Wie würden zwei Paar Stimmbänder die Stimme eines Humanoiden beeinflussen?

Ich wurde gerade vom HNO untersucht und bin mit zwei Sätzen von Stimmbändern geboren, der zweite Satz darunter der erste. Ich bin auch der Guinness-Weltrekordhalter für die niedrigste weibliche Stimmnote. Ich wurde bei 20 Hz auf E0 und auf C10 herunterskaliert aufgenommen. Meine ersten Stimmbänder sind auch dicker, sodass ich eine sehr tiefe, satte, tiefe Stimme habe und viele Stimmen und Tiere imitieren kann. Ich bin mit knapp über 5 Fuß 1 Zoll und etwa 110 Pfund sehr zierlich und habe keinen dicken Hals oder einen erkennbaren Adamsapfel oder eine Verdickung, die außen sichtbar ist. Ich klinge auch wie eine normale weibliche Sprechstimme, überhaupt nicht tief ( meine Nichte scheint das Merkmal ebenfalls geerbt zu haben.) Ich suche nach weiteren Informationen über meine Anomalie. Gibt es da draußen noch jemanden wie mich? Joy Chapman

Was wäre der evolutionäre Vorteil davon?

Ein breiterer Bereich von Tonfrequenzen kann (vielleicht) eine kompliziertere Kommunikation ermöglichen ... aber wir haben bereits Sprachen, die von sehr einfach bis unglaublich komplex reichen. Während ich also mit meiner Antwort einige Einblicke gebe, bedenken Sie bitte, dass diese evolutionäre Entwicklung eigentlich keinen Sinn ergibt.

Ich kann mir einen zweiten Satz von Akkorden systemisch auf drei Arten vorstellen

Serie:  Die beiden Stimmbänder sind in Serie, was bedeutet, dass einer dem anderen unmittelbar in der Trachealbahn folgt. Diese Lösung bedeutet, dass der zweite Akkordsatz den ersten Akkordsatz moduliert. Ich stelle mir das Ergebnis etwas anders vor, als wenn ein Audiosignal durch einen Sound-Postprozessor geleitet wird. Sie können ganz einfach einen Drone -Effekt (einen oder mehrere harmonische Töne im Hintergrund des Primärakkords) erzielen oder Sekundäreffekte wie Tonverschiebungen, Nachhall oder vielleicht sogar das stimmliche Äquivalent eines kosmischen Wahs erzeugen. Sie könnten sich wie Ihre eigene Talkbox klingen lassen .

Parallel:  Die beiden Stimmbänder sind parallel, was bedeutet, dass sich die Trachealbahn teilt, um 50 % der Luft an jeden Akkord zu liefern, der angeblich unabhängig betätigt werden könnte. Ich stelle mir vor, dass dadurch zwei unabhängige Frequenzen entstehen könnten, aber nur insofern diese Frequenzen nicht durch die beiden Stimmbändern gemeinsame Mund- und Rachenhöhle geprägt sind.Dies könnte zu einer sehr reichen Stimme führen, die in der Lage ist, ihre eigene kontrastierende Harmonie bereitzustellen. Beachten Sie, dass ich nicht glaube, dass dies die Idee des Singens mit zwei Stimmen erreichen würde. Es würde der einzelnen Stimme nur Tiefe verleihen und der Kommunikation mit unterschiedlichen Sekundärfrequenzen, die einer Primärfrequenz folgen, Komplexität verleihen. Zum Beispiel stellen englischsprachige Menschen eine Frage und erhöhen normalerweise die Frequenz des Tons, wenn die Frage zu Ende geht. Ein Parallelakkord-Wesen könnte der ersten eine zweite Frequenz hinzufügen, die mehr Informationen über die Art der gestellten Frage liefert.

Integriert:  Ein integriertes duales Stimmband ist eine einzelne Stimmbox in der Luftröhre, die zwei separate Sätze von Akkorden enthält – oder vielleicht noch offensichtlicher, es hat die doppelte Anzahl von „Akkorden“. Ich bin ehrlich zu Ihnen, ich bin mir nicht sicher, wie das klingen würde, außer um einen größeren Frequenzbereich bereitzustellen (das Hinzufügen von Akkorden zum gleichen Grundraum erfordert, dass die neuen Akkorde kleiner sind, was auf einen höheren Frequenzbereich hindeutet).

Konsequenzen

• Es brauchte mehr Luft, um zu sprechen, was darauf hindeutet, dass wir alle leiser sprechen würden. (Das wäre nett....)

• Im Hals wird mehr Platz benötigt, was darauf hindeutet, dass die Hälse voluminöser wären.

