Habár a gégében hangszalagrezgésből előálló zöngét illetően eddig csak az alapfrekvenciáját említettük, azonban a zönge összetett rezgés lévén az alapfrekvencia egész számú többszöröseként felharmonikusok is megjelennek az akusztikai jelben (Ladefoged 1996, Markó 2017). Hasonlóképpen a toldalékcső is gerjeszthető, tehát vannak sajátfrekvenciái, azaz alapfrekvenciája és felharmonikusai. Más szavakkal megfogalmazva, a toldalékcső alaki és méretbeli tulajdonságai révén egy rezonátorként működik, így a hangszalagrezgésből előálló összetett kváziperiodikus rezgést megszűri, azaz felerősít és gyengít bizonyos frekvenciájú összetevőket (felharmonikusokat) (Fant 1960). A toldalékcső gerjesztésekor az általa felerősített frekvenciákat, energiacsúcsokat (illetve az ezeket kialakító üregi sajátfrekvenciákat) formánsoknak nevezzük (Fitch–Giedd 1999). Tehát a hangszalagrezgésből előálló zönge és a toldalékcső sajátfrekvenciái együttesen alakítják ki a beszédprodukcióban megjelenő akusztikai jelet. A beszédhangképzésben a hangszalagrezgés (hangforrás) és a toldalékcső szűrőfunkciójának interakcióját a forrás-szűrő modellel szokás leírni (Fant 1960). Ez ugyanakkor azt is jelenti, hogy a toldalékcső eltérő alaki beállításaival eltérő hangszínű (tehát eltérő akusztikai minőségű) beszédhangokat tudunk létrehozni. Tehát a vokalikus szegmentumokat formánsos akusztikai szerkezet jellemzi (Ladefoged 1975), valamint – mint azt említettem – magánhangzók és az approximánsok közötti különbség úgy ragadható meg, hogy az approximánsok képzésekor a toldalékcső elkeskenyedése (szűkülete) a magánhangzókhoz viszonyítva jelentősebb (de az approximánsokban sem olyan mértékű, hogy a hatására az obstruensekre jellemző turbulens zörej jöjjön létre) (Trask 1996).

 

A toldalékcsőhöz hasonló, egyik oldalán zárt csövek gerjesztése esetében a cső zárt oldalán jelenik meg a részecskék elmozdulási sebességének zérusa, azaz ezen a ponton az egységnyi idő alatt áthaladó részecskék száma és a sebességük is minimális (tehát itt a hullám amplitúdója nulla, a nyomás pedig maximális, hiszen innen indul a kváziperiodikus nyomásingadozás). Ezzel szemben a cső nyitott végénél a részecskék elmozdulási sebessége maximális (tehát ebben az esetben az elmozdulási sebességgörbe amplitúdója is maximális, valamint a nyomáskiegyenlítődésből fakadóan a nyomáshullámnak csomóponti pozíciója helyezkedik el itt).

 

Mint fentebb említettem, a formánsfrekvenciák értéke a toldalékcsőben megjelenő szűkület pozíciójának függvényében változik, ami a Chiba- és Kajiyama-féle (1941) perturbációs elmélet szerint azt jelenti, hogy ha a toldalékcsőmodellben olyan helyen csökkentjük a cső keresztmetszetét, ahol adott formáns sebességhullámának maximum amplitúdójú pozíciója van (azaz a részecskék elmozdulása a leggyorsabb, azaz a részecskék legnagyobb mozgási energiával rendelkeznek), akkor – mivel a részecskék mozgása akadályozva van – a formánsfrekvencia értéke csökken. Ezzel szemben, ha olyan pozícióban képzünk akadályt, ahol a részecskék minimális mozgási energiával rendelkeznek, akkor a formánsfrekvencia értéke növekszik. Ezekből az összefüggésekből – és a 4. ábrát figyelembe véve – többek között a következő artikulációs beállításból fakadó akusztikai jegyekre következtethetünk: mivel minden formánsfrekvencia esetében a szájnyílásnál maximum amplitúdójú pozíció jelenik meg, az ajakkerekítés okozta szűkület az összes formánsértéket csökkenti. Illetve dorzális magánhangzók esetében a palatális (kemény szájpadi) szűkület esetében a második formánsfrekvencia (F2) értéke relatíve magas, míg veláris-faringális (lágyszájpadi-garati) szűkület esetében az F2 értéke viszonylag alacsony frekvenciával realizálódik (Kent–Reed 2001).

