных звуков (ТД), в которых запорный
механизм регулирует подачу воздуха под высоким или низким давлением. На фиг. 31, 32, 33 и 34 показаны
типичные примеры применения изобретения к органным трубам или резонаторам, приводимым в действие
свистком. Для удобства ссылки на чертежах приведены числа, указывающие шаг соответствующих
резонаторов; эти числа, обозначенные квадратными скобками [365], обозначают резонансы, когда клапан,
управляющий отверстием и, следовательно, влияющий на шаг, закрыт; другие числа указывают шаг, когда
запорное устройство открыто. Детали, между поверхностями которых происходит скользящая посадка, для
Соседние файлы в папке патенты