Allgemeines

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Allgemeines
Tutorium zur Einführung in die Phonetik II -
Akustik
Übungsaufgaben
angelikaberwein_at_yahoo.de
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Aufgabe 1
1. Um wieviel mal lauter ist P1 1000 Pa als P2
10000 Pa?
20 log 10000 Pa / 1000 Pa 20 log 10 20 db
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Aufgabe 2
2. Das Spektrum von dem Zeitsignal unten besteht
aus einer Grundfrequenz und zusätzlich zwei
Harmonischen, die alle dieselbe Amplitude 1
haben. Berechnen Sie die Grundfrequenz und
erzeugen Sie eine Abbildung des Spektrums.
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Grundfrequenz (f0) bedeutet Wieviele
Schwingungen/Perioden kommen im Durchschnitt pro
Sekunde vor?

• 1 Periode in 0.5 s
• 2 Perioden in 1 s
• ? Grundfrequenz 2 Hz

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Aufgabe 3
3. Welche Frequenz hat der Sinusoid?

• 10 Perioden in einer Sekunde.
• ? Frequenz 10 Hz

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Aufgabe 4
4. Die Abbildung zeigt einen synthetischen i
Vokal. Was ist die Grundfrequenz davon? (Die
Zeitachse ist in Sekunden).

• 2 Perioden in 0.02 s
• ? 1 Periode in 0.01 s
• ? 100 Perioden in 1 s
• ? F0 100 Hz

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Aufgabe 5
5. Berechnen Sie die durchschnittliche
Grundfrequenz von diesem Zeitsignal (Angaben in
ms).
40 ms
1 Periode in 8 ms gt f 1/8 ms 1/(8/1000)
s gt f0 125 Hz (bzw. wie im Tutoriat
besprochen 5 Perioden in 40 Sekunden5/40 ms
5/(40/1000) 125 Hz)
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Aufgabe 6
6. Berechnen Sie die durchschnittliche
Grundfrequenz in dem Spektrogramm für das
Intervall a.
Es gibt 5 Glottisschläge im Zeitintervall 50 ms
gt wie viele in 1s ?
50 ms
50 ms 5 1 ms 5 / 50 1 s 5000 / 50 gt
f 100 Hz
a
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Aufgabe 7
7. Das unten stehende Zeitsignal ist von einem
Vokal. Ist die Tonhöhe steigend, eben, oder
fallend?
Steigend weil die Periodendauer kürzer
wird. (Je kürzer die Periodendauer, desto höher
F0)
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Aufgabe 8
8. Ist die Tonhöhe in dem Spektrogramm unten
steigend oder fallend? Warum?
Steigend, da das Intervall zwischen den
Stimmlippenschließungen (durch die vertikalen
Linien markiert) kleiner wird. gt je kleiner die
Periodendauer, desto höher die Grundfrequenz
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Aufgabe 9
9. Unten sind Signale von einem männlichen und
weiblichen a. Welches ist männlich, welches ist
weiblich?
Männlich- 2 Perioden in 20 ms-gt 100
Schwingungen in 1 s-gt F0 ist ca. 100 Hz
Weiblich- 4 Perioden in 20 ms -gt 200
Schwingungen in 1 s -gt F0 ist ca. 200 Hz
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Aufgabe 9-1
9-1. Bestimme die Frequenzen der blauen und
grünen Schwingung und zeichne das dazugehörige
Spektrum.
f1 6 Hzf2 2 Hz
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Aufgabe 10
10. Welche Wellenlänge hat ein Ton mit der
Frequenz 7000 Hz?
Wellenlänge (cm) Schallgeschwindigkeit
(cm/s)/Frequenz (f Hz) ?
c / f
35000 / 7000 cm 5 cm
(oder mit c 340m/s 34000/7000 cm 4,86 cm)
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Aufgabe 11
11. Die Vibrationen einer Stimmgabel verursacht
eine Wellenlänge von 20 cm. Was ist die Frequenz
davon?
f c / ?

• f 34000 cm/s / 20cm
• f 1700 Hz

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Aufgabe 12
12. Beim Tief-Tauchen besteht die Luft oft aus
einer Mischung von Sauerstoff und Helium, wodurch
die Schallgeschwindigkeit erheblich höher wird.
Welchen Einfluss übt dies auf die Resonanzen vom
Vokaltrakt des Tauchers aus?
f c / ?
Je größer c, desto größer c/ ?, also desto
höher die Frequenz
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Aufgabe 13
13. Wenn Vokale gerundet werden, wird der
Vokaltrakt länger. Welchen Einfluss übt dies auf
die Resonanzen aus?
f c / ?