 

A Stevens-féle akusztikai csőmodellben (2000) a magánhangzók képzésekor létrejövő szűkület is két nagy üregre bontja a toldalékcsövet, azonban ebben az esetben e két üreg keresztmetszete eltérő lehet, és az összecsatlakoztatott csövek „végei” is lehetnek zártak és nyitottak. Emellett a két üreges akusztikai rendszert például egy ajakkerekítéses beszédhang esetén további szűkülettel és üregekkel is ki lehet egészíteni (Stevens 2000). Stevens leírása szerint a toldalékcsőben megjelenő üregek akusztikailag össze vannak kapcsolva, tehát ezekben az esetekben a toldalékcső rezonanciáját alapvetően a két üreg külön-külön számított rezonanciájának kombinációjával, összességével lehet leírni (valamint emellett bizonyos mértékű perturbáció is megjelenik a szűkületből fakadóan). Stevens akusztikai modellje a kvantális elmélethez kapcsolódik és elsősorban az úgynevezett kvantális magánhangzókra helyezi a hangsúlyt, azaz az /i/, /u/ és /ɑ/ magánhangzókra (Stevens 1989).

 

Ha a 6. ábrán megfigyeljük ezen akusztikai modellek nomogramjait (azaz diagramokat, amelyekben az értékek változása két folytonos változó függvényében történik), akkor a következő megállapításokat tehetjük. A 6. ábrán a nomogramok azt mutatják be, hogy a hátulsó üreg hosszának manipulációjával hogyan változnak a formánsfrekvenciák értékei, vagyis az ábrákon az x-tengely mentén haladva nő a hátulsó üreg hossza, tehát ezáltal kerül egyre előrébb a szűkület egy 16 cm-es toldalékcsőben. Az /i/ beszédhang esetében a hátulsó üregnek legalább 6 cm hosszúnak kell lennie, az /u/ esetében a hátulsó üreg hossza valahol 2 cm és 6 cm között helyezkedik el, valamint az /ɑ/ esetében megközelítőleg 4 cm (Stevens 1989: 12, 13, 17).

 

 

Az /i/ esetében azt láthatjuk, hogy a hátulsó üreg megadott hosszára relatíve alacsony F1, magas F2 és F2-t megközelítő F3-értéket kapunk. Az /u/ esetében megadott intervallumban mindhárom formánsfrekvencia relatíve alacsony értékkel valósul meg, illetve az /ɑ/ esetében a modell predikciója szerint az F1-értéke relatíve alacsony (habár ebben az esetben pl. egy alsó nyelvállású /ɑ/ esetében magasabbat várnánk), az F2 mediális; az F3 pedig relatíve magas értékkel realizálódik. E nomogramok elsődleges célja annak a jelenségnek a bemutatása, hogy habár e három beszédhang eltérő akusztikai modellel írható le, az akusztikai szerkezetben mégis fellelhető a Chiba- és Kajiyama-féle (1941) perturbációs elmélet predikciója, hiszen ebben az esetben is láthatjuk azt, hogy például az F1 maximumértéke mindhárom magánhangzó esetében a szűkület előrébb mozdulásával csökken, valamint az F2 frekvenciaértéke az elölképzettség függvényében változik, tehát a palatális /i/ magánhangzó esetében kifejezetten magas, míg az /u/ esetében jelentősen alacsonyabb. Továbbá az F2-értékének változását a 6. ábra nomogramjain szemlélve azt mondhatjuk, hogy az F2 mindhárom magánhangzó esetében kizárólag egyetlen pozitív kitérési ponttal rendelkezik, ami abból ered, hogy a szájüregben az F2 állóhullámának mindössze egyetlen csomóponti pozíciója jelenik meg. Hasonlóképpen az F3 esetében két maximális kitérési pontot láthatunk a hátulsó üreg növekedésének függvényében, hiszen ebben az esetben már az F3 állóhullámának két csomóponti pozíciójára számíthatunk. Azonban fontos megjegyezni, hogy mint fentebb említettem a Stevens-féle (1989) modellek esetében a rendszer egyes részei akusztikailag össze vannak kapcsolva, és hatással vannak egymásra, ezért e modell alapján csak közelítő megállapítások tehetők a toldalékcső alakjának és a formánsfrekvenciák értékének összefüggéseiről (Stevens 2000). Ennek ellenére összefoglalva az általános jellegű összefüggéseket, a következő megállapításokat tehetjük az artikulációs beállítás és az akusztikai szerkezet kapcsolatára vonatkozóan.