Τι είναι η συχνότητα φωνής;

Διαφορετικές περιοχές σημάτων κατά μήκος του ηλεκτρομαγνητικού (EM) φάσματος ταξινομούνται με βάση το μέγεθος των μηκών κύματός τους. Αυτές περιλαμβάνουν τις ορατές ζώνες, τους φούρνους μικροκυμάτων και τις ζώνες ραδιοφώνου. Η συχνότητα φωνής αναφέρεται τόσο στο εύρος ήχου της φωνητικής μετάδοσης που είναι πιο ανιχνεύσιμο στο ανθρώπινο αυτί όσο και στη ζώνη συχνοτήτων φωνής που χρησιμοποιείται από τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα για τη μετάδοση της ομιλίας. Αυτή η ζώνη κυμαίνεται γενικά από 300 hertz (Hz) προς τα πάνω έως περίπου 3000-4000 Hz.

Η τηλεφωνία ξεκίνησε για πρώτη φορά να μεταδίδει φωνή, αλλά έχει αναπτυχθεί για να φιλοξενεί άλλους τύπους σημάτων όπως φαξ, τηλέγραφο και ψηφιακές μεταδόσεις. Χάρη στη νοημοσύνη πίσω από το ανθρώπινο αυτί στην κατανόηση και την ανάλυση της ομιλίας, η φωνητική επικοινωνία μπορεί να συμβεί σε ευρύτερο δυναμικό εύρος από τα ψηφιακά δεδομένα. Η μεταφορά δεδομένων σε γραμμές μετάδοσης ανθρώπινης ομιλίας απαιτεί μικροαλλαγές στις παραμέτρους μετάδοσης. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τη χρήση της τεχνολογίας διαμορφωτή-αποδιαμορφωτή (μόντεμ), η οποία ουσιαστικά μεταφράζει τα δεδομένα σε αναλογικούς τόνους. Τα δίκτυα οπτικών ινών, από την άλλη πλευρά, μεταφράζουν φωνητικές επικοινωνίες και επικοινωνίες δεδομένων σε γρήγορους παλμούς φωτός.

Οι ζώνες επικοινωνίας χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: στενής ζώνης, ζώνη φωνής και ευρείας ζώνης. Η στενή ζώνη μεταφέρει σήματα φαξ και τηλετύπου από 0 έως 300 Hz. Η ζώνη φωνής, ή η ζώνη συχνοτήτων φωνής, λειτουργεί εντός 300 έως 4000 Hz για να φιλοξενήσει ένα ευρύτερο φάσμα δεδομένων μέσω τηλεφώνου και μισθωμένων γραμμών.

Η ευρεία ζώνη δέχεται μεταδόσεις άνω των 4000 Hz. Αυτά μπορεί να δεσμεύουν κανάλια φωνής αναλογικής μετάδοσης. Η ψηφιακή μετάδοση φωνής και δεδομένων ολοκληρώνει αυτές τις τεχνικές μετάδοσης από σημείο σε σημείο.
Η ανθρώπινη ακοή εμφανίζεται σε ένα εύρος από 20 Hz έως 20 kilohertz (kHz). είναι ισχυρότερο μεταξύ 300 Hz και 5 kHz. Τα ενήλικα αρσενικά μπορούν να μιλούν από 85 έως 180 Hz, ενώ τα ενήλικα θηλυκά επικοινωνούν από 165 έως 255 Hz. Το εύρος ζώνης στην τηλεφωνία εμφανίζεται συχνά γύρω στα 4 kHz, ωστόσο, συμπεριλαμβανομένων των ζωνών προστασίας. Αυτό μπορεί να φιλοξενήσει μεμονωμένα σήματα συχνότητας φωνής που είναι ομαδοποιημένα σε εκπομπές ευρείας ζώνης.

Η ζώνη εξαιρετικά χαμηλών συχνοτήτων μεταξύ 300 και 3000 Hz περιλαμβάνει την ακουστική ενέργεια στη ζώνη βάσης ή το μηδέν έως το μέγιστο εύρος ζώνης για τις μεταδόσεις φωνής. Αυτή η ζώνη ονομάζεται συχνότητα φωνής (VF) ή ζώνη φωνής. Για τις ψηφιακές επικοινωνίες, ο αριθμός των φορών ανά δευτερόλεπτο μετάδοσης φωνητικής συχνότητας μπορεί να δειγματιστεί ή ο ρυθμός δειγματοληψίας της είναι συνήθως 8 kHz.

Αυτό είναι γνωστό ως διαμόρφωση κωδικού παλμού (PCM), η ψηφιακή αναπαράσταση αναλογικών φωνητικών σημάτων. Με άλλα λόγια, αυτές οι εκχωρήσεις εύρους ζώνης επιτρέπουν στις ανθρώπινες φωνές να μοιράζονται τα ίδια κανάλια μετάδοσης, με ελάχιστες παρεμβολές, με άλλους τύπους δεδομένων. Τα μηνύματα μπορούν να σταλούν άθικτα και να ενισχυθούν πίσω στο ακουστικό εύρος του ανθρώπινου αυτιού.