• Sie haben gerade die Möglichkeit verdoppelt, dass etwas schief gehen kann (z. B. Kehlkopfentzündung), und ich bin mir nicht sicher, ob biologisch zwei Sätze von Akkorden bedeuten, dass die beiden Sätze jemals 100% unabhängig voneinander sein würden. Mit anderen Worten, wenn Sie Ihre Stimme in einer Box verlieren würden, würden Sie trotzdem wie ein Frosch klingen.

Fazit

Es würde einen Unterschied geben, aber ich glaube nicht, dass es ein großer Unterschied wäre. Talentierte Sänger würden einen reicheren Klang produzieren und unsere Kommunikation wäre nuancierter, aber im Allgemeinen wäre es kein dramatischer Unterschied.

Andererseits ist der Preis, den wir zahlen würden, um diesen kleinen Unterschied zu erzielen, sehr hoch mit einer viel komplizierteren Halsstruktur und all den Möglichkeiten für Probleme, die damit einhergehen würden.

Es gibt Möglichkeiten, andere Rachen-/Mundstrukturen als zusätzliche Klangerzeugungsorgane analog zu Stimmbändern zu verwenden. Sie können sich ein Bild davon machen, wie Ihre 2-Stimmband-Kreaturen klingen könnten, indem Sie Katzen und Obertonsängern zuhören.

Obertongesang. https://en.wikipedia.org/wiki/Overtone_singing Tuwinischer Kehlkopfgesang ist der bekannteste dieser Stile. Der Link hat ein Beispiel für Soundclips. Die Sänger richten Strukturen im Hals (oder Mund) so aus, dass sie mit harmonischen Frequenzen der von den Stimmbändern erzeugten Hauptnote vibrieren.

Die meisten Kehlkopfsänger, die Sie im Internet finden, klingen wie Metal-Typen. Aber die Geräusche, die diese Dame macht, klingen nicht wie menschliche Geräusche. https://youtu.be/2kzPek5XbUg?t=266

Katzen tun so etwas wie Obertongesang, wenn sie schnurren.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cat_communication#Purr

Der Mechanismus, wie Katzen schnurren, ist schwer fassbar. Dies liegt zum Teil daran, dass Katzen kein einzigartiges anatomisches Merkmal haben, das eindeutig für diese Lautäußerung verantwortlich ist. Eine Hypothese, gestützt durch elektromyographische Studien, ist, dass Katzen das schnurrende Geräusch erzeugen, indem sie die Stimmlippen und/oder die Kehlkopfmuskeln verwenden, um die Glottis abwechselnd schnell zu erweitern und zusammenzuziehen, was Luftvibrationen während des Ein- und Ausatmens verursacht. In Kombination mit dem stetigen Ein- und Ausatmen beim Atmen der Katze entsteht ein schnurrendes Geräusch mit starken Obertönen.

Ihr Wesen mit 2 Sätzen Stimmbändern müsste beide vom selben Luftstrom abführen. Eine Resonanzstruktur (wie eine Gitarrensaite oder ein Satz Stimmbänder) kann jeweils einen Ton erzeugen. Ihre Kreaturen könnten sie zusammen oder einzeln verwenden. Wie bei Obertonsängern könnte der zweite Satz nach einem Oberton des ersten schwingen. Oder wie bei Katzen könnte der zweite Satz verwendet werden, um Vibrationen mit einem anderen Tonumfang als der erste zu erzeugen.

@ JBHs Antwort ist großartig; es befasst sich mit Fragen der Biologie und zeigt die verschiedenen Möglichkeiten paralleler/serieller Stimmbänder auf. Es ist jedoch verwirrend, was die Stimmbänder der Serie beinhalten. Hier werde ich eine rein akustische Perspektive einnehmen, um das zu konkretisieren.

Kurze Antwort

Mit parallelen Stimmbändern (dh eines für jede Lunge, mit dem Luftstrom weiter oben kombiniert) könnten Ihre Humanoiden mit zwei Tonhöhen gleichzeitig sprechen/singen. Da sie immer noch die gleichen Artikulatoren teilen (alles in der Mundhöhle usw.), konnten sie nicht unterschiedliche Wörter sprechen oder singen, unterschiedliche Vokale erzeugen oder ähnliches. Aber sie konnten, sagen wir, eine große Terz singen. Es hängt also von Ihrer Definition von Stimme ab, aber im Grunde ja.

Mit in Reihe geschalteten Stimmbändern (nacheinander in der Luftröhre) konnten sie immer noch mehr als eine einfache Tonhöhe erzeugen, aber nicht auf so einfache Weise. Wenn Sie jemals in ein Blasinstrument gesungen haben, werden Sie bemerkt haben, dass die Note, die Sie singen, und die Note, die Sie auf dem Instrument spielen, auf seltsame Weise kombiniert werden. Die Tonhöhen der beiden Stimmbänder würden sich auf die gleiche Weise kombinieren. Tatsächlich könnten diese Humanoiden wie Daleks klingen !

Wie genau interagieren die Tonhöhen?

Lange Antwort: Summieren vs. Modulieren

Alle bisherigen Antworten haben eine gewisse Intuition zum Ausdruck gebracht, dass die Stimmbänder in Reihe etwas anderes tun. @Willk sagt, es wäre wie Obertongesang. @RonJohn sagt, sie würden sich gegenseitig einmischen und blockieren. @JBH geht sogar so weit zu sagen, dass sie alles von Wah bis Reverb erreichen könnten. Eigentlich kommt @RonJohn am nächsten, wenn er sagt, dass sie sich einmischen. Genauer gesagt, sie modulieren sich gegenseitig, obwohl dies produktiver ist, als er suggeriert.

Wenn zwei Personen ein Intervall singen (oder wenn zwei Sätze von Stimmbändern mit unterschiedlichen Lungenquellen in denselben stromabwärts gelegenen Luftkanal vokalisieren), werden die Druckwellen summiert : Das heißt, der Wert der Ausgabe ist zu jedem Zeitpunkt die Summe der Werte der Eingänge. Das liegt daran, dass der Luftstrom durch jeden unabhängig vom anderen ist, sodass jeder nur etwas Luftdruck zum gemeinsamen Durchgang an seinem Ausgang beiträgt.

Wenn wir von einem Signal sprechen, das zwei Frequenzen enthält, oder wenn wir davon sprechen, zwei Klänge zu mischen , ist das immer eine Summe.

Was passiert also bei in Reihe geschalteten Stimmbändern? Wenn hier ein Stimmband eingeengt ist, kann das andere keinen Ton erzeugen, sodass die Amplitude des einen das andere moduliert . Wenn beide Schwingungen hörbare Frequenzen haben, spricht man von Ringmodulation . Die Signale werden nicht summiert, sondern multipliziert . Beachten Sie die Unterschiede zwischen den Grafiken oben und unten. Oben ist es so, als würde die schnellere Welle auf dem Pfad der langsameren Welle reiten. In der folgenden Grafik wird die schnellere Welle von der langsameren Welle umhüllt . (Hinweis: Im Gegensatz zu den hier dargestellten elektrischen Signalen sind akustische Signale unipolar und daher würde die Multiplikation etwas anders aussehen.)

Warum klingt es dann anders?

Das Ergebnis der Ringmodulation zweier Frequenzen ist die sogenannte „Summe und Differenz“ dieser Frequenzen. Das heißt, die Frequenzen, die Sie erhalten, sind nicht die, die Sie erhalten, und entscheidend ist, dass harmonische Beziehungen zwischen den Eingangsfrequenzen nicht unbedingt in den Ausgangsfrequenzen gelten. Harmonische Beziehungen (eine Frequenz ist ein ganzzahliges Vielfaches einer anderen) sind sehr wichtig für unsere Wahrnehmung von Klängen (deshalb mögen wir harmonische Intervalle wie Terzen und Quinten), daher klingt diese Inharmonizität seltsam und kann es sogar schwierig machen, eine Tonhöhe aufzulösen zum Klang. Dies gilt umso mehr für die komplexen Signale, die von Stimmbändern erzeugt werden.

Das ist also etwas verrückter als der Vorschlag des Obertongesangs, bei dem Ihre Mundhöhle einen Resonator bildet, der eine harmonische Frequenz aus Ihrer Stimme herausgreift und so stark verstärkt, dass sie als separater Ton wahrgenommen wird. Aber es ist nicht ganz so abgefahren wie Reverb-Effekte zu erzielen.

Zu einer letzten Anmerkung

Die Ringmodulation ist für uns nicht intuitiv und daher schwer zu kontrollieren. Die Kontrolle wird diesen Kreaturen jedoch ganz natürlich vorkommen. Die meisten Beispiele für Ringmodulation, die in Soundeffekten (wie Dalek-Stimmen) verwendet werden, beinhalten einen konstanten Ton, der ein komplexes Signal moduliert, oder (im Fall des Beispiels für Flötengesang) zwei Melodien, die in einem konstanten Intervall voneinander entfernt sind. Wenn die bivokalen Humanoiden es beherrschen würden, beide Stimmbänder gleichzeitig dynamisch zu variieren, könnte ich mir vorstellen, dass sie alle möglichen interessanten Polyphonien erzeugen könnten.