• Je länger der Vokaltrakt, desto größer ?, desto
  kleiner f
• ? Daher führt die Lippenrundung zu einer Senkung
  der Formantfrequenzen.

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Aufgabe 14
14. Die typische Länge von einem Vokaltrakt einer
Frau ist 15 cm. Berechnen Sie die zweite Resonanz
(F2) eines Schwa-Vokals.
F2 ¾ ? gt 15 cm ¾ ? gt ? 15 cm / ¾ 15
4/3 20 cm
f c / ? 34000 cm / 20 cm 1700 Hz
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Aufgabe 15
15. Bei einer Lippenrundung vergrößert sich die
Länge des Vokaltrakts um 1 cm auf 18.5 cm. Um
wieviel Hz senkt sich die dritte Resonanz von
einem Schwa-Vokal wenn der Vokal auf diese Weise
mit Lippenrundung erzeugt wird?
fverändert c / ?fverändert 34000cm/s /
14.8cm fverändert 2300 Hz
F3 1 ¼ ?gt 18,5 cm 1¼ ? gt ? 14,8 cm

• F3 bei Schwa für 17,5 cm (34000 cm/s) / 14 cm
  2430 Hz
• Änderung von F3normal F3vergrößert
• 2430 Hz 2300 Hz 130 Hz
• Veränderung 130 Hz

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Aufgabe 17
17. Nach einer Fourier-Analyse ist ein Signal in
drei Sinusoide zerlegt worden. Was ist die
Amplitude von diesem ursprünglichen Signal?
Ein periodisches Signal kann immer durch eine
Fourier-Analyse in harmonische Sinusoide zerlegt
werden. Die Amplitude des Ursprungssignals kann
durch Summierung der Amplituden der Sinusoide
rekonstruiert werden.
Hier a b c d
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Aufgabe 18
18. Nach einer Fourier-Analyse ist ein Signal in
zwei Sinusoide zerlegt worden. Was ist die
Amplitude von diesem ursprünglichen Signal zu den
Zeitpunkten (i) 0 ms (ii) 125 ms?
Summierung der Amplituden der Sinusoide
zum Zeitpunkt 0 ms -2 1 -1
zum Zeitpunkt 125 ms 2 1 3.
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Aufgabe 19
19. Ein periodisches Signal wird nach einer
Fourier-Analyse in die zwei folgenden Sinusoide
zerlegt. Was ist die Amplitude von diesem
ursprünglichen periodischen Signal (i) zu Beginn
des Signals (ii) zum Zeitpunkt 250 ms?
i) zum Zeitpunkt 0 ms 2 2 4
ii) Zum Zeitpunkt 250 ms 2 4 6
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Aufgabe 20
20. Das Sonagramm ist der Ausschnitt ich muss
gab des Satzes ich muss gaben sagen. a)
Schätzen Sie die Dauer der Verschlussphase des
velaren Konsonanten in Millisekunden ein. (Die
Zeitachse ist in Sekunden) b) Markieren Sie die
F1 und F2 Transition des Vokals a und schätzen
Sie F1 und F2 zur Zielposition des Vokals ein.
Ca. 1200 Hz
Ca. 700 Hz
a) Verlarer Konsonant g gt ca. 0.09 s 90 ms
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Aufgabe 21
21. Das Spektrogramm ist von der Äußerung wer
möchte. Markieren Sie die zeitlichen Grenzen von
(i) dem Nasalkonsonanten (ii) dem stimmlosen
Frikativ (iii) und dem Verschluss.
w e 6 m 9 C t _at_
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Aufgabe 22
22. Die drei Spektrogramme sind von den ersten
Silben in baten, Degen, boten. Markieren
Sie F2 vom Beginn zum Ende des Vokals. Welches
Spektrogramm ist baten? Welches ist Degen?
Welches ist boten?
baten a
boten o
Degen e
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Aufgabe 23
23. Das Spektrogramm unten ist ebenfalls von der
ersten Silbe eines Wortes. Woran erkennen Sie,
dass der Vokal wahrscheinlich ein Diphthong ist?
Welcher Diphthong wird es wahrscheinlich sein
Der Diphthong in Baum, Bein oder Bäum(e)?
Diphthong durchgehende F2-Transition statt einer
relativ konstanten Zielposition
F2
F1-Onset und F2-Offset sind für aI in 'Bein'
zu niedrig
F1
Für aU in Baum ist F1-Onset zu niedrig und
F2-Offset zu hoch
? Bäum(